DE69710931T2 - Verstärkungsgürtel für reifen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialluftreifen zur Ausstattung von Hoch- und Tiefbau- oder Landwirtschafts-"Schwerlastwagen", wie zum Beispiel Lastkraftwagen, Busse, Anhänger, Lastfahrzeug-Zugmaschinen, Erdbaumaschinen oder Ackerschlepper, und genauer die Scheitelbewehrung eines solchen Luftreifens.
• Eine solche Bewehrung besteht derzeit aus mehreren Scheitellagen: im allgemeinen aus zwei sogenannten Triangulations-Halblagen, die auf der Karkassenbewehrung zu beiden Seiten der Äquatorialebene des Luftreifens angeordnet und aus unausdehnbaren Metallseilen zusammengesetzt sind, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel bilden, der zwischen 45º und 90º liegen kann; diese Triangulations-Halblagen werden radial von zwei Lagen von unausdehnbaren Metallseilen überlagert, die von einer Lage zur anderen gekreuzt sind und mit der Umfangsrichtung Winkel bilden, die zwischen 10º und 30º liegen. Die beiden Lagen mit kleinem Winkel, die sogenannten Arbeitslagen, werden radial oberhalb durch mindestens eine Lage aus dehnbaren und elastischen Metallseilen vervollständigt, die im allgemeinen die gleiche Richtung wie die darunterliegenden Seile der radial benachbarten Arbeitslage haben. Die Lage(n) von elastischen Seilen heißen Schutzlagen.
• Eine solche Architektur der Scheitelbewehrung führt unter schweren Rollbedingungen zu Abtrennungen zwischen Rändern von Arbeitsscheitellagen, wobei diese Ränder die bevorzugte Stelle von Scherspannungen sind, die zum Zerreißen der die Ränder trennenden Schichten aus vulkanisiertem Kautschuk und zur Trennung der Arbeitsschichten bis zur vollständigen Zerstörung der Scheitelbewehrung führen.
• Es wurden viele Lösungen vorgeschlagen, um dieses Problem zu lösen oder zumindest die erwähnten Nachteile zu mildern. So ist es möglich, zwischen den Rändern der Arbeitsscheitellagen Abstandsstücke oder Kissen aus Kautschuk anzuordnen, um die Scherspannungen zwischen den Lagen zu verringern.
• Gemäß der Hypothese, daß die Ausdehnung der Scheitelbewehrung des Luftreifens in Abhängigkeit vom Aufpumpdruck Schervorspannungen zwischen den Lagen erzeugt, die für die Haltbarkeit der Scheitelbewehrung sehr schädlich sind, wurde vorgeschlagen, radial zwischen der Karkassenbewehrung und der Scheitelbewehrung mindestens zwei Lagen von Metallseilen anzuordnen, die praktisch unausdehnbar sind und mit der Umfangsrichtung einen kleinen Winkel bilden, vorzugsweise gleich 5º, wobei diese Lagen die Aufgabe haben, die darunterliegende radiale Karkassenbewehrung so weit wie möglich zu umgürten, zu umschnüren, die unter der Wirkung des inneren Aufpumpdrucks die Tendenz hat, ihre Umfangsabwicklung zu erhöhen und gleichzeitig ihre Querkrümmung zu vergrößern, eine Tendenz, die sich mit der Rolldauer des Luftreifens vergrößert. Der zum Beispiel in der französischen Anmeldung FR 2 452 390 beschriebene Luftreifen entspricht der obigen Definition.
• Die unausdehnbaren Seile der obigen Umschnürungslagen wurden später durch dehnbare Seile ersetzt, und der kleine Winkel wurde zu Null oder als Null angesehen, wobei die Lagen sich immer noch zwischen der Karkassenbewehrung und der Scheitelbewehrung befanden. Ein solcher Luftreifen ist in der US-Anmeldung 4 934 429 beschrieben.
• Die oben beschriebenen Lösungen sind teuer und schwierig in der Anwendung, insbesondere im Fall der Luftreifen für "Schwerlastwagen" mit einem Formverhältnis kleiner als die Einheit. Viele Erfinder, und manche seit langer Zeit, haben daran gedacht, die aus gekreuzten Seillagen gebildeten Scheitelbewehrungen oder die gemischten Scheitelbewehrungen, die aus gekreuzten Seillagen und Umfangsseillagen bestehen, durch Bewehrungen zu ersetzen, die ausschließlich von Umfangs-Verstärkungselementen gebildet werden.
• Das Patent FR 1 198 141 beschreibt einen Luftreifen mit einer in etwa zylindrischen äußeren Lauffläche. Zwischen der Karkassenbewehrung und der Lauffläche ist eine Umschnürungsbewehrung angeordnet, die aus einem oder mehreren Umfangsverstärkungselementen gebildet wird, die in einen Kunststoff eingebettet sind.
• Das Patent FR 2 429 678 schlägt eine solche Scheitelbewehrung aus Umfangsseilen für einen Luftreifen vor, dessen Formverhältnis zwischen 0,40 und 0,65 liegt, wobei die Bewehrung durch spiralförmiges Aufwickeln eines Seils mit einer Steigung erhalten wird, die 1 bis 4 mal so groß ist wie der Durchmesser des Seils.
• Nachdem sie dargelegt hat, daß die ausschließliche Verwendung von Umfangsseilen zur Bildung einer Scheitelbewehrung zugunsten von komplexeren Bewehrungen aufgegeben wurde, die den Erhalt einer ausreichenden Seitensteifigkeit erlauben, um auf die Wirkung der auf den in Drift rollenden Luftreifen einwirkenden Querkräfte zu reagieren, schlägt die Anmeldung EP 0 093 451-A2 trotzdem eine Scheitelbewehrungs- Architektur mit Umfangsseilen vor, die mit einer Kautschukschicht hoher Elastizität umhüllt sind, die sehr spezifische Eigenschaften aufweist, um den Rollwiderstand des Luftreifens zu verbessern, zu senken.
• Die Idee der Verwendung einer Ummantelung mit sehr hohem Modul wird in der Anmeldung EP 0 200 055-A2 aufgegriffen, mit dem augenscheinlichen Ziel, die Eigenschaften der Kurshaltens des Luftreifens zu verbessern, der in der vorher erwähnten EP-Anmeldung beschrieben ist.
• Um den Querschub mit Drift 0, der üblicherweise "ply-steer" genannt wird, zu verringern oder sogar zu annullieren, schlägt das US-Patent 4 691 752 die Kombination einer Scheitelbewehrungslage aus Umfangsseilen mit einem Gürtel vor, der aus mit kurzen Fasern verstärktem Kautschuk besteht und eine Zugfestigkeit von mindestens gleich 10 kg/ mm² aufweist.
• Die Anmeldung EP 0 280 674-A2 beschreibt einen Luftreifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der eine Scheitelbewehrung aufweist, die aus mindestens drei Lagen von metallischen Verstärkungselementen zwischen einer radialen Karkassenbewehrung und einer Lauffläche zusammengesetzt ist, wobei mindestens eine der Lagen zwischen einer radial inneren und einer radial äußeren Lage angeordnet ist, und die aus zwei Seitenbereichen besteht, zwischen denn eine Kautschukschicht vorgesehen ist, deren Shore-Härte A um mindestens 10 Punkte geringer ist als die Shore-Härte der Kautschukmischung, die für die Scheitellagen verwendet wird. Die axial zwischen Seitenbereichen liegende Kautschukschicht kann ein linsenförmiges Profil haben.
• Die oben vorgeschlagenen Lösungen ermöglichen es nicht, die zufriedenstellende Verschleißfestigkeit eines Luftreifens zu erhalten, der schwere Lasten tragen soll und dessen Formverhältnis geringer als 1 ist, und dabei gleichzeitig eine sehr gute allgemeine Haltbarkeit beizubehalten, und derart, daß die Montage solcher Luftreifen die Verbesserung des Straßenverhaltens des damit ausgestatteten Fahrzeugs zu verbessern ermöglicht, insbesondere, wenn es darum geht, die Wirkungen aufgrund der Fahrrinnen der Straßen zu minimieren.
• Um die Probleme der Abtrennung zwischen Scheitelbewehrungslagen zu unterdrücken und gleichzeitig eine gute Verschleißfestigkeit, eine ausreichende Straßenlage sowie einen geringeren Rollwiderstand zu erhalten, schlägt die Erfindung einen Luftreifen vor, der einerseits eine Karkassenbewehrung aus mindestens einer Lage von radialen Seilen und andererseits eine Scheitelbewehrung aus mindestens einer Lage von durchgehenden Verstärkungselementen aufweist, die radial von mehreren Kautschukschichten überlagert wird, einschließlich der Lauffläche, wobei die praktisch zylindrische Lage von Verstärkungselementen aus metallischen Hauptelementen zusammengesetzt ist und von einer Kautschuklinse überlagert wird, die einen halbmondförmigen Querschnitt, eine maximale Dicke mindestens gleich einmal die maximale radiale Abmessung der Hauptverstärkungselemente, und eine axiale Breite höchstens gleich 80% der axialen Breite der Lage von Verstärkungselementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptverstärkungselemente unausdehnbare Umfangselemente sind, die ggf. durch Nebenverstärkungselemente getrennt werden können, wobei die Hauptverstärkungselemente minimale Quer- und Radialabmessungen haben, die mindestens 0,09 mal so groß wie die Quadratwurzel des Umfangsradius Rs der Lage sind, wobei die Lage von Verstärkungselementen einen Füllkoeffzienten mindestens gleich 0,70 und eine axiale Breite mindestens gleich 0,70S aufweist, wobei S die maximale axiale Breite des Luftreifens, der auf seine Betriebsfelge montiert und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpt ist, und mindestens gleich 90% der axialen Breite der Lauffläche ist, und wobei die Kautschuklinse einen Sekansmodul, gemessen bei 10% relativer Längung, von mindestens gleich 20 MPa hat.
• Die Lage aus Umfangsverstärkungselementen wird quasi-zylindrisch genannt, wenn ihr Querkrümmungsradius in der für die Kautschuklinse definierten Breite mindestens dreimal so groß wie ihr Umfangsradius Rs ist, unabhängig davon, ob dieser Querradius konvex oder konkav ist.
• Eine Lage von Verstärkungselementen ist eine Verbundeinheit, die von den Verstärkungseinheiten einerseits und dem Ummantelungskautschuk dieser Elemente andererseits gebildet wird, wobei der Kautschuk es ermöglicht, die Zwischenräume zwischen Verstärkungselementen zu füllen und auf den Ober- und Unterseiten der Elemente Schichten einer im wesentlichen konstanten Dicke zu erhalten, wobei die Elemente durchgehend oder gestückelt sein können. Der Füllkoeffizient der Lage ist dann das Verhältnis des in der Lage von den Verstärkungselementen eingenommenen Volumens zum Gesamtvolumen. Die Lage aus Verstärkungselementen kann nur Hauptverstärkungselemente aufweisen, d. h. Elemente, die den Zug-, Kompressions- und Biegekräften aufgrund des Aufpumpens, dem Zusammendrücken, dem Rollen in gerader Linie und/oder mit Drift des Luftreifens widerstehen können. Die Hauptelemente nehmen mindestens 90º der Aufpumpkräfte auf, die durch die Formel Tep.N/Rs.p berechnet werden, in der Tep die Spannung der Hauptelemente, N die Anzahl von Elementen pro cm der Lage, Rs der Umfangsradius der Lage, und p der Aufpumpdruck des Luftreifens in Bar sind. Der Füllkoeffizient kann aber vorteilhafterweise durch das Vorhandensein von Nebenverstärkungselementen vergrößert werden, die axial zwischen den Hauptelementen angeordnet sind und solche Formen haben, daß die sogenannten Koppelflächen axial vor den Haupt- und Nebenverstärkungselementen größer sind, was eine Verstärkung der Schersteifigkeit zwischen Hauptelementen und folglich eine Erhöhung der Quersteifigkeit der Scheitelbewehrung ermöglicht.
• Die Kombination einer Lage von Umfangselementen mit den oben erwähnten Eigenschaften und einer Linse mit hohem Streckungsmodul ermöglicht es, dem Luftreifen eine Straßenlage, d. h. das Verhältnis der Querkraft, die durch den Boden auf den Luftreifen ausgeübt wird, zur vom Luftreifen getragenen senkrechten Last, zu verleihen, die beim Rollen unter Drift korrekt und wesentlich verbessert ist in bezug auf die Straßenlage von Luftreifen mit nur einer Scheitellage, wie sie weiter oben beschrieben wurden. Die Straßenlage des erfindungsgemäßen Luftreifens kann durch das Vorhandensein mindestens einer Schutzlage radial außerhalb der Kautschuklinse verbessert werden. Diese Lage kann von Seilen gebildet werden, die in bezug auf die Umfangsrichtung mit einem bestimmten Winkel α ausgerichtet sind, der zwischen 30º und 90º liegen kann, was zu einem Restquerschub beim Rollen in gerader Richtung führt, der unter bestimmten Verwendungskonfigurationen günstig sein kann. Die bevorzugte Architektur der Schutzlage besteht darin, zwei Halb-Schutzlagen vorzusehen, die axial zu beiden Seiten der Äquatorialebene des Luftreifens angeordnet sind und von Metallseilen gebildet werden, die mit der Umfangsrichtung für die eine Halblage einen Winkel +α und für die andere Halblage einen Winkel -α bilden, wobei α zwischen 30º und 60º liegen kann. Die Winkel, die die Seile der beiden Halblagen mit der Umfangsrichtung bilden, können unterschiedlich sein, zum Beispiel +α für eine Halblage und -β für die andere Halblage.
• Es ist möglich, die beiden soeben beschriebenen Halblagen durch zwei axial durchgehende Lagen von Verstärkungselementen zu ersetzen, die sich von einer Lage zur nächsten kreuzen, indem sie mit der Umfangsrichtung einen bestimmten Winkel bilden. Diese Elemente können elastische Fäden oder Seile sein, die mit der Umfangsrichtung Winkel zwischen 30º und 45º bilden. Es können auch unelastische Fäden oder Seile sein, die mit der Umfangsrichtung Winkel von mehr als 45º bilden. Die aus solchen Elementen gebildeten Lagen haben Reißfestigkeiten pro cm Lage, die mindestens dreimal geringer sind als die Reißfestigkeit der Lage von Umfangs-Hauptelementen, und sie sind so ausgebildet, daß sie nur 10% oder weniger der durch das Aufpumpen des Luftreifens verursachten Kräfte aufnehmen.
• Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden werden anhand der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die beiliegende Zeichnung bezieht, welche in nicht einschränkend zu verstehender Weise Ausführungsbeispiele darstellt, Zeichnung, in der
• Fig. 1 schematisch im Meridianschnitt gesehen einen erfindungsgemäßen Luftreifen darstellt,
• die Fig. 2A bis 2E schematisch Abschnitte von Scheitellagen darstellen, wo Hauptverstärkungselemente und Nebenverstärkungselemente nebeneinander liegen,
• die Fig. 3A und 3B schematisch im Meridianschnitt und von oben gesehen eine bevorzugte, erfindungsgemäße Scheitelbewehrung darstellen,
• die Fig. 4A und 4B schematisch weitere Varianten von erfindungsgemäßen Scheitelbewehrungen darstellen.
• In Fig. 1 hat der Luftreifen für "Schwerlastwagen" mit einer Abmessung von 315/22.5 ein Formverhältnis H/S im wesentlichen gleich 0,50, wobei H und S die Höhe bzw. die maximale axiale Breite des auf seine Betriebsfelge J montierten und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifens sind. Der Luftreifen P weist eine Karkassenbewehrung auf, die aus einer einzigen Lage (1) von Seilen aus aromatischem Polyamid gebildet wird, die in jedem Wulst durch Wickeln um einen Wulstkern (2) verankert ist, um einen Umschlag (10) zu bilden. Die Karkassenlage (1) wird von einer einzigen Scheitelbewehrung (3) umschnürt, die von unausdehnbaren Umfangs-Verstärkungselementen (30) gebildet wird, Elementen, die nichts anderes sind als unausdehnbare Metallseile aus Stahl, d. h. Seile, die unter einer Kraft gleich 10% ihrer Reißkraft eine relative Längung aufweisen, die höchstens 0,5% beträgt. Umfangsverstärkungselemente sind Elemente, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel gleich 00±2,5º bilden. In Abwesenheit eines Nebenverstärkungselements sind diese Seile solche Seile, die einen relativ großen Querschnitt in bezug auf den Querschnitt der Seile aufweisen, die normalerweise in der erwähnten Größenordnung verwendet werden, um den Zugkräften zu widerstehen, die vom Betriebsaufpumpdruck des Luftreifens erzeugt werden, multipliziert mit einem vernünftigen Sicherheitskoeffizienten. Die bei der Scheitelbewehrung der vorliegenden Erfindung verwendeten Verstärkungselemente haben einen Kreisquerschnitt eines Durchmessers gleich 2,8 mm, was 0,135 soviel ist wie die Quadratwurzel des Umfangsradius Rs der Lage (3), und sie sind im beschriebenen Fall normal ausgebildete Seile, d. h. sie bestehen aus einem zentralen Kern, um den mehrere Litzen von Elementarfäden spiralförmig aufgewickelt sind, wobei die Verseilung aus mehreren Schichten bestehen kann. Die Lage (3) hat eine axiale Breite L von 260 mm, d. h. 0,91 soviel wie die Breite der Lauffläche Lo, oder auch 0,82 mal soviel wie die maximale axiale Breite S. Die Lage (3) ist der Karkassenlage (1) über eine große Breite radial benachbart, während ihre Ränder von dieser Lage (I) durch Kautschuk- Abstandsstücke (7) getrennt sind. Die Lage (3) wird radial von einer Linse oder einem Kissen aus vulkanisiertem Kautschuk (4) in Form eines Halbmonds überlagert, mit einer maximalen Dicke in Höhe der Äquatorialebene XX' des Luftreifens, einer Dicke, die für die betrachtete Größenordnung gleich 6 mm ist, d. h. 2,14 mal so groß wie der Durchmesser der Seile der Lage (3), und einer axialen Breite Li gleich 150 mm, d. h. 61% der Breite L der Lage (3). Der Kautschuk der Linse (4) hat einen Zugsteifigkeits-Sekansmodul unter 10% relativer Längung gleich 40 MPa. Die Linse (4) selbst ist mit einer Kautschukschicht (5) bedeckt, genannt untere Laufflächenschicht, deren Steifigkeitsmodul, gemessen unter den gleichen Bedingungen wie vorher, höchstens gleich 6 MPa ist, d. h. sehr viel niedriger als der Modul gleichen Namens der Linse (4). Eine sogenannte obere Lauffläche (6) vervollständigt den Scheitel des Luftreifens, wobei die Lauffläche mit den Wülsten des Luftreifens über äußere Flankengummis (8) und innere Gummis (9) verbunden ist.
• Fig. 2A zeigt einen sehr kleinen Teilausschnitt einer Lage (3) eines erfindungsgemäßen Luftreifens. Die Verstärkungselemente (30) dieser Lage (3) haben einen Querschnitt an sich bekannter, da elliptischer Form, sind aber so in der Schicht (3) angeordnet, daß die großen Achsen der Elemente parallel untereinander und parallel zur Äquatorialebene XX' liegen. Die obige bevorzugte Ausrichtung ermöglicht eine besser Kopplung zwischen benachbarten Elementen aufgrund der Vergrößerung der wirksamen Kopplungsfläche, d. h. der Gesamt-Klebefläche der benachbarten Elemente auf dem Ummantelungs-Kautschukabschnitt, der sie trennt. Dadurch wird eine höhere globale Scherkraft zwischen Elementen erzeugt, ohne daß die punktförmigen Beanspruchungen in Höhe der Verbindung Elemente-Kautschuk vermehrt werden. Die elliptischen Elemente oder Seile können aus einem Kern (32) beliebiger Form geformt und entweder aus Kunststoffmaterial oder Metall gebildet sein, wobei der Kern von einem oder mehreren Fäden oder Seilen aus Kunststoff und/ oder Metall oder von einer Schicht (33) aus Kunststoffmaterial oder von einer Schicht (33) aus Elastomermaterial mit sehr hohem Modul umgeben ist.
• Die wirksame Koppelfläche kann beträchtlich vergrößert werden durch das Vorhandensein von Nebenverstärkungselementen (31) zwischen zwei Hauptverstärkungselementen (30), die in diesem Fall Metallseile sind, wie in den Fig. 2B bis 2D gezeigt ist. In Fig. 2B ist das Nebenelement (31) ein vermessingtes Metallband geringer Dicke e, im beschriebenen Beispiel gleich 0,2 mm, wobei das Band an seinem unteren und oberen Ende kreisförmig gekrümmt und zur Herstellung der Lage wie die Hauptverstärkungselemente aufgewickelt ist. Dieses Band rechteckigen Querschnitts kann auf dem Ummantelungskautschuk der Hauptelemente (30) kleben und kann entlang des Umfangs der Lage (3) gestückelt sein. Vorzugsweise hat das Band (31) auf seinem Umfang radiale Kerben, die sich zwischen dem radial oberen und dem radial unteren Rand des Bands abwechseln.
• Fig. 2C zeigt ein Nebenverstärkungselement (31) optimierter Querform: seine Seitenwände sind nämlich parallel zum Querumriß der Hauptelemente (30), in diesem Fall der Kabel mit kreisförmigem Querschnitt, was es ermöglicht, den Koppelflächen eine maximale Größe zu verleihen und zwischen den jeweiligen Seitenwänden der Elemente (31) bzw. der Seile (30) die Kautschuk-Nenndicke zu lassen, d. h. die Dicke, die unbedingt notwendig ist für eine ausreichende Haftung zwischen Verstärkungselementen und Kautschuk, für die Haltbarkeit des Luftreifens. Die in Fig. 2D gezeigte Struktur ist die am einfachsten industriell zu verwendende, bei der die Nebenverstärkungselemente (31) einfache Metall- oder Kunststoffseile kleineren Durchmessers als die Hauptseile (30) sind, und bei der jeder Zwischenraum zwischen zwei Hauptelementen mit zwei Nebenelementen zu beiden Seiten der Mittellinie der Lage (3) versehen ist. Die drei obigen Fälle betreffen die Hinzufügung von Nebenverstärkungselementen, die von den Hauptelementen durch Kautschuk getrennt sind. Es ist auch möglich, fest mit den Hauptelementen verbundene Nebenverstärkungselemente vorzusehen, wie sie in Fig. 2E gezeigt sind: Die Seile (30) sind dann mit Hüllen umgeben, die aus Kunststoff, Metall oder Elastomermaterial mit hohem Modul sein können und die es ermöglichen, der Gesamtheit eine Querform zu verleihen, die geeigneter ist, eine Schersteifigkeit zu erzeugen.
• Die Fig. 3A und 3B zeigen eine bevorzugte Variante eines erfindungsgemäßen Luftreifens. Die hinzugefügte Verbesserung besteht darin, radial außerhalb der Linse (4) aus Kautschuk zwei Halb-Lagen (9', 9") von sogenannten elastischen Metallseilen anzuordnen. Ein Seil wird elastisch genannt, wenn es für eine Kraft gleich 10% der Reißkraft eine relative Streckung mindestens gleich 0,5% aufweist. Die Halb-Lagen (9', 9") sind im beschriebenen Fall symmetrisch zur Äquatorialebene des Luftreifens angeordnet, sowohl in bezug auf die Breiten als auch in bezug auf die Winkel, wobei die Elemente der Halb-Lage (9') mit einem Winkel +α von +45º und die Elemente der Halb-Lage (9") mit einem Winkel -α von 45º ausgerichtet sind; sie könnten auch unsymmetrisch ausgerichtet sein. Die axiale Breite jeder dieser Halb-Lagen ist höchstens gleich 48% der axialen Breite der Umschnürungslage (3), so daß das axial äußere Ende jeder Halblage axial innerhalb des entsprechenden Endes der Lage (3) liegt und das axial innere Ende von der Äquatorialebene einen Abstand von mindestens 3% der Breite L der Lage (3) aufweist.
• In Fig. 4A ist die Variante einer Scheitelbewehrung dargestellt, bei der die Kautschuklinse (4) radial von zwei Lagen (10) von Seilen aus aromatischem Polyamid überlagert wird, die sich von einer Lage zur anderen kreuzen und mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 45º bilden, wobei diese letztere Anordnung es einerseits ermöglicht, das Straßenverhalten des "Schwerlast"-Fahrzeugs, das mit Luftreifens mit solchen Scheitelbewehrungen ausgestattet ist, deutlich zu verbessern, und andererseits einen ausreichenden Schutz der Scheitelbewehrung im Fall von Luftreifen für den Hoch- und Tiefbau und den Transport zu gewährleisten. Die in Fig. 4B gezeigte Variante der Scheitelbewehrung unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 4A durch die Breiten der beiden Lagen (10), wobei diese Breite geringer ist und trotzdem für die Gesamtheit der beiden Lagen die gleiche globale axiale Breite beibehält, aber das Kreuzen der Verstärkungselemente nur über eine verringerte Breite von höchstens gleich 50% der globalen Breite 1 erlaubt.

Claims (9)

1. Luftreifen P, der einerseits eine Karkassenbewehrung aus mindestens einer Lage von radialen Seilen (1) und andererseits eine Scheitelbewehrung aus mindestens einer Lage (3) von durchgehenden Verstärkungselementen aufweist, die radial von mehreren Kautschukschichten überlagert wird, einschließlich der Lauffläche (6), wobei die praktisch zylindrische Lage (3) von Verstärkungselementen aus metallischen Hauptelementen (30) zusammengesetzt ist und von einer Kautschuklinse (4) überlagert wird, die einen halbmondförmigen Querschnitt, eine maximale Dicke mindestens gleich einmal die maximale radiale Abmessung der Hauptverstärkungselemente (30), und eine axiale Breite Li höchstens gleich 80% der axialen Breite L der Lage (3) von Verstärkungselementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptverstärkungselemente (30) unausdehnbare Umfangselemente sind, die ggf. durch Nebenverstärkungselemente (31) getrennt werden können, wobei die Hauptverstärkungselemente (30) minimale Quer- und Radialabmessungen haben, die mindestens 0,09 mal so groß wie die Quadratwurzel des Umfangsradius Rs der Lage (3) sind; wobei die Lage (3) von Verstärkungselementen einen Füllkoeffzienten mindestens gleich 0,70 und eine axiale Breite L mindestens gleich 0,70S aufweist, wobei S die maximale axiale Breite des Luftreifens, der auf seine Betriebsfelge montiert und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpt ist, und mindestens gleich 90% der axialen Breite Lo der Lauffläche ist, und wobei die Kautschuklinse (4) einen Sekansmodul, gemessen bei 10% relativer Längung, von mindestens gleich 20 MPa hat.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkoeffizient durch das Vorhandensein von Nebenverstärkungselementen (31) vergrößert wird, die axial zwischen den Hauptverstärkungselementen (30) angeordnet sind und solche Formen haben, daß die sogenannten Koppelflächen axial vor den Haupt- (30) und Nebenverstärkungselementen (31) vergrößert werden.

3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenverstärkungselemente (31) vermessingte Metallbänder geringer Dicke e sind, wobei jedes Band an seinem unteren und oberen Ende kreisförmig gekrümmt ist und entlang des Umfangs der Lage (3) von Verstärkungselementen gestückelt werden oder auf seinem Umfang radiale Kerben aufweisen kann, die sich zwischen seinem radial oberen und seinem radial unteren Rand abwechseln.

4. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenverstärkungselemente (31) eine optimierter Querform haben, wobei ihre Seitenwände parallel zu den Querumrissen der Hauptelemente kreisförmigen Querschnitts (30) sind, was es ermöglicht, zwischen den jeweiligen Seitenwänden der Nebenverstärkungslemente (31) bzw. der Hauptverstärkungselemente (30) die Kautschukdicke zu lassen, die unbedingt notwendig ist für eine ausreichende Haftung zwischen Verstärkungselementen und Kautschuk.

5. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenverstärkungselemente (31) Fäden oder Seile aus Metall oder Textil- oder Kunststoffmaterial kleineren Durchmessers als die Seile sind, die die Hauptverstärkungselemente (30) bilden.

6. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenverstärkungselemente (31) fest mit den Hauptverstärkungselementen (30) verbunden sind, wobei die Hauptverstärkungselemente (30) dann mit Hüllen (31) aus Kunststoff oder aus Elastomermaterial mit hoher Härte oder aus Metall ummantelt sind, was es ermöglicht, der Einheit eine Querform zu verleihen, die zur Erzeugung einer Schersteifigkeit besser geeignet ist.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch das Vorhandensein mindestens einer Schutzlage (10) radial außerhalb der Kautschuklinse (4), wobei die Schutzlage aus Fäden oder Seilen gebildet ist, welche in bezug auf die Umfangsrichtung mit einem bestimmten Winkel α ausgerichtet sind, der zwischen 30º und 90º liegt.

8. Luftreifen nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das Vorhandensein von zwei Schutzlagen (10) aus Fäden oder Seilen, elastisch oder unelastisch, die sich von einer Lage zur nächsten kreuzen, indem sie mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 45º bilden.

9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschuklinse (4) radial von zwei Halb-Lagen (9', 9") von elastischen Metallseilen überlagert wird, die in bezug auf die Umfangsrichtung um einen Winkel α ausgerichtet sind, Lagen, die in bezug auf die Äquatorialebene XX' des Luftreifens symmetrisch angeordnet sind und je eine axiale Breite höchstens gleich 48% der axialen Breite L der Umschnürungslage (3) haben, wobei ihre axial inneren Enden von der Äquatorialebene einen Abstand von mindestens 3% der Breite L der Lage (3) von Verstärkungselementen aufweisen.