DE3201985A1

DE3201985A1 - "luftreifen, insbesondere fuer flugzeuge, und verfahren zu seiner herstellung"

Info

Publication number: DE3201985A1
Application number: DE19823201985
Authority: DE
Inventors: Jacques 63000 Clermont-Ferrand Musy
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1982-10-28
Also published as: MY104377A; LU83936A1; DD202120A5; DK151070B; NZ199691A; SE452869B; NO153325C; NO820411L; US4418735A; JPH0653441B2; IE52539B1; OA07014A; ES519312A0; GR76024B; ES273339U; NO153325B; IT1191166B; DK62582A; ES8402771A1; IT8267126A0

Description

Patentanwälte · European PafiO* Aitornay-s München Stuttgart

21. Januar 1982

MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

63040 CLERMONT-FERRAND / Frankreich Unser Zeichen: M 1525

Luftreifen, insbesondere für Flugzeuge, und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft Luftreifen, insbesondere für Flugzeuge, deren Bewehrung einerseits durch eine Karkassenbewehrung gebildet ist, die aus wenigstens einer Lage von radialen Fäden besteht und in jedem Wulst an wenigstens einem Wulstkern verankert, ist und andrerseits durch eine Scheitelbewehrung, die aus Fäden aus Textilmaterial gebildet und radial außerhalb der Karkassenbewehrung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft insbesondere auch Mittel und Verfahren zur Herstellung solcher Luftreifen.

Die beispielsweise für Flugzeugluftreifen geltenden Normen schreiben für einen Luftreifen, der vorgegebenen Abmessungen, einem gegebenem Aufpumpdruck und einer gegebenen statischen Last entspricht, die größte axiale Breite und die radiale Höhe auf der Felge vor, mit anderen Worten die Abmessungen der Seiten des Rechtecks, in das der Meridianquerschnitt dieses Luftreifens eingeschrieben sein muß. Allgemein

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erscheint es zur Verringerung der Erwärmung im Scheitel sowie der Abnutzung insbesondere an den Rändern des LaufStreifens eines Luftreifens wünschenswert, diesem Luftreifen einen Meridianquerschnitt zu erteilen, der so weitgehend wie möglich an die Grenzen eines rechteckigen Umrisses, wie des zuvor angegebenen, angenähert ist.

Zu diesem Zweck kann man beispielsweise den Luftreifen in einer Form vulkanisieren, die nicht nur dem äußeren Umriß, sondern auch der Bewehrung unter der Einwirkung des Drucks der Vulkanisierkammer oder -membran eine Meridiankrümmung erteilt, die von einem sehr großen Maximalwert auf der Höhe der Schultern sowohl in Richtung zur Äquatorialebene wie auch zu den Seitenwänden des Luftreifens hin schnell kleiner wird.

Bei hohen Geschwindigkeiten erscheinen jedoch vorzeitig stehende Wellen auf einem solchen Luftreifen, so daß dessen Lebensdauer gering ist.

Dieser Nachteil scheint durch das Fehlen von Spannungen in den Randzonen der Scheitelbewehrung aus Textilfaden und noch mehr durch das Fehlen einer ausreichenden Spannung unter der Wirkung des Aufpumpdrucks verursacht zu sein. Unter dem Einfluß des Aufpumpdrucks behält nämlich die Bewehrung nicht das gleiche Meridianprofil wie in der Vulkanisierform bei. Die maximale Krümmung auf der Höhe der Schultern verringert sich zugunsten einer Zunahme des äquatorialen Durchmessers und der größten axialen Breite der Bewehrung des Luftreifens. Dies hat eine unzureichende Spannung oder sogar eine Kompression in den Randzonen der Scheitelbewehrung zur Folge.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, zugleich ein quasi-rechteckiges Meridianprofil des Luftreifens und seiner Bewehrung aufrechtzuerhalten und die Bildung

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von stehenden Wellen auf dem Luftreifen zu verzögern oder sogar zu unterdrücken, wobei dieses doppelte Ziel ohne Zuhilfenahme von zusätzlichen Verstärkungslagen erreicht wird.

Gemäß der FR-PS 2 141 557 ordnet man nämlich radial innerhalb der Karkassenbewehrung in der Schulterzone zwei zusätzliche gekreuzte Lagen von elastischen Fäden an, die Winkel von höchstens 30° mit den Fäden der Karkassenbewehrung bilden. Dabei handelt es sich jedoch um einen Luftreifen, der einerseits für Schwerstlast-Erdbewegungsmaschinen bestimmt ist und andrerseits eine Scheitelbewehrung aus Metallfäden hat, die somit gegen die Zusammenziehung in der Umfangsrichtung in den Randzonen widerstandsfähig sind.

Im Rahmen der Erfindung wird als Luftreifen mit quasi-rechteckigem Meridianprofil nach der Montage auf seine Felge und Aufpumpen auf seinen Betriebsdruck jeder Luftreifen qualifiziert, dessen Karkassenbewehrung eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel von höchstens 0,12 und vorzugsweise zwischen 0,04 und 0,10 und eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe in den Seitenwänden von höchstens 0,14 hat.

Übereinkunftsgemäß wird im Rahmen der Erfindung die relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel in der folgenden Weise auf einem Meridianquerschnitt eines Luftreifens definiert (siehe Fig. 1). Man betrachtet den Kreisbogen C, der einerseits durch den äquatorialen Punkt S geht, in welchem die Karkassenbewehrung 2 die Schnittlinie ZZ¹ der Äquatorialebene des Luftreifens mit der Zeichenebene schneidet, und andrerseits durch die beiden Schnittpunkte A und A¹ der Karkassenbewehrung 2 mit den Schnittlinien E und E' zwischen der Zeichenebene und zwei zur Äquatorialebene parallelen Ebenen, die jeweils in einem axialen Abstand von der Äquatorialebene liegen, der gleich dem 0,3-fachen der größten axialen Breite L der Aufstandsfläche des Luftreifens ist. Diese Breite L wird an dem auf

seine Felge montierten Luftreifen gemessen, der auf seinen Betriebsdruck aufgepumpt ist, seine Nennlast trägt und ohne seitliche Neigung auf einem ebenen und horizontalen Boden aufliegt. Die relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel ist dann gleich dem Verhältnis des radialen Abstands f zwi-

sehen dem Äquatorialpunkt S und den Schnittpunkten D, D¹ des Kreisbogens C mit den Parallelen F, F¹ zur Schnittlinie ZZ¹ der Äquatorialebene, die an den Enden der größten axialen Breite L der Aufstandsfläche liegen, zu dieser größten axialen Breite L.

Als relative Wölbungs-Pfeilhöhe in den Seitenwänden bezeichnet man übereinkunftsgemäß das Verhältnis der halben Differenz f_f zwischen der größten axialen Breite B der Karkassenbewehrung (die beispielsweise gleich dem 0,975-fachen der durch die Normen vorgeschriebenen größten axialen Breite B ' des Luftreifens ist) und der größten axialen Breite L gemäß der obi-< gen Defininition, zu der Differenz zwischen dem äquatorialen Radius R der Karkassenbewehrung 2 und dem (durch die Normen vorgesehenen) Radius R- am Wulstsitz auf der Felge J des auf seine Felge montierten und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten, aber nicht belasteten Luftreifens.

Um das zuvor definierte doppelte Ziel zu erreichen, ist nach der Erfindung ein Luftreifen mit einer Karkassenbewehrung, die aus wenigstens einer Lage von radialen Fäden besteht, die an wenigstens einem Wulstkern in jedem Wulst verankert ist, und mit einer dreiteiligen Scheitelbewehrung, die aus einem Mittelteil und zwei Seitenteilen besteht, wobei die Ränder des Mittelteils jeweils mit einem Seitenteil in Berührung stehen, jeder der drei Teile aus wenigstens einer Fadenlage besteht, deren Fäden einen Winkel zwischen 0 und 30° mit der Umfangsrichtung bilden, die relative Wölbungs-Pfeilhöhe der Karkassenbewehrung im Scheitel höchstens 0,12 und vorzugsweise

zwischen 0,04 und 0,10 beträgt und die relative Wölbungs-Pfeilhöhe der Karkassenbewehrung in den Seitenwänden höchstens 0,14 beträgt, so daß der auf seine Felge montierte und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpte, aber noch nicht belastete Luftreifen ein quasi-rechteckiges Meridianprofil hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkassenbewehrung des auf seine Betriebsfelge montierten, aber noch nicht aufgepumpten Luftreifens einerseits eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel von höchstens 0,20 und vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,15 und eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe in den Seitenwänden von höchstens 0,2 5 und andrerseits eine solche Länge hat,daß nach dem Aufpumpen ihre Gleichgewichtskurve auf der Höhe der Schultern radial außerhalb ihrer Kurve in dem nicht aufgepumpten Luftreifen liegt, und daß der Mittelteil der Scheitelbewehrung aus Fäden gebildet ist, deren Dehnbarkeit klein und vorzugsweise nahezu Null ist, während die Seitenteile aus Fäden gebildet sind, deren Dehnbarkeit sehr groß ist.

Einerseits wegen der Unterschiede der Dehnbarkeit zwischen dem Mittelteil und den Seitenteilen der Scheitelbewehrung gemäß der Erfindung und andrerseits wegen der geeigneten Länge der Karkassenbewehrung tendiert diese unter der Wirkung des Betriebsdrucks zu einem Meridianprofil, dessen Krümmung einen großen Maximalwert auf der Höhe der Schultern des- Luftreifens hat, während die relative Wölbungs-Pfeilhöhe der Karkassenbewehrung in den Seitenwänden und die relative Wölbungs-Pfeilhöhe der Karkassenbewehrung im Scheitel kleiner werden und sich auf einen Wert einstellen, der kleiner als 0,14 bzw. 0,13 ist.

Die Erzielung eines quasi-rechteckigen Profils der Bewehrung des. Luftreifens nach der Erfindung unter der Wirkung des Betriebsdrucks äußert sich in einer merklichen radialen Ausdehnung

des Luftreifens auf der Höhe der Schultern. Diese Ausdehnung erzeugt in den Fäden der Seitenteile der Scheitelbewehrung eine überspannung, die sehr groß gegen die in den Rändern bekannter Scheitelbewehrungen bestehenden Spannungen ist, die nahezu Null oder sogar negativ sind. Diese Überspannung wirkt mit der absichtlich großen Dehnbarkeit der Seitenteile zusammen, um das Entstehen von stehenden Wellen bei hohen Geschwindigkeiten zu verzögern oder zu verhindern. Wenn bei einem Luftreifen der beanspruchten Art die ümfangsspannung der Scheitelbewehrung pro Einheit der (axialen) Breite auf der Höhe des Äquators etwa gleich P· R (P: Betriebs-Aufpumpdruck, R: äquatorialer Radius) ist, ist die Spannung in den Rändern der Scheitelbewehrung gemäß der Erfindung größer als das 0,15-fache und vorzugsweise größer als das 0,20-fache dieser äquatorialen Umfangsspannung, und sie kann das 0,6-fache davon erreichen.

Im Gegensatz zu der zentrifugalen Radialausdehnung, die ausschließlich auf die Masse des Scheitels wirkt, sind die stehenden Wellen eine Schwingungserscheinung, die sich nicht nur der radialen Ausdehnung überlagert, sondern mit der Abflachung des Scheitels in der Aufstandsfläche verknüpft ist und oberhalb einer Frequenz, d.h. einer Drehzahl, durch die Bewegung der vorhandenen Massen ausgelöst wird. Die Bewegung dieser Massen verzögert die Rückkehr des abgeflachten Luftreifens in seine nicht abgeflachte Form, die vor dem Übergang des betrachteten Abschnitts des Luftreifens in die Aufstandsfläche bestand. Es sind zahlreiche Maßnahmen ausgedacht worden (z.B. US-PS 2 958 359, FR-PS 2 121 736), um bei Luftreifen für Straßenfahrzeuge die Ränder der Scheitelbewehrung in der Umfangsrichtung zu versteifen und/oder die zentrifugale Radialausdehnung des Scheitels zu verhindern. Durch keine dieser Maßnahmen wird die plötzliche Verringerung der Umfang sspannung oder sogar das Auftreten einer negativen

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Umfangsspannung, d.h. einer Kompression, in den Rändern der Scheitelbewehrung vermieden. Das momentane Vorhandensein einer Spannung Null oder einer Kompression in Verbindung mit der absichtlichen Steifheit der Ränder der Scheitelbewehining macht diese - und demzufolge den Scheitel - unfähig, die vorherige nicht abgeflachte Form sofort wieder anzunehmen, d.h. sich der Ausbildung von stehenden Wellen zu widersetzen, die bestehen bleiben und deren Zahl mit wachsender Geschwindigkeit zunimmt, und die schließlich dazu führen, daß der Scheitel der Luftreifen der betrachteten Art zerstört wird.

Zur Herstellung des Luftreifens nach der Erfindung wendet man ein Verfahren an, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Luftreifen in einer Form vulkanisiert wird, in welcher die Karkassenbewehrung des Luftreifens einerseits eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel von höchstens 0,20 und vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,15 und eine relative Wölbungs-Pf eilhöhe in den Seitenwänden von höchstens 0,25 und andrerseits eine solche Länge hat, daß nach dem Aufpumpen des Luftreifens auf seinen Betriebdruck ihre Gleichgewichtskurve auf der Höhe der Schultern radial außerhalb ihrer Kurve in der Form ist, und daß man eine Scheitelbewehrung verwendet, deren Mittelteil aus Fäden gebildet ist, deren Dehnbarkeit gering und vorzugsweise nahezu Null ist, während die Seitenteile aus Fäden gebildet sind, deren Dehnbarkeit sehr groß ist.

Mit anderen Worten, man vulkanisiert den Luftreifen in einer Form von solcher Art, daß im Meridianschnitt:

- die größte axiale Breite der Karkassenbewehrung des Luftreifens in der Form in einem radialen Abstand von der Drehachse des Luftreifens liegt, der kleiner als der radiale Abstand der größten axialen Breite der Karkassenbewehrung

des montierten und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten, aber nicht belasteten Luftreifens ist, und die größte axiale Breite der Karkassenbewehrung in der Form größer als die größte axiale Breite der Karkassenbewehrung in dem montiert on und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten, aber nicht belasteten Luftreifen ist;

- die Schnittlinie der Karkassenbewehrung mit der Äquatorialebene sich nahezu im gleichen radialen Abstand von der Drehachse des Luftreifens in der Form befindet, wie die gleiche Schnittlinie, wenn der Luftreifen montiert und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpt, aber nicht belastet ist;

- die Krümmung der Karkassenbewehrung etwa auf der Höhe des Außenrandes des entsprechenden Seitenteils der Scheitelbewehrung einen Kleinstwert oder sogar einen negativen, aber dem Absolutwert nach kleinen Wert erreicht und in Richtung zur Schnittlinie der Scheitelbewehrung mit der Squatorialebene hin zunächst zunimmt und dann abnimmt.

Die Kombination dieser Vulkanisation in der Form, deren Meridianquerschnitt gemäß der Erfindung ausgebildet ist, mit der Scheitelbewehrung mit dehnbaren Seitenteilen bietet die Möglichkeit für die nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und führt zu bevorzugten Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens nach der Erfindung.

Wenn der Luftreifen aus der Form entnommen und auf seine Betriebsfelge montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist, folgen seine Außenfläche sowie die Karkassenbewehrung, im Meridianschnitt gesehen, praktisch den Profilen, die sie in der Form annahmen.

Wenn man einen Luftreifen nach der Erfindung auf seinen Betriebsdruck aufpumpt, ändert sich der Radius des Mittelteils des Scheitels in bezug auf die Drehachse vorzugsweise verhältnismäßig wenig, zumindest in der Äquatorialzone. Zu diesem Zweck ist der Mittelteil der Scheitelbewehrung aus wenigstens einer Lage von Fäden gebildet, deren relative Dehnung, gemessen bei 25% der Bruchkraft, kleiner als 3% ist und vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,5% liegt. Dieser Mittelteil ist vorzugsweise auch aus Fäden gebildet, die in einem Winkel von etwa 0° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens orientiert sind. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht auch darin, daß die axiale Breite dieses Mittelteils kleiner als 80% der Breite der Scheitelbewehrung oder 70% der größten Breite der Aufstandsfläche ist, wenn der auf seinen Betriebsdruck aufgepumpte und seine Betriebslast tragende Luftreifen ohne seitliche Neigung auf einem ebenen und horizontalen Boden aufliegt. Im Fall der Verwendung von mehreren gekreuzten Lagen sind die Winkel dieser Lagen vorzugsweise symmetrisch und kleiner als 30° in bezug auf die Längsrichtung.

Beim Aufpumpen auf den Betriebsdruck erreicht das Meridianprofil der Karkassenbewehrung seine maximalen Krümmungen auf der Höhe der Schultern und seine minimalen Krümmungen auf der Höhe des Äquators des Luftreifens. Dies ist die Folge der verhältnismäßig großen Dehnbarkeit jedes Seitenteils der Scheitelbewehrung nach der Erfindung. Vorzugsweise bestehen die Seitenteile aus wenigstens einer Lage von Fäden, deren relative Dehnung bei der Bruchkraft zwischen 10% und 30% liegt. Dank der Dehnbarkeit der Fäden, die eine beträchtliche Verlagerung der Schultern unter dem Betriebsdruck nach außen ergibt,und im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, die den Zweck haben, die Ränder der Scheitelbewehrung zu versteifen, ist es möglich, wenigstens eine

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Lage jedes der Seitenteile der Scheitelbewehrung in die Seitenwände hinein zu verlängern, ohne daß die Abflachung der Schultern beim Rollen beeinträchtigt wird. Vorzugsweise ist die Breite der gemeinsamen Zone jedes Seitenteils mit dem Mittelteil der Scheitelbewehrung höchstens gleich 15% der Breite der Scheitelbewehrung. Vorzugsweise liegt auch die axiale Breite jedes Seitenteils zwischen 10% und 35% der Breite der Scheitelbewehrung oder zwischen 8% und 32% der größten Breite der Aufstandsfläche gemäß obiger Definition. Vorzugsweise ist wenigstens eine seitliche Lage in den gemeinsamen Zonen mit dem Mittelteil der Scheitelbewehrung radial außerhalb auf wenigstens einer Lage des Mittelteils der Scheitelbewehrung angeordnet.

Vorzugsweise sind die Seitenteile aus Fäden gebildet, die im Winkel von etwa 0° in bezug auf die Längsrichtung orientiert sind. Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform, bei der mehrere gekreuzte Lagen vorgesehen sind, sind die Winkel dieser Lagen vorzugsweise symmetrisch und kleiner als 25° in bezug auf die Längsrichtung.

Bezeichnet man als Wölbung des LaufStreifens die in Prozent des auf die Drehachse XX¹ bezogenen äquatorialen Radius R_mov

(siehe Fig.1) des auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten und nicht belasteten Luftreifens ausgedrückte Differenz zwischen diesem äquatorialen Radius und dem arithmetischen Mittelwert der Radien R , die an den Punkten des Luftreifens gemessen werden, an denen die Aufstandsfläche ihre größte axiale Breite L (gemäß obiger Definition) erreicht, so ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Luftreifen, bei denen die Wölbung des Laufstreifens zwischen 0% und 6% beträgt und die eine befriedigende Abnutzungsfestigkeit zeigen. Wenn ein Luftreifen nach der Erfindung auf seine Felge montiert, aber nicht aufgepumpt ist, ist diese Wölbung um

wenigstens 1,5%, und vorzugsweise um 3% bis 4% des äquatorialen Radius des auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifens größer als diese Pfeilhöhe, die an dem auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifen gemessen wird.

In der Praxis wird die Karkassenbewehrung eines Luftreifens nach der Erfindung als undehnbar angesehen, wenn ihre relative Dehnung unter der Wirkung des Betriebsdrucks zwischen 1% und 2% ihrer Länge in dem an seiner Vulkanisierform anliegenden oder auf seine Felge montierten und praktisch unter dem Aufpumpdruck Null stehenden Luftreifen liegt. Die größte axiale Breite der Karkassenbewehrung in der Form ist dann größer als ihre größte axiale Breite in dem montierten und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifen. Der Mittelteil der Scheitelbewehrung nach der Erfindung macht es jedoch möglich, den Durchmesser des Luftreifens beim Betriebsdruck sowie - falls es sich um einen Flugzeugluftreifen handelt - seine Prüfdruckfestigkeit auf den durch die gebräuchlichen Normen vorgesehenen Werten zu halten.

Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung einer Radialkarkassenbewehrung, deren relative Dehnbarkeit in bezug auf ihre Länge in der Form oder in dem auf seine Betriebsfelge montierten und praktisch unter dem Aufpumpdruck Null stehenden Luftreifen höchstens gleich 5% ist. In diesem Fall kann die größte axiale Breite der Karkassenbewehrung in der Form kleiner als ihre größte axiale Breite beim Betriebsdruck sein, während die anderen Kenngrößen der Karkassenbewehrung unverändert bleiben.

Falls es für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig ist, zu der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung eine oder mehrere . übliche Scheitellagen hinzuzufügen, beispielsweise Schutzlagen aus elastischen Fäden, sind diese Lagen radial außerhalb der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung angeordnet.

Vorzugsweise ist die Breite dieser zusätzlichen Scheitellagen nahezu gleich der Breite des Mittelteils der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung. Wenn diese üblichen Scheitellagen aus elastischen Stahllitzen bestehen, ist es zweckmäßig, die Litzen in Winkeln von wenigstens 45° in bezug auf die Umfangsrichtung anzuordnen.

Unter bestimmten Rollbedingungen, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, kann die erfindungsgemäße Scheitelbewehrung durch Gegenstände (Steine, von Fahrzeugen verlorene Metallteile usw.) beschädigt werden, die in der Bewegungsbahn des Luftreifens liegen.

Wegen der beträchtlichen Ausdehnung des Scheitels des Luftreifens unter der Wirkung des Aufpumpens ist es nicht immer möglich, einen Schirm aus üblichen elastischen Fäden zu verwenden. Die Dehnbarkeit dieser Fäden ist unzureichend. Die Ausdehung des Scheitels nach der Erfindung ist so beträchtlich, daß diese Fäden ihre fundamentalen Eigenschaften verlieren würden. Sie könnten ihre Schutzwirkung nicht mehr erfüllen und würden dazu beitragen, die Scheitelbewehrung in unerwünschter Weise zu verstärken.

Es fällt somit in den Rahmen der Erfindung, mit der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung wenigstens eine Lage von in der Lagenebene gewellten Fäden zusammenwirken zu lassen. Diese Lage ist radial außerhalb der Scheitelbewehrung angeordnet. Ihre Eigenschaften bilden weder ein Hindernis für die ungewöhnliche Ausdehnung des Scheitels noch verstärken sie diesen in unerwünschter Weise.

Zu diesem Zweck liegt der Abstand eines Fadens vom nächsten zwischen 50% und 100% der Spitzen-Spitzen-Amplitude der Wellungen, und die Wellenlänge der Wellungen liegt zwischen 100% und 200% der Spitzen-Spitzen-Amplitude;

die Fäden sind in der Lage zueinander parallel; d.h., daß die Wellungen in Phase sind; die Mittelachsen der Wellungen der Fäden sind vorzugsweise im Winkel von 0° oder von 90° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens orientiert. Diese bevorzugte Ausführungsform schließt nicht aus, daß wenigstens eine Lage von gewellten Fäden verwendet wird, deren Mittelachsen schräg zu der Umfangsrichtung verlaufen.

Diese Lage kann auch aus einem Fadengewirke gebildet werden, das beispielsweise dadurch erhalten wird, daß einfach die Wellungen gekreuzt werden. In diesem Fall ist der Abstand eines Fadens vom folgenden höchstens gleich der Spitzen-Spitzen-Amplitude der Wellungen der Fäden. Die Elastizität des Gewirkes nimmt zu, wenn die Abstände der Fäden verringert werden.

Fäden im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise Zwirne, Litzen oder Seile.

Im folgenden Teil der Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen (nicht maßstabsgerecht):

Fig. 1 eine schematische Radialschnittansicht eines Luftreifens, von dem nur die Karkassenbewehrung dargestellt ist, wobei diese Figur hauptsächlich den Zweck hat, die Definitionen der relativen Wölbungs-Pfeilhöhen der Karkassenbewehrung einerseits im Scheitel und andrerseits in den Seitenwänden sowie die Wölbung des LaufStreifens zu erläutern,

Fig. 2 eine halbe Radialschnittansicht eines Luftreifens nach der Erfindung in seiner Vulkanisierform,

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 2, wobei der Luftreifen aus seiner Vulkanisierform entnommen und auf seine Betriebsfelge montiert ist, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils einer Schutzlage eines solchen Luftreifens.

Der in den Figuren 2 und 3 dargestellte Luftreifen 10 ist ein Flugzeugluftreifen der Abmessungen 750 χ 230-15 (nach französischer Norm); er enthält eine Karkassenbewehrung 2, die im vorliegenden Fall durch zwei übereinanderliegende Lagen 2', 2" aus Fäden aus aromatischem Polyamid des Titers 167 χ 3 tex gebildet ist. Die Enden dieser beiden Lagen sind jeweils um einen metallischen Wulstkern 3 umgeschlagen, der in jedem der Wülste 4 des Luftreifens vorhanden ist.

Im Laufstreifen 5 des Luftreifens sind Schutzlagen angeordnet, die schematisch bei 6 dargestellt sind, und unter diesen Schutzlagen eine Scheitelbewehrung 7, die auf die Karkassenbewehrung 2 aufgelegt ist.

Die unter einer Last von 5850 daN und einem Aufpumpdruck von 15 bar auf einem ebenen horizontalen Boden gemessene Aufstandsfläche hat eine Breite L von 185 mm. Die Schutzlagen haben eine Breite P von 115 mm, und die Scheitelbewehrung hat eine Gesamtbreite Q von 194 mm. Diese Scheitelbewehrung enthält zwei mittlere Lagen 7¹, 7" und auf jeder Seite davon in axialer Richtung drei seitliche Lagen 7a, 7b, 7c. Die mittlere Lage T hat eine axiale Breite von 120 mm, und die mittlere Lage 7" hat eine axiale Breite von 90 mm. Diese beiden Lagen, die symmetrisch in bezug auf die Schnittlinie ZZ¹ der Längsmittelebene des Luftreifens mit der Zeichenebene angeordnet sind, bestehen jeweils aus lückenlos angeordneten Fäden aus aromatischem Polyamid des Titers 330 χ 3 χ 3 tex, die jeweils einen Durchmesser von 2,3 mm und eine Bruchfestigkeit von 420 daN bei einer relativen Dehnung von 6,1% aufweisen. Diese Fäden sind parallel zu der der Schnittlinie ZZ¹ entsprechenden Äquatorialebene des Luftreifens angeordnet.

Die drei seitlichen Lagen 7a, 7b, 7c schließen sich in axialer Richtung an die beiden mittleren Lagen 7¹, 7" an. Ihre Breiten

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betragen 38 mm, 37 mm bzw. 35 mm. Die seitlichen Lagen 7a und 7b schließen sich an die mittlere Lage 7' an; die seitliche Lage 7c schließt sich an die mittlere Lage 7" an und bedeckt den Rand der Lage T über eine Breite von 15 mm.

Jede dieser drei Lagen besteht aus lückenlos nebeneinanderliegenden Fäden aus Kunstseide des Titers 244 χ 2 tex, die jeweils einen Durchmesser von 0,8 mm und eine Bruchfestigkeit von 20 daN bei einer relativen Dehnung von 14% haben. Diese Fäden sind parallel zu der der Schnittlinie ZZ¹ entsprechenden Äquatorialebene des Luftreifens angeordnet.

Die Maßzahlen B, R_x,, R„, R und R des Luftreifens in der

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Form (Fig. 2) und die entsprechenden Maßzahlen B¹, R_ß,, R_g,,

R . und R . des gleichen Luftreifens, der aus der Form max' ep ^

entnommen, auf seine Betriebsfelge J der Breite J_L = 178 mm montiert und auf verschiedene Drücke aufgepumpt ist, sind in der folgenden Tabelle (in mm) unter den folgenden Bedingungen angegeben:

a) in der Form,

b) auf der Felge beim Betriebsdruck (15 bar),

c) auf der Felge beim Prüfdruck (60 bar).

	B	B¹	^RB	V	^RS	^Rs«	^Rmax	R max'	R ep	R ι ep'
a)	251		278		359		374		352
b)		229		285		362		377		365
c)		235

Ein sehr dehnbarer Schutzschirm ist nach dem Schema von Fig. für einen Flugzeugluftreifen der Abmessungen 46 χ 16-20 realisiert worden. Zu diesem Zweck verwendet man eine Lage aus Litzen 70 von 1 mm Durchmesser, die aus neun Stahldrähten von 23/100 mm Durchmesser gebildet sind. Die Wellungen sind sinusförmig mit einer Amplitude A von 5 mm zwischen der Spitze 701 und der Spitze 702 und mit einer Wellenlänge λ von 5 mm. Der Abstand e der parallelen, d.h. gleichphasigen Litzen 70, beträgt 3,5 mm. Die Mittelachsen 71 der Wellungen sind im Winkel von 90° in bezug auf die (nicht dargestellte) Umfangsrichtung orientiert.

Fig. 4 zeigt eine teilweise Darstellung von zwei benachbarten Litzen 70 dieser Schutzlage. Der Abstand e der Litzen ist gleich dem Abstand zwischen den Mittelachsen 71 von zwei Wellungen. Die Wellenlänge λ ist der doppelte Wert des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schnittpunkten I und I¹ einer Sinuslinie 70 mit der Mittelachse 71. Die Amplitude A ist der Abstand zwischen einer Spitze 701 und der folgenden Spitze 702 einer Sinuslinie 70. Unter Wellung ist im Rahmen der Erfindung jeder sinusförmige oder sägezahnförmige Kurvenzug mit oder ohne abgeschnittenen Spitzen zu verstehen.

Wie zu erkennen ist, haben die Amplituden, Wellenlängen und Abstände der Litzen unübliche Werte im Vergleich zu den bekannten Lagen mit gewellten Fäden.

Man kann die gewellten Fäden auch durch Schraubenfedern mit beispielsweise elliptischem oder rechteckigem Querschnitt ersetzen, deren große Achse oder große Seite parallel zu der Ebene der verwendeten Lage ist. Diese Federn bestehen vorzugsweise aus Stahldraht. Man kann als Schutzschirm auch wenigstens eine Lage von annähernd parallelen Metallfasern (Durchmesser: von 0,1 bis 1 mm; Längen von 5 bis 20 mm) verwenden, die in einer Gummischicht verteilt sind.

Claims

PRINZ, BUNKE & PARTNER

Patentanwälte · European Patorrt" Attorney's München Stuttgart

21. Januar 1982

MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

63040 CLERMONT-FERRAND / Frankreich Unser Zeichen: M 1525

Patentansprüche

[ 1. Luftreifen, insbesondere für Flugzeuge, mit einer Kar- \_y kassenbewehrung, die aus wenigstens einer Lage von radialen Fäden besteht, die an wenigstens einem Wulstkern in jedem Wulst verankert ist und mit einer dreiteiligen Scheitelbewehrung, die aus einem Mittelteil und zwei Seitenteilen besteht, wobei die Ränder des Mittelteils jeweils mit einem Seitenteil in Berührung stehen, jeder der drei Teile aus wenigstens einer Fadenlage besteht, deren Fäden einen Winkel zwischen 0 und 30° mit der Umfangsrichtung bilden, die relative Wölbungs-Pfeilhöhe der Karkassenbewehrung im Scheitel höchstens 0,12 und vorzugsweise zwischen 0,04 und 0,10 beträgt und die relative Wölbungs-Pfeilhöhe der Karkassenbewehrung in den Seitenwänden höchstens 0,14 beträgt, so daß derauf seine Felge montierte und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpte, aber noch nicht belastete Luftreifen ein quasi-rechteckiges Meridianprofil hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkassenbewehrung (2) des auf seine Betriebsfelge (J) montierten, aber noch nicht aufgepumpte^ Luftreifens (1) einerseits eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel von höchsten 0,20 und vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,15 und eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe

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in den Seitenwänden von höchstens 0,25 und andrerseits eine solche Länge hat, daß nach dem Aufpumpen ihre Gleichgewichtskurve auf der Höhe der Schultern (8) radial außerhalb dieser Kurve in dem.nicht aufgepumpten Luftreifen liegt, und daß der Mittelteil (T₁ 7") der Scheitelbewehrung (7) aus Fäden gebildet ist, deren Dehnbarkeit klein und vorzugsweise nahezu Null ist, während die Seitenteile (7a, 7b, 7c) aus Fäden gebildet sind, deren Dehnbarkeit sehr groß ist.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem montierten, aber nicht aufgepumpten Luftreifen die Wölbung des LaufStreifens um wenigstens 1,5% und vorzugsweise 3 bis 4% des äquatorialen Radius des auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifens größer als die entsprechende Wölbung ist, die an dem auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifen gemessen ist, wobei die an dem auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifen gemessene Wölbung zwischen 0% und 6% des äquatorialen Radius R des Lauf-

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Streifens des Luftreifens beträgt.
3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil der Scheitelbewehrung aus wenigstens einer Lage von Fäden gebildet ist, deren relative Dehnung bei 25% der Bruchkraft kleiner als 3% ist und vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,5% beträgt.
4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil der Scheitelbewehrung aus Fäden gebildet ist, die im Winkel von etwa 0° in bezug auf die Längsrichtung orientiert sind.
5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Mittelteils der Scheitelbewehrung kleiner als 80% der Breite der Scheitelbewehrung ist.
6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil der Scheitelbewehrung aus Lagen gebildet ist, die mit Winkeln von weniger als 30° in bezug auf die Längsrichtung des Luftreifens symmetrisch gekreuzt sind.
7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in den Seitenteilen der Scheitelbewehrung eine relative Dehnung zwischen 10% und 30% bei der Bruchkraft haben.
8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in den Seitenteilen der Scheitelbewehrung im Winkel von etwa 0° in bezug auf die Längsrichtung orientiert sind.
9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jedes Seitenteils der Scheitelbewehrung zwischen 10 und 35% der Breite der Scheitelbewehrung beträgt.
10. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile der Scheitelbewehrung aus Lagen gebildet sind, die mit Winkeln von weniger als 25° in bezug auf die Längsrichtung symmetrisch gekreuzt sind.
11. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelbewehrung wenigstens eine seitliche Lage aufweist, die in den Berührungszonen zwischen den Seitenteilen und dem Mittelteil radial außerhalb von wenigstens einer mittleren Lage angeordnet ist.

3 2 U 1 9 8
12. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite der gemeinsamen Zone zwischen jedem Seitenteil und dem Mittelteil der Scheitelbewehrung höchstens gleich 15% der Breite der Scheitelbewehrung ist.
13. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Dehnung der Radialkarkassenbewehrung unter der Wirkung des Betriebsdrucks zwischen 1 und 2% ihrer Länge in der Form beträgt.
14. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb der Scheitelbewehrung Scheitellagen üblicher Art, beispielsweise Schutzlagen aus elastischen Fäden, angeordnet sind.
15. Luftreifen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Scheitellagen üblicher Art nahezu gleich der Breite des Mittelteils der Scheitelbewchrung ist.
16. Luftreifen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitellagen üblicher Art aus elastischen Stahllitzen bestehen, die in Winkeln von wenigstens 45° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens angeordnet sind.
17. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb der Scheitelbewehrung wenigstens eine Lage von in der Ebene der Lage parallelen, gewellten Fäden angeordnet ist, wobei der Abstand der Fäden zwischen 50% und 100% der Spitzen-Spitzen-Amplitude der Wellungen liegt, die Wellenlänge der Wellungen zwischen 100% und 200% dieser Amplitude liegt und die Mittelachsen der Wellungen der Fäden vorzugsweise im Winkel von 0° oder 90° orientiert sind.

ρ·
18. Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftreifen in einer Form vulkanisiert wird, in welcher die Karkassenbewehrung (2) des Luftreifens (1) einerseits eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe im Scheitel von höchstens 0,20 und vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,15 und eine relative Wölbungs-Pfeilhöhe in den Seitenwänden von höchstens 0,25 und andrerseits eine solche Länge hat, daß nach dem Aufpumpen des Luftreifens auf seinen Betriebsdruck ihre Gleichgewichtskurve auf der Höhe der Schultern radial außerhalb ihres Verlaufs in der Form ist, und daß man eine Scheitelbewehrung (7) verwendet, deren Mittelteil (7¹, 7") aus Fäden gebildet ist, deren Dehnbarkeit gering und vorzugsweise nahezu Null ist, während die Seitenteile aus Fäden gebildet sind, deren Dehnbarkeit sehr groß ist.