DE2508597C2

DE2508597C2 - Fahrzeugluftreifen, insbesondere für Lastkraftwagen, mit Radialkarkasse und verstärktem Wulstbereich

Info

Publication number: DE2508597C2
Application number: DE2508597A
Authority: DE
Inventors: Iwao Kodaira Tokyo Arimura; Hironori Akigawa Tokyo Hirano; Akio Higashi-Murayama Tokyo Sato
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1974-02-28
Filing date: 1975-02-27
Publication date: 1982-02-25
Also published as: CA1022045A; JPS50117102A; CH583633A5; US3964533A; AU7830475A; JPS5345961B2; DE2508597A1

Description

a) die Verstärkung (7) besteht aus wenigsten zwei Streifen organischer Cordfäden, die einander kreuzend unter einem Wirkel von mehr als 60 ZUi Radialkarkasse und dem Lagenende (6') axial gegenüber an der Karkassenlage (5) anliegend angeordnet sind, und

b) der Kernreiter (9) ist zweiteilig und im oberen Teil (9b) weicher als im unteren dem Wulstkern (4) benachbarten Teil (9.ί) ausgebildet, wobei der Unterschied mindestens IO Shore- A-Härtegrade beträgi und der weichere obere Teil (9b) radial auf gleicher Höhe und benachbart der Verstärkung (7) angeordnet ist.

2. Luftreifen nach Anspruch I. dadurch gekennreichnet. daß der Winkel der Cordfäden der Verstärkung (7) zur Karkassenlage (5) radial außen größer ist als im unteren Teil und 70 bis 85" beträgt.

3. Luftreifen nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (7) breiter ist •Is der in radialer Richtung gemessene Abstand twischen den Lag~nenden (6' und 8') des Umschlages (6) und der Versteifung (8) und diesen Abstand überdeckt.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (7) unmittelbar an der Außenseile der Karkassenlage (5) befestigt ist und diese von dem oberen weichen Teil fßbjdes Kernreiters (9) trennt.

5. Luftreifen nach Anspruch 4. dadurch gckennteichnet. daß der radial äußerste Teil (12) der Verstärkung (7) über eine Kautschukschicht (13) an ter Außenfläche der Karkassenlage (5) befestigt ist.

6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Cordfäden der Verstärkung (7) aus Nylon bestehen.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche I bis h. dadurch gekennzeichnet, daß die Shorc-A'Härte des unleren, dem Wulstkern (4) benachbarten! Teils (9ä) des Kernreiters (9) mehr als 70° beträgt.

8. Luftreifen nach einem der Ansprüche I bis 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenenden (6' und 8') des Umschlags (6) und der Versteifung (8), die axial außerhalb des we'clieh Teils (9b) des Kernrei-Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.

Bei einem bekannten Fahrzeugluftreifen dieser Art

ίο (DE-OS 19 37 481, Fig. 2) bildet die Versteifung eine radial nach außen gerichtete Verlängerung des Lagenendes der Karkasse und ist an dieser axial innen befestigt. Sie enthält Metallcordfäden, welche im gleichen Winkel wie diejenigen der Karkasse angeordnet sind. Der Kernreiter ist einteilig ausgebildet. Mit dieser bekannten Gestaltung soll vor allem ein Bruci. des Reifens am Lagenende der Karkasse vermieden werden.

Der Kernreiter ist bei einem Reifen der genannten Art üblicherweise aus einem sehr harten Kautsehukmaterial hergestellt. Dadurch soll eine gute Wulstversteifung erzielt werden. Fi ner soll die Steifigkeit im Grenzbereich zwischen der Reifenseitenwand und dem Wulst erhöht und abgestuft werden. Hierdurch soll insbesondere einer Biegeverformung im Wulstbereich

>5 vorgebeugt werden.

Verschiedene Untersuchungen der Lostrennung von Cordfäden im Wulst lassen folgender Mechanismus vermuten. Unter dtm Einfluß des Innendruckes des Reifens wird der Wulst fest gegen die Felgenschulter gepreßt, so daß ein zwischen der Karkasse und ihrem umgeschlagenen Ligenende vorhandener Kernreiter unter dem F.influß einer von der Felgenschulter ausgeübten Reaktionskraft einer Pressung erfährt und Gefahr läuft, aus dem Wulstbereich herausgeschoben zu werden. Daraus ergibt sich eine Verformung des Kernreiters am abgeschnittenen Ende jedes Metallcoru fadens in radialer Richtung, infolge der /wischen dem Kautschuk und dem abgeschnittenen Ende des Metall cordfadens eine Lostrennung des CordFadens vom Kautschuk eintreten kann. 1>. ist bt.>nnt. daß sich ein Luftreifen in Radialbauweise unter Last wesentlich stärker durchbiegt als gewöhnliche Luftreifen in Diagonalbauweise, vvie in F ι g. I durch eine Verformung Ds des Seitenwandteils in Brekenrichtiing schematisch dargestellt. Dieser Verformung Ds tolgt eine Verformung Db im Wulstbereich (Fig. I). so daß sich /wischen den Cordfäden der Karkasse ein in Unifangsrichtung größer werdender Abstand ergibt, wodurch der zwischen den Cordfäden befindliche Kautschuk eine Verformung in Umfangsrichtung erfahrt. Diese obenerwähnten Verformungen des Kautschuks sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung wiederholen sich b^i jeder Umdrehung des Luftreifens und fuhren da/u, daß Ablösungen der Cordfäden vom Kautschuk hervorgerufen werden

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten \ri /u schaffer, bei dem zur Verbesserung der Hultb.irkcii im Wulstbereich das Auftreten von Verformungen in Radial und Umfangsrichtung wirksam verhindert ist bzw diese Verformungen besser aufgenommen werden können.

Diese Aufgabe ist bei einem Fahrzeugluftreifen der

eingangs genannten AfI durch die gleichzeitige Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei diese Merkmale zumindest teilweise! an sich bekannt sind.

Mit dem Fahrzeugluftreifen nach der Erfindung wird

die Verformung zwischen der Karkasse und ihrem umgeschlagenen Lagenende wirskam gedämpft, so daß sich die im Wulstbereich in radialer und Umfangsrichtung des Luftreifens auftretenden Verformungen nicht bis zu dem Cordende ausbreiten. ϊ

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt IQ

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Fahrzeugluftreifen in Radialbauweise, darstellend die beim Abrollen auf der Fahrbahn auftretenden Verformungen, und

Fig.2 bis 5 jeweils einen Querschnitt durch den Wulstbeieich von Fahrzeugluftreifen in verschiedenen ΐϊ Ausbildungsformen nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt einen Wulstbereich eines Fahrzeugluftreifens 1 iii Radialbauweise mit einer Seitenwand 2. mit einem sich an die Seitenwand anschließenden Wulst 3, mit einem Wulstkern 4. mit einer Karkassenlage 5, mit >o einem Umschlag 6 der Karkassenlage 5. mit einer Verstärkung 7, mit einem aus rvietaiieordfäden aufgebauten Streifen 8 zur Wulstversteifung und mit einem Kernreiter 9 aus zusammengesetztem Kautschukmaterial.

Der Wulst 3 wird bei Innendruck des Reifens 1 gegen eine Felgenschulter Riemer Felge R gepreßt, so daß der Kernreiter 9 eine Pressung erfährt und Gefahr läuft, aus dem Wulst 3 heraus in Richtung der Seitenwand 2 geschoben zu werden. Dies führt am Lagenenoe 6' des )<> Umschlags 6 der Karkassenlage 5 und am Ende 8' des Streifens 8 zu einer Verformung in radialer Richtung, so daß sich diese Fnden 6' und 8' vom Kautschuk lösen können. Außerdem wird durch die Verformung Db des Wulstbereiches, die der Verformung Ds des Seiten- i> wandteils folgt (Fig. 1). an der Reifenaufstandsfläche zwischen den Cordfäden der Karkassenlage 5 eine Verformung in Umfangsnchtung des Reifens 1 hervorgerufen. Zusätzlich /u diesen Verformungen unterliegt der Reifen während der Rotation verschiedenen starken 4n Beanspruchungen, beispielsweise durch Biegung und durch andere Verformungen.

Bei dem in F ι g. 2 dargestellten Ausiuhrur.gsbeispiel ist an der dem F.nde 8' des Streifens 8 gegenüberliegenden Fläche der Karkassenlage 5. an der die Gefahr einer Ablösung besteht, eine Verstärkung 7 mit Diignnalaufbau angeordnet. Die Verstärkung 7 ist aus zwei gummierten Streifen aus C ordfaden aufgebaut, die aus organischen Fasern, wie Nylon-, Rayon-, Polyester·. Vinylonfasern od. dgl. hergestellt sind. Die Cordfaden in den beiden Streifen sind einander kreu/end unter einem Winkel von mehr als fiO vorzugsweise unter einem Winkel von 70 bis 85 . gegenüber der Richtung der C'ordfäden der Karkassenlage 5 angeordnet Dabei ist der Fadenwinkel der Verstärkung 7 im r.ul:.i! .iiiUeren π Teil größer ;ils im inneren Teil. Zudem liegt die Verstärkung 7 dem Fnde 6 des I lmschl<igs 6 gegenüber. Dazwischen liegt der Kernreiter 9. de" diese Fnden 8' und 6 überdeckt. Fs ist zweckmäßig, das zur Seitenwand 2 weisende obere Fndc ilei Verstärkung 7 mi nicht über den Kernreiter 9 hinausgehen m lassen.

Der zweiteilige Kernreiter 9 weist ein unteres Toil 9,7 aus hartem Kautschukmaleria! auf, das den Wulstkern 4 umschließt und sich in radialer Richtung des Luftreifens nach oben erstreckt, sowie ein oberes Teil 9b aus weichem Kauischuknaterial, welches die durch Pressung zwischen der Kafkässenlage 5 und der Felgenschulter Rf erzeugte Virformung aufnimmt. Beim gezeigten Beispiel (Fig.2) ist das harte Teil 9_d an den Enden 6' und 8' befestigt und läuft mit zungenförmig gestreckter Gestalt aus, während das »veiche Teil 9b zwischen diesem gestreckten Abschnitt und der Verstärkung 7 angeordnet ist. Bei einem derartigen Aufbau wird die Verformung des harten Teils 9a in radialer Richtung durch das weiche Teil 9b aufgenommen bzw. gedämpft, während die Divergenzen zwischen den Cordfäden der Karkassenlage 5, die unter Last an der Reifenaufstandsfläche hervorgerufen werden, durch die Verstärkung 7 verhindert wird. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die Härte des harten Teils 9a des Kernreiters 9 mehr als 70 Shore-A-Härtegrade beträgt und die Härte des weichen Teils 96 mit einem Härteunterschied von mehr als 10 Shore-A-Härtegraden unter dem Härtewert des harten Teils 9a liegt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausbildungsform, ßii diesem ist der Streifen 8 zur Wulstversteifung aus zwei gummierten Metallcordlagen aufgebaut, wobei ein Ende 8" der äußeren Lage in radialer Richtung auf einem höheren Niveau liegt als ein Ende 8' .:er innertn Lage. Der Kernreiter 9 weist einen Teii 9 · aus hartem Kautschuk auf. das den Wulstkern 4 umschließt und ungefähr in der Mitte des Umschlags 6 endet, sowie einen Teil 9b aus weichem Kautschuk, das vom Ende des harten Teils ausgehend nach oben bis über das radial äußere Ende 8" des Streifens 8 hinausreicht.

Ist bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 die Härte des Beschichtungs- oder Einbettungs-Kautschukmaterials für jeden Metallcordfaden höher gewäiilt hIs diejenige des weichen Teils 9b. läßt sich die Schutzwirkung am Ende jedes Meta'lcordfadens und damit das Vermögen zum Abfangen der Verformungen verbessern.

In F i g. 4 ist eine weitere Ausbildungsform dargestellt. Hier ist dps Ende 6' des Umschlags 6 in radialer Richtung auf ei'iem höheren Niveau angeordnet ;>is das Fnde 8' des Sreifens 8. E-!me Kautschukschicht 10. deren Harte jener des harten Teils 9a des Kernrciters im wesentlichen gleich ist. ist so angeordnet, daß .<e die Fnden 6' und 8' umschließt. Zwischen der Kautschukschicht 10 und der äußeren Kautschukschicht der Sei.jnwand ist eine weitere Kautschukschicht Il angeordnet, deren Härte im wesentlichen gleich der des weichen Teils 9bdes Kernreiters9 ist. !n diesem Falle ist die Verstärkung 7 mit der Karkassenlage 5 an einer Stelle verbunden, die dem Ende 6' des Umschlags 6 gegenüberliegt und von diesem durch das weiche Teil 9fr des Kernreiters 9 getrennt ist.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei diesem ist eine Kautschukschicht 13 so angeordnet, daß sie einen radial äußersten Teil 12 der Verstärkung 7 von der Kiirkassenlage 5 trennt In diesem Falle weist dif Kautschukschicht 13 ein.- Dicke von 0.5 bis 3 mm ,uif und iKe Härte ist im wesentlichen gleich der Härte des weichen Teils 9b des Kernreiters 9. Die Breite des Teils 12 Jcr Verstärkung 1 beträgt 5 bis I 5 mm. was 7 bis 21''/» der Gesamtbreite der bei diesem Beispiel verwendeten Verstärkung 7 entspricht

Bei dem in F ig 5 dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Kautschukschicht Π dazu, eine Scher- oder Schubspannung, die unter Last /.wischen dem radial äußersten Teil 12 der Verstärkung 7 uf.d der Karkassenlage 5 auftreten kann, wirksam zu verteilen.

Im folgenden ist ein Beispiel detailliert beschrieben.

Zur Erprobung wurde ein Fahrzeugluftreifen in Radialbauweise der Dimension TB 10.00 R 2014 PR, mit einem Wulst mit dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau verwendet. Die Verstärkung 7 wies zwei gummierte

Streifen aus Nylonfüden 1260 den/2 auf, die unter einem Winkel von 80' gegenüber der Fadenrichtung der Karkassenlage 5 gekreuzt angeordnet waren. Die Verstärkung 7 war auf ganzer Umfangslänge des Reifens I mit der Karkassenlage 5 über einer Breite von 70 mm verbunden, und zwar an einer dem Ende 6' des Umschlags 6 und den Enden 8' und 8" der beiden Lagen des Streifens 8 gegenüberliegenden Stelle und von diesen durch das weiche Teil 9b des Kernreiters getrennt.

Die Anzahl der Cordfäden in der Verstärkung 7 betrug 41 Fäden/50 mm. Das obere Ende der Verstärkung 7 ragt nicht über das obere Ende des Kernreiters 9 hinaus. Auch bestand zwischen den beiden Streifen der Verstärkung 7 ein Abstandsunterschied von 5 mm entlang der Karkassenlage5.

Die Härte des harten Teils 9a des Kernreiters 9 betrug 78°, die des sveichen Teils 9b betrug 56° Und die des BeschichtungS'Kautschuks für die Gordfäden der Räffcässeniage 5 Und ties Streifens s Betrug 72\ jeweifs nach der Shore-Ä-Skala.

Dieser Reifen wurde auf eine Felge 700 T aufgezogen und mit einem Innendruck von 7.0kp/cm² aufgeblasen.

Sodann wurde die Verformung am Ende des Streifens 8 unter einer Last von 3600 kg gemessen. Die am Luftreifen nach der Erfindung ermittelten Verformungen in radialer und Umfangsfichtung waren um 60 bzw. 50% kleiner als bei einem licrkömmHchen ohne Verstärkung 7 und ohne das weiche Teil 9b des Kernreilers9 ausgebildeten Reifen.

Bei der Laufprüfung der Reifen mit einem Versuchs-LKW wurde der Zustand nach einer Laufstrecke von 94 500 km untersucht. Der herkömmliche Reifen zeigte eine leichte Ablösung am Ende des Umschlags der Karkassenlage sowie eine Ablösung vom Ende des Streifens 8 mit eiiW Länge von 4 mm auf dem gesamten Umfang des Reifens. Beim Reifen nach der Erfindung wurde dagegen ah keiner Stelle eine Lostrennung festgestellt.

Bei dem beschriebenen Fahrzeugluftreifen ist die Haltbarkeit offenbar auch dadurch beträchtlich verbessert, daß die Karkassenlage 5 und insbesondere die

Enutrn 6' o* iicS cn

denen eine gute Haftung mit Kautschuk schwierig herzustellen ist, durch die Verstärkung 7 und den zweiteiligen Kernreiter 9 wirksam geschützt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: ters (9) liegen, durch eine harte Kautschukschicht (10) geschützt sind.

1. Fahrzeugluftreifen, insbesondere für Lastkraftwagen, mit einer aus mindestens einer Lage Metallcordfäden bestehenden Radialkarkasse, deren Lagenende in jedem Wulst nach axial und radial außen um einen Wulstkern umgeschlagen und zumindest im wesentlichen im Bereich der Hornhöhe der Felge angeordnet ist, wobei radial oberhalb des Wulstkemes ein das Lagenende nach radial außen überragender Kernreiter aus Elastomermaterial sowie an der Karkassenlage anliegend mindestens ein gegenüber dem Lagenende axial außerhalb und mit seinem radial oberen Ende gestuft angeordneter Streifen aus Metallcordfäden als Wulstversteifung sowie eine weitere aus mindestens einem Streifen bestehende Verstärkung innerhalb des Lagenumschlags vorgesehen ist. gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung folgender zumindest teilweise an sich bekannten Maßnahmen: