NL8006559A - Luchtbandprofilering. - Google Patents

Description

*» s 1 VO 1230

Titel: Luchtbandprofilering.

De uitvinding heeft betrekking op het vormen van een bandkarkas zodanig dat het profiel van de karkaslagen, gezien in dwarsdoorsnede van de band, in de schouderzones bij de zijdelen van de brekerstructuur, naar de buitenzijde van de band concaaf is.

5 Meer in het bijzonder betreft de uitvinding luchtbanden voor motorvoertuigen en wel, hoewel niet uitsluitend, radiaalbanden, dat wil zeggen banden waarvan de koorden in de karkaslagen zijn geplaatst onder een hoek gelijk aan of slechts in geringe mate afwijkend van 90° ten opzichte van het evenaarvlak van de band.

10 Aangezien tegenwoordig de. algemene bandstructuur bekend kan worden geacht zal geen nadere uitleg worden gegeven van uitdrukkingen als karkas, karkaslagen, hiel en kern, breker, bandwangen, en schouders, zoals in deze beschrijving zullen worden gebruikt.

Het is bekend dat banden in de kroonzone, gelegen tussen het T5 karkas en het loopvlak, zijn uitgerust met een brekerstructuur, die in radiaalbanden in hoofdzaak een structurele functie heeft en wordt aangeduid met "gordel". Deze structuur, die in hoofdzaak niet uitrekbaar is, dient bovendien voor het verhinderen van elke dilatatie in omtreks-richting van het karkas als gevolg van het opblazen daarvan met drukken 20 die aanzienlijk hoger zijn dan de atmosferische druk, welke dilaties op overwegende wijze de eigenschappen en de levensduur en het gedrag van de band tijdens gebruik beïnvloeden.

Ervaringen, opgedaan door de jaren heen met het beproeven van diverse soorten banden en de bijbehorende gordelstructuren, hebben aan-25 getoond dat het bandgedrag tijdens gebruik, op overwegende wijze afhankelijk is van de voorbelastingen als gevolg van de opblaasdruk, meer in het bijzonder als gevolg van de verdeling van de spanningen in de gordelstruetuur.

Met andere woorden blijkt een goed bandgedrag afhankelijk van de 30 uniformiteit van de voorbelastingstoestand van de gordel, waarbij de gehele breedte van de gordel is betrokken.

Een dergelijke distributie van de spanningen blijkt zeer moeilijk te realiseren. In de eerste plaats ondervindt men moeilijkheden die verband houden met de gordelstruetuur zelf. Zoals bekend is zijn 8 0 0 6 5 5 9 ► '·*.

-2- dergelijke gordels in hoofdzaak samengesteld uit een aantal koordlagen van textiel en/of metaal, welke radiaal over elkaar heen zijn aangehracht.

Deze lagen kunnen hij de randen van de structuur onderling versprongen zijn aangehracht, zodanig dat er een geleidelijke overgang 5 aanwezig is van een zone met een aanzienlijke huigstijfheid, welke zone correspondeert met die van de gordel, naar een zone die in hoge mate "buigbaar is, zoals de bandwangzone.

Het blijkt dat onvoldoende geleidelijkheid van de overgang de oorzaak kan zijn van het onderling losraken van de gordellagen en ook 10 ten opzichte van het karkas.

De genoemde verspringingen vormen echter bij de twee uiteinden van de gordelstructuur verzwakkingen. Het is deze verzwakking van de randzones van de gordel die tot gevolg heeft dat met het opblazén van de band geen voorbelasting mogelijk is, zodanig dat deze een beter weg-15 gedrag tijdens het afrollen van de band bewerkstelligd.

Er zijn diverse pogingen gedaan om dit bezwaar te vermijden, zoals het toepassen van gordellagen met omslagdelen bij de uiteinden, danwel het versterken van de uiteinden door daaromheen koordstroken te wikkelen in de langsrichting van de band of onder een kleine hoek ten 20 opzichte van deze richting.

Ook zijn vele pogingen gedaan om het profiel van de bandkarkas-lagen in opgeblazen toestand van de band te beïnvloeden, zodanig dat de op de brekerstructuur uitgeoefende krachten bijdragen tot de in het voorgaande genoemde uniformiteit van de voorbelaste toestand. Men heeft 25 getracht dit resultaat te bereiken door ingrijpen in het profiel van de bandlagen, bijvoorbeeld door een hierop gerichte vormgeving van het buitenoppervlak van de loopvlakstrook of met behulp van rubberlagen, in het bij zonder lagen met in dwarsdoorsnede een lensvorm, die tegen de karkaslagen zijn geplaatst, danwel tussen de lagen op diverse 30 posities zijn aangebracht.

Ongeacht de mate van verbetering die aldus kan worden verkregen, blijkt geen van deze maatregelen in staat te zijn geweest het probleem op te lossen en evenmin is aldus een aanwijzing gevonden om tot de gewenste oplossing te geraken. De verkregen resultaten zijn nl. niet 35 volledig bevredigend en bovendien lijkt het niet dat, op deze weg voortgaand, aanzienlijke verdere verbeteringen kunnen worden verwacht.

8 00 6 5 5 9 * -3-

Het is nu aan aanvraagster geileken dat dergelijke aanzienlijke verbeteringen wel mogelijk zijn, in het bijzonder door, en dit is tot dusverre niet bekend, het profiel van de lagen van het bandkarkas in opgepompte toestand te beïnvloeden door vormgeving van het profiel van 5 de karkaslagen voor en tijdens het vormen en vulcaniseren van de band zelf.

Het doel van de uitvinding is dan ook een luchtband, uitgerust met een karkas en een brekerstructuur tussen het karkas en het loopvlak, welke is gevormd met een tevoren gefixeerd karkaslaagprofiel, 10 gezien in dwarsdoorsnede van de band, zodat tijdens de overgang naar de tot de werkdruk opgeblazen bandtoestand, het genoemde profiel op de brekerstructuur krachten uitoefent van zodanige grootte en richting, dat deze in een regelmatige en uniforme voorbelaste toestand geraakt, als resultaat van de belasting door de opblaasdruk.

15 Volgens de uitvinding is hiertoe een luchtband voor een motor voertuig, voorzien van een karkas, dat een holte met een in hoofdzaak torus-vormige configuratie begrenst, een loopvlakstrook in de kroon-zone aan de buitenzijde van het karkas, bestemd voor het maken van contact met de grond tijdens het afrollen van de band, een paar band-20 wangen voor het beschermen van het karkas in axiale richting aan de buitenzijde, waarbij de twee zones die de loopvlakstrook en de band-wangen met elkaar verbinden de schouders zijn en een tussenstructuur, geplaatst tussen het karkas en de loopvlakstrook, welk karkas is voorzien van éên of meer lagen van berubberd koordweefsel, gekenmerkt door-25 dat na het vormen en vulcaniseren het profiel van de karkaslagen, dat in hoofdzaak concaaf is voor het begrenzen van de torus-vormige holte, in dwarsdoorsnede van de band bij de schouders een gebogen profiel heeft met het krommingsmiddelpunt aan de buitenzijde van de bandholte en derhalve in hoofdzaak convex ten opzichte van deze holte.

30 De waarde van de corresponderende kromtestraal kan naar wens begrensd worden vergroot met daarmee gepaard gaande afplatting van het convexe deel totdat dit een vrijwel rechtlijnig profiel heeft.

Een geschikte axiale dimensie van de bovenaangegeven profiel-delen is die, gelegen tussen 7% en h0% van de in axiale richting ge-35 meten afstand tussen de axiale buitenbegrenzing van êên van de profiel-delen en de corresponderende axiale begrenzing van het tegenoverliggende 8006559 ♦ -U- profieldeel.

Het in het voorgaande beschreven profiel van de karkaslaag is bedoeld voor het blokkeren van de uitzetting van de karkaslagen in de delen die corresponderen met de beschreven profielen in het nog onge-5 vulcaniseerde karkas met behulp van een omhullingsstructuur die in om-treksrichting niet uitrekbaar is, zoals bijvoorbeeld in een doelmatige uitvoeringsvorm, een wikkeling van wapeningskoorden die in de longitudinale richting van de band zijn geplaatst en bestaan uit materiaal, gekozen uit de groep materialen, geschikt voor het vormen van elementen 10 die weerstand bieden althans tegen trekkrachten, zoals metaal of anders bepaalde natuurlijke of synthetische vezels.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding vormt de omhullings structuur een integraal deel van de brekerstructuur die daarnaast is uitgerust met ten minste twee radiaal op elkaar geplaatste 15 lagen metaalkoorden die in elke laag onderling evenwijdig zijn en die de koorden van de aangrenzende laag kruisen en symmetrisch hellend zijn ten opzichte van de longitudinale richting van de band onder een hoek, gelegen tussen 10° en 30°, welke lagen bij hun uiteinden onderling versprongen zijn, waarbij de genoemde omhullingsstructuur over-20 lappend ten opzichte van ten minste één van deze lagen in het zijdeel daarvan is aangebracht.

In het bijzonder valt van de genoemde omhullingsstructuren hun eigen axiale buitenrand in hoofdzaak samen met die van de breedste van de genoemde metaalkoordlagen.

25 De in het voorgaande aangegeven voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding blijkt bijzonder geschikt te zijn voor een luchtband van het radiale type met een textiel- of metaalkarkas dat aan zijn twee radiale binnenuiteinden is uitgerust met bandhielen voor het monteren van de band op een corresponderende bandvelg, waarbij de torus-vormige holte 30 van de band opent naar de buitenzijde van zijn radiale binnendeel, gelegen tussen de twee bandhielen, waarbij het karkas is voorzien van een aantal lagen berubberd koordweefsel, versterkt met textiel- of metaalkoorden, waarbij de bandhielen zijn uitgerust met in omtreksrichting niet uitrekbare ringvormige elementen, waaromheen de éinden van de kar-35 kaslagen zijn omgeslagen.

8 00 6 55 9 _______i * -5-

Banden van het beschreven type zijn hij voorkeur die welke zijn gekenmerkt door een H/C-verhouding groter dan 0.8.

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing naar de tekening, enige uitvoeringsvoorbeelden van het luchtbandprofiel 5 worden beschreven.

Fig. 1 toont het radiaal buitenste deel van het profiel van de karkaslagen in radiale doorsnede van een gevulcaniseerde band in een eerste uitvoeringsvorm; fig. 2 toont hetzelfde deel van het profiel van de karkaslagen 10 in een tweede uitvoeringsvorm; fig. 3 toont de plaatsing van een niet uitrékbare omtreksstructuur op de lagen van het gevormde karkas (waarvan alleen het radiaal buitenste deel zichtbaar is), met het doel het profiel van de karkaslagen volgens de uitvinding te realiseren en 15 fig. U is een radiale doorsnede van de luchtband volgens de uit vinding.

Alvorens in te gaan op de figuren en de bijzondere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding te bespreken, zullen bepaalde fundamentele uitgangspunten worden besproken die ten grondslag liggen aan de ver-20 schijnselen die in een luchtband optreden wanneer deze op een velg is gemonteerd en tot de werkdruk is opgepompt, hoewel deze uitleg geen beperkend karakter heeft. De bespreking van de uitgangspunten dient in ieder geval voor het introduceren van uitdrukkingen die in het vervolg van deze beschrijving zullen worden gebruikt.

25 · In de eerste plaats zal een luchtband worden beschouwd die uit sluitend een karkas heeft dat eventueel op twee vaste punten, bijvoorbeeld de hielkernen, is verankerd. Bij het opblazen van een dergelijke luchtband neemt het karkas een bijzondere vorm aan, welke erop is gericht dat spanning en vervorming van de koorden in de lagen na het op-30 blazen tot een minimum zijn beperkt en waarbij derhalve, globaal gezien, de potentiële energie van de vervorming, die door de band tijdens de overgang van zijn gevormde configuratie en zijn opgeblazen configuratie-tot een minimum is beperkt.

Het profiel van de in het voorgaande beschreven karkaslagen in 35 de dwarsdoorsnede van de band kan nu worden aangeduid met "evenwichts-profiel". Dit profiel is ongeveer dat van een flexibele draad (d.w.z. een N.

8006559 7 v -β- draad zonder buigstijfheid) die niet uitrekbaar is en die zich uitstrekt tussen twee tevoren bepaalde vaste punten, zoals bijvoorbeeld de hiel-kernen van het karkas. Dit profiel kan mathematisch worden gedefinieerd met uitdrukkingen die overigens aan deskundigen welbekend zijn.

5 Door langs het traject van de draden andere tegen houdende elementen bij de opgeblazen karkaslagen aan te brengen, verandert dit profiel en gaat dan afwijken van het evenwichtsprofiel (dat ook het profiel bij vrije uitzetting zou kunnen worden genoemd) en in de praktijk kan nu van een evenwichtsprofiel (in mathematische zin) 10 worden gesproken met betrekking tot alleen die draden die zich uitstrekken tussen twee opeenvolgende tegenhoudelementen.

Bij de onderhavige band zijn er, naast de eventuele twee band-hielkemen, andere tegenhoudende punten in het profiel van de karkaslagen en meer in het bijzonder worden deze gevormd door het dwarsdoor-15 snedeprofiel van de gordel, die immers niet uitrekbaar en niet vervormbaar is en waarvan het profiel niet samenvalt met dat van het evenwichtsprofiel van de karkaslagen in het geval van afwezigheid van een breker en dat immers wordt bepaald op basis van het bepaalde, beoogde luchtbandontwerp.

20 Bij de onderhavige band wordt er derhalve de voorkeur aan gegeven, te spreken van een opgeblazen profiel dat samenvalt met het evenwichtsprofiel, indien het uitsluitend om de bandwangzones gaat, dat wil zeggen gelegen tussen de twee paren tegenhoudpunten, gevormd door de band-hielen, en door de omtreksgordel.

25 In de karkasdelen, waarin het opblaasprofiel niet samenvalt met het evenwichtsprofiel (nl. bij de gordel) oefent het opgeblazen karkas krachten uit op de tegenhoudelementen (met name de gordellagen), die evenredig zijn met de afwijkingen tussen het opblaasprofiel en het evenwichtsprofiel en waarvan de richting afhankelijk is van de onder-30 linge positie van de twee profielen met betrekking tot de onder druk gezette bandholte.

Het zijn deze krachten die in de praktijk de gordel onder voor-spanning brengen.

Anderzijds wordt in de gevormde band aan de theoretische voor-35 waarde dat de draden van de karkaslagen flexibele draden zijn, niet voldaan, aangezien het vuleaniseren van de band een structuur met een 8 00 6 5 5 9 -7- r eigen stijfheid is ontstaan waardoor tijdens de overgang van het algemene vormprofiel tot het opgeblazen profiel» het karkas vervormingen ondergaat en derhalve vervormingsenergie absorbeert die evenredig is met de globale afwijking tussen de twee in het voorgaande aangegeven 5 profielen.

Men zou derhalve kunnen denken dat het gevormde karkas met een vormprofiel dat overeenstemt met het in het voorgaande gedefinieerde karkas, indien onder druk gebracht, vordt omgezet in een opblaasprofiel, dat kan worden afgeleid uit wijzigingen die berekenbaar zijn en die bij 10 het evenwiehtsprofiel worden aangebracht, zodanig dat de vervormingen en de daaruit voortvloeiende spanningstoestand, worden geabsorbeerd door de bandstructuur die op de velg is gemonteerd en is opgeblazen (met minimale wijzigingen tussen de twee profielen) en waardoor het mogelijk wordt de krachten die op bepaalde structuren, bijvoorbeeld 15 de gordel worden uitgeoefend, te laten overheersen door de opblaas-druk.

In de praktijk blijkt echter dat het uitgangspunt, nl. dat de gordel volledig onvervormbaar en niet uitrekbaar is, in het algemeen niet juist is, in tegendeel, deze gordel onder invloed van de opblaas-20 druk van de band, meegeeft, dat wil zeggen abnormale verplaatsingen van de tegenhoudpunten optreden cue op oncontroleerbare wijze het evenwicht sprofiel wijzigen en eveneens het eigenlijke opblaasprofiel alsmede het uitgangspunt voor het berekenen van het vormprofiel. Met andere woorden zal in de praktijk indien het vormprofiel is gekozen op basis 25 van theoretische overwegingen betreffende het evenwicht, resulteren in oncontroleerbare afwijkingen van de ideale toestand, nodig voor het ba:eiken van de gewenste resultaten.

Het bepalen van het ideale vormprofiel vormt een technisch probleem dat door aanvraagster op hierna te beschrijven wijze, onder refe-30 rentie aan de figuren, zal worden beschreven.

In fig. 1 is met de lijn 1 het vormprofiel van de karkaslagen volgens de uitvinding aangegeven, terwijl de gebroken lijnen respectievelijk het evenwiehtsprofiel 2 van de karkaslagen bij afwezigheid van de breker, het opblaasprofiel 3 van de corresponderende band in 35 de bekende uitvoeringsvorm, afgeleid van het evenwicht voor een band, .......8 00 6 5 5 9 -8- uitgerust met een tussenstructuur, en het opblaasprofiel ^ corresponderend, met het vormprofiel 1 aangeven.

Om deze profielen is aan de radiale buitenzijde de buitenvorm van de band aangegeven.

5 In de tekening is niet het radiaal binnenste deel van de band en het bijbehorende karkas weergegeven aangezien dit deel voor de onderhavige beschrijving niet van belang is.

Verder wordt opgemerkt dat het evenwichtsprofiel 2 en het opblaasprofiel 3 de punten A,C,D en B, alsmede de delen die zich aan de 10 radiale binnenzijde van de punten A en B bevinden» gemeen hebben.

Deze profielen zijn daarentegen onderling zeer verschillend voorzover gelegen tussen de punten A en B. Verder wordt gewezen op de punten M, resp. N, gelegen op de trajecten A-C en D-B van het opblaasprofiel 3.

De punten M en N vertegenwoordigen de axiale buiteneinden van 15 een niet uitrekbare en onvervormbare gordelstructuur, waarvan het profiel is gekozen volgens het traject M C DU van het opblaasprofiel 3.

M en N vertegenwoordigen de twee reeds genoemde tegenhoudpunten in het vrije uitzetprofiel van' de karkaslagen die danook dit profiel wijzigèn. Reeds is gesteld dat thans alleen dan van een evenwichts-20 profiel kan worden gesproken voor de delen, gelegen in elke bandwang, tussen de hielkern of enig ander (niet afgebeeld) soortgelijk tegen-houdmiddel en het corresponderende gordeluiteinde M, danwel N).

De keuze van de punten A en B in fig. 1 is slechts hypothetisch en niet objectief bepaald. Een exacte plaatsing is danook niet essentieel 25 voor het doel van de onderhavige uitvinding aangezien kan worden aangenomen (en ook mathematisch kan worden aangetoond dat de kwalitatieve ontwikkeling van de profielen 2 en 3, indien met elkaar vergeleken er uit moet zien als in de figuren aangegeven.

Het traject A-B van het profiel 2 moet dan ook voldoen aan de 30 voorwaarde dat dit dezelfde lineaire ontwikkeling heeft als de trajecten A -M C D IT B van profiel 3, zonder dat er discontinuïteitspunten zijn van de raaklijn zoals M en N.

Beidgkt men thans profiel 1, dat het vormprofiél is (van de luchtband volgens de uitvinding) en dat derhalve niet direct vergelijkbaar 35 is met de profielen 2 en 3 die. immers'.opblaasprofielen vertegenwoordigen. Deze laatste moeten worden vergeleken met profiel b (waarbij alleen die

800655S

/ · -9- .

delen van "belang zijn die afwijken van het profiel 3), dat het opblaas-profiel van de "band volgens de uitvinding weergeeft, nl. het vormprofiel 1 zoals dit is gewijzigd nadat de hand op de velg is gemonteerd en nadat het tot de werkdruk is opgeblazen.

5 Bij fig. 1 kan worden opgemerkt dat de ontwikkeling volgens een in hoofdzaak concave lijn, in deze ontwikkeling een reeks krommingen bevat met kromtestralen R, Rg, R^, waarvan de middelpunten binnen de bandholte liggen. Niettemin zijn er volgens de uitvinding twee trajecten E-F en G-H, die zich aan weerszijden van het omtreksvlak bij de 10 bandschouders bevinden, die krommingen hebben met kromtestralen R^ en Rj-, waarvan de middens zich aan de buitenzijde van de bandholte bevinden.

Derhalve hebben de betreffende profieldelen een holte die naar de buitenzijde van de band is toegekeerd, dus in tegengestelde zin zijn georiënteerd van het overige deel van het profiel 1. Hieraan moet meteen 15 worden toegevoegd dat de punten E en H in hoofdzaak samenvallen met de randen van de brekerstructuur, terwijl de punten F en G verderop in de beschrijving zullen worden gedefinieerd,

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding hebben de betreffende profieldelen (fig. 2) een variabele kromtestraal en zijn althans 20 ten dele recht. Deze oplossing is meer dan een alternatief, nl. een grensvoorwaarde voor het profiel 1 in fig. 1, nl. de voorwaarde, volgens welke de kromtestraal, van de betreffende delen (B^, B^) in hoge mate zijn vergroot, nl. zodanig dat zij als oneindig kunnen worden aangemerkt. Bovendien kan de oriëntatie van de kromtestralen van deze delen, 25 dat wil zeggen de helling ten opzichte van het evenaarvlak m-m van de luchtband, variëren binnen zeer ruime grenzen, terwijl in de in fig. 1 aangegeven situatie alleen een van de vele mogelijkheden aanwezig is.

Fig. 3 toont een praktische en geschikte wijze voor het realiseren van het profiel volgens de uitvinding, nl. tijdens de fazen van de band-30 vervaardiging, door op de axiaal buitenste delen van het karkas een tegenhoudstructuur 5 aan te brengen die in omtreksrichting niet uit-rekbaar is. Deze structuur blokkeert bij een diameter met een tevoren bepaalde waarde, de corresponderende zone van het karkaslichaam, terwijl de aangrenzende zones verder kunnen expanderen, en in het bijzonder 35 de centrale zone, gelegen tussen de twee tegenhoudstructuren. Het is derhalve duidelijk, dat de punten E-H en F-C, zoals in het voorgaande 8 0 0 6 5 5 9 -10- geillustreerd, in hoofdzaak de axiaal buitenste en binnenste randen van de in het voorgaande genoemde tegenhoudstructuur vertegenwoordigen.

Bij voorkeur is de axiale breedte van de in het voorgaande gedefinieerde holten, en derhalve die van de corresponderende tegenhoud-5 structuren, gelegen tussen 1% en b0% van de axiale breedte, gemeten tussen de axiale buitenbegrenzingen van de holle delen.

Van een uitvoeringsvorm die zeer geschikt is voor deze structuur is een deel aan de rechter zijde van de dwarsdoorsnede in fig. 3 in detail afgebeeld en hieruit blijkt dat deze is samengesteld uit een 10 wilkeling van koorden 6, zodat deze geschikt is voor directe aanbrenging op het karkas, echter ook afzonderlijk kan worden gereed gemaakt en daarna op het karkas kan worden geplaatst, een en ander zodanig dat de structuur in omtreksrichting niet uitrekbaar is.

Ervan uitgaande dat aan deze voorwaarde is voldaan, zijn diver-15 se structuren mogelijk en zijn ook diverse materialen hiervoor geschikt.

Bijvoorbeeld kan de wikkeling worden verkregen door het schroef-lijnvormig wikkelen van één enkel koord in een aantal windingen, of ook kan gebruik worden gemaakt van een strxk'b^ubbeidweefsel met een aantal koorden die onderling evenwijdig en in langsrichting van de strook ge-20 oriënteerd zijn aangebracht, samenvallend met de longitudinale richting van de band en in een of meerdére slagen radiaal over elkaar heen.

Voorzover het het materiaal van de koorden betreft, dit moet geschikt zijn voor het vervaardigen van elementen die althans aan trekkrachten weerstand bieden en die bijvoorkeur zodanig worden gekozen 25 dat met minimaal materiaalgebruik kan worden volstaan. Zeer geschikt hiervoor zijn metalen, in het bijzonder staal en bepaalde synthetische vezels, zoals door Dupont op de markt gebracht onder de naam ’’Kevlar” (geregistreerd handelsmerk), echter ook andere, eveneens geschikte materialen kunnen worden gebruikt, zoals textielvezels, zowel natuur-30 lijke als synthetische, of anorganische materialen zoals glas, asbest en dergelijke.

In het algemeen kan worden gesteld dat voor de koorden alle materialen kunnen worden gebruikt die hiervoor in de bandtechnologie bekend zijn.

35 Tot slot kan worden gesteld dat de in het voorgaande genoemde tegenhoudstructuur kan worden gerealiseerd .als een integraal deel van de brekerstructuur, aan te brengen tussen het karkas en de loopvlakstrook.

» _ ___ 8006559 -11-

- V

Een voorbeeld van deze uitvoeringsvorm is afgeheeld in fig. die een radiale dwarsdoorsnede geeft van een zeer grote band van het radiale type met dubbele hielkernreeksen.

Bekijkt men thans alleen die elementen die essentieel zijn voor 5 deze structuur dan ziet men twee groepen koordlagen 7 en 8 voor het karkas (berubberd koordweefsel, gewapend met rayonkoorden), waarbij elke groep bij de uiteinden is geslagen om een hielkern 9.

Deze band is uitgerust met een gordel, die in hoofdzaak is samengesteld uit twee lagen 10 en 11 van metaalkoorden, die per laag onder-10 ling evenwijdig zijn en die de koorden in een aangrenzende laag kruisen en wel symmetrisch hellend ten opzichte van het evenaarvlak onder een hoek gelegen tussen 10° en 30°, waarbij de lagen bij de uiteinden verspringend zijn met de breedste laag aan de radiale binnenzijde.

Op de twee uiteinden van dit lagenpakket zijn twee tegenhoud-15 structuren 5 voor de karkaslagen geplaatst, elk gevormd door een dubbele wikkeling van metaalkoorden 6 die in langsrichting zijn geplaatst, waarbij de axiale buitenrand samenvalt met die van de breedste laag en waarbij de axiale ontwikkeling van elke wikkeling volgens een algemene vaste regel gelijk is aan 18# van de totale axiale-ontwikkeling 20 van de gordelstructuur. Met andere woorden de verhouding l/L varieert tussen 0.20 en 0.86 en is bij de beschreven band gelijk aan 0.6h.

Fig. 1 toont de band in de vorm direct na het verlaten van de matrijs nadat is gevulcaniseerd. Het blijkt duidelijk dat het profiel van de karkaslaag de in het voorgaande geïllustreerde configuratie 25 volgens de uitvinding heeft.

Verder moet worden opgemerkt dat de gordelstructuur die zojuist is beschreven, afhankelijk van het type band, sterk kan variëren.

Met andere woorden, er kunnen verschillende aantallen koordlagen zijn, in het bijzonder kan een verdere laag 12 aan de radiale buitenzijde van 30 de tegenhoudstructur.en zijn aangebracht, waarbij de koorden van textiel of van metaal kunnen zijn vervaardigd en tegelijkertijd bij de typen met diverse hoekoriëntaties kunnen zijn aangebracht, waarbij de twee zijdelingse tegenhoudstructuren op andere plaatsen kunnen zijn aangebracht, zowel aan de radiale binnenzijde of aan de radiale buitenzijde, 35 danwel geplaatst tussen de gordellagen, al dan niet bij de axiale uiteinden van de in het voorgaande genoemde lagen.

8006559 % * -12-

Derhalve zal een deskundige op dit gebied geen moeite hebben met het, uitgaande van de tekende techniek, ontwerpen van de meest geschikte gordelstructuur voor het te "bereiken doel "binnen het kader van de uitvinding. In het "bijzonder worden de ontwerpen van de lucht "banden 5 zoals zojuist beschreven, mede bepaald door de verhouding H/C, dat wil zeggen de verhouding tussen de hoogte van de dwarsdoorsnede en de maximale breëdte van de dwarsdoorsnede (fig. b) groter dan 0.8.

De luchtbanden volgens de uitvinding blijken in de praktijk merkbare kwalitatieve voordelen te hebben ten opzichte van bekende 10 banden zoals bij het begin van deze beschrijving is vermeld.

Een mogelijke verklaring kan worden gegeven verwijzénd naar fig. 1. Opgemerkt wordt dat het radiaal buitenste deel van het opblaas-profiel it· zich volledig binnen het evenwichtsprofiel 2 bevindt, anders dan het bekende opblaasprofiel 3. Dit resulteert, gezien de in het voor-15 gaande gegeven uiteenzetting, hierin dat de karkaslagen tijdens de overgang naar de opgeblazen toestand, op de brekerstructuur een kracht uitoefenen die naar de radiale buitenzijde is gericht. Deze kracht is meer geconcentreerd op de schouderzones, vergeleken met de kracht die wordt verkregen bij banden, gevormd met een profiel, dat van het even-20 wiehtsprofiel is afgeleid.

Deze kracht die naar de buitenzijde is gericht, zorgt voor een voorbelasting en spanning van de totale gordelstructuur van het ene uiteinde tot het andere. Aldus kan, door een geschikte keuze van de (naar de buitenzijde toegekeerde) concaviteit in zijn totaliteit, van 25 het karkasprofiel onder de gordelstructuur, in overeenstemming met de koordstructuur bij 0°, een meer uniforme verdeling worden verkregen van de krachten die door het karkas op de gordel worden uitgeoefend.

In vergelijking met bekende luchtbandstrueturen met karkassen, gevormd met het evenwichtsprofiel en met de gordellagen voorzien van 30 kruisende koorden, waarin een vermindering van de door het karkas op de gordeluiteinden uitgeoefende trekspanningen waarneembaar is, wordt bij de band volgens de uitvinding het voordeel verkregen dat het daarbij mogelijk is ook deze zone, waarvan bekend is dat deze het zwakste punt van de breker vormt, kan worden belast zonder dat daarbij merkbare 35 vervormingen van de kruisende gordellagen optreden die anderzijds bij de gebruikelijke banden juist wel waarneembaar zijn, doordat de in het 8006559 -13- voorgaande genoemde kruisende lagen worden verhinderd onderling te bewegen door wikkeling van de koorden onder 0°, die in hoge mate deze spanning opvangen welke anders volledig door de in het voorgaande beschreven kruisende lagen zouden worden geabsorbeerd.

5 Op basis van deze hypothese is derhalve de reden voor het onbe vredigende gedrag van de bekende luchtbanden duidelijk en eveneens de reden waarom zij niet verder kunnen worden verbeterd.

Men moet nl. in het oog houden dat bij deze banden het vorm-profiel wordt verkregen uit het opblaasprofiel (afgeleid van het even-10 wichtsprofiel), waarbij er naar wordt gestreefd de maximale overeenkomst van deze profielen te handhaven, zodat het vormprofiel altijd concaaf is naar de binnenzijde van de luchtband in het bijzonder ook bij de schouders in de hechtingszone met het profiel van de brekerstructuur.

In de praktijk is het vormprofiel in hoofdzaak gelijk aan het opblaas-15 profiel 3.

Uit fig. 1 blijkt dat bij bekende banden de overgang naar de opgeblazen toestand aanleiding geeft tot een kracht in de richting buitenwaarts van het middendeel van de breker (traject C-D' binnen het evenwichtsprofiel) echter een kracht die vrijwel 0 is of zelfs een 20 kracht die naar de binnenzijde is gericht, op het uiteinde van de breker wordt uitgeoefend (trajecten A-C en D-B buiten het evenwichts-profiel) met als gevolg een vermindering in deze zone - wanneer de compressietoestand niet eens is bereikt - in de koorden van de breker-lagen, welke zeer schadelijk is voor zowel het bandgedrag tijdens be-25 drijf alswel de levensduur van de band.

Het opblaasprofiel 3 is nl., als gevolg van het onvermijdelijke meegeven van de gordelstructuur bij het betreffende einde, vrijwel samenvallend met het evenwichtsprofiel 2, waarbij de hoeken bij de punten M en ET worden afgerond.

30 Eerder is reeds opgemerkt dat het vormprofiel voor de bekende luchtband vrijwel samenvallend is met het theoretische opblaasprofiel 3 (afgeheeld)en delogische gevolgtrekking is dat bij de overgang naar de opgeblazen bandtoestand de gordeluiteinden worden belast met krachten die naar de binnenzijde van de band zijn gericht.

35 Verder kan worden opgemerkt dat dankzij het verloop van de twee genoemde profielen 2 en 3 de negatieve effecten van de bekende banden 8006559 -1k- worden verminderd - met vermindering van de H/C-verhouding van de "band om reden dat naarmate het bandprofiel lager wordt in dit opzicht het gedrag beter is dan dat van zogenaamde hoge banden- met een verhouding H/C groter dan 0.8. Bij deze banden blijft het probleem van verminde-5 ring van de vervorming van de einden van de kruisende lagen dat door eenvoudige overlapping in deze zone met koordstroken die bij 0° zijn gewikkeld, niet is opgelost.

Het voorgaande verschaft tevens een verklaring voor het feit dat de uitvinding de beste resultaten geeft bij banden met een H/C-verhouding 10 die groter is dan 0.8.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden maar dat diverse wijzigingen binnen het raam van de uitvinding mogelijk zijn.

8006550

Claims (8)

1. Luchtband voor een motorvoertuig voorzien van een karkas dat een holte met een in hoofdzaak torus-vormige configuratie begrenst, een loopvlakstrook die in de kroonzone aan de buitenzijde van het karkas is aangebracht en bestemd is voor het contact met de grond tijdens 5 het afrollen van de band, een paar bandwangen voor het beschermen van het karkas in axiale richting naar de buitenzijde toe, waarbij de twee zones die de loopvlakstrook met de bandwangen verbindende schouders vormen, en een tussenstructuur, geplaatst tussen het karkas en de loopvlakstrook, waarbij het karkas is voorzien van één of meer lagen 10 berubberd koordweefsel, met het kenmerk, dat na het vormen en vulcani-seren het profiel van de karkaslagen - dat in hoofdzaak concaaf is voor het begrenzen van de torus-vormige holte, in dwarsdoorsnede van de band bij de schouders een gebogen traject heeft met het krommings-middelpunt aan de buitenzijde van de holte en aldus aan de naar de 15 holte toegekeerde zijde convex is.

2, Luchtband volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de betreffende kromtestraal oneindig is en derhalve het betreffende profieldeel van de karkaslagen in hoofdzaak rechtlijnig is.

3. Luchtband volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de 20 axiale ontwikkeling van het traject is gelegen tussen 7% en van de axiale afstand tussen de axiale buiteneindaivan de trajecten. H. Luchtband volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het profieltraject wordt verkregen door middel van een tegenhoudstruetuur die in omtreksrichting niet uitrekbaar is en op de karkaslagen ter 25 plaatse van het betreffende traject is aangebracht en aldus radiale uitzetting van het corresponderende karkasdeel blokkeert in vergelijking met aangrenzende delen, welke uitzetting het gevolg is van het nog ongevulvaniseerde karkas tot drukken hoger dan de omgevingsdruk.

5. Lucht band volgens conclusie U, met het kenmerk, dat de tegenhoud-30 structuur is voorzien van een wikkeling van wapeningskoorden die in de longitudinale richting van de band zijn geplaatst.

6. Luchtband volgens conclusie L, met het kenmerk, dat de koorden zijn vervaardigd van een materiaal uit de groep van metaal, synthetische of natuurlijke vezels. — 8 0 0 6 55 9 -16-

7. Luchtband volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de omhullingsstructuur een integraal deel is van de brekerstructuur die voorzien is van ten minste twee radiaal over elkaar aangebrachte lagen van metaalkoorden die onderling in elke laag even- 5 wij dig zijn en die de koorden van de aangrenzende laag kruisen en wel symmetrisch hellend ten opzichte van de longitudinale richting van de band volgens een hoek gelegen tussen 10° en 30°, welke lagen bij de uiteinden onderling zijn versprongen en waarbij de omwikkelingsstructuur ten minste één van deze lagen bij zijn zijdelingse deel radiaal over-10 lapt.

8. Lucht band volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de tegenhoud-structuur bij zijn werkelijke axiale buitenrand vrijwel samenvalt met de rand van de breedste ~van de metaalkoordlagen.

9. Luchtband volgens een van de voorgaande conclusies, met het 15 kenmerk, dat de verhouding tussen de dwarsdoorsnedehoogte en de breedte van deze dwarsdoorsnede groter is dan 0.8. 800655 8