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Dokumentenidentifikation DE60217030T2 12.07.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001288024
Titel Flugzeugreifen mit verbessertem Wulst
Anmelder The Goodyear Tire & Rubber Co., Akron, Ohio, US
Erfinder Ueyoko, Kiyoshi, 44333, Fairlawn, US
Vertreter Kutsch, B., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., Colmar-Berg, LU
DE-Aktenzeichen 60217030
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 22.08.2002
EP-Aktenzeichen 021022058
EP-Offenlegungsdatum 05.03.2003
EP date of grant 27.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.07.2007
IPC-Hauptklasse B60C 15/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen mit radialer Karkassenverstärkung, der zum Tragen schwerer Lasten und Befüllung auf relativ hohe Drücke für Hochgeschwindigkeitsgebrauch gedacht ist, insbesondere einen Flugzeugreifen.

Hintergrund der Erfindung

Die radialen Karkassenverstärkungen solcher Reifen umfassen generell mehrere Lagen von Textilkorden, die in jedem Wulst an wenigstens einem Wulstdraht verankert sind und generell einen einzigen Wulstdraht aufweisen. Die Verstärkungselemente dieser Verstärkungen sind von der Innenseite zur Außenseite um besagten Wulstdraht herumgeschlagen, wobei sie Umschläge bilden, deren jeweilige Enden radial zur Rotationsachse des Reifens beabstandet sind. Die schweren Bedingungen, unter denen Flugzeugreifen benutzt werden, sind derart, dass die Lebensdauer der Wülste kurz ist, insbesondere im Gebiet der Umschläge der Karkassenverstärkung.

Eine erhebliche Leistungsverbesserung wird durch das Aufteilen der Lagen der Karkassenverstärkung in zwei Gruppen erhalten. Die erste Gruppe umfasst die Lagen der Karkassenverstärkung, die axial zur Innenseite hin im Bereich der Wülste liegen, wobei diese Lagen dann von der Innenseite zur Außenseite des Reifens um einen Wulstdraht in jedem Wulst herumgeschlagen sind. Die zweite Gruppe wird von wenigstens einer axial äußeren Lage im Bereich der Wülste gebildet, welche Lage generell von der Außenseite zur Innenseite des Reifens um den Wulstdraht herumgeschlagen ist. Solche Anordnungen sind bekannt beispielsweise in US-A-4,244,414.

Die Lebensdauer von auf diese Weise geformten Wülsten kann durch das Vorhandensein einer zusätzlichen Verstärkungslage in jedem Wulst verbessert werden, welche Verstärkungslage um den Wulstdraht herumgeschlagen ist und somit einen axial äußeren Schenkel und einen axial inneren Schenkel bildet, wobei besagte Verstärkungslage, auch als innere Wulstfahne bekannt, die am dichtesten bei dem Gummi-Kernreiter befindliche Lage ist, radial über dem Verankerungswulstdraht. Eine Reifenstruktur dieses Typs ist in US-A-5,285,835 gezeigt. In US-A-5,769,982 kann die Lebensdauer der Wülste von Flugzeugreifen weiter verbessert werden, insbesondere, wenn sie schweren Überbelastungen unterworfen werden, die zu einem Zusammendrücken in der Größenordnung von 50 % und mehr ihrer Höhe führen können, indem sich die Anordnung der Enden der nach oben umgeschlagenen Teile oder Umschläge der inneren Karkassenlagen und der Enden der Schenkel der inneren Kernfahne in Bezug auf die radiale Position des radial oberen Endes des Gummi-Kernreiters über dem Verankerungswulstdraht und dem Kernreiter befindet.

In Übereinstimmung mit der Erfindung, ein Flugzeugreifen, aufgepumpt auf einen hohen Druck, mit einer Lauffläche, einer Zenitverstärkung und einer radialen Karkassenverstärkung, umfassend wenigstens zwei axial innere Lagen aus von der Innenseite zur Außenseite um einen Wulstkern in jedem Wulst herumgeschlagenen Textilkorden, welche Umschläge bilden, und wenigstens eine axial äußere Lage von Textilkorden, die auf die inneren Lagen unter der Zenitverstärkung und entlang der Umschläge in besagten Wülsten aufgelegt sind, wobei besagter Wulst radial von einem Kernreiter aus vulkanisierter Gummimischung überragt wird, der im Wesentlichen die Form eines Dreiecks hat, dessen Scheitel radial am weitesten von der Rotationsachse sich in einem Abstand D von einer geraden Linie parallel zu besagter Achse befindet, wobei er durch das geometrische Zentrum des Kreises verläuft, der auf dem Querschnitt des Verankerungswulstdrahts umschrieben ist, bekannt als die Referenzlinie, und auch wenigstens eine innere Kernfahne umfassend, die um den Wulstdraht herumgeschlagen ist, um einen axial inneren Schenkel und einen axial äußeren Schenkel zu bilden, die dem Kernreiter über dem Wulstdraht axial benachbart sind, durch die Tatsache gekennzeichnet, dass das Ende des axial äußeren Schenkels der inneren Kernfahne sich in einem radialen Abstand LE von der Referenzlinie befindet, sodass LE zwischen 0,40 D und 0,80 D beträgt; wobei das axial am weitesten zur Innenseite hin angeordnete Ende des Umschlags der inneren Karkassenlage sich in einem Abstand HA von der Referenzlinie befindet, sodass HA zwischen 0,15 D und 0,50 D beträgt, und durch die Tatsache, dass die Enden des inneren Schenkels der inneren Kernfahne beziehungsweise der Umschläge der inneren Karkassenlage oder -lagen, die axial am weitesten zur Außenseite gelegen sind.

Während diese Konstruktion langlebig ist, beschränkt sie die Anzahl von Karkassenlagen, die im Wulstbereich vorgesehen werden können, und die verlängerte Länge der Kernfahne bedeutet, dass die äußeren Lagen um den Wulst herumgeschlagen sind und die inneren Lagen vom natürlichen Lagenverlauf des Reifens im Bereich der Kernfahne beabstandet sind. Während diese Beabstandung für wünschenswert gehalten wird, führt dazu, dass eine Lage weniger in der Struktur verfügbar ist, und im Fall sehr großer Flugzeuge kann die Reifenstruktur idealerweise die Verwendung einer anderen Lage erfordern, was effektiv durch die Verwendung der Kernfahne mit verlängerter Länge von vornherein ausgeschlossen ist.

Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine effiziente Leichtgewicht-Reifenstruktur mit überragender Haltbarkeit zu verschaffen.

Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Wulststruktur zu verschaffen, wobei die Verwendung innerer, nach oben umgeschlagener Lagen und äußerer, nach unten umgeschlagener Lagen durch das Plazieren der Lagen dicht an dem natürlichen Lagenverlauf optimiert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Luftreifen zur Verwendung an Flugzeugen hat einen Wulst-Nenndurchmesser NBD, eine Zenitverstärkung und eine radiale Karkassenverstärkung, umfassend wenigstens zwei axial innere Lagen aus um ein Paar Wulstkerne herumgeschlagenen Textilkorden, wobei die Wulstkerne eine maximale radiale Höhe Bh haben. Jede innere Lage ist von der Innenseite zur Außenseite um den Wulst herumgeschlagen, wobei sie äußere Umschläge bildet. Wenigstens eine axial äußere Lage aus Textilkorden erstreckt sich von Wulst zu Wulst entlang den Umschlägen der inneren Lagen. Jeder Wulst besitzt einen Elastomerkernreiter von im Wesentlichen dreieckiger Form, der Scheitel des Kernreiters befindet sich, über dem Wulstkern, wobei er sich zu einem Scheitel A ausdehnt, gemessen ab einer Linie YY' parallel zur Achse des Reifens und durch den Standort des Wulst-Nenndurchmessers verlaufend, oder gemessen ab einer Referenzlinie XX' parallel zur Rotationsachse und durch das geometrische Zentrum des Wulstkerns verlaufend.

Der Reifen weist eine um den Wulstkern herumgeschlagene Kernfahne auf, um einen axial inneren Schenkel und einen axial äußeren Schenkel zu bilden, der axial innere Schenkel befindet sich in einem radialen Abstand Li zur Referenzlinie YY' oder XX', und der axial äußere Schenkel befindet sich in einem radialen Abstand Le zur Referenzlinie YY' oder XX'. Die Kernfahne ist orientiert, wo Bh < LE < 0,7D und Bh < LI < 0,7D, und wenigstens eine axial innere Lage hat nach oben gerichtete Umschläge, wenn der Reifen zwei oder mehr axial innere Lagen hat, wenigstens ein nach oben gerichteter Umschlag befindet sich radial über dem Scheitelstandort A und wenigstens ein nach unten gerichteter Umschlag befindet sich unter dem Standort A.

Die Enden des axial äußeren Schenkels der Kernfahne und die Enden der nach oben gerichteten Umschläge der inneren Lagen sind radial gestaffelt.

Definitionen

"Kernprofil" bedeutet ein radial über einem Wulstkern positioniertes, nicht verstärktes Elastomer. "Querschnittsverhältnis" des Reifens bedeutet das Verhältnis seiner Querschnittshöhe (SH) zu seiner Querschnittsbreite (SW), multipliziert mit 100 % zum Ausdruck als Prozentsatz.

"Axial" bedeutet Linien oder Richtungen, die parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen.

"Wulst" bedeutet den Teil des Reifens, der ein ringförmiges Zugelement umfasst, das von Lagenkorden eingeschlagen oder anderweitig an diesen befestigt ist und, mit oder ohne andere Verstärkungselemente, wie etwa Wulstfahnen, Wulstverstärker, Kernprofile, Zehen-Gummistreifen und Wulstschutzstreifen, so geformt ist, dass er an die Konstruktionsfelge passt.

"Gürtel- oder Protektorverstärkungsstruktur" bedeutet wenigstens zwei Lagen paralleler Korde, gewebt oder nicht gewebt, die unter der Lauffläche liegen, nicht am Wulst verankert, und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich von 17° bis 33° in Bezug auf die Äquatorebene des Reifens aufweisen.

"Diagonalreifen" bedeutet einen Reifen, der eine Karkasse mit Verstärkungskorden in der Karkassenlage aufweist, die sich diagonal von Wulstkern zu Wulstkern über den Reifen erstrecken, in einem 25°-50°-Winkel in Bezug zur Äquatorebene des Reifens. Korde verlaufen in alternierenden Lagen in entgegengesetzten Winkeln.

"Karkasse" bedeutet die Reifenstruktur außer der Gürtelstruktur, Lauffläche, Unterlauffläche und Seitenwandkautschuk über den Lagen, jedoch einschließlich der Wülste.

"Umfangsgerichtet" oder "in Umfangsrichtung" bedeutet Linien oder Richtungen, die sich entlang dem Außenumfang der Oberfläche der ringförmigen Lauffläche lotrecht zur axialen Richtung erstrecken.

"Wulstschutzstreifen" bezieht sich auf schmale Materialstreifen, die um die Außenseite des Wulsts plaziert sind, um Kordlagen vor der Felge zu schützen, Durchbiegung über die Felge zu verteilen und den Reifen abzudichten.

"Wulstverstärker" bedeutet eine im Wulstbereich des Reifens befindliche Verstärkungsstruktur.

"Kord" bedeutet eine der Verstärkungslitzen, woraus die Lagen in dem Reifen bestehen.

"Äquatorebene (EP)" bedeutet die Ebene lotrecht zur Rotationsachse des Reifens und durch das Zentrum seiner Lauffläche verlaufend.

"Wulstfahne" bedeutet ein um den Wulstkern herumgeschlagenes verstärktes Gewebe.

"Aufstandsfläche" bedeutet das Kontaktstellengebiet der Reifenlauffläche mit einer flachen Oberfläche bei Nullgeschwindigkeit und unter normaler Last und Druck.

"Innenisolierung" bedeutet die Lage oder Lagen aus Elastomer oder anderem Material, die die Innenfläche eines schlauchlosen Reifens bilden und die das Füllfluid innerhalb des Reifens enthalten.

"Netto-Brutto-Verhältnis" bedeutet das Verhältnis des Reifenlaufflächengummis, der, während er sich in der Aufstandsfläche befindet, mit der Fahrbahnoberfläche in Kontakt kommt, dividiert durch den Bereich der Lauffläche in der Aufstandsfläche, einschließlich nicht in Kontakt kommender Teile, wie etwa Rillen.

"Normalfülldruck" bezieht sich auf den spezifischen Entwurfsfülldruck bzw. die Last, die von der entsprechenden Normungsorganisation für die Einsatzbedingung des Reifens zuerkannt worden ist.

"Lage" bedeutet eine durchlaufende Schicht kautschuküberzogener paralleler Korde.

"Radial" bedeutet Richtung radial zu oder weg von der Rotationsachse des Reifens.

"Radialreifen" bedeutet einen mit Gürteln versehenen oder in Umfangsrichtung zurückgehaltenen Luftreifen, worin die sich von Wulst zu Wulst erstreckenden Lagenkorde in Kordwinkeln zwischen 65° und 90° in Bezug auf die Äquatorebene des Reifens verlegt sind.

"Querschnittshöhe (SH)" bedeutet den radialen Abstand vom Nenndurchmesser des Reifens an seiner Äquatorebene.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird als Beispiel und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin

1 eine Teil-Querschnittsansicht des Reifenwulsts des Standes der Technik ist, wie in US-A-5,769,982 beschrieben. Die

2 und 3 sind Teil-Querschnittsansichten des gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Wulstteils des Reifens.

4 ist eine Querschnittsansicht des Reifens. Die 5A, 5B und 5C, und 5D sind Teilquerschnitte, welche den Reifen der vorliegenden Erfindung zeigen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Verweis auf 1 ist eine Querschnitts-Diagrammansicht eines Reifenwulsts des Standes der Technik nach US-A-5,769,982 gezeigt.

Das beschriebene Beispiel ist das eines Reifens 10 des Standes der Technik von Standardgröße 36 × 11.0R18 (Normen der Tire and Rim Association). Die Karkassenverstärkung 1 ist aus fünf Lagen 1A bis 1E aus radialen Textilkorden gebildet. Radialkorde, wie der Begriff hierin verwendet wird, sind Korde, die Winkel mit der Umfangsrichtung des Reifens bilden, welche im Bereich von 90° +/– 10° liegen können. Von diesen fünf Lagen sind drei axial innere Lagen 1A, 1B, 1C in jedem Wulst 2 um einen Wulstdraht 3 herumgeschlagen, welcher in der Zeichnung mit einem kreisförmigen Querschnitt dargestellt ist, wobei sie sich von der Innenseite zur Außenseite des Reifens P erstrecken, um nach oben gerichtete Umschläge 10A, 10B, 10C zu bilden.

Der Querschnitts des Wulstdrahts 3 wird radial nach außen von einem Streifen oder einer Kernfahne 4 aus Elastomermischung überragt, der im Wesentlichen die Form eines Dreiecks hat, dessen Scheitel A, radial am weitesten von der Rotationsachse des Reifens entfernt, sich in einem Abstand D zu einer Referenzlinie XX' befindet. Die Referenzlinie verläuft parallel zur Rotationsachse und durch das geometrische Zentrum O des an dem Querschnitt des Wulstdrahts umschriebenen Kreises, welcher Kreis in dem beschriebenen Fall mit dem Querschnitt selbst identisch ist.

Bei dem nach oben gerichteten Umschlag 10A der inneren Karkassenlage 1A axial am weitesten zur Innenseite ist sein Ende um den Betrag HA radial von der Linie XX' beabstandet, welcher Betrag in dem studierten Fall gleich 12 mm ist, nämlich 0,33 mal der Abstand D, wobei D gleich 36 mm ist. Was die Enden der inneren Lagen 10B beziehungsweise 10C betrifft, befinden sich diese radial über dem Scheitel A des Kernreiters 4 in Abständen HB und HC von 55 mm beziehungsweise 68 mm.

Dasselbe gilt für das radiale Ende des axial inneren Schenkels einer Kernfahne 5, die aus radialen Textilkorden identisch zu den Karkassenlagenkorden geformt sein kann (die jedoch auch unterschiedlich sein kann), welches Ende sich in einem radialen Abstand Le von 80 mm von der Linie XX' befindet, einem Abstand, der größer ist als die oben angeführten Abstände HB und HC, wobei die drei radial so über dem Scheitel A angeordneten Enden zwischen besagtem Scheitel und dem Punkt der Seitenwand, wo der Reifen eine maximale axiale Breite hat, gestaffelt sind. Was das radiale Ende des axial äußeren Schenkels 5E der inneren Kernfahne 5 betrifft, ist es von der Linie XX' um den radialen Abstand Le gleich 0,58 D und größer als der Abstand HA beabstandet.

Die zwei Karkassenlagen 1D und 1E, hierin äußere Lagen genannt, bedecken die nach oben gerichteten Umschläge 10A, 10B, 10C der inneren Karkassenlagen 1A bis 1C axial an der Außenseite. Die Lagen 1D und 1E sind um den Wulstdraht 3 über einen Teil oder Kreisbogen herumgeschlagen, der einen Winkel am Zentrum des an dem Wulstdraht 3 umschriebenen Kreises gleich höchstens 180° entspricht, sodass die Enden dieser Lagen 1D und 1E sich radial unter der Referenzlinie XX' befinden.

Der Reifenwulst 2 wird von einer Verstärkungslage 2 oder äußerem Wulstschutzstreifen aus radialen Textilkorden ergänzt, wobei besagte Lage eine bessere Verteilung der Drücke zwischen dem Reifen und seiner Betriebsfelge, sowie einen sichernden Schutz der Karkassenlagen gegen Beschädigung bei der Montage gestattet.

Das axial äußere Ende 6E besagten Wulstschutzstreifens befindet sich etwas über (etwa 2 mm) der Referenzlinie XX', während sein axial inneres Ende 6I sich unter besagter Linie befindet.

Diese Struktur des Standes der Technik ist auf einem dynamometrischen Schwungrad unter für Wülste dieses Typs strapaziösen Bedingungen getestet worden, wobei diese Bedingungen einer Simulation von Fahren auf einer Startbahn (10160 kg, 4572 m, 46 km/h) entsprachen, gefolgt von einem Abflug von 0 bis 300 km/h, wobei die Druckbedingungen derart waren, dass das Zusammendrücken des Reifens unter der Last von 10160 kg 50 % +/– 2 % seiner Höhe beträgt.

Der Vergleich mit einem anderen Reifen des Standes der Technik derselben Größe, der dieselbe Anzahl Karkassenlagen und innere und äußere Kernfahnen und Wulstschutzstreifen umfasst, wobei die am weitesten zur Innenseite hin befindliche Karkassenlage einen nach oben gerichteten Umschlag hat, dessen Ende sich über dem Scheitel A befindet, und der äußere Schenkel der inneren Kernfahne sein Ende unter besagtem Scheitel hat, zeigt deutlich und unerwartet die Verbesserung bei der Lebensdauer der Wülste, da die Reifen der Erfindung unter den obigen Bedingungen im Durchschnitt 35 % mehr Startbahn-/Abflugszyklen vollendet haben.

Als Kontrast ist der Reifen 100 der vorliegenden Erfindung in einer Diagrammansicht im Querschnitt in den 2 und 3 dargestellt.

Das gezeigte Beispiel ist das eines Reifens von Standardgröße 50 × 20.0R22 (Norm der Tire and Rim Association).

Unter Verweis auf die 2 und 3 ist die Karkassenverstärkung 20 aus sechs Lagen 2A bis 2F aus radialen Textilkorden 21 gebildet. Die Lagenkorde 21 können aus Nylon, Rayon, oder KevlarTM oder Stahl sein. Von diesen sechs Lagen sind vier axial innere Lagen 2A, 2B, 2C und 2D in jedem Wulst um einen in der Zeichnung gezeigten Wulstkern 33 mit einem kreisförmigen Querschnitt herumgeschlagen. Diese vier Lagen erstrecken sich von der Innenseite zur Außenseite des Reifens, um nach oben gerichtete Umschläge 20A, 20B, 20C und 20D zu bilden. Die Karkassenverstärkung befindet sich radial auswärts von der Innenisolierung 22 des Reifens 100.

Auswärts von dem Wulstkern 33 befindet sich ein Streifen oder Kernfahne 40 aus Elastomermaterial mit einer im Wesentlichen dreieckigen Form, der bzw. die sich zu einem Scheitel A radial am weitesten entfernt von der Achse und in einem Abstand D zu einer Referenzlinie XX' angeordnet erstreckt. Wie in 1 gezeigt war, verläuft die Referenzlinie auch parallel zur Rotationsachse und durch das geometrische Zentrum O des an dem Querschnitt des Wulstkerns 33 umschriebenen Kreises.

Bei dem nach oben gerichteten Umschlag 20A der inneren Karkassenlage 2A axial am weitesten zur Innenseite ist sein Ende um den Betrag H2A radial von der Linie XX' beabstandet, was, für diese beispielhafte Reifengröße, gleich 29 mm oder 0,6 mal der Abstand D ist, wobei D gleich 48 mm ist.

Wie gezeigt, hat der Reifen von 3 einen Wulst-Nenndurchmesser NBD von 22,00 Zoll (558,8 mm). Die Linie YY' verläuft durch den Standort des Wulst-Nenndurchmessers und parallel zur Rotationsachse des Reifens, wobei die innerste Lage 2A den nach oben gerichteten Umschlag 20A an dem Ende H2A 2,0 Zoll (51 mm) über der Linie YY' angeordnet hat, wie in 3 illustriert. Zu Zwecken des Vergleichs mit dem Reifen des Standes der Technik von 1 zeigt 2 die gesamte Beziehung relativ zur Referenzlinie XX'. In 3 sind all diese Komponenten relativ zur Referenzlinie YY' gezeigt. Diese Referenzlinie ist parallel zu und verlaufend durch den Wulst-Nenndurchmesser NBD.

In Bezug zu den nach oben gerichteten Enden 20B, 20C und 20D der inneren Lagen 2B, 2C beziehungsweise 2D befinden sich diese in einem Abstand H2B, H2C und H2D von 85,5 mm, 17,1 mm beziehungsweise 106 mm über der Linie XX', oder, gemessen ab der Linie YY' in 3, befinden sich H2A, H2B, H2C und H2D auf 50,8 mm, 106,5 mm, 38,1 mm beziehungsweise 127 mm. Dieser Aufbau gewährleistet, dass die Enden alle gestaffelt sind, wobei Paare von Enden 20B und 20D deutlich über dem Standort des Scheitels A sind und Paare von Enden 20A und 20C deutlich unter dem Scheitel A sind, wobei jeder Paarsatz 20A, 20C oder 20B, 20D bevorzugt wenigstens 2,0 Zoll (50,8 mm) voneinander beabstandet ist. Das niedrigste Paar von Enden befindet sich sehr dicht bei dem Wulst und ist zwischen den Wulst und die vertikale Felgenhornfläche gesetzt.

Im Gegensatz zu dem Reifen des Standes der Technik, welcher drei Lagen 1A, 1B und 1C aufweist, wobei der Endenstandort eine Beziehung erfüllt, wo 10A < 10C < 10Bist, so erfüllt bei der vorliegenden Erfindung der Endenstandort die Beziehung, wobei 20C < 20A < 20B < 20D. Wie gezeigt, schafft dies eine Gelegenheit, eine sehr effiziente Wulststruktur zu haben. Die Lagen 2A bis einschließlich 2D verschaffen eine einzigartige Kombination von Lagenenden 20A, 20C, wobei 0,5Bh < 20C < 20A < 0,7D. Wie gezeigt, ist die nächste Lage der einhüllenden inneren Lagen eine hohe Lage 2B oder 2D. Die Lagenenden 20B und 20D erfüllen die Beziehung, wo A (Scheitel) < 20B oder 20D > WL, wenn ab dem Wulst-Nenndurchmesser gemessen. Wh ist die maximale Querschnittsbreite des Reifens 100.

Eine Kernfahne 50, die aus radialen Textilkorden 51 gleichartig zu denen von Karkassenlagen gebildet sein kann, befindet sich mit einem inneren Ende LI etwas über der Höhe Bh des Wulstkerns 33, und ein äußeres Ende LE ist ebenfalls etwas über dem Wulstkern 33 gezeigt, gemessen ab der Linie YY'. Die Enden LI, LE erfüllen eine Beziehung, worin Bh < LE und < 0,7D, gemessen ab dem Wulst-Nenndurchmesser NBD. Zum Minimieren des von der Kernfahne 50 eingenommenen Raums können die Korde 51 mit einem kleineren Durchmesser als die Lagenkorde 21 gemacht werden.

Die Karkasse hat weiter zwei Karkassenlagen 2E und 2F, die hierin äußere Lagen genannt werden. Diese äußeren Lagen bedecken die nach oben gerichteten Umschläge 20A bis einschließlich 20D der inneren Lagen 2A bis einschließlich 2D. Die Lagen 2E und 2F werden über einen Teil des kreisförmigen Bogens wenigstens über das Zentrum des Wulstkerns 33 hinaus an dem radial inneren Teil um den Wulstkern 33 herumgeschlagen. Die Lagenenden 20E und 20F befinden sich somit axial einwärts von dem niedrigsten Teil des Wulstkerns 33. Die Enden 20E und 20F sind somit effektiv zwischen dem Wulstkern 33 und dem Felgensitz festgeklemmt, was hilft, diese äußeren Lagen 2E und 2F sicher zu verankern.

Der Reifenwulst kann einen äußeren Wulstverstärker 60 aus Textilkorden 61 aufweisen, wie gezeigt, um die Enden 20E und 20F herumgeschlagen, wodurch der Schutz der Karkassenlagen vor Beschädigung während des Montierens gewährleistet wird. Vorzugsweise radial unter dem Wulstverstärker 60 befindet sich ein Wulstschutzstreifen 11 mit einem Gummi-Dickenmaß z im Bereich von 0,04 Zoll (1,0 mm) bis etwa 0,16 Zoll (4,1 mm).

Axial auswärts von dem Wulstschutzstreifen und den Lagen 20E und 20F befindet sich ein länglicher Streifen 8 aus Elastomermaterial, der sich von radial einwärts von dem Wulst benachbart zu dem Wulstschutzstreifen zu einem radialen Standort an oder etwas über dem nach oben gerichteten Umschlag 20B, jedoch unter dem nach oben gerichteten Umschlag 20D erstreckt. Wie gezeigt, ist der Streifen 8 zwischen den Seitenwandgummi 9 und die äußere Lage 20F gesetzt. An einer Stelle nahezu gleich der radialen Höhe D des Scheitels A hat der Streifen 8 eine maximale Dicke t. Bei der gezeigten Reifengröße beträgt die maximale Dicke t 0,3 Zoll (7,6 mm).

Die Kautschukeigenschaften der verschiedenen Wulstbauteile werden so ausgewählt, dass sie einen kühl laufenden Reifen unter hohen Belastungen und Drücken verschaffen. Wenn gemessen, so liegt der Modul (M300) MPa des Kernreiters im Bereich von 20 bis 25, der Kautschuk der Lagen liegt im Bereich von 14 bis 18, der Streifen 8 liegt im Bereich von 13 bis 16 und die Seitenwand 9 liegt im Bereich von 5 bis 8. Der Materialmodul (M300) ist auf einer Vulkanisationsrate von 80 Minuten bei 135 °C basiert. Die obigen Bauteile haben die folgende Beziehung in Begriffen von Modul Kernprofil > Lage ≥ Streifen > Seitenwand. In der illustrierten Ausführung betrugen die Kautschukeigenschaften der Seitenwand 9 7,2 MPa, das Kernprofil betrug 20,2 MPa, die inneren Lagen 2A bis einschließlich 2D betrugen 17,0 MPa, die äußeren Lagen 2E, 2F waren 17,0 beziehungsweise 14,1 MPa, und der Streifen war 14,1 MPa.

In der resultierenden Struktur sind die inneren Lagen 2A bis einschließlich 2D und die äußeren Lagen 2E und 2F dicht beabstandet, wobei sie in dem Gebiet direkt über dem Scheitel A um eine Dicke von zwei Lagenschichten getrennt sind, die sich über einen Abstand von über 1,0 Zoll (25,4 mm), bevorzugt etwa 1,5 Zoll (37,6 mm), über dem Scheitel A erstrecken, was über einen weiter radial auswärts gelegenen Abstand von weniger als 1,0 Zoll (25,4 mm) auf einen Raum von einer Lagenschichtdicke oder etwa 0,06 Zoll (1,5 mm) reduziert wird, und dann sind die Lagen 2D und 2E benachbart, wonach sie sich zu dem gegenüberliegenden Wulst 30 erstrecken. Das erzeugt einen sehr schmalen Lagenverlauf dicht angenähert an die theoretische optimale neutrale oder natürliche Lagenlinie. Die Fachleute in der Technik würdigen, dass die neutrale oder natürliche Lagenlinie die Stelle ist, wo die Scherbelastungen entlang der Lagenlinie Null sind. Je dichter die Lagen entlang dem neutralen oder natürlichen Verlauf positioniert sind, desto weniger Scherenergie. Wenn der Reifen stark durchgebogen wird, bewegen die inneren Lagen 2A bis einschließlich 2D sich in Spannung, wobei sie sich über dem neutralen oder natürlichen Lagenverlauf befinden, während die äußeren Lagen 2E und 2D nahezu benachbart zu dem neutralen oder natürlichen Lagenverlauf etwas komprimiert waren, wird der Großteil der Kompressionsbelastung und Scherenergie von dem Streifen 8 aufgenommen. Der Betrag der Kompressionsscherbelastung ist im Vergleich zu dem Reifen des Standes der Technik stark reduziert. Das bedeutet, dass der Reifen mit einer inneren Lage 2D mehr gebaut werden kann, was einen Reifen mit höherer Festigkeit ergibt, der zu mehr Tragfähigkeit in der Lage ist, auf der Grundlage der annähernd 3,0 Zoll (76 mm) Kernfahnenlänge, die eliminiert werden kann.

Der Reifen 100 in dem Beispiel war eine 50 × 20.0R22-Reifengröße mit einer 32-Lagen-Abstufung die Verringerung der Kernfahnenlänge sparte etwa 6 lb. Pro Reifen ein. Wie man leicht würdigen kann, ist Gewichtsersparnis ein sehr wichtiges Merkmal bei Flugzeugreifenkonstruktion. Der Reifen der beispielhaften Größe wurde für das Flugzeug Boeing 777 hergestellt.

Der Reifen der vorliegenden Erfindung verschafft eine unerwartete und günstige Gewichtsverringerung durch Reduzieren der Kernfahnengröße auf den Betrag, der benötigt wird, um die Lagen 2A-2F, insbesondere 2D benachbart zum Wulst, am Abschaben und Ausfransen aufgrund von Scheuern gegen den Wulstkern 3 zu hindern.

Dass die Kernfahne 50 deutlich unter dem Scheitel A angeordnet ist, bedeutet, dass eine Gelegenheit vorliegt, die inneren Lagen und die äußeren Lagen viel dichter an dem optimalen natürlichen Lagenverlauf zu halten. Die Korde 51 der Kernfahne können im Durchmesser gleich oder kleiner gemacht werden als die Korde 21 der Lagen. Der Kord 51, wenn er mit einem Durchmesser von 0,56 mm gemacht ist, hat eine Festigkeit von 840 Denier/d, bei 1,02 mm Durchmesser hat der Kord 51 eine Festigkeit von 1890 d/3, bei 1,22 mm Durchmesser hat der Kord 51 1890 d/4. In jedem Fall war das Textilmaterial Nylon 66.

Die Lagenkorde 21 hatten in Begriffen von Durchmesser die Größe 1,22.

Unter Verweis auf die 5A bis einschließlich 5D sind verschiedene alternative Konstruktionen illustriert. In 5A verwendet die Karkasse zwei axial innere Lagen 2A, 2B und zwei axial äußere Lagen 2C und 2D. In 5B hat die Karkasse zwei axial innere Lagen 2A, 2B und eine axial äußere Lage 2C. In 5C verwendet die Karkasse drei axial innere Lagen 2A, 2B und 2C und zwei axial äußere Lagen 2D und 2E. In 5D hat die Karkasse eine Konstruktion aus drei inneren Lagen und zwei äußeren Lagen, wie in 5C, jedoch mit einer Variation in den Endstandorten der jeweiligen nach oben gerichteten Umschläge. Andere Kombinationen, wie etwa vier, fünf und sechs axial innere Lagen in Kombination mit zwei axial äußeren Lagen, sind durchführbar. Hierbei werden die zusätzlichen Lagen zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Reifen eingesetzt.

Der Kautschuk-Wulstschutzstreifen 11, wie in den 2 und 3 gezeigt, hat ein Mindestdickenmaß Z im Bereich von 0,04 Zoll (1,0 mm) bis 0, 16 Zoll (4,1 mm). Wenn das Mindestdickenmaß Z weniger als 0,04 Zoll (1,0 mm) beträgt, so kann es ein Reißen des Wulstgrundes verursachen, was zu einem langsamen Reifendruckverlust führt. Wenn die Dicke Z 0,16 Zoll (4,1 mm) überschreitet, so können der Wulst und die Lagen bei Belastung vor- und zurückschaukeln oder -rotieren. Dies erzeugt bei Überlastungsbedingungen einen großen Betrag an Bewegung des Wulsts. Der Abstand Z wird unter dem Wulst ab dem radial innersten Kord 21 oder 61 einer Lage 2 oder eines Wulstverstärkers 60, falls verwendet, gemessen.

Der Kautschuk-Wulstschutzstreifen 11 hat eine radial innere erste Kante RI und eine radial innere zweite Kante RE. Jede Kante RI und RE befindet sich radial über einer Linie P, wobei P parallel zur Rotationsachse und Tangente zu dem radial innersten Standort des Wulstkerns 33 ist. Jede Kante befindet sich auch in einem Abstand von 50 %oder weniger des Abstands D, wie gemessen ab Linie XX'. Die Nutzen dieses speziellen Standorts der ersten Wulstschutzstreifenkante RI ist, dass die Reifenmontage- und -demontageausrüstung weniger dazu neigt, an diesem Standort an der Kante hängenzubleiben. Die Kante RI muss unter 50 % D bleiben, da die Zugbelastungen über 50 % D übermäßig hoch sind und unter zyklischer Belastung ein Reißen der radial inneren Kante RI hervorrufen könnten.

Die zweite radial äußere Kante RE ist ideal über der Linie P angeordnet, um die Lagen 20E und 20F daran zu hindern, sich, aufgrund hoher Kompressionsspannungen und -dehnungen an dieser Stelle unter starken Belastungen im Fersenbereich zu lösen. Die Kante RE muss auch unter 50 % des Abstands D angeordnet sein, um zu verhindern, dass der Gummi zwischen den äußeren Lagen 20E und 20F und der Grenzfläche von Seitenwand und Wulstschutzstreifen unter schweren Überlastungsbedingungen in der Wärmeentwicklung zu hoch wird. Dies stimmt insbesondere aufgrund der Härte des Wulstschutzstreifens 11 relativ zu dem Seitenwandgummi, wobei es sich versteht, dass in Wulstschutzstreifen verwendete Kautschuke mit hoher Shore-Härte hohe Wärmeentwicklungen ergeben können.

Wie leicht gewürdigt werden kann, kann der Reifen der vorliegenden Erfindung zu einer sehr hochfesten Struktur von großer Haltbarkeit im Hinblick auf sein ansonsten leichtes Gewicht führen.


Anspruch[de]
Ein Luftreifen (100) zur Verwendung an Flugzeugen, mit einem Wulst-Nenndurchmesser NBD, einer Lauffläche, einer Zenitverstärkung und einer radialen Karkassenverstärkung (20), umfassend wenigstens eine axial innere Lage (2A, ...) aus um ein Paar Wulstkerne (33) herumgeschlagenen Textilkorden (21), wobei die Wulstkerne eine radiale Höhe Bh haben, wobei die wenigstens eine axial innere Lage von der Innenseite zur Außenseite um den Wulstkern (33) in jedem Wulst (30) herumgeschlagen ist, wobei sie äußere Lagenumschläge bildet, und wenigstens eine axial äußere Lage von Textilkorden (2F, ...), die sich von Wulst zu Wulst entlang der Umschläge (2A, ...) der wenigstens einen axial inneren Lage (2A, ...) erstreckt, wobei jeder Wulst einen Elastomerkernreiter (40) von im Wesentlichen dreieckiger Form aufweist, wobei der Scheitel A des Kernreiters sich über dem Wulstkern (33) befindet, wobei er sich über einen Abstand D erstreckt, gemessen ab einer Linie YY' parallel zur Achse des Reifens und durch den Standort des Wulst-Nenndurchmessers NBD verlaufend, wobei der Reifen gekennzeichnet ist durch eine um den Wulstkern (33) herumgeschlagene Kernfahne (50), um einen axial inneren Schenkel und einen axial äußeren Schenkel zu bilden, wobei der axial innere Schenkel sich in einem radialen Abstand LI von der Referenzlinie YY' befindet und der axial äußere Schenkel sich in einem radialen Abstand LE von der Referenzlinie YY' befindet und die Kernfahne orientiert ist, wo Bh < LE und LI < 0,7D; und wobei wenigstens ein Lagenumschlag sich unter dem Ort A befindet. Der Reifen von Anspruch 1, wobei die Enden des axial äußeren Schenkels der Kernfahne (50) und die Enden der nach oben gerichteten Umschläge (20A) der wenigstens einen inneren Lage (20A) radial gestaffelt sind. Der Reifen von Anspruch 1, wobei wenigstens zwei axial innere Karkassenlagen (2A, 2B, 2C, 2D) die nach oben gerichteten Umschlagenden (2A, 2B, 2C, 2D) aufweisen, wobei wenigstens ein nach oben gerichtetes Umschlagende sich unter dem Ort A befindet und wenigstens ein Umschlagende sich über dem Ort A in jedem Wulst befindet. Der Reifen von Anspruch 3, wobei die Reifenkarkassenverstärkung (20) wenigstens zwei Lagen aufweist, welche eine radial innere erste Lage (2A) und eine radial innere zweite Lage (2B) umfassen, wobei die zweite Lage sich radial auswärts von der ersten Lage befindet, wobei das nach oben gerichtete Umschlagende (20A) der ersten Lage radial niedriger als das nach oben gerichtete Umschlagende (20B) der zweiten Lage ist. Der Reifen von Anspruch 3, wobei die Reifenkarkassenverstärkung (20) vier Lagen (2A, 2B, 2C, 2D) aufweist, welche eine radial innere erste, eine zweite Lage, eine dritte Lage und eine vierte Lage umfassen, die sich jeweils auswärts. erstrecken, wobei die Umschlagenden (20C) der dritten Lage radial niedriger gelegen sind als die nach oben gerichteten Umschlagenden (20A) der ersten Lage, wobei das nach oben gerichtete Umschlagende der ersten Lage radial niedriger als die nach oben gerichteten Umschlagenden (20C) der zweiten Lage gelegen ist, wobei das zweite nach oben gerichtete Lagenumschlagende radial niedriger gelegen ist als das vierte Umschlagende (20D).






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