DE2909391A1

DE2909391A1 - Luftreifen mit asymmetrischer bewehrung

Info

Publication number: DE2909391A1
Application number: DE19792909391
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1979-09-20
Also published as: ZA791124B; SE7902092L; ES478470A1; DE2909391C2; LU81013A1; GB2015947A; NL178769B; US4265289A; IL56833A; BR7901442A; IT1118418B; OA06210A; JPS54126309A; SE439462B; NL7901862A; FR2419183A1; CA1138758A; IL56833A0; EG14606A; JPH0323364B2

Description

MICHELIN & CIE - '".;

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN) CLERMONT - FERRAND / Frankreich

Unser Zeichen: M 1459

Luftreifen mit asymmetrischer Bewehrung

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Luftreifen mit vorzugsweise radialer Karkassenbewehrung, die baiderends an wenigstens einem Wulstkern festgelegt ist, und mit einer Scheitelbewehrung, die eine schwache Meridiankrümmung hat und aus wenigstens zwei Lagen von Fäden oder Drähten gebildet ist, welche innerhalb jeder Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen sowie mit der ümfangsrichtung des Reifens Winkel von höchstens 45° einschließen, wobei die Scheitelbewehrung, im Radialschnitt gesehen, gegenüber der Äquatorialebene unsymmetrisch ist.

Um der am Rand auftretenden Trennung zwischen den Lagen der LaufStreifenbewehrung abzuhelfen, sieht die FR-PS 2 280 519 für solche Reifen beispielsweise die Verwendung eines Laufstreifens vor, der auf einer Seite des Reifens

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von der Laufstreifenoberflache, die mit dem Boden in Kontakt kommex soll, axial übergeht. Dieser Überstand ist auf der Reifenseite anzubringen, die auf der Fahrzeuginnenseite liegt, da diese Seite empfindlicher gegenüber der Trennung zwischen den Lagen ist. Die auf der Außenseite des Fahrzeugs befindliche Reifenseite ist stärker Verletzungen ausgesetzt, die von äußeren Einwirkungen beim Verkehr abseits der Straße herrühren.

Trotzdem ist festzustellen, daß eine solche Asymmetrie der Laufstreifenbewehrung eine Asymmetrie des Meridianprofils der Karkassenbewehrung und infolgedessen des gesamten auf einer Felge montierten sowie aufgeblasenen, jedoch unbelasteten Reifens in bezug auf die Symmetriemittelebene (äquatorial) der Wülste verursacht, insbesondere in dem Fall, in dem eine von Natur aus sehr weiche radiale Karkassenbewehrung benutzt wird.

Daraus folgt, daß der durch die Asymmetrie der Laufstreifenbewehrung bewirkte Kippen wenigstens teilweise durch die von der Karkasseribewehrung eingenommenen Asymmetrie aufgehoben wird.

Die seitliche Neigung des Scheitels verursacht in der Tat ein Kippen der Karkassenbewehrung in Richtung der dem oben beschriebenen Überstand entgegengesetzten Seite.

Dieses Kippen ruft eine Beanspruchung der Laufstreifenbewehrung und infolgedessen Scherbeanspruchungen zwischen den diese bildenden Lagen hervor. Diese asymmetrischen Beanspruchungen überlagern sich mit den durch das Abrollen hervorgerufenen Beanspruchungen.

Ziel der Erfindung ist nicht nur die Wiederherstellung der Symmetrie des Meridian prof ü der Karkassenbewehrung in Bezug auf die Mittelebene der Wülste, sondern auch die Unter-

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drückung der Reaktion der Karkassenbewehrung, welche ihr Gleichgewichtsprofil unter der Wirkung des Aufblasdruckes zu verändern sucht, auf die Laufstreifenbewehrung.

Die Erfindung, die Luftreifen der vorangehend beschriebenen Art betrifft, zeichnet sich dadurch aus, daß sie in der Äquatorialzone, entlang der die LaufStreifenbewehrung parallel zur Karkassenbewehrung "( als symmetrisch in bezug auf die Äquatorialebene betrachtet) verläuft und zwischexi diesen Bewehrungen eine Korrektureinheit bzw. einen Korrekturblock vorsieht, der einerseits aus zwei Lagen sehr wenig dehnbarer Kabel gebildet ist, welche innerhalb einer Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt zueinander verlaufen, derart, daß sie mit der Längsrichtung entgegengesetzte Winkel bilden, die jeweils einen Absolutwert von höchstens einem Drittel des kleinsten Winkels haben, der in der Laufstreifenbewehrung verwendet wird, und vorzugsweise zwischen 5 und 10 liegt, während der Korrekturblock andererseits parallel zur Karkassenbewehrung und vorzugsweise auf die Äquatorialebene zentriert angeordnet ist, wobei er eine Breite hat, die unter der Breite der Äquatorialzone liegt, entlang der die Laufstreifenbewehrung parallel zur Karkassenbewehrung verläuft. Unter Äquatorialzone versteht man eine auf den Äquator zentrierte Zone.

Der erfindungsgemäße Korrekturblock nimmt die Verformungskräfte auf, die die Karkassenbewehrung bei den Reifen der in Betracht kommenden Art auf die Laufstreifenbewehrung überträgt, insbesondere in der Zone, in der die beiden Bewehrungen parallel verlaufen. Die Karkass<^nbewehrung bewahrt somit ein in Bezug auf die Äquatorialebene symmetrisches Meridianprofil trotz der Asymmetrie der Laufstreifenbewehrung. Die Erfindung erlaubt außerdem die Erhaltung des auf diese Asymmetrie zurückzuführenden Vorteils. Gleichzeitig entzieht sie der gesamten LaufStreifenbewehrung die durch das Auf-

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blasen des Reifens verursachten schädlichen Vorspannungen.

Die sehr wenig dehnbaren Kabel bestehen vorzugsweise aus Stahldrähten und haben einen großen Verseilschlag, der zwischen dem 12- und 20-fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers liegt, sov/ie eine Relativdehnung von unter 0,2 % bei einer Belastung von 10 % der Bruchlast des Kabels. Die Kabel des Korrekturblocks sind in jeder Lage vorzugsweise auch fugendicht angeordnet.

Um eine optimale Abschirmung gegen die Übertragung von Spannungen zu erreichen, die vom Druck der Karkassenbewehrung herrühren und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß kein Lagenverstärkungselement, weder aus Stahl noch aus Glasfasern in der Praxis undehnbar ist, ist vorgesehen, die Lagenverstärkungselemente des Korrekturblocks mit einem Winkel gegenüber der Umfangsrichtung anzuordnen, der von 0° verschieden ist. Die gekreuzten Lagen haben in der Tat die Neigung, die Meridiankrümmung des · Korrekturblocks unter der Wirkung eines Innendrucks zu verringern. Diese Krümmung ist eine Funktion der Neigung der Kabel des Korrekturblocks gegenüber der Reifenlängsrdchtung.

Um die Eigenschaften der LaufStreifenbewehrung zu bewahren, ist es wichtig, daß die Breite des Korrekturblocks zwischen 60 % und wenigstens 100 % der Breite der Parallelitätszone zwischen der Karkassenbewehrung und der Laufstreifenbewehrung beträgt. Mit einer aus gekreuzten Lagen gebildeten Karkassenbewehrung genügt es-, dem Korrekturblock eine Breite zwischen 5 % und 20 %, vorzugsweise zwischen 8 % und 15 % der maximalen axialen Breite der Karkassenbewehrung zu verleihen.

Mit einer radialen Karkassenbewehrung wird bevorzugt, daß der Korrekturblock eine Äquatorialzone zwischen 5 % und 80 % der maximalen axialen Breite der Karkassenbewehrung

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bedeckt, insbesondere zwischen 12 % Und 20 % bei einem Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24 % und 40 % für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und zwischen 45 % und 80 % für ein Verhältnis H/B nahe 0,3, wobei H die Höhe des Reifens auf der Felge und B die maximale axiale Breite des Reifens ist.

Die Breite einer Lage des Korrekturblocks kann kleiner sein als die Breite der anderen Lage und zwar in einem Verhältnis zwischen 0 % und 10 % der Breite der anderen Lage.

Ein nachfolgend unter Bezugnahme.auf die Zeichnung beschriebenes Ausführungsbeispiel zeigt eine Anwendung der Erfindung bei einer radialen Karkassenbewehrung wegen der Empfindlichkeit einer solchen Bewehrung beim Vorhandensein einer Asymmetrie. Ein anderes Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Karkassenbewehrung, die aus schräg und gekreuzt verlaufenden Lagen gebildet ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt eines Reifenscheitels mit gekreuzter Karkasse, dem eine Draufsicht der für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Lagen hinzugefügt ist,

Fig. 2 einen Radialschnitt einer Ausführungsvariante des in Fig. 1 dargestellten Korrekturblocks und

Fig. 3 einen Radialschnitt eines Luftreifens mit Radialkarkasse, dessen LaufStreifenbewehrung axial über den Laufstreifen hinausragt.

Der Luftreifen 1, von dem in der Fig. 1 nur der Scheitel dargestellt ist, weist eine Karkassenbewehrung 2 auf, die aus zwei übereinander geordneten und in Bezug auf die Äquatorialebene bzw. deren Schnittlinie X-X¹ mit der Zeich-

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nungsebene symmetrisch gekreuzt verlaufenden Lagen 21 , 22 gebildet ist. Die beiden Lagen 21, 22 sind gestrichelt dargestellt, um zu zeigen, daß sie schräg verlaufen. Die Äquatorialebene entsprechend der Schnittlinie X-X' bildet gleichzeitig die Mittelebene der (nicht dargesteelten) Wülste, die in an sich bekannter Weise die Seitenwände 10 des Luftreifens beenden

und in denen sich jeweils ein Wulstkern befindet, um den die beiden Lagen 21, 22 in üblicher Weise umgeschlagen sind. Der Luftreifen 1 weist außerdem einen Laufstreifen 3 auf, der mit einer Bewehrung 4 aus zwei gekreuzten, aus Fäden oder Kabeln bestehenden Lagen 41, 42 versehen ist. Die Laufstreifenbewehrung 4 verläuft parallel zur Karkassenbewehrung 2 entlang einer Äquatorialzone der Breite L; über diese Äquatorialzone hinaus hat die Laufstreifenbewehrung die Meridiankrünitiung, welche geringer ist als die der Karkassenbewehrung 2. Die Asymmetrie der Scheitelbewehrung 4 besteht in diesem Ausführungsbeispiel darin, daß die Abschnitte 43 und 44 dieser Bewehrung beiderends der Äquatorialebene mit der Schnittlinie X-X¹ unterschiedliche Breiten haben. Der Korrekturblock 5 gemäß der Erfindung ist auf die Äquatorialebene entsprechend der Schnittlinie X-X' zentriert; er ist zwischen der Karkassenbewehrung 2 und der Laufstreifenbewehrung 4 parallel zur Karkassenbewehrung 2 angeordnet, wobei seine Breite 11 kleiner ist als die Breite L der Äquatorialzone, entlang der die LaufStreifenbewehrung 4 parallel zur Karkassenbewehrung 2 verläuft. Der Korrekturblock 5 ist aus zwei Lagen 51 und 52 gebildet. Die Lage 51 der Breite 11 ist breiter als die radial äußere Lage 52 (Breite 12). Der Winkel oL der Kabel, die die Lagen 51 und 52 des Korrekturblocks 5 bilden, liegt unter einem Viertel des Winkels V" der Lage 42 der Laufstreifenbewehrung 4, wobei der Winkel y selbst kleiner ist als der Winkel β , den die Lage 41 mit der Reifenlängsrichtung einschließt, die parallel zur Schnittlinie X-X' der Äquatorialebene verläuft.

Um der Klarheit der Zeichnungsdarstellung willen sind die Fäden oder Kabel der Scheitelbewehrung durch gerade Linien

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mit vergrößertem Abstand dargestellt. Die wenig dehbaren Kabel 50 des Korrekturblocks 5 sind demgegenüber durch enger angenäherte Linien dargestellt, um zu zeigen, daß diese Kabel vorzugsweise fugendicht angeordnet sind.

Die Spannung T, bezogen auf die Breiteneinheit, gemessen in Axialrichtung, die auf eine Lage durch die Karkassenbewehrung ausgeübt wird, kann in erster Annäherung mit Hilfe der

¹²

Formel T = ρ · = berechnet werden. In dieser For-

¹² L

2 cos¹
mel ist ρ der Aufblasdruck des Reifens, R der Radius der Lage in Bezug auf die Rotationsachse des Reifens und d~ der Winkel, den die Kabel der Lage gegenüber der Längsrichtung einnehmen. Diese Formel zeigt, warum die Erfindung im Begrenzungsblock die Verwendung von Winkeln cL vorsieht, die unterhalb vorzugsweise der Hälfte des kleinsten bei der LaufStreifenbewehrung verwendeten Winkels liegen.Die Spannung T einer Lage des Korrekturblocks liegt somit inmer unter der Spannung der Lage der Laufstreifenbewehrung, die mit dem kleinsten Winkel verläuft. Die Längung des Korrekturblocks unter der Wirkung der Spannung, die von der Karkassenbewehrung hervorgerufen wird, ist dadurch schwächer. Damit wird die Übertragung dieser Spannung auf die Laufstreifenbewehrung vermieden.

Die Fig. 2 zeigt einen Korrekturblock 5, der aus einer einzigen Lage 53 gebildet ist, deren Ränder 54 und 55 so umgefaltet -sind, daß sie entlang eines Parallelkreises wie dem Kreis 56 aneinanderstoßen.

Der Luftreifen 30 in Fig. 3 hat eine radiale Karkassenbewehrung 31, die aus einer Lage von Stahlkabeln gebildet ist, welche beiderseits um einen Kern 32 in jeder Wulst 33 herumgeschlagen sind. Diese Bewehrung 31 ist durch eine durchgehende Linie dargestellt, um zu zeigen, daß sie radial verläuft.

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Die Bewehrung 34 des Laufstreifens 35 umfaßt eine Lage 36 aus Stahlkabeln, die entlang eines Parallelkreises 37 auf der entgegengesetzten Seite in bezug auf die Äquatorialebene mit der Schnittlinie X-X¹ des Teils 38 der Bewehrung 34, der axial über die Oberfläche 39 des LaufStreifens 35 vorsteht, umgefaltet ist. Die Karkassenbewehrung 31 und die Laufstreifenbewehrung 34 sind entlang einer Äquatorialzone der Breite L parallel. Die LaufStreifenbewehrung 34 hat eine schwache Meridiankrümmung, die kleiner ist als die der Karkassenbewehrung 31 .

Der erfindungsgemäße Korrekturblock 6 ist wie der in Fig. 1 eingefügt und dimensioniert, ist jedoch hier durch eine auf sich selbst zurückgefaltete Lage 61 gebildet. Der Paltrand 62 ist auf der gleichen Seite der Äquatorialebene X-X' angeordnet wie der Faltrand der Laufstreifenbewehrung 34.

Wenn auch in der vorangehenden Beschreibung und in den Ansprüchen auf den kleinsten für die Lagen der Laufstreifenbewehrung gegenüber der Längsrichtung benutzten Winkel Bezug genommen ist, ist die Erfindung gleichermaßen für den Fall anwendbar, in dem die in Frage kommenden Lagen mit der genannten Richtung gleiche Winkel (in Absolutwerten) einschließen. In diesem Fall muß der Winkel, den die Kabel des Korrekturblocks gegenüber der Längsrichtung einnehmen, kleiner sein als der Winkel der Lagen der LaufStreifenbewehrung.

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Leerseife

Claims

Patentanwälte
Dipl -Ing Dipt -Chem. Dipl.-lng.
E.
Prinz - Dr. G.
Hauser - G. Leiser
8 München 60
7. März 19 79

MICHELIN & CIE
(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

CLERMONT - FERRAND / Frankreich

Unser Zeichen: M 14 59

Ansprüche

1. /Luftreifen mit einer Karkassenbewehrung, die beiderends V um wenigstens einen Wulstkern herum festgelegt ist, sowie mit einer Laufstreifenbewehrung, die eine schwache Meridiankrümmung aufweist, gegenüber der Mittelebene der Wülste asymmetrisch und entlang einer Äquatorialzone parallel zur Karkassenbewehrung ist, wobei sie aus wenigstens zwei Lagen von Fäden oder Kabeln gebildet ist, die innerhalb einer jeden Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen und dabei Winkel mit der Reifenlängsrichtung einschließen, die kleiner als 45 sind, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Karkassenbewehrung und der Laufstreifenbewehrung eine Korrektureinheit bzw. ein Korrekturblock angeordnet ist, der einerseits aus zwei Lagen von sehr wenig dehnbaren Kabeln gebildet ist, die innerhalb

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einer jeden Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen, wobei sie mit der Längsrichtung entgegengesetzte Winkel bilden, die jeweils einem Absolutwert gleich sind, der höchstens einem Drittel des kleinsten bei der Laufstreifenbewehrung verwendeten Winkels entspricht, während der Korrekturblock andererseits parallel zur Karkassenbewelirung, vorzugsweise auf die Mittelebene zentriert liegt und eine Breite aufweist, die kleiner ist als die Breite der Zone, entlang der die LaufStreifenbewehrung parallel zur Karkassenbewehrung ist.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des Korrekturblocks zwischen 60 % und wenigstens 100 % der Breite der Zone beträgt, entlang der die LaufStreifenbewehrung parallel zur· Karkassenbewehrung liegt. ,

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkassenbewehrung im wesentlichen aus sich symmetrisch kreuzenden Lagen gebildet ist.

4. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Karkassenbewehrung im wesentlichen radial verläuft und vorzugsweise im wesentlichen aus einer einzigen Lage von Stahlkabeln gebildet ist.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Lagen des Korrekturblocks entgegengesetzte Winkel zwischen 5 und 10 einnehmen. . _:

6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die die beiden Lagen des Korrekturblocks bewehrenden sehr wenig dehnbaren

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Kabel fugendicht angeordnet sind.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kabel der beiden Lagen des Korrekturblocks aus Stahldraht bestehen und einerseits einen großen Verseilschlag aufweisen, der zwischen dem 12- und 20-fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers beträgt, sowie andererseits eine Relativdehnung von unter 0,2 % bei einer Belastung mit 10 % der Kabelbruchlast haben.
8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Korrekturblock eine Lage aufweist, deren Breite gegenüber der Breite der anderen Lage in einem Verhältnis zwischen O % und IO % der Breite der anderen Lage kleiner ist.
9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturblock aus einer gefalteten Lage gebildet ist.
10. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des Korrekturblocks zwischen 5 % und 20 % der maximalen axialen Breite der Karkassenbewehrung und vorzugsweise zwischen 8 % und 15 % liegt.
11. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des Korrekturblocks zwischen 5 % und 80 % der maximalen axialen Breite der Karkassenbewehrung liegt und insbesondere zwischen 12 % und 20 % für ein Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24 % und 40 % für ein Verhältnis H/B nahe O,75 und 45 % bis 80 % für ein Verhältnis H/B nahe 0,3 beträgt.

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12. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Korrekturblock einer Laufstreifenbewehrung zugeordnet ist, die auf einer einzigen Seite der zum Bodenkontakt bestimmten Laufsbreifenfläche vorsteht und eine gefaltete Lage aufweist, deren Faltstelle den Rand bildet, der dem vorstehenden Rand in bezug auf die Reifenmittelebene entgegengesetzt liegt.
13. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet ,. daß er im wesentlichen für eine Verwendung abseits der Straßen und für Schwer- und Schwerstlastfahrzeuge bestimmt ist.

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