DE3222404A1

DE3222404A1 - Radialluftreifen

Info

Publication number: DE3222404A1
Application number: DE19823222404
Authority: DE
Inventors: Katsuji Osaka Kishida; Keijiro Kawanishi Hyogo Oda; Masakazu Onishi; Tetsuto Itami Hyogo Ueno
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-01-13
Also published as: US4471828A; JPS6411483B2; DE3222404C2; JPS58404A

Description

Anmelderin? The Toyo Rubber Industry Co. Ltd.

RADIALLUFTREIFEN

Die Erfindung betrifft einen Radiölluftreifen mit Karkassenschichten aus Stahlcord für Schwer! astfahrzeuge wie Lastwagen, Busse etc. und insbesondere eine grundlegende Verbesserung des übergangsbefeiches zwischen -"> dem durch einen Felqenrand gegen Verformung qeschützten Wulstbereich und dem Belastungsverformunqen ausgesetzten unteren Seitenwandbereich, um Ablösungsbeschndigungen auszuschließen.

In herkömmlichen Radialluftreifen für Schwer last fahr zeuge IP sind die Karkassenlagen jeweils um einen Wulstkern zurückgeführt und enden im unteren Seitenwandbereich. Diese zurückqeführten Endabschnitte werden im allgemeinen durch pinen bis in die Seitenwand reichenden Verstärkunqsstreifen aus gummiertem Stahlcord abgedeckt. Bei dieser Struktur entstehen durch die beim Abrollen des Reifens unter der Last eintretenden Verformungen infolge der großen Unterschiede in der Steifigkeit zwischen den zurückgeführten Fndabschnitten der Karkassenschicht oder dem Verstärkunqsstreifen aus Stahlcord und dem umgebenden Gummi Scherze ppannuncien, die zu einer Ablösung des Gummis vom Stahlcord fTihrrn.

Aus den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 53-II95OI und 55-106806 ist es bekannt, die Enden der zurückgeführten Endabschnitte der Karkassenschicht bzw. des Verstärkungsstreifens mit Gummi höherer Härte abzudecken, um den Steifigkeitsunterschied zwischen dem Metallcord und dem umgebenden Gummi und damit die Spannungskonzentration am Oberrand des Metallrads zu verringern und dadurch Ablösungen zu verhindern.

Nach dem japanischen Gebrauchsmuster 52-48482 wird das obere Ende des Verstärkungsstreifens aus Stahlcord mit Textilcordgewebe abgedeckt, um so eine Bewegung und damit einen direkten Kontakt der oberen Enden der Stahlcords mit dem umgebenden Gummi zu vermeiden und dadurch Ablösungen entgegenzuwirken.

Diese Vorschläge versuchen, Ablösungen durch Verstärkung der potentiellen Ablösungsstellen zu verhindern, verlagern dabei aber nur die Stellen hoher Spannungskonzentration, so daß Ablösungen in anderer Weise auftreten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Radialluftreifen der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Art zu schaffen, der im wulstnahen Bereich eine die Scherspannungen besser verteilende, ablosunpsfestere Struktur aufweist, die Ablösungen an den Außenrändern der Karkassenschicht und der Verstärkungsstreifon verhindert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Radialluftreifen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art vor allem dadurch gekennzeichnet, daß eine Pufferschicht aus Gummi geringer Härte im Kontaktbereich zwischen dem durch den Felgenrand gegen Verformung ge-

schützten Wulstbereich und dem leicht unter Belastung verformbaren unteren Seitenwandbereich, insbesondere in dem konzentrierter Spannung ausgesetzten Bereich der unteren Seitenwand radial außerhalb dor

5 Karkassenschicbtenden vorgesehen ist.

Bei dieser Anordnung konzentriert sich die Spannung in einer leicht verformbaren Gummischicht geringer Härte, so daß die Spannung verteilt und von der Gummischicht geringer Härte aufgenommen wird. Das Vorsehen einer solchen flexiblen Struktur im oberen Wulstbereich beseitigt Spannungen im Wulstbereich und verhindert Ablösungen.

Insbesondere umfaßt ein erfindungsgemäßer Radialluftreifen einen WuLstfüllstreifen, der einen Innenstreifen dreieckigen Querschnitts aus Gummi höherer Härte und einen an diesem reifenaußenseitig anliegenden und in radialer Richtung diesen überragenden Außenstreifen aus

Gummi mittlerer Härte aufweist, am radial äußeren Endschicht on Gine dipsep rand der zurückgeführten ./Dndab&chnittp der Karkaff?n-i abdeckende Kappenschicht aus organischem Textilcordgewebe angeordnet ist und eine am Wulstfüll streifen anliegende, sich an die Kappenschicht radial auswärts anschließende Pufferschicht aus Gummi mit relativ zum anliegenden Teil des Wulstfüllstreifens um etwa 3 bis 20° geringerer Shorehärte vorgesehen ist. Dem Verstärkungsstreifen aus Stahlcord kann sich radial auswärts eine Verstärkungsschicht aus organischem Textilcord anschließen. "Auswärts" bedeutet hierin immer "in axialer Richtung der Drehachse des Reifens weiter von dessen Mittelpunkt", "radial auswärts" bedeutet "in radialer Richtung weiter von der Drehachse" entfernt.

Der Unterschied in der Shorehärte zwischen der Puffer-

k -

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schicht und dem Gummi mittlerer Härte des WulstfülL-streifens soll zwischen 3 und 20 und vorzugsweise zwischen 5 und 15 liegen. Der bevorzugte Shorehärtebereich liegt für die Pufferschicht zwischen 45 und 65 und für den Außenstreifen mittlerer Härte des VuIstfüllstreifens zwischen 55 und 70 . Bei einem Härtounterschied vcn weniger als 3 wird die Haltbarkeit des Wulstbereiches nur wenig verbessert. Um einen Härteunterschied von mehr als 20°ζu erzielen, muß die Pifferschicht geringe Härte und der Außenstreifen des Wulstfüllstreifens relativ große Härte aufweisen. In der Tat wird die Spannung um so besser in der Pufferschich¹; verteilt, je größer der Härteunterschied ist. Um die Märte der Pufferschicht gering zu halten, ist es aber nötig, den Rußgehalt in der Gummimischung herabzusetzen, was jedoch deren Wärmefestigkeit beeinträchtigt. Auf der anderen Seite verringert eine hohe Härte des Wulstfüllstreifens die Biegeermündungsfestigkeit und beeinträchtigt die Haltbarkeit des Wulstbereiches. Der aus

20 Gummi mittlerer Härte bestehende Außenstreifen des

Wulstfüllstreifens umfaßt nach einer bevorzugten Aisfürhungsform einen am harten Innenstreifen etwa dr<>ieckigen Querschnitts anliegenden Teil aus Gummi etwas geringerer Härte und einen demgegenüber woicheron, an der Pufferschicht anliegenden Teil, dessen Shorehärtn zwischen 3° und 20° größer ist als die der Pufferschicht. Eine solche Ausführung erhöht die Wirksamkeit der Pufferschicht bei der Spannungsverteilung.

Der erfindungsgemäße Radialluftreifen ist insbesondere

. ρ für hohe Innendrucke von mehr als 3 kg/cm' vorgesehen.

Es werden eine oder mehrere Karkassenschichten aus Stahlcord verwendet. Dabei erstreckt sich der Verstärkungsstreifens aus Stahlcord r.-Müal au? ,ort? nicht über den tindraml der um den Wulstkern zuriick-

geführten Endabschnitte der Kärlcassenlagen hinaus.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Radialluftreifens anhand der Zeichnungen weiter erläutert.

Es zeigen:
5 Fig. 1 einen Querschnitt durch den unteren Teil

eines herkömmlichen Reifens, Fig. 2 einen Querschnitt der rechten Hälfte eines

erfindungsgemäßen Reifens und

Fig. 3 ein Querschnitt des unteren Teils eines 10 abgewandelten Reifens.

Der in Fig. 1 dargestellte Reifen besitzt eine im rechten Winkel zur mittleren Umfangslinie des Reifens von einem Wulst zum anderen verlaufende Karkassenschicht 1, deren Endabschnitte 1a von innen nach außen um einen Wulstkern 2 zurückgeführt sind. An der Außenseite des zurückgeführten Endabschnitts 1a ist jeweils ein Verstärkungsstreifen 3 aus gummiertem Stahlcord vorgesehen, der die Steifigkeit des Wulstbereiches erhöht. In dem von den

und
Karkassenlagen iY"xhren zurückgeführten Endabschnitten

1a umschlossenen Raum ist ein Wulstfüllstreifen h aus Gummi hoher Härte angeordnet.

Bei einem solchen herkömmlichen Reifen bewegt sich der Wulstfüllstreifen k aus hartem Gummi entsprechend den Bewegungen der Karkassenlagen, während die zurückgeführten Endabschnitte 1a durch einen Felgenrand an Bewegungen gehindert werden, wodurch ständig wiederholte Scherspannungen zwischen dem Wulstfüllstreifen h und

den Außenrändern 1b, 3a der zurückgeführten Endabschnitte 1a und des Verstärkungsstreifens 3 entstehen. Als Ergebnis neigen beide Außenränder zu Ablösungen vom Wulstfüllstreifen k, was Ablöseschäden hervorruft.

Der in Fig. 2 dargestellte Radialluftreifen besitzt Karkassenschichten 11 aus Stahl cord, die sich im rechten Winkel zur mittleren Umfangslinie des Roifons von einem Wulst B zum nicht dargestellton anderen Wulst erstrecken, wobei die Endabschnitte 11a von innen nach außen um einen Wulstkern 12 zurückgeführt sind. Ein Verstärkungsstreifen 13 aus Stahlcord liegt reifenaußenseitig an den zurückgeführten Endabschnitten 11a an und

nicht
erstreckt sich über deren Außenrand 11b hinaus in di°

Seitenwand 19 des Reifens.

In dem von der Karkassenschicht 11, deren zurückgeführten Endabschnitten 11a und dem Verstärkungsstreifen 1" umschlossenen Raum ist ein Wulstfüllstreifen BF vorgesehen, dessen Außenende in die Seitenwand 18 hineinreicht. Der Wulstfüllstreifen BF weist etwa dreieckigen Querschnitt auf und besteht aus einem Innenstreifen 16 etwa dreieckigen Querschnitts aus Gummi höherer Härte und <->inem am Innenstreifen 16 außenseitig anliegenden Außenstreifen 17 aus Gummi mittlerer Härte.

Del" Außenrand 11a der Karkassenschichtenden 11 ist durch eine Kappenschicht 14 aus gummiertem organischem Textilcordgewebe, beispielsweise Nyloncord umschlossen.

Radial außerhalb dieser Kappenschicht 1'4 und axial auswärts dem Außenstreifen 17 anliegend schließt sich eine Pufferschicht 15 an.

Box erfindungsgemäßen Radialreifen erhöhen der Verstär-

— 7 —

kungsstreifen 13 aus Stahlcord und der harte Innenstreifen 16 des Wulstfüllstreifens k die Steifigkeit des Wulstbereichs B und gewähren ein gutes Fahrverhalten. Venn der radial innere Bereich der Seitenwand 18 bei Belastung Druckkräften ausgesetzt wird, verformt sich die Pufferschicht 15 je nach der Größe der erzeugten Kräfte und absorbiert die auftretenden Spanmingen. So werden die Spannungen im Bereich der Außenränder 13a des V rstärkungsstreifens 13 vermindert, die Abibsefestigkeit er-

10 höht und ein sehr haltbarer Wulstaufbau erzielt.

Der in Fig. 3 dargestellte Reifen besitzt eine im rechten Winkel zur mittleren Umfangslinie des Reifens von einem Wulst zum anderen verlaufende Karkassenschicht 11 aus Stahlcord, deren Endabschnitte 11a von innen nach außen um einen Wulstkern 12 zurückgeführt sind. An der Außenseite der zurückgeführten Endabschnitte 11a ist jeweils ein über deren Außenrand 11b radial auswärts nicht hinausreichender Verstärkungsstreifen 13 aus Stahlcord vorgesehen. An der Außenseite dös Verstärkungsstreifens I3 ist eine Verstärkungsschicht 1 9 aus organischem Textilcord angeordnet, die sich über den Außenrand 11b der zurückgeführten Endabschnitte 11a hinaus radial auswärts erstreckt. In dem von der Karkassenschicht 11 und deren zurückgeführten Endabschnitten 11a umschlossenen Raum ist ein W\i 1st füll stre'i fen BF vorgesehen, dessen Außenende in die Seitenwand 18 hineinreicht. Der Wulstfüllstreifen BF weist etwa dreieckigen Querschnitt auf und besteht aus einem Innenstreifen 16 etwa dreieckigen Querschnitts aus Gummi höherer Härte und einem am Innenstreifen 16 außenseitig anliegenden Außenstreifen 17 aus Gummi mittlerer Härte.

Der Außenrand 11b der zurückgeführten Endabschnitte 11a ist durch eine Kappenschicht lh aus gummiertem organischem Textil-

cordgewebe, beispielsweise Nyloncord umschlossen.

Radial außerhalb dieser Kappenschicht 1^ schließt sich eine Pufferschicht 15 &*i, die zwischen den Außenstreifen 17 aus Gummi mittlerer Härte des Wulstfüllstreifens BF und der Verstärkungsschicht 19 aus Textilcord eingeschlossen ist.

Da die Verstärkungsschicht aus organischem Textilcord 19 Bewegungen des Außenrands 11b der zurückgeführten Endabschnitte 11a der Karkassenschichten imterdrückt, verhindert ein solcher Reifenaufbau Ablösungsbeschädigungen besonders wirksam.

Beispiel 1

Es wurden Trommeltests mit erfindungsgemäßen Reifen 10.00 R 20 durchgeführt, die jeweils eine einlagige Karkassenschicht aus Stahlcord aufwiesen, deren jeweils von innen nach außen um einen Wulstkern 12 zurückgeführte Endabschnitte 11a radiale Längen innerhalb von 25 °/o der Reifenquerschnittshöhe, gemessen von der Wulstbasis bis zur Scheitelhöhe der Lauffläche aufwiesen.

An der Außenseite der zurückgeführten Endabschnitte lag jeweils ein Verstärkungsstreifen I3 aus gegen die radiale Richtung des Reifens um ^5 geneigten Stahlcordfäden an. Der Verstärkungsstreifen aus Stahlcord erstreckte sich vom radial inneren Rand des Wulstkerns bis zu 20 °/o der Reifenquerschnittshöhe. Der obere Rand 11b der zurückgeführten Karkassenschichtenden 11a war mit

Ι'* ,o

einer KappenschichtYiius unter einem Winkel von 43

schräg geschnittenem Nyloncordgewebe umkleidet, das mit einer gut an Stahl haftenden Gumtnimischung gummiert war.

/11

An die Kappenschicht schloß sich radial außen eine Pufferschicht der in Tabelle 1 angegebenen Härte an. In dem von der Karkassenschicht 11, deren zurückgeführten Endabschnitten 11a und dem Verstärkungsstreifen aus Stahlcord 13 umschlossenen Raum war ein WulstfUllstreifen BIT etwa dreieckigen Querschnitts

aus einem Innenstreifen/aus Gummi der Härte 80

17 und einem Außenstreifen/aus Gummi mit einer Härte

gemäß Tabelle I so angeordnet, daß sein Oberteil in 10 die Seitenwand 18 hineinreichte.

Diese Reifen 10.00 R 20 wurden Trommeltest» unterzogen und dabei die Laufstrecke jedes Reifens bis zum Auftreten einer Ablösung im Wulstbereich ermittelt. Die Ergebnisse dieser Versuche unter hoher Belastung mit einem Reifendruck von 9 kg/cm , einer Last von fj. ^00 kg und einer Laufgeschwindigkeit von ^O km/h sind in Tabelle I angegeben.

Die Ergebnisse hinsichtlich der Laufstrecke sind zum Vergleich als Indexwerte bezogen auf den gleich 100 gesetzten Laufstreckenwert des Vergleichsreifens 11 mit Härteunterschied 0 angegeben. Die letzte Zeile der Tabelle gibt an, ob eine Ablösungsbeschädigung eintrat oder der Reifen noch nach der 2 1/2-fachen Laufstrecke des Vergleichsreifens 11 unbeschädigt bei Beendigung

25 des Lauftests war.

Beispiel 2

Zusätzlich zu dem Aufbau des Reifens 10.00 R 20,wie im vorstehenden Beispiel 1 angegeben, erstreckte sich eine Verstärkungsschicht aus organischem Textilcord aus zwei Nyloncordschichten auöenseitig dem Verstärkungsstrelfen aus Stahlcord 13 anliegend von der radial inneren Seite der Karkassenschicht 11 an der Wülstbasis

- 10 -

-VS-

über den Außeniand 11b der zurückgeführten Karkassenschichtenden 11a hinaus.

Die Härten des Gummis mittlerer Härte und des Pufferteils sowie die Ergebnisse des Trommeltests für dieses Beispiel sind ebenfalls in Tabelle I angegeben.

Die Trommeltests zeigen, daß die Laufstrecke bis zum Auftreten einer Ablösungsbeschädigung im Wulstbereich bei den erfindungsgemäßen Testreifen 1 bis 10 bedeutend langer ist, als bei den Vergleichsreifen herkömmlicher Bauart. Besonders die Testreifen 2-5, bei denen der Unter

Härte und schied in der Härte zwischen der Pufferschicht mit ^O dem Außenstreifen des Wulstfülletreifens 5-15 beträgt, ist im Wulstbereich so haltbar, daß selbst bei einer Laufstrecke die im Vergleich zu der beim Vergleichsreifen 11 zur Beschädigung führenden Laufstrecke 1,6fach langer war, noch kein Ablöseschaden auftrat. Die in Tabelle I aufgeführten Ergebnisse zeigen auch, daß ein Unterschied in der Shorehärte zwischen der Pufferschicht und dem aus Gummi mittlerer Härte bestehenden Außenstreifen des Wulstfüllstreifens von 3° bis 20° die Haltbarkeit des Wulstbereiches wesentlich verbessert.

Die Laufstrecke bis zum Auftreten einer Ablösungsbe-

Testreifen 9 und 10

Schädigung ist bei denYmit einer dem Verstärkungsstreifen aus Stahlcord 13 anliegenden Verstärkungsschicht 19 aus Nyloncordschichten länger als bei den Reifen-yunveränderten Härten der Pufferschicht und des Außenstreifens mittlerer Härte, jedoch ohne solche Verstärkungsschicht. Folglich ist die Verwendung einer Verstärkungsschicht aus Nyloncordschichten vorteilhaft#

Das Ergebnis des Vergleichsreifens 12 zeigt weiterhin,

- 11 -

beim
daß Reifen, bei dem das Gummi der Pufferschicht

härter ist, als das Gummi des daran anliegenden Außenstreifens des Wulstfüllstreifens, die bis zur Beschädigung erzielte Laufstrecke kürzer ist als beim herkömmlichen Versuchsreifen 11.

Aus Tabelle I ergibt sich ein bevorzugter Bereich der Shorehärte zwischen k5 und 65° für die Pufferschicht und zwischen 55 und 70° für den Außenstreifen mittlerer Härte des Wulstfüllstreifens. Venn letzterer eine Shorehärte über 70° hätte,
sehr verkürzt werden.

härte über 70° hätte, würde die Laufstrecke des Reifens

Insgesamt zeigen die Test-Ergebnisse, daß die erfindungsgemäßen Reifen, bei denen die Shorehärte der Pufferschicht zwischen 3 und 20 kleiner ist als die des Außenstreifens des weicheren Wulstfüllstreifens eine merkliche Verbesserung der Haltbarkeit des Wulstbereiches ergeben.

- 12 -

- 12 -

TABELLE I

Testreifen Beispiel 1

Beispiel
2

V^rgleichs
reifen

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Verstärkungsschichi aus Textilcords		-	-	-	-	-	-	-			-	-	-
Härte * der Pufferschicht		50	50	55	55	60	60	62		60	62	70	80
Härtendes Außenstreifens mittlerer Härte	55	65	70	60	65	65	70	65	55	65	62	70	70
Härte- Differenz	10	15	20	5	10	5	10	3	10	5	0	O	-10
Haltbarkeitsindex	16O	250	220	160	220	UO	170	120	220	180	100	90	80
Ablösungsbeschädigung +	-		⁺								⁺	*

* JIS-Härte

Claims

PATENTANSPRÜCHE

j 1 j Radialluftreifen, mit mindestens einer Karkassen-V_ schicht aus unter einem Winkel von 90° zur mittleren Umfangslinie des Reifens über den Reifenscheitel verlaufenden Stahlcordfäden, deren Enden jeweils von innen nach außen um einen ringförmigen VuLs-tkern zurückgeführt sind und im Wulstbereich enden, an den zurückgeführten Endabschnitten, der Karkassenschicbt außenseitig anliegenden, über diese radial nicht auswärts hinausreichenden Verstärkungsstreifen aus Stahlcord und

einem in dem Raum zwischen der Karkassenschicht, deren zurückgeführten Endabschnitten und der Verstärkungsschicht aus Stahlcord angeordneten Wulstfüllstreifen mit einem bis in die Reifenseitenwand reichenden äußeren Ende, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der Wulstfüllstreifen (BF) einen Innenstreifen (16) dreieckigen Querschnitts aus Gummi höherer Härte und einen an diesem reifenaußenseitig anliegenden, radial längeren Außenstreifen (1?) aus Gummi

- 1-Λ -

mittlerer Härte aufweist,

b) am radial äußeren Endrand (lib) der zurückgeführten

kassenschichten 11

Endabschnitte 11a der Kar eine diesen abdeckende . Kappenschicht (i'f) aus organischem Textilcordgewebe angeordnet ist und

c) eine am Wulstfüllstreifen (BF) anliegende, sich an die Kappenschicht (1^) radial auswärts anschließende Pufferschicht (15) aus Gummi mit relativ zum anliegenden Teil des Wulstfüllstreifens (BF) um etwa

10 3 bis 20° geringerer Härte vorgesehen ist.
2) Radialreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschicht (15) eine Härte zwischen

k5° und 65° und der Außenstreifen (17) des Wulstfüllstreifens (BF) eine Härte zwischen 55 und 70
aufweist und der Unterschied zwischen den Härten
derselben 5 bis 15° beträgt.
3) Radialluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet

durch eine Verstärkungsstreifen aus Stahlcord (13)

vorzugsweise
außenseitig anliegende, sich/von der radial inneren

Seite der Karkassenschicht an der Wulstbasis über das äußere Ende der Karkassenschichtenden (i1a) hinaus
erstreckende Verstärkungsschicht (19) aus organischem Textilcordgewebe.

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