DK151071B - Pneumatisk daek, specielt til fly - Google Patents

Description

i 151071

Opfindelsen angår et pneumatisk dæk, specielt til fly, hvor dækkassearmeringen omfatter mindst ét lag af radiale kabler, der er forankret til mindst én vulstsnor i hver vulst, og et af tre parter bestående topindlæg, 5 der radialt er beliggende uden for dækkassearmeringen, og som omfatter en midterpart, der ved sine sidekanter er i berøring med sideparterne, og hvor hver af nævnte tre parter består af mindst ét lag af i hvert lag indbyrdes parallelle tekstilkabler, der danner en vinkel 10 på 0-30° med omkredsretningen, og hvor dækkassearmerin-gen i det på sin fælg monterede og til normaltrykket oppumpede, men ikke belastede dæk har en meridianprofil, der i toppen af dækket har en relativ konveksitetspilhøjde på højst 0,12 og fortrinsvis på mellem 0,04 og 15 0,10 og i dæksiderne har en relativ konveksitetspilhøj de på højst 0,14, og ved dækskuldrene har maksimal krumning, således at dækket har næsten rektangulær meridianprofil .

De eksempelvis for flydæk gældende normer foreskri-20 ver, at der for et dæk af given størrelse, med et givet dæktryk og en given statisk belastning, skal være en maksimal bredde i akseretningen og en maksimal radial højde fra fælgen, dvs. at der er givne dimensioner for siderne til det rektangel, hvori dækkets tværsnitsform i et me-25 ridianplan skal være indskrevet. Generelt viser det sig, at for at mindske opvarmningen i toppen af dækket og sliddet ved kanterne af slidbanen på dækket, bør dækkets tværsnitsform i meridianplanet nærme sig mest muligt en rektangulær kontur.

30 Med henblik herpå kan man eksempelvis vulkanisere dækket i en støbeform, der med trykket fra vulkaniseringsslangen eller -membranen ikke alene bibringer dækket sin yderform, men også bibringer armeringen en meridiankrumning, der fra en høj og maksimal værdi ved 35 skuldrene hurtigt aftager både i retning mod ækvatorialplanet og i retning mod dæksiderne.

Det viser sig imidlertid, at der ved de høje has- 151071 2 tigheder på et tidligt tidspunkt forekommer stående bølger i dækket, og at dækkets holdbarhed ikke er særlig stor.

Denne ulempe synes at skyldes mangel på trækspæn-5 ding i kantområderne af topindlægget af tekstilkabler, og i endnu højere grad mangel på tilstrækkelig trækspænding i kablerne i relation til lufttrykpåvirkningen i dækket. Under dæktrykkets påvirkning beholder topindlægget ikke den samme meridianprofil som i støbeformen.

10 Den maksimale krumning ved skuldrene har tendens til at aftage til fordel for en forøgelse af ækvatorialdiameteren og af dækarmeringens maksimale bredde i aksial retning. Dette fører til en utilstrækkelig traskspænding i eller endog til trykspænding i kablerne ved kantområder-15 ne af topindlægget.

I overensstemmelse hermed tager opfindelsen sigte på dels at bibeholde næsten rektangulær meridianprofil for dækket og dets armering, dels at undgå eller i hvert fald forsinke opståen af stående bølger i dækket. Dette 20 dobbelte resultat opnås uden brug af yderligere forstærkningslag.

Fra FR PS 2.141.557 er det kendt radialt indenfor dækkassearmeringen ved skuldrene at anbringe yderligere to krydsede lag af elastiske kabler, der-danner en vin-25 kel på mindst 30° med dækkassearmeringens kabler. Det drejer sig imidlertid dels om dæk til meget store entreprenørmaskiner, dels om topindlæg af metalkabler, dvs. kabler der kan modstå sammentrykning i omkredsretning i kantområderne.

30 Inden for opfindelsens ramme vil man betegne som dæk med næsten rektangulær meridianprofil efter dækkets påmontering på sin fælg og oppumpning til normalt tryk ethvert dæk, hvis top udviser en relativ konveksitetspilhøjde på højst 0,12, fortrinsvis mellem 0,04 og 0,10, 35 samt en relativ konveksitetspilhøjde i dæksiden på højst 0,14.

151071 3

Pr. konvention indenfor opfindelsens ramme defineres den relative konveksitetspilhøjde ved toppen i et meridiansnit gennem dækket på følgende måde, jf. fig. 1:

Man betragter den cirkel C, der går gennem det ækvatori-5 ale punkt S, hvor dækkassearmeringen 2 skærer dækkets ækvatorialplan ZZ' og går gennem de to punk ter A og A', hvor denne armering skærer to planer E og E', der er parallelle med ækvatorialplanet og befinder sig i aksial afstand fra dette plan på 0,3 10 gange den maksimale aksiale bredde L af dækkets kontaktflade. Denne bredde L måles på det på sin fælg monterede og til det normale tryk oppumpede dæk, der bærer sin nominelle belastning og står uden hældning på et plant og vandret underlag. I så fald er den relative 15 konveksitetspilhøjde defineret som den radiale afstand f mellem det ækvatoriale punkt S og skæringspunkter-ne D og D' for cirkelbuen C med to planer P og F', der er parallelle med ækvatorialplanet (spor ZZ')r ved de respektive punkter for den maksimale aksiale bredde 20 L af kontaktfladen.

Den relative konveksitetspilhøjde ved siderne defineres som halvdifferensen (ff) mellem den maksimale aksiale bredde B af dækkassearmeringen 2 (f.eks. 0,975 gange den af normerne foreskrevne, maksimale, aksiale 25 bredde af dækket) og den ovenfor definerede maksi male aksiale bredde L, i relation til differensen mellem den ækvatoriale radius Rg af dækkassearmeringen 2 og radius op til vulstsædet på fælgen J - radi us foreskrevet af normerne -, når dækket er påmonteret 30 sin fælg og pumpet op til normaltrykket, men ikke belastet.

Med henblik på ovennævnte dobbelte mål er et dæk ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, - at midterparten har en bredde på mellem 30% og 80% af bredden af topindlægget og består af kabler, der har 35 et elasticitetsmodul på mellem 600 og 2500 daN/mm , målt ved 25% af brudstyrken, en tøjning på mellem 0,1% og 8% og en varmekontraktionskoefficient på mindre end 0,75%, 151071 4 inden dækket vulkaniseres, - at sideparterne har en bredde på mellem 10% og 35% af bredden af topindlægget og består af kabler, der har et elasticitetsmodul på mellem 75 og 600 daN/mro , målt 5 ved 80% af brudstyrken, en tøjning på mellem 10% og 40%, fortrinsvis på mellem 10% og 30%, og en varmekontrakti-onskoefficient, der i det mindste er på 4 gange varme-kontraktionskoefficienten for kablerne i midterparten og ligger på mellem 3% og 15%, fortrinsvis på mellem 10 6% og 10%, inden dækket vulkaniseres, og - at dækkets dækkassearmering består af kabler, der ved det foreskrevne dæktryk udviser en tøjning på maksimalt 2%, hvilken dækkassearmering i dækkets ikke-oppum-pede tilstand har en meridianprofil, der ved dækskuldre- 15 ne befinder sig radialt inden for den meridianprofil, dækket i oppumpet tilstand har, og som ved toppen af dækket har en konkavitetspilhøjde på maksimalt 0,17, fortrinsvis på mellem 0,055 og 0,15, og ved dæksiderne en konkavitetspilhøjde på maksimalt 0,20.

20 På grund af forskellene i strækbarhed mellem mid- te.rparten og sideparterne af topindlægget, og med en pas- sende længde for dækkassearmeringen har denne dækkassearmering tendens til under det normale dæktryks påvirkning at indtage en meridianprofil, hvis krumning er stor 25 og maksimal ved dækskuldrene, medens dækkassearmeringens ' relative konveksitetspilhøjde i dæksiderne og dækkassearmeringens relative konvensitetshøjde i toppen aftager og andrager værdier under 0,14, henholdsvis 0,12.

Den herved opnåede, næsten rektangulære profil for 30 dækkassearmeringen under påvirkningen fra det normale dæktryk sikrer en væsentlig radial udvidelse af dækket ved skuldrene. Denne udvidelse fremkalder i kablerne i topindlæggets sideparter en kraftig overspænding i forhold til den trækspænding, der forekommer i kanterne af 35 de kendte topindlæg, og som har en værdi næsten lig med nul, eller hvor der endog kan forekomme trykspænding.

Denne overspænding samvirker med den tilsigtede høje 151071 5 strækbarhed i topindlæggets sidekantområder til at forsinke eller forhindre opståen af stående bølger ved de høje hastigheder.

I modsætning til den radiale, centrifugale udvidel-5 se, der kun virker på topindlæggets masse, er ståæde bølger et vibrationsfænomen, der ikke alene overlejres på den radiale udvidelse, men også er knyttet til dæktoppens udfladning i kontaktområdet og opstår op over en given frekvens, dvs. en given rotationshastighed, på 10 grund af de pågældende massers bevægelse. Disse massers bevægelse forsinker det "udfladede" dæks retur til den ikke-udfladede form, man havde i den pågældende del af dækket, inden den kom inden for vejkontaktfladen. Der er foreslået mange midler ved lastbildæk - jf. US PS 2.958.

15 359 og FR PS 2.121.736 - for i omkredsretningen at stiv- gøre kanterne af topindlægget og/eller forhindre den radiale, centrifugale udvidelse af dækkets topdel. Ingen af disse midler kan forhindre den pludselige reduktion af trækspændingen i omkredsretningen eller den pludseli-20 ge opståen af en negativ omkredsspænding, dvs. sammentrykning i kanterne af topindlægget. Den kombinerede virkning af en trækspænding, der et kort øjeblik er lig med nul, eller en trykspænding og den tilsigtede stivhed i kanterne af topindlægget bevirker, at disse kanter og 25 dermed topindlægget ikke er i stand til straks at genvinde den forudgående, ikke-udfladede form, dvs. ikke kan forhindre, at der opstår stående bølger, der opretholdes, og hvis antal vokser med hastigheden og ender med at splitte dæktoppen ad.

30 Hovedtanken bag opfindelsen går ud på at udnytte påvirkningen fra vulkaniseringsvarmen på et topindlæg, hvis midterpart er forstærket med kabler, der har en strækbarhed, som er lille eller næsten lig med nul og består af et materiale, hvis varmekontraktionskoefficient 35 er lig med nul eller er lille, og hvis sideparter er forstærket af meget strækbare kabler af et materiale med høj varmekontraktionskoefficient. Dette fore- 151071 6 går inden i en vulkaniserings form, hvor topindlægget i hovedsagen indtager den samme form som i det på sin fælg monterede og til det normale tryk oppumpede dæk, hvilken form har maksimal krumning ved skuldrene og minimal krum-5 ning ved toppens ækvator.

Den trykspænding, som opstår på grund af varmekon-traktionen af midterparten af topindlægget, kommer derefter til udtryk ved "sammenbrud" ved skuldrene af det fra støbeformen fjernede dæk. På grund af elasticiteten 10 i sidekantområderne, og da midterparten af topindlægget praktisk taget ikke kan deformeres, vil det normale dæktryk bevirke en udvidelse af og dermed en meget stor overspænding i yderkanterne af topindlæggets sideparter. Overspændingen og den store elasticitet i sidekanterne 15 bevirker tilsammen en retardering af standbølgedannelse, som endog kan undertrykkes fuldstændig. Hvis trækspændingen i omkredsretningen i topindlægget i et dæk af den beskrevne art pr. enhed af aksial bredde i hovedsagen er lig med P.R, hvor P er det normale dæktryk og R den æk-20 vatoriale radius, ved ækvator, er trækspændingen i kanterne af topindlægget ifølge opfindelsen 0,15, fortrinsvis 0,20, og eventuelt 0,6 gange større end denne ækvatoriale trækspænding.

På grund af kablernes strækbarhed, hvorved der ved 25 oppumpning af dækket til det normale tryk forekommer en mærkbar forskydning af skuldrene udadtil og i modsætning til de kendte foranstaltninger, der har til formål at gøre kanterne af topindlægget mere stive, er der mulighed for uden at modvirke udfladningen ved skuldrene at 30 forlænge mindst ét lag fra topindlæggets sideparter ind i dæksiderne.

Varmekontraktionskoefficienten for kablerne i topindlægget måles efter ASTM D 885-normerne fra 1973 på kabler, der ikke har overtræk og er klare til indbygning 35 i dækket, under en træksåænding på 4,5 g/tex ved 180°C efter varmestabilisering i 1 minut.

Til visse anvendelser kan det være hensigtsmæssigt 151071 7 til topindlægget ifølge opfindelsen at føje skærmlag af elastiske stålkabler, der er beliggende radialt udvendigt i forhold til topindlægget, hvilket topindlæg består af tekstilkabler, hvorhos nævnte elastiske stål-5 kabler danner en vinkel på mindst 45° med dækkets omkredsretning.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 er et radialt snit gennem et dæk, hvor der 10 kun er vist dækkassearmeringen, og tjene som illustration for definitionen af konveksitetspilhøjderne for henholdsvis dæktoppen, dæksiderne og slidbanekonveksiteten, fig. 2 et radialt snit gennem den ene halvdel af et dæk ifølge opfindelsen, beliggende i sin støbeform eller 15 monteret på sin fælg og oppumpet, og fig. 3 det i fig. 2 viste dæk taget fra sin støbeform og monteret på sin fælg, men ikke oppumpet.

Det i fig. 2 og 3 viste dæk 10 er et flydæk i størrelse 750 x 230-15 (PR standard). Det har en dækkas-20 searmering 2, der består af to oven over hinanden beliggende lag 2' og 2" af radiale kabler af aromatisk polyamid, garnnummer 167 x 3 tex. Enderne af disse to lag er foldede om metalvulstsnoren 3 i den tilhørende dækvulst 4.

I dækkets slidbane findes der beskyttelseslag 6 25 og et underliggende topindlæg 7, der er placeret an mod dækkassearmeringen 2, og hvis længst bort fra sporet ZZ' af det langsgående midterplan beliggende kanter befinder sig ved dækskuldrene.

Kontaktfladen, målt under en belastning på 5850 daN 30 og et dæktryk på 15 bar, på et vandret underlag har en bredde L på 185 mm. Beskyttelseslagene har en bredde P på 115 mm. Topindlægget 7 har en samlet bredde Q på 194 mm. Dette topindlæg består af to midterlag 7' og 7" og til begge sider af disse i forhold til den ak-35 siale retning tre sidelag 7a, 7b, 7c. Midterlaget 7' har en bredde på 120 mm og midterlaget 7" en bredde 151071 8 på 90 ram. Disse to i forhold til længdemidterplanet ZZ' gennem dækket symmetrisk placerede lag består af ved siden af hinanden beliggende kabler af aromatisk polyamid med diameter 2,3 mm, garnnummer 333 x 3 x 3 tex, 5 brudstyrke 420 daN ved relativ forlængelse på 6,1%.

Disse kabler er opstillede parallelt med dækkets ækvatorialplan ZZ 1 .

I radial retning støder de tre sidelag 7a, 7b, 7c op til de to midterlag 7', 7". Nævnte tre sidelag har 10 bredde på henholdsvis 38 mm, 37 mm og 35 mm. Sidelagene 7a og 7b støder op til midterlaget 71, medens sidelaget 7c støder op til midterlaget 7" og dækker kanten af laget 7' over en bredde på 15 mm.

Hvert af disse tre sidelag består af ved siden af 15 hinanden beliggende kabler af polyamid med diameter 1,23 mm, garnnummer 111 x 4 x 2 tex, brudstyrke 59 daN ved relativ forlængelse på 17% og varmekontraktionskoef-ficient på 8-9%. Disse kabler er opstillede parallelt med dækkets ækvatorialplan ZZ’.

20 Dimensionerne B, R_., R„, R og R af dækket i c S max ep sin støbeform under tryk (fig. 2} angives i mm i den nedenfor givne tabel, linie a.

Dimensionerne B', Rg,, Rg,, R^ay, og Rep, af dækket uden for støbeform og upumpet (fig. 3) angives i mm 25 i samme tabel, linie b.

Linierne c) og d) i samme tabel gælder for det i fig. 2 viste dæk's dimensioner B, Rg, Rg, Rmax og Rep, når dækket er taget fra sin støbeform, monteret på sin fælg og pumpet op til det normale tryk på 15 bar (linie 30 c) eller til prøvetrykket på 60 bar (linie d).

B B * R. R. t R~ R01 R R , R R i β Έ S S max max1 ep ep a) 232 278 359 374 362 jo b) 242 372,2 351,3 c) 236 285 362 375,2 363 d) 235 389,2

Claims (8)

151071

1. Pneumatisk dæk/ specielt til fly, hvor dækkasse-armeringen omfatter mindst ét lag af radiale kabler, der er forankret til mindst én vulstsnor i hver vulst, og et af tre parter bestående topindlæg, der radialt er belig-5 gende uden for dækkassearmeringen, og som omfatter en midterpart, der ved sine sidekanter er i berøring med sideparterne, og hvor hver af nævnte tre parter består af mindst ét lag af i hvert lag indbyrdes parallelle tekstilkabler, der danner en vinkel på 0-30° med omkreds-10 retningen, og hvor dækkassearneringen i det på sin fælg monterede og til normaltrykket oppumpede, men ikke belastede dæk har en meridianprofil, der i toppen af dækket har en relativ konveksitetspilhøjde på højst 0,12 og fortrinsvis på mellem 0,04 og 0,10 og i dæksiderne har 15 en relativ konveksitetspilhøjde på højst 0,14, og ved dækskuldrene har maksimal krumning, således at dækket har næsten rektangulær meridianprofil, kendetegnet ved, - at midterparten har en bredde på mellem 30% og 80% 20 af bredden af topindlægget og består af kabler, der har et elasticitetsmodul på mellem 600 og 2500 daN/mm ,målt ved 25% af brudstyrken, en tøjning på mellem 0,1% og 8% og en varmekontraktionskoefficient på mindre end 0,75%, inden dækket vulkaniseres, 25. at sideparterne har en bredde på mellem 10% og 35% af bredden af topindlægget og består af kabler, der har et elasticitetsmodul på mellem 75 og 600 daN/mm , målt ved 80% af brudstyrken, en tøjning på mellem 10% og 40%, fortrinsvis på mellem 10% og 30%, og en varmekontrak-30 tionskoefficient, der i det mindste er på 4 gange varme-kontraktionskoefficienten for kablerne i midterparten og ligger på mellem 3% og 15%, fortrinsvis på mellem 6% og 10%, inden dækket vulkaniseres, og - at dækkets dækkassearmering består af kabler, der 35 ved det foreskrevne dæktryk udviser en tøjning på maksimalt 2%, hvilken dækkassearmering i dækkets ikke-oppum- 151071 pede tilstand har en meridianprofil, der ved dækskuldrene befinder sig radialt inden for den meridianprofil, dækket i oppumpet tilstand har, og som ved toppen af dækket har en konkavitetspilhøjde på maksimalt 0,17, 5 fortrinsvis på mellem 0,055 og 0,15, og ved dæksiderne en konkavitetspilhøjde på maksimalt 0,20.

2. Dæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kablerne i topindlæggets midterpart i hovedsagen ligger i omkredsretningen. 10 3. Dæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at topindlæggets midterpart består af lag, der krydser hinanden symmetrisk under vinkler mindre end 30° med dækkets omkredsretning.

4. Dæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, 15 at topindlæggets sideparter består af lag, hvor kablerne i hovedsagen ligger i omkredsretningen.

5. Dæk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at topindlæggets sideparter består af lag, hvor kablerne krydser hinanden symmetrisk under vinkler mindre end 20 25° med omkredsretningen.

6. Dæk ifølge ethvert af kravene 1-5, kendetegnet ved, at topindlægget har mindst ét sidelag, der i zonerne for kontakt mellem sideparterne og midterparten befinder sig radialt uden for midterparten og med 25 hver sidepart og midterparten af topindlægget danner en fælleszone, hvis bredde højst er på 15% af bredden af topindlægget.

7. Dæk ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at der radialt udven- 30 digt på topindlægget findes en slidbane, der på det på sin fælg monterede, men ikke oppumpede dæk har en konveksitet, der er mindst 1,5% og fortrinsvis 3-4% af den ækvatoriale radius (R „ ) af det til det normale tryk max oppumpede dæk større end denne konveksitet målt på det 35 til normaltrykket oppumpede dæk, hvilken konveksitet målt på det til normaltrykket oppumpede dæk er på 0-6% af dækkets ækvatoriale radius (R^). 151071

8. Dæk ifølge et lier flere af kravene 1-7, kendetegnet ved, at topindlægget desuden har skærmlag af elastiske stålkabler, der radialt er beliggende udvendigt i forhold til topindlægget, hvilket topindlæg 5 består af tekstiltråde, og danner vinkler på mindst 45° med dækkets omkredsretning.