DE19612410A1

DE19612410A1 - Radialluftreifen

Info

Publication number: DE19612410A1
Application number: DE19612410A
Authority: DE
Inventors: Tuneo Morikawa; Kazuyuki Kabe; Shuji Takahashi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1996-10-02
Also published as: US5683543A

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialluftreifen, der eine exzellente Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit und trotz seines geringen Gewichtes einen exzellenten Rollwiderstand und überdies eine hohe Gleichförmigkeit aufweist und mit niedrigen Kosten verbunden herzustellen ist.

In einem Gürtelabschnitt eines herkömmlichen Radialluftreifens wird eine Stahlcordgürtelschicht verwendet, welche die hohe Festigkeit und den Elastizitätsmodul von Stahlcords nutzt. Beispielsweise wird der Aufbau einer Gürtelschicht eines eine exzellente Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit aufweisenden Radialluftreifens durch schraubenförmige Wicklung eines Gummi umfüllte Nyloncords umfassenden Bandes gebildet, wobei dies als Gürtelverstärkungsschicht (eine Gürtelbedeckungsschicht, in der ein Cordwinkel bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens im wesentlichen 0° beträgt) um eine Außenumfangsseite einer Anzahl von Stahlcordgürtelschichten anzusehen ist, in der ein Cordwinkel bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens 10° bis 30° beträgt und in der die Cords sich in unterschiedlichen Lagen einander überkreuzen (japanische Patentveröffentlichung Nr. 47618/1992). Da jedoch in diesem Reifen eine Verstärkungsschicht aus einem Nyloncordgürtel zu Stahlcordgürtelschichten hinzugefügt wird, erhöht sich das Gewicht des Reifens, so daß der Rollwiderstand des Reifens anwächst. Überdies erhöht sich die Anzahl der Einzelteile und der Wirkungsgrad der Reifenherstellung erniedrigt sich. Da die Stahlcordgürtelschichten an deren beiden, in der Breitenrichtung gesehen, Stirnseiten Schnittflächen oder Endflächen aufweisen, konzentriert sich in oder an diesen Flächen eine Ablösungen verursachende Spannung, die zwischen den Stahlcords und einer Gummiüberdeckung (Gummiabdeckung) leicht auftritt und zur Erniedrigung der Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit führt.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen Radialluftreifen zu schaffen, der eine hervorragende Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, einen exzellenten Rollwiderstand und eine exzellente Gleichförmigkeit aufweist und überdies mit geringen Kosten verbunden herzustellen ist, wobei das Gewicht des Reifens reduziert ist.

Dieses technische Problem wird durch einen Radialluftreifen mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Mit dem Radius r des Zylinders ist der Abstand an dem Reifenäquator zwischen der Reifendrehachse und der Innenfläche der zylindrischen, organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht mit Doppelstruktur gemeint.

Da dieser Radialluftreifen durch Anordnung einer Stahlcordgürtelschicht mit Einzelstruktur und einer organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht mit Doppelstruktur in einer Lauffläche gebildet ist, kann das Reifengewicht im Vergleich mit einem eine Vielzahl von Stahlcordgürtelschichten aufweisenden Radialluftreifen reduziert werden.

Da die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht durch Wicklung eines Bandes um den Außenumfang der Stahlcordgürtelschicht gebildet ist, während das Band gebogen oder geschlängelt wird, treten keine Schnittflächen an den beiden Stirnseiten bezüglich der Breitenrichtung (Gürtelkantenabschnitte) dieser organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht auf, so daß eine Ablösung an einer Seite oder einem Ende dieser Gürtelschicht selten auftritt. Dies bedingt die verbesserte Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des Reifens.

Da der Reifenrollwiderstand infolge der Gewichtsreduzierung des Reifens abnimmt und da die Kantenabschnitte der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht keine Schnittflächen aufweisen, wird ein Energieverlust aufgrund der Zwischenschicht-Scherbeanspruchung in den Gürtelkantenabschnitten klein, so daß die Reduzierung des Reifenrollwiderstandes möglich wird. Wenn ein Winkel der Cords in der Stahlcordschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung in einem Bereich von 25° bis kleiner als 45° festgelegt wird, kann die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des Reifens weiter verbessert werden. Überdies wird infolge des Festsetzens des Winkels der Cords in der Stahlcordschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung auf 45° bis 65° ein Energieverlust aufgrund der Scherverformung der Stahlcordschicht klein, was eine weitere Reduzierung des Reifenrollwiderstandes möglich macht.

Da die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht durch Wicklung eines Bandes um die Außenumfangsfläche der Stahlcordgürtelschicht bei gleichzeitiger Krümmung, Biegung oder Schlängelung des Bandes ausgebildet wird, entsteht kein wie bei herkömmlichen Reifen dieser Art auftretender laminierter Abschnitt (Überlappungsabschnitt), bei welchem herkömmlichen Reifen zwei Stahlcordgürtelschichten durch Laminierung von gummiumhüllten Lagen an dessen beiden Longitudinalendabschnitten gebildet sind. Demgemäß wird die Gleichförmigkeit (UF) oder Gleichmäßigkeit des Reifens verbessert und insbesondere die Radialkraftveränderung (RFV) reduziert, die für die Veränderung einer Reaktionskraft steht, die der Reifen in dessen Radialrichtung aufnimmt.

Überdies ist eine einzelne Stahlcordgürtelschicht mit hoher Steifigkeit in dem Gürtelabschnitt angeordnet, so daß die Seitensteifigkeit des Reifens infolge dieser Stahlcordgürtelschicht gewährleistet werden kann, wodurch die Spurhaltigkeit bzw. Spurtreue eines Fahrzeuges nicht verschlechtert wird.

Da in dem Gürtelabschnitt des Reifens die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht angeordnet ist, deren Steifigkeit niedriger ist als die der einzelnen Stahlcordgürtelschicht mit hoher Steifigkeit, kann der Fahrkomfort in einem Fahrzeug verbessert werden, verglichen mit einem Fahrzeug, dessen Reifen jeweils mit einer Anzahl von Stahlcordgürtelschichten versehen sind.

Außerdem verringert sich die Teileanzahl in dem Gürtelabschnitt von drei (zwei Stahlcordgürtelschichten und eine Verstärkungsschicht aus Nyloncordgürteln) in einem herkömmlichen Reifen auf zwei (eine Stahlcordgürtelschicht und eine organische Fasern beinhaltende Cordschicht mit Doppelstruktur). Dies ermöglicht es, den Wirkungsgrad bei der Reifenherstellung zu verbessern und eine billige Reifenproduktion zu erzielen.

Zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme zu den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht in einem halben Meridian einer Ausführungsform eines Radialluftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines Gürtelabschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialluftreifens;

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht, welche die Anordnung einer organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht in einem erfindungsgemäßen Radialluftreifen zeigt;

Fig. 4 eine schematische Ansicht, welche den Wicklungszustand eines Bandes um die Stahlkordgürtelschicht während der Bildung der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht in der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine schematische Querschnittansicht eines Abschnitts, der den Höhenunterschied zwischen einem Wicklungsanfang und einem Wicklungsende des Bandes mit einem Zwischenabschnitt zeigt;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht, die einen Höhenunterschied zwischen einem Wicklungsanfang und einem Wicklungsende eines Bandes über einen Zwischenabschnitt zeigt;

Fig. 7 eine weitere schematische Darstellung, welche die Wicklung eines Bandes um die Stahlcordgürtelschicht während der Bildung der organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht in der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl von Zick-Zack-Windungen n = 1 des Bandes pro Reifenumfang und einen Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zeigt;

Fig. 9 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl von Zick-Zack-Windungen n = 2 des Bandes pro Reifenumfang und einen Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zeigt;

Fig. 10 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl von Zick-Zack-Windungen n = 3 des Bandes pro Reifenumfang und einen Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zeigt;

Fig. 11 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl von Zick-Zack-Windungen n = 4 des Bandes pro Reifenumfang und einen Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zeigt;

Fig. 12 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl von Zick-Zack-Windungen n = 5 des Bandes pro Reifenumfang und einen Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zeigt;

Fig. 13 eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl von Zick-Zack-Windungen n = 6 des Bandes pro Reifenumfang und einen Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zeigt.

Wie in der Fig. 1 gezeigt, sind Endabschnitte einer Karkassenschicht 2 von der Reifeninnenseite aus zu der Reifenaußenseite hin um ein Paar von linken und rechten Wulstkernen 1 herum gewunden. In einer Lauffläche 3 ist eine Einzelcordgürtelschicht 4 auf der Außenseite der Karkassenschicht 2 geschaffen. Des weiteren ist in der Lauffläche 3 eine organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht 5 mit einer Doppelstruktur derart geschaffen, daß sie sich in Umfangsrichtung des Reifens über einen Umlauf erstreckt, wobei die Cordgürtelschicht an der Außenseite der Stahlcordgürtelschicht 4 äußere und innere Schichten 5u, 5d umfaßt.

Die Laufflächenoberseite 3, d. h. die Laufflächenaußenseite, ist mit einer Vielzahl von sich in Reifenumfangsrichtung erstreckenden Rillen 6 und einer Vielzahl von sich in Breitenrichtung des Reifens erstreckenden Rillen (nicht gezeigt) versehen.

In der Stahlcordgürtelschicht 4 kann ein Winkel α der Cords bezüglich der Umfangsrichtung EE′ des Reifens im Bereich von 25° bis weniger als 45°, und wie in der Fig. 2 gezeigt, bevorzugtermaßen 30° bis 40°, festgelegt sein, um die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit bzw. Hochgeschwindigkeitshaltbarkeit des Reifens weiter zu verbessern. Der Grund, warum der Winkel α in dieser Art und Weise festgelegt ist, beruht auf den Ausführungen aus des Artikels "Structural Mechanics of Radial Tires" aus einem Magazin der japanischen Gummi Association, 1978, Vol. 51, Nr. 3, die beinhaltet, daß sogar wenn eine Gürtelschicht, in der ein Winkel der Cords im Bereich eines Komplementärwinkels 35,3° von tan = 54,7° liegt, in Reifenumfangsrichtung gezogen wird, die Zwischenschicht-Scherbeanspruchung sehr schnell klein wird und die Gürtelsteifigkeit in Reifenumfangsrichtung in geeigneter Weise gehalten wird. Demgemäß ist der Winkel der Cords geeigneterweise auf etwa 35,3° festgelegt, so daß die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des Reifens verbessert wird.

Um den Reifenrollwiderstand weiter zu reduzieren, kann der Winkel a der Cords der Stahlcordgürtelschicht 4 bezüglich der Reifenumfangsrichtung auf 45° bis 65° festgelegt sein, bevorzugtermaßen auf 50° bis 60°. Die Gründe hierfür ergeben sich aus den Ausführungen eines Artikels "Structural Mechanics of Radial Tires" in einem Magazin der japanischen Gummi Association, 1978, Vol. 51, Nr. 3, in dem ausgeführt ist, daß, wenn der Winkel der Cords tan = 54,7° beträgt, die Zwischenlage-Scherverformung des Gürtelabschnitts unterdrückt wird, so daß ein Energieverlust in dem Gürtelabschnitt abnimmt, wodurch der Reifenrollwiderstand sich vermindert.

Demgemäß ist eine Reduzierung des Winkel des Cords im Bereich von 54,7° zur Verminderung des Rollwiderstandes zu empfehlen.

Wenn die Stahlcordgürtelschicht 4 auf der Außenseite der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht 5 geschaffen ist, wird die äußere Schicht leicht bewegbar, was die Spurhaltigkeit eines Fahrzeugs vermindert, da die Steifigkeit der äußeren Schicht (Stahlcordgürtelschicht 4) und die innere Schicht (organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht 5) hoch bzw. niedrig ist. Aufgrund dessen ist die Stahlcordgürtelschicht 4 bei der vorliegenden Erfindung auf der Innenseite der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht 5 angeordnet. Diese Stahlcordgürtelschicht 4 kann in gleicher Art und Weise wie eine herkömmliche Gürtelschicht dieser Art ausgebildet sein, d. h. durch Aufeinanderlaminieren der beiden Longitudinalendabschnitte einer gummiumhüllten oder gummiumgebenen Lage für eine Stahlcordgürtelschicht.

Wie in der Fig. 3 gezeigt, ist die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht 5 durch Wicklung eines Bandes 7 (Tape), das durch Einbetten eines oder einer Anzahl von Cords aus organischen Fasern, bevorzugtermaßen 5 bis 10 Cords aus organische Fasern, parallel zueinander in einer Matrix gebildet ist, um die Außenumfangsfläche der Stahlcordgürtelschicht 4 gebildet, während das Band bezüglich der Breitenrichtung der Gürtelschicht 4 über den gesamten Reifenumfang hinweg zick-zack-artig bewegt wird, so daß das Band in gerader oder ungerader Zahl an von beiden Seitenkanten der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht 5 3 mm bis 15 mm, bevorzugtermaßen 5 mm bis 10 mm vorkragenden Seitenkanten 8, 9 gekrümmt/gebogen ist. Die Wicklung dieses Bandes 7 wird mehrmals in Umfangsrichtung durchgeführt, wobei das Zick-Zack-Schlängeln des Bandes in einem zu der Breite T des Bandes 7 entsprechenden Abstand erfolgt, so daß zwischen den gewundenen Bandabschnitten keine Zwischenräume verbleiben. Der Wicklungszustand dieses Bandes ist in Fig. 4 dargestellt.

Fig. 4 zeigt einen Fall, bei dem die Anzahl der Windungen des Bands 7 im Zick-Zack pro Reifenumfang n = 2 ist.

Es wird nun auf die Fig. 4 Bezug genommen. Ein Bandwicklungsanfang (1) erstreckt sich von einer Seitenkante 8 der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht 5 und ist an der anderen Seitenkante 9 gekrümmt oder gebogen, wobei das Band zu der zuerst erwähnten Seitenkante 8 zurückkehrt und mit einem nachfolgenden Band (2) in Verbindung steht, das in Reifenumfangsrichtung von dem Bandwicklungsanfang (1) aus in einem zu Bandbreite T entsprechenden Abstand versetzt verläuft und an der zuerst erwähnten Seitenkante 8 der Gürtelschicht gebogen bzw. gekrümmt ist. Diese Prozedur wird der Reihe nach von dem Band (2) bis zu einem Band (8) wiederholt. Aufgrund dessen ist das Band 7 als Ganzes immer in einem zwei Schichten umfassenden laminierten Zustand, so daß eine erzielte, organische Fasern umfassende Cordgürtelschicht 5 eine Zweischichtstruktur (Doppelstruktur) aufweist.

Wenn die Zick-Zack-Windungsanzahl des Bandes 7 pro Reifenumfang n = Gerade ist, entsteht ein Höhenunterschied zwischen einem Wicklungsanfang des Wicklungsanfangsbands (1) und einem Wicklungsende eines Wicklungsendungsbandes (8) über Zwischenbänder. Dieser Höhenunterschied ist für die Gleichförmigkeit/Gleichmäßigkeit eines Reifens nicht wünschenswert.

Um die Gleichförmigkeit des Reifens weiter zu verbessern, wird die Zick-Zack-Windungsanzahl n des Bandes 7 pro Reifenumfang vorteilhafterweise auf eine ungerade Anzahl festgesetzt. Wenn die Anzahl n auf eine ungerade Anzahl festgesetzt ist, stößt der Reifen nicht auf die konzentrierte Entstehung von durch "Sternchen" in Fig. 7 gekennzeichnete Höhenunterschiede zwischen einem Wicklungsanfang eines Wicklungsanfangsbandes und einem Wicklungsende eines Wicklungsendungsbandes, jedoch treten Höhenunterschiede entlang den Zwischenabschnitten der gewickelten Bänder auf, wobei derartige Höhenunterschiede sich über den gesamten Umfang des Reifens verteilen.

Das Verhältnis zwischen der Anzahl n von Zick-Zack-Windungen pro Reifenumfang des Bandes 7 und einem Winkel Θ der Cords in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht 5 bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens ist in den Fig. 8 bis 13 gezeigt. Die Fig. 8 bis 13 zeigen Fälle, bei denen n = 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6 ist. Es ist aus den Fig. 8 bis 13 ersichtlich, daß der Winkel Θ mit zunehmender Anzahl n größer wird. Aufgrund dessen wird n auf 2, 4, 6 oder 8 festgesetzt, um bei der vorliegenden Erfindung beim Winden/Krümmen/Schlängeln des Bands 7 in geradzahliger Anzahl den Winkel Θ im Bereich von 8° bis 32° festzulegen. Um den Winkel Θ in dem gleichen Winkelbereich beim ungeradzahligen Winden des Bandes festzulegen, ist n auf 3, 5, 7 oder 9 festgesetzt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die zylindrische, organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht 5 mit Doppelstruktur in der oben erwähnten Weise ausgebildet, so daß sie das Verhältnis tan Θ = n _* D/2πr erfüllt, worin Θ einen Winkel der Cords bezüglich der Reifenumfangsrichtung ist, D die Breite der Schicht 5 ist, r der Zylinderradius hiervon ist und n die Anzahl der Zick-Zack-Windungen des Bandes 7 pro Reifenumfang ist und ebenso 8° < Θ < 32°. Der Grund hierfür liegt darin, daß Θ durch die Anzahl n, die Breite D und den Zylinderradius r bestimmt ist.

Die für das Band 7 benutzten Fasercords umfassen bevorzugtermaßen Cords, von denen jeder einen Dehnungsprozentgehalt von nicht größer als 4 aufweist, gemessen bei einer hieraufausgeübten Last von 2,25 g/d. Wenn der Dehnungsprozentgehalt 4 überschreitet, wird die Zugfestigkeit des Cords extrem niedrig, so daß die Festigkeit des Gürtels und die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des Reifens sich vermindern.

Dieser Fasercord wird durch Verflechten einer oder nicht weniger als zwei Arten von Fasern erhalten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, beispielsweise beinhaltend aromatische Polyamidfasern, Polyallylat-Fasern, Polyparaphenylen-Benzbisoxazol-Fasern, Polyvinyl-Alkohol- Fasern, Rayon-Fasern, Polyethylen-Terephthalat-Fasern und Polyethylen-2,6-Naphthalat-Fasern.

Das Band 7 ist durch parallel zueinander Einbetten einer oder einer Anzahl derartiger Fasercords in einer Matrix gebildet. Die benutzte Matrix kann in diesem Fall aus einem Kunststoff gebildet sein, wie dem eines Urethankunststoffs. Das Material ist nicht auf Gummi begrenzt.

Beispiele

(1) Bezüglich der folgenden Reifen 1 bis 4 gemäß der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Reifen 1 wurden die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, der Rollwiderstand und die Gleichförmigkeit unter den folgenden Bedingungen ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.

Bedingungen

Luftdruck: 1,9 kg/cm², Felge: 14 × 51/2JJ, Last: 450 kg
Reifengröße: 195/70 R14.

Reifen 1 gemäß der vorliegenden Erfindung

Stahlcordgürtelschicht: 1; Stahlcords: 2+2 (0,25); Endgröße: 40/50 mm; Breite: 125 mm; Winkel α der Cords bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 35°.

Die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht mit einer Doppelstruktur: eine Lage von zwei Cordeinlagen, die eine Endgröße von 50/50 mm von 1500 Denier Hochmodul- Polyesterfasern aufweist, wurde in der Bandform in einer Breite von 10 mm angeordnet und dieses Produkt wurde in zwei Schichten um den Außenumfang der Stahlcordgürtelschicht herumgewickelt, wobei n = 2, Θ = 8°.

Außenform des Reifens: 635 mm; Breite D der Gürtelschicht: 135 mm; Radius r der Gürtelschicht: 305 mm.

tan Θ = n × D/2πr = n × 135 mm/(2π × 305 mm)

Reifen 2 gemäß der vorliegenden Erfindung

Wie der Reifen 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, außer daß n = 4 und Θ = 16°.

Reifen 3 gemäß der vorliegenden Erfindung

Wie der Reifen 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, außer daß n = 6 und Θ = 23°.

Reifen 4 gemäß der vorliegenden Erfindung

Wie der Reifen 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, außer daß n = 3 und Θ = 29°.

Herkömmlicher Reifen 1

Stahlcordgürtelschicht: 2, Winkel der Cords bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 20°, und Cords in unterschiedlichen Lagen, die einander überkreuzen.

Innere Stahlcordgürtelschicht:
Stahlcords: 2+ 2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm, Breite: 130 mm.

Äußere Stahlcordgürtelschicht:
Stahlcord: 2 + 2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm, Breite: 120 mm.

Gürtelverstärkungsschicht: 1, diese ist durch Herumwickeln einer Lage aus eine Endgröße von 50/50 mm von 840 Denier Nylonfasern aufweisenden 2-Cordeinlagen schraubenförmig und kontinuierlich in einem sehr kleinen Winkel bezüglich der Reifenumfangsrichtung in einer Breite von 10 mm gebildet, Breite der Schicht: 140 mm.

Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit

Nach Durchführung von JATMA-Hochgeschwindigkeits- Beständigkeitstests, bei denen eine einen Durchmesser von 1707 mm aufweisende Trommel benutzt wurde, wurden Bruchtests ausgeführt, bis die Reifen kaputt gingen, wobei die Drehgeschwindigkeit Schritt für Schritt 10 km/h hochgesetzt wurde. Die Ergebnisse sind auf 100 basierenden Indexen dargestellt, die die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des herkömmlichen Reifens 1 repräsentieren. Der größere Index bedeutet eine höhere Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit.

Es ist klar, daß die kleinere Cordwinkel Θ (kleinere n) aufweisenden Reifen eine höhere Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit besitzen.

Rollwiderstand

Die Messung wurde mittels eines normalerweise benutzten Verfahrens ausgeführt, bei dem ein Reifenrollwiderstand- Testgerät des Rollentyps für Innenräume benutzt wurde. Die Ergebnisse sind durch auf 100 basierenden Indexen dargestellt, die den Rollwiderstand des herkömmlichen Reifens 3 repräsentieren. Die größeren Werte der Indexe bedeuten einen wünschenswerteren Rollwiderstand (der Rollwiderstand ist geringer).

Gleichförmigkeit

Die Tests wurden auf der Basis von JASO C607 "Verfahren zum Testen der Gleichförmigkeit von Fahrzeugreifen" ausgeführt. Die Ergebnisse sind auf 100 basierenden Indexen dargestellt, die die Gleichförmigkeit des herkömmlichen Reifens 1 repräsentieren. Größere Indexe bedeuten eine höhere/bessere Gleichförmigkeit.

Es ist aus Tabelle 1 klar ersichtlich, daß die Reifen 1 bis 4 der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, des Rollwiderstandes und der Gleichförmigkeit hervorragend sind.

(2) Bezüglich der Reifen 5 bis 8 gemäß der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Reifen 2 wurden die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, der Rollwiderstand und die Gleichförmigkeit unter den folgenden Bedingungen in der gleichen Weise, wie zuvor erwähnt, ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Bedingungen

Luftdruck: 1,9 kg/cm², Felge: 14 × 51/2JJ, Last: 450 kg
Reifengröße: 195/70 R14

Reifen 5 gemäß der vorliegenden Erfindung

Stahlcordgürtelschicht: 1, Stahlcords: 2+2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm, Breite 125 mm, Cordwinkel α bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 35°.

Die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht mit Doppelstruktur: eine Lage von einer Endgröße von 50/50 mm von 1500 Denier aromatische Polyamidfasern aufweisende 2- Cordeinlagen wurden in der Bandform in 10 mm Breite angeordnet und dieses Produkt wurde in zwei Schichten um den Außenumfang der Stahlcordgürtelschicht herumgewickelt, wobei n = 3, Θ = 12°.

Äußere Reifenform: 635 mm, Breite D der Gürtelschicht: 135 mm, Radius r der Gürtelschicht: 305 mm.

tan Θ = n × D/2πr = n × 135 mm/(2π × 305 mm).

Reifen 6 gemäß der vorliegenden Erfindung

Der Reifen 6 ist wie der Reifen 5 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 5 und Θ = 19° beträgt.

Reifen 7 gemäß der vorliegenden Erfindung

Der Reifen 7 ist wie der Reifen 5 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 7 und Θ = 26° beträgt.

Reifen 8 gemäß der vorliegenden Erfindung

Der Reifen 8 ist wie der Reifen 5 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 9 und Θ = 32° beträgt.

Herkömmlicher Reifen 2

Stahlcordgürtelschicht: 2, Winkel der Cords bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 20° und Cords in unterschiedlichen Lagen überkreuzen sich.

Innere Stahlcordgürtelschicht:
Stahlcords 2+2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm, Breite: 130 mm.

Äußere Stahlcordgürtelschicht:
Stahlcords 2+2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm, Breite: 120 mm.

Gürtelverstärkungsschicht: 1, diese ist durch Herumwickeln einer Lage von eine Endgröße von 50/50 mm von 840 Denier Nylonfasern aufweisende 2-Cordeinlagen um den Außenumfang der äußeren Stahlcordgürtelschicht schraubenförmig und kontinuierlich bei einem sehr kleinen Winkel bezüglich der Reifenumfangsrichtung in einer Breite von 10 mm ausgebildet, und Breite der Schicht: 140 mm.

Aus der Tabelle 2 ist klar ersichtlich, daß die Reifen 5 bis 8 gemäß der vorliegenden Erfindung eine exzellente Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, einen hervorragenden Rollwiderstand und eine exzellente Gleichförmigkeit aufweisen.

(3) Bezüglich der folgenden Reifen 9-12 gemäß der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Reifen 3 wurden die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, der Rollwiderstand und die Gleichförmigkeit in der gleichen Weise wie zuvor erwähnt unter den folgenden Bedingungen ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.

Bedingungen

Reifen 9 gemäß der vorliegenden Erfindung

Stahlcordgürtelschicht: 1, Stahlcords: 2+2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm, Breite: 125 mm, Cordwinkel α bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 55°.

Organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht mit einer Doppelstruktur: eine Schicht mit einer Endgröße von 50/50 mm von 1500 Denier Hochmodul-Polyesterfasern aufweisenden 2- Cordeinlagen wurde in der Reifenform von 10 mm Breite angeordnet und dieses Produkt wurde in zwei Schichten um den Außenumfang der Stahlcordgürtelschicht herumgewickelt, wobei n = 2, Θ = 8°.

Äußere Reifenform: 635 mm, Breite D der Gürtelschicht: 135 mm, Radius r in der Gürtelschicht: 305 mm
tan Θ = n × D/2πr = n × 135 mm/(2π × 305 mm).

Reifen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung

Reifen 10 ist wie der Reifen 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 4 und Θ = 16° beträgt.

Reifen 11 gemäß der vorliegenden Erfindung

Dieser Reifen ist wie der Reifen 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 6 und Θ = 23° beträgt.

Reifen 12 gemäß der vorliegenden Erfindung

Dieser Reifen ist wie der Reifen 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 8 und Θ = 29° beträgt.

Herkömmlicher Reifen 3

Stahlcordgürtelschicht: 2, Cordwinkel bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 20° und Cords in unterschiedlichen Schichten überkreuzen sich.

Innere Stahlcordgürtelschicht: Stahlcords 2+2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm und Breite: 130 mm.

Äußere Stahlcordgürtelschicht: Stahlcords 2+2 (0,25), Endgröße: 40/50 mm und Breite: 120 mm.

Gürtelverstärkungsschicht: 1, diese ist durch Wicklung einer Lage von eine Endgröße von 50/50 mm 840 Denier Nylonfasern aufweisende 2-Cordeinlagen um den Außenumfang der äußeren Stahlcordgürtelschicht schraubenförmig und kontinuierlich bei einem sehr kleinen Winkel bezüglich der Reifenumfangsrichtung in einer Breite von 10 mm gebildet, Breite der Schicht: 140 mm.

Aus der Tabelle 3 ist klar ersichtlich, daß die Reifen 9 bis 12 gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, einen hervorragenden Rollwiderstand und eine hervorragende Gleichförmigkeit aufweisen.

(4) Bezüglich der folgenden Reifen 13 bis 16 gemäß der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Reifen 4 wurden die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, der Rollwiderstand und die Gleichförmigkeit in der gleichen Weise wie in (3) unter den folgenden Bedingungen ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.

Bedingungen

Reifen 13 gemäß der vorliegenden Erfindung

Organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht mit einer Doppelstruktur: eine Schicht von eine Endgröße von 50/50 mm von 1500 Denier aromatische Polyamidfasern aufweisenden 2- Cordeinlagen wurden in der Bandform von 10 mm Breite angeordnet und dieses Produkt wurde in zwei Schichten um den Außenumfang der Stahlcordgürtelschicht herumgewickelt, wobei n = 3, Θ = 12°.

Äußere Reifenform: 635 mm, Breite D der Gürtelschicht: 135 mm, Radius r der Gürtelschicht: 305 mm
tan Θ = n × D/2πr = n × 135 mm/(2π × 305 mm)

Reifen 14 gemäß der vorliegenden Erfindung

Dieser Reifen ist wie der Reifen 13 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 5 und Θ = 19° beträgt.

Reifen 15 gemäß der vorliegenden Erfindung

Dieser Reifen ist wie der Reifen 13 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 7 und Θ = 26° beträgt.

Reifen 16 gemäß der vorliegenden Erfindung

Dieser Reifen ist wie der Reifen 13 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet, außer daß n = 9 und Θ = 32° beträgt.

Herkömmlicher Reifen 4

Stahlcordgürtelschicht: 2, Cordwinkel bezüglich der Reifenumfangsrichtung: 20° und Cords überkreuzen sich in unterschiedlichen Einlagen.

Gürtelverstärkungsschicht: 1, diese ist durch Herumwickeln einer Lage von eine Endgröße von 50/50 mm von 840 Denier Nylonfasern aufweisenden 2-Cordeinlagen um den Außenumfang der äußeren Stahlcordgürtelschicht schraubenförmig und kontinuierlich bei einem sehr kleinen Winkel bezüglich der Reifenumfangsrichtung und in einer Breite von 10 mm gebildet, Breite der Schicht: 140 mm.

Aus der Tabelle 4 ist klar ersichtlich, daß die Reifen 13 bis 16 gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, einen hervorragenden Rollwiderstand und eine hervorragende Gleichförmigkeit aufweisen.

Wie zuvor beschrieben, ist der luftgefüllte Radialreifen gemäß der vorliegenden Erfindung durch Anordnen einer einzelnen Stahlcordgürtelschicht auf der Außenseite einer Karkassenschicht in einer Lauffläche gebildet und durch Vorsehen einer zylinderförmigen, organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht mit einer Doppelstruktur an der Außenseite der Stahlcordgürtelschicht durch Herumwickeln eines Bandes, das durch Einbetten eines oder einer Anzahl von organischen Fasercords parallel zueinander in einer Matrix erhalten wird, um die Stahlcordgürtelschicht, während das Band zick-zack-artig in gerader oder ungerader Anzahl pro Reifenumfang gebogen wird, wobei der Reifen die Formel tan Θ = n × D/2πr erfüllt, worin Θ einen Winkel der Cords in der organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung darstellt, D eine Breite der organische Fasern beeinhaltenen Cordgürtelschicht, r einen Radius des Zylinders der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht und n die Anzahl der Zick-Zack-Windungen des Bandes pro Reifenumfang, wobei Θ sich im Bereich von 8° bis 32° befindet. Dadurch wird eine Verminderung des Reifengewichtes ermöglicht. Des weiteren hervorragende Hochgeschwindigkeitsbeständigkeiten und Rollwiderstände erreicht. Überdies wird die Gleichförmigkeit verbessert. Da die organische Fasern beinhaltende Cordgürtelschicht in der vorliegenden Erfindung durch Herumwickeln eines Bandes um den Außenumfang der Stahlcordgürtelschicht geformt wird, während das Band bezüglich dem gesamten Reifenumfang zick-zack-förmig gebogen wird, kann sie mittels einer hierfür benutzten Gürtelformtrommel hergestellt werden. Demgemäß muß zu diesem Zweck kein zusätzliches Equipment benützt werden, so daß der Luftradialreifen mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.

Claims

1. Luftgefüllter Radialreifen mit

- einer einzelnen Stahlcordgürtelschicht, die auf der Außenseite einer Karkassenschicht in einer Lauffläche angeordnet ist,
- einer zylinderförmigen, organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht mit Doppelstruktur, die auf der Außenseite der Stahlcordgürtelschicht durch Herumwickeln eines Bandes, das durch Einbetten einer oder einer Anzahl von organischen Fasern beinhaltenden Cords parallel zueinander in einer Matrix gebildet ist, um die Stahlcordgürtelschicht während das Band zick-zack förmig gebogen oder gekrümmt wird, gebildet ist, wobei der Reifen die Formel tan Θ = n × D/2πr erfüllt, worin Θ einen Cordwinkel in der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung ist, D eine Breite der organischen Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht ist, r ein Radius des Zylinders der organische Fasern beinhaltenden Cordgürtelschicht ist und n die Anzahl der Zick-Zack-Windungen des Bandes pro Reifenumfang, und 8° < Θ < 32° beträgt.

2. Radialreifen nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl n der Zick-Zack-Windungen des Bandes pro Reifenumfang eine gerade Anzahl ist.

3. Radialreifen nach Anspruch 2, bei dem die Anzahl n der Zick-Zack-Windungen des Bandes pro Reifenumfang 2, 4, 6 oder 8 ist.

4. Radialreifen nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl n der Zick-Zack-Windungen des Bandes pro Reifenumfang eine ungerade Anzahl ist.

5. Radialreifen nach Anspruch 4, bei dem die Anzahl n der Zick-Zack-Windungen des Bandes pro Reifenumfang 3, 5, 7 oder 9 ist.

6. Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die organische Fasern beinhaltenden Cords durch Verwickeln/Verwinden einer oder nicht weniger als zwei Arten von Fasern erhalten wird, wobei die Fasern aus der Gruppe beinhaltend aromatische Polyamidfasern, Polyallylat-Fasern, Polyparaphenylen-Benzbisoxazol- Fasern, Polyvinyl-Alkohol-Fasern, Rayon-Fasern, Polyethylen-Terephthalat-Fasern und Polyethylen-2,6- Naphthalat-Fasern ausgewählt sind.

7. Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Matrix ein aus der Gruppe beinhaltend Gummi und Kunststoffausgewähltes Material umfaßt.

8. Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Cordwinkel in der Stahlcordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung zwischen 25° und weniger als 45° beträgt.

9. Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Cordwinkel in der Stahlcordgürtelschicht bezüglich der Reifenumfangsrichtung 45° bis 65° beträgt.