DE3439308A1

DE3439308A1 - Luftreifen in radialausfuehrung mit verbesserter haltbarkeit in seinem wulstbereich

Info

Publication number: DE3439308A1
Application number: DE19843439308
Authority: DE
Inventors: Munenori Shirakawa Fukushima Iuchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1985-05-09
Also published as: GB2150894A; DE3439308C2; JPS6094806A; FR2554059B1; GB8427284D0; FR2554059A1; US4917166A; JPH0659767B2; GB8426972D0; GB2150894B

Description

P 19 158-006/sb

Luftreifen in Radialausführung mit verbesserter Haltbarkeit in seinem Wulstbereich

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Luftreifen
von radialer Konstruktion mit einer Stahlcorde aufweisenden Karkasslage, und insbesondere auf eine verbesserte Struktur zum Verstärken der Wulstbereiche von Radialreifen großer Dimensionen für schwere Fahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen.

Bisher wiesen Radialreifen mit einer radial verlaufende Stahlcorde aufweisenden Karkasslage und Semi-Radialreifen, in denen eine Karkasslage einen kleinen Winkel in der Größenordnung von 15°bis 30° bezüglich der radialen Richtung des Reifers bildet, allgemein eine ziemlich geringe Steifigkeit in ihren Wulstbereichen im Vergleich mit Diagonalreifen auf. Diese geringe Steifigkeit im
Wulstbereich soll in der Hauptsache zum verbesserten

Fahrkomfort von Radialreifen beitragen. Auf der anderen Seite jedoch führt ein geringer Widerstand gegenüber der auf den Reifen wirkenden Seitenkraft und somit eine große Verformung zu Strukturbrüchen im Wulstbereich innerhalb einer kurzen Laufzeit unter harten Einsatzbedingungen.

Um dieses technische Problem, das charakteristisch für Radialreifen ist, zu lösen, sind bereits verschiedene
Arten von Verstärkungsstrukturen für den Wulstbereich
vorgeschlagen worden. Beispielsweise zeigt der im japanischen Patent Nr. 967 452 offenbarte Stand der Technik eine hervorragende Verstärkungsstruktur im Wulstbereich.

Diese in Fig. 2 dargestellte Struktur ist gekennzeichnet durch eine an der Außenseite des Umschlagteils 2' der Karkasslage 2 angeordnete, Stahlcorde aufweisende Verstärkungslage H und durch gummierte organische Fasercorde umfassende Verstärkungslagen 6 mit zwei oder mehr einander kreuzenden Lagen, die an der Außenseite der vorerwähnten Stahlcordverstärkungslage 4 angeordnet sind und von der Wulstbasis radial nach

oben zum Seitenwandbereich verlaufen.

Gummilagen 11, 12 sind zwischen dem Karkasslagen-Hauptteil 2 und dem Umschlagteil 2' der Karkasslage 2 angeordnet und erstrecken sich von dem Wulstkern 3 radial

nach außen, wobei sich ihre Dicke in Richtung auf die Seitenwand des Reifens zu verringert, um einen im wesentlichen dreieckigen Abschnitt zu bilden, der aus einem Versteifer 11 aus einer harten Gummimischung mit einer JIS (Japanischer Industriestandard)-Härte von mehr als

auf der Seite des Karkassenlagen-Hauptteils und einem Puffer 12 aus einer relativ weichen Gummimischung mit einer JIS-Härte von 50°bis 60° besteht. Der Puffer 12 ist auf der Seite des Umschlagteils 2¹· der Karkasslage

angeordnet und erstreckt sich entlang den Verstärkungslage

gen 6 aus organischem Fasercord in Radialrichtung des Reifens nach außen.

Der in der vorerwähnten Weise konstruierte und in Fig. 2 dargestellte Reifen ist von den Fahrern als der Rei-

fen mit deutlich verbesserter Wulsthaltbarkeit positiv aufgenommen worden. Jedoch haben einige Fahrer kürzlich damit begonnen, derartige Reifen unter noch härteren Einsatzbedingungen, nämlich dem Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten über lange Zeitabschnitte mit schweren Lasten und hohen Luftdrücken, zu verwenden. Gleichzeitig mit

der verstärkten Verwendung von Radialreifen unter außergewöhnlich schweren Lasten und hohen Luftdrücken ist auch die Runderneuerung von Reifen häufiger geworden, um eine wesentliche Reduzierung der Reifenkosten zu erzielen. Es besteht die Tendenz, einen abgefahrenen Reifen zwei oder dreimal rundzuerneuern. Unter derartigen Umständen ist die vorerwähnte Struktur nicht ausreichend für das Erfordernis der Haltbarkeit des Wulstbereichs, welche entscheident ist, um einen abgefahrenen Reifen im Zustand für die Runderneuerung zu erhalten. Es ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, oben erwähntes technisches Problem zu lösen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Luftreifen in Radialausführung, insbesondere Radialreifen großer Dimensionen für Lastkraftwagen, mit einem verbesserten Wulstbereich verstärkter Konstruktion zu schaffen, welche das im Stand der Technik auftretende schwierige Pro-

blem wirksam lösen, d.h. welche bei Verwendung unter zunehmend harten Einsatzbedingungen widerstandsfähig sind und welche zwei-oder dreimal runderneuert werden können, ohne den Basisreifen zu beschädigen.

Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Wulstabschnittes eines aus dem Stand der Technik bekannten radialen Reifens mit einer herkömmlichen WuIstbereichs-Verstärkungskonstruktion,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Wulstabschnittes gemäß einer früheren Erfindung mit der vorerwähnten Verstärkungskonstruktion,

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Verschiebungsrichtung der verstärkenden Bestandteile in

einem Wulstabschnitt zeigt, wenn der in Fig.

2 dargestellte Radialreifen bis zum maximalen Luftdruck aufgepumpt ist,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Reifenhälfte gemäß eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Radialreifens, und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Wulstbereichs des in Figur 4 dargestellten Reifens.

Radiale und semi-radiale Reifen weisen eine aus radial verlaufenden Corden bestehende Karkasslage auf. Als Ergebnis ist die Seitenwand des Radialreifens außerordentlich weich und folglich ist ihre Durchbiegung in einer zur Rotationsachse des Reifens parallelen Ebene sehr groß. Somit ist die Größe der Verformung des Reifens während seiner Drehung weit größer als diejenige eines Diagonalreifens.

Wenn ein Reifen mit dem in Figur 2 gezeigten Wulstabschnitt aufgepumpt wird, kann die Verformung der Karkasslage in Figur 3 wie folgt beschrieben werden. Eine um einen Wulstkern 3 umgeschlagene Karkasslage 2 wird, wie mit dem Pfeil 10 dargestellt, nach oben bewegt.

Andererseits bewegt sich der Umschlagteil 2 der Karkasslage 2 an der Außenseite des Wulstkerns 3 nach unten, wie mit dem Pfeil 12 dargestellt ist, so daß die Karkasslage 2 dazu neigt, um den Wulstkern 3 zurückgezogen zu werden, d.h. das Phänomen des"Lagendurchbruchs" tritt im Wulstbereich auf.

Der Umschlagteil 2 der Karkasslage 2 bewirkt, daß die Stahlcordverstärkungslage 4 und die Verstärkungslagen 6,6 aus organischen Fasercorden sich nach unten bewegen.

Der Wulstkern 3 neigt in gleicher Weise dazu, um seine

eigene Achse zu rotieren, wie mit dem Pfeil 14 dargestellt ist. Außerdem bewirkt die Verformung des aufgepumpten Reifens eine Scherbeanspruchung in einer radialen Richtung zwischen dem Karkasslagen-Hauptteil 2

^ö und seinem Umschlagteil 2 , der Stahlcord-Verstärkungslage 4 und den Verstärkungslagen 6 aus organischen Fasercorden.

Unter Berücksichtigung der während einer Drehung des Reifens unter Last bewirkten dynamischen Verformung ist die Größe der seitlichen Verformung des Reifens im Bereich der Kontaktfläche mit der Straße sehr viel größer als in jedem anderen Teil des Reifens. Dies bedeutet, daß der Wulstabschnitt kräftig gezwungen wird, sich über das Felgenhorn durch überstehen über dasselbe unter dem Einfluß der Durchbiegung der normalerweise konvexen Fläche der Seitenwand in einer Richtung allgemein parallel zur Rotationsachse des Reifens zu verformen. Folglich wird die Cordbahn (der Zwischenraum zwisehen zwei benachbarten Corden) der Karkasslage gezwungen, sich zu erweitern. Zusammen mit dieser Bewegung werden der Umschlagteil der Karkasslage und die Stahlcord-Verstärkungslage kräftig zur Verformung auf die Außenseite in Richtung der Rotationsachse des Reifens hin gezwungen. Des weiteren wird diese Bewegung während der Rotation des Reifens wiederholt, so daß sich die Temperatur des Wulstbereichs erhöht. Zusätzlich zum vorerwähnten Anstieg der Temperatur durch inneren Energieverlust, die Übertragung der Wärmeenergie von der Bremstrommel eines Fahrzeuges, wurde durch die Erfinder festgestellt, daß die Temperatur eines Felgenhorns bis zu 150 - 170° C in dem Reifen mit einer Schlauchreifen-Felge und bis zu 125 - 140° C in einem schlauchlosen Reifen mit einer 15°-Schrägschulter-Felge ansteigt.

Im Vergleich mit der Temperatur des Felgenhorns steigt die Temperatur des Wulstbereichs sogar noch mehr an und die Spannungskonzentration an den Stahlcordenden

sr .9- wird weiter erhöht durch die Unstetigkeit der Steifigkeit nahe dem radial äußeren Ende der Stahl-Verstärkungslage, die eine sehr hohe Steifigkeit in dem flexiblen Seitenwandbereich aufweist, so daß ein Ablösen der Stahlcorde in dem unstetigen Steifigkeitsbereich auftreten kann, wenn der Reifen unter Last verformt wird.

Infolgedessen ist der Wulstbereich dynamischer und thermischer Ermüdung ausgesetzt. Desweiteren hängt die zur Aufrechterhaltung der Reifenleistung entscheidende Adhäsion des Gummis zu den Stahlcorden oder Fasercorden ausschließlich davon ab, die Wirkungen der dynamischen und thermischen Ermüdung zu vermeiden. Wenn die Innentemperatur des Reifens einen bestimmten Wert übersteigt, fällt der Reifen schnell durch plötzlichen Abfall der Adhäsion zwischen diesen Bestandteilen und durch eine Ablösung der Stahlcordenden aus.

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung und entscheidend für die Verbesserung der Reifenhaltbarkeit, Techniken festzulegen, welche die Innentemperatur eines Reifens auf einem niedrigen und die Adhäsion auf einem hohen Niveau, die weniger

.25 ^von der Innentemperatur abhängig ist, halten kann.

Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile verwendet die in dem bereits erwähnten japanischen Patent Nr. 967 452 offenbarte Wulstbereich-Verstärkungskonstruktion wenigstens zwei Lagen aus organischem Textil, bestehend aus Nylon oder einem völlig aromatischen Polyamid, wie beispielsweise Kevlar-Cord, axial außerhalb der dem radial äußeren Ende der Stahlverstärkungslage entsprechenden Position, um die Spannungskonzentration an den oben erwähnten Stahlcordenden zu verringern. Jedoch wird das Volumen des Wulstbereichs durch solche Hinzufügungen vergrößert und die Temperatur des Wulstbereichs somit unter hoher

Last erhöht.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Luftreifen in Radialausführung mit einer verbesserten Wulstbereichs-Verstärkungskonstruktion zu schaffen, welche den Reifenausfall bedingt durch die Spannungskonzentration aufgrund der Unstetigkeit der Steifigkeit im Wulstbereich und bedingt durch die Temperaturerhöhung, nämlich die Abtrennung der Stahlcordenden der Verstärkungslage und der Karkasslage, ein ernsthaft schwacher Punkt der gegenwärtigen Radialreifen, verhindern kann.

Erfindungsgemäß bestehen die Maßnahmen zum Verhindern des Abtrennungsbruchs am Ende des Stahlcords darin, einen "Gummistreifen HB" mit hoher Elastizität in dem äußeren Bereich des Karkasslagen-Hauptteils anzuordnen, um die Karkasslage vor der das vorerwähnte Phänomen des "Lagen-Durchbruchs" fördernden Vergrößerung der Cordbahn (Zwischenraum) zu schützen, den Wulstscheitelstreifen aus einer einzelnen Gummischicht aus einer Mischung mit niedrigem Modul und niedriger Hysteresis herzustellen, um die Temperaturentwicklung innerhalb des Wulstabschnittes in Grenzen zu halten, und einen "Gummistreifen PF" an den Cordenden der Stahl-Verstärkungslage anzuordnen.

Die vorliegende Erfindung schafft einen eine verbesserte Haltbarkeit im Wulstbereich aufweisenden Luftreifen des Radialtyps mit wenigstens einer Karkasslage 2 in radialer oder semi-radialer Konstruktion bestehend aus Stahlcorden, die unter einem Winkel im Bereich von 90 bis 60 bezüglich der mittleren Umfangsebene des Reifens angeordnet sind, wobei beide Enden der Karkasslage 2 von der axial inneren Seite um den jeweiligen Wulstkern 3 zur axial äußeren Seite des Wulstbereichs umgeschlagen sind. Die Wulst-Verstärkungslage U umfaßt wenigstens eine gummierte Stahl-

" " " : ■ 3439308 ζ . Μι cordlage, die entlang dem und angrenzend an den Umschlagteil 2 der Karkasslage 2 angeordnet ist. Die vertikale Höhe hp des äußersten Endes 4a der Wulst-Verstärkungslage 4, gemessen in radialer Richtung von dem Wulstbasisteil, ist in einer Position innerhalb des Bereichs von (0,Q bis 0,5)h.. angeordnet, wobei h- die Höhe des oberen Endes des Umschlagteils 2' der Karkasslage>2 bezeichnet, und ist höher als die Hornhöhe angeordnet. Eine Verstärkungslage 6 mit gummierten, organischen Fasercorden, in welcher zwei oder mehr Lagen miteinander gekreuzt sind, ist an der mit Bezug auf die axiale Richtung des Reifens äußeren Seite der vorerwähnten Stahlcordlage 4 angeordnet und erstreckt sich entlang der Stahlcordlage von der Höhe h, an ihrem oberen Ende 6a, gemessen an der Innenseite des Wulstteils mit Bezug auf die axiale Richtung des Reifens, nach unten. Die Höhe h-, beträgt das 1,3 bis 2,5fache der Höhe h.. des oberen Endes 2a des Umschlagteils 2' der Karkasslage 2. Die oberen Schnittenden des Umschlagteils der Karkasslage und der Stahlcordlage sind völlig von dieser Verstärkungslage 6 aus organischen Fasercorden abgedeckt.

Der Gummistreifen pF, der einen niedrigen 100% Elastizitätsmodul von 30 bis 80 kg/cm und eine Dicke von 0,3 bis 5 mm am Ende des Umschlagteils der Karkasslage aufweist, ist zwischen der Verstärkungslage 6 aus organischen Fasercorden und dem Umschlagteil 2' der Karkasslage angeordnet. Der Streifen SE weist keine Stahlcord-Verstärkungslage auf und besteht aus weichem Gummi mit

einem 100% Elastizitätsmodul von 10 bis 45 kg/cm und einer JIS-Härte von 45° bis 65°. Der weiche Gummi ist zwischen dem Karkasslagen-Hauptteil und dem Umschlagteil 2' der Karkasslage 2 (welche eine Stahlcord-Verstärkungslage aufweist) und den Verstärkungslagen 6 aus gummierten organischen Fasercorden angeordnet und erstreckt sich von oberhalb des Wulstkerns nach außen bis jenseits der äußersten Cordenden der Umschlagt ei Ie und außerdem radial bis jenseits der Stahlcord-Ver-

stärkungslage. Seine Dicke verringert sich allmählich in Richtung zur Seitenwand des Reifens, um einen im wesentlichen dreieckigen Abschnitt zu bilden. Dieser Gummistreifen ist vorzugsweise aus einem integralen Gummistück geformt.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung mit mehr Einzelheiten beschrieben.

Figur 4 zeigt im Schnitt die rechte Hälfte eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Radialreifens . Figur 5 zeigt dessen Wulstbereich in vergrößerter Form.

Gemäß den Figuren 4 und 5 umfaßt die Karkasslage 2 radial ausgerichtete Stahlcorde, die sich von einem der Wulstkerne 3 zum anderen Wulstkern erstrecken und um jeden Wulstkern 3 von dessen Innenseite zu dessen Außenseite umgeschlagen und daran befestigt sind. Eine Stahlcord-Verstärkungslage 4 bestehend aus den gleichen Stahlcorden wie die Karkasslage ist entlang der und angrenzend an die axiale Außenseite des Umschlagteils 2' der Karkasslage 2 von der Höhe h~ ihres oberen Endes 4a bis zur Höhe hp' ihres nach innen um den Wulstkern 3 umgeschlagenen Teils 4' an der axialen Innenseite des Wulstkerns auf einer Höhe, die das 0,3 bis 0,8fache der Umschlaghöhe der Karkasslage beträgt, verlaufend angeordnet. Die Höhe hp beträgt das o,9 bis 0,5fache der Höhe h.. des oberen Endes 2a des Umschlagteils 2'.

Die organischen Fasercord-Verstärkungslagen 6 bestehend aus gummierten Corden, wie beispielsweise Nylon etc., sind mit wenigstens zwei Lagen entlang der und angrenzend an die axiale Außenseite der vorstehend erwähnten Stahlcord-Verstärkungslage angeordnet und erstrecken sich vom Wulst-Basisteil in Richtung zur maximalen Breite des Reifenquerschnitts bei h„ bis zur Höhe H-, ihres oberen Endes 6a.

Der weiche Scheitelstreifen SE mit einer geringeren Härte als der Beschichtungsgummi für die Karkasslage ist zwischen dem Karkasslagen-Hauptteil 2 und dem Umschlagteil 2' der Karkasslage 2 angeordnet und erstreckt sich vom Wulstkern radial nach außen. Dieser Scheitelstreifen aus weichem Gummi weist eine im wesentlichen dreieckige Querschnittform und eine kreisrunde Umfangsform auf, besteht vorzugsweise aus einer einzigen Gummimischung und ist in einem radialen Bereich zwischen dem Wulstkern und der Höhe hr angeordnet. Die Höhe hg ist etwas geringer als die Höhe, bei welcher die Querschnittsbreite des Reifens ihr Maximum aufweist.

Ein harter Gummistreifen HB mit einer Dicke d und wenigstens der gleichen Härte wie der Beschifehtungsgummi auf der Karkasslage ist zwischen dem Karkasslagen-Hauptteil 2 und dem weichen Scheitelstreifen SE entlang der und angrenzend an die Karkasslage angeordnet. Er weist eine starke Adhäsion auf und erstreckt sich von ungefähr der Höhe hp¹ des oberen Endes des Umschlagteils 4· bis zur Höhe hu, die das 1,5 bis 3,0fache der Höhe h. beträgt.

Des weiteren ist der Lagen-Füll- und Kantenstreifen (im folgenden Streifen PF genannt) auf Stoß mit dem oberen Ende 4a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 angeordnet. Er ist weiterhin angeordnet, um sich oberhalb und unterhalb des oberen Endes 2a des Umschlags zwischen der Verstärkungslage 6 aus organischen Fasercorden, dem Scheitelstreifen SE aus weichem Gummi und dem Umschlagteil 2' der Karkasslage 2 zu erstrecken. Der PF-Streifen weist eine starke Adhäsion zu den ihn umgebenden vorgenannten Bestandteilen auf. Tabelle zeigt die Spezifikation von Radialreifen mit den vorstehend beschriebenen Wulststrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung in den Reifengrößen

10.00R20 1MPR und 12R22,5 1MPR, die der Wulst-Dauerlauf prüfung im Vergleich mit in dem vorerwähnten japanischen Patent 967^52 offenbarten ähnlichen herkömmlichen Reifen mit der in Tabelle 2 gezeigten Spezifikation unterzogen wurden.

In dem vergleichenden Test lief ein Probereifen unter konstanter Arbeitsbelastung (Last χ Geschwindigkeit) kg«km/h und mit einem vereinbarten maximalen Innendruck auf einer Trommel-Prüfmaschine mit einer glatten Oberfläche und einem Durchmesser von 1,7 m. Der Reifen wurde auf Raumtemperatur gehalten. Ein Dauerlauf-Testreifen wurde aufgrund der Laufzeit in Stunden bis zum Auftreten eines Lagendurchbruchs im Wulstbereich bewertet. Die erhaltenen Testresultate sind in der folgenden Tabelle 3 mit Indexzahlen aufgeführt.

Diese Testresultate zeigen, daß die Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Reifens um mehr als 200% relativ zum Vergleichsreifen in konventioneller Ausführung verbessert werden kann.

Tabelle

(vorliegende Erfindung)

Reifen-Dimension

Struktur

Höhe h„ an de m Reifenteil größter Breite Höhe h- des oberen Endes des Umschlagteils Höhe hp der Metallcord-Verstärkungslage Höhe hp ' der Metallcord-Verstärkungslage 100 % Modul JIS-Härte Höhe h-s der Fasercord-Verstärkungslage 100 % Mädul Höhe hg des Scheitelstreifens aus weichem Gummi 100 % Modul JIS-Härte Dicke d des harten Gummistreifens 100 % Modul JIS-Härte Höhe hn des harten Gummis Dicke t des Gummistreifens 100 % Modul JIS-Härte

10.00R20 14 PR. Schlauchreifen	12R22.5 14 PR. schlaulose Reifen
(mm)	(mm)
137	114
68	40
57	30
53	24
50 kg/cm² 70°	50 kg/cm² 70°

90

50 kg/cm²

120

20 kg/cm²
58°

2.5

75 kg/ cm*
80°
80

1 .5

50 kg/cnf
80°

80

2 50 kg/cm

100

20 kg/cm² 58°

2.5

75 kg/cm¹" 80° 70

1.5

50 kg/a/ 80°

Tabelle

(Stand der Technik)

Reifen-Dimension

Struktur Höhe h₇ an dem Reifenteil größter Breite Höhe h₁ des oberen Endes des Omschlagteils Höhe hp der Metallcord-Verstärkungslage Höhe hp ' der Metallcord-Verstärkungslage 100 % Modul JIS-Härte Höhe hn der Fasercord-Verstärkungslage 100 % Modul JIS-Härte Versteifer, JIS-Härte Puffer, JIS-Härte

10.00R20	12R22.5
14 PR.	14 PR.
Schlauch	schlauchlose
reifen	Reifen
(mm)	(mm)

137

114

45	30
57	40
53	22
50 kg/cm²	50 kg/cm
70°	70°
82	80
30" kg/cm²	30 kg/cm²
65°	65°
85°

60

Testreifen Die Erfindung Stand der Technik

Tabelle Haltbarkeit-Indexzahl

210
100

-AT-

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die vertikale Höhe h_n des oberen Endes 2a des Umschlagteils 2· der Karkasslage 2 über dem Wulstbasisteil vorzugsweise angeordnet im Bereich aes 0,3 bis 0,5fachen der vom Wulstbasisteil gemessenen vertikalen Höhe h- der Position, an welcher die Reifen-Querschnittsbreite des mit dem vereinbarten maximalen Innendruck aufgepumpten Reifens ihr Maximum erreicht. Wenn die Höhe h₁ geringer ist als 0,3h_?, wird die Steifigkeit des Wulstbereichs und der Widerstand gegenüber Gummiabrieb des Wulstbereichs aufgrund der Reibung mit der Felge geringer. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Karkasslage 2 unter dem Wulst-15

kern 3 herausrutscht, da der Umschlagteil 2'eine kurze Länge aufweist und somit die Bindungsfläche mit den anderen umgebenden Bauelementen unzureichend ist. Wenn im Gegensatz, dazu die Höhe h. größer als 0,5h₇ ist, befindet sich das obere Ende 2a des Umschlagteils der Karkasslage 2 in dem Bereich der maximalen Reifen-Querschnittsbreite, in welchem die Durchbiegung am stärksten ist. Infolgedessen kann sich der Ausgangspunkt eines Risses am oberen Ende 2a des Umschlagteils 2' entwickeln. Dies wahrscheinlich deshalb, weil an diesem Punkt der Unterschied der Steifigkeit im Wulstbereich unter Last am größten ist. Das obere Ende 2a ist dem Ablösungsbruch ausgesetzt. Dementsprechend ist die Höhe h.. des Umschlagteils vorzugsweise das 0,3 bis 0,5fache der Höhe h„.

Dies wurde auch durch tfessungen des Widerstandes gegenüber Durchbruchs-Ausfallen und der Beanspruchung bzw. Bewegung von Cordenden unter Laboratoriumsbedingungen bestätigt.

Gleichzeitig ist die Höhe h- des oberen Endes 4a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 über der Wulstbasis vorzugsweise das 0,5 bis 0,9fache der Höhe h- des oberen

Endes 2a des Umschlagteils 2' der Karkasslage 2. Die Höhe des oberen Endes Ma in radialer Richtung der Stahlcord-Verstärkungslage 4 in der in Figur 2 dargestellten Wulstkonstruktion der herkömmlichen Reifen ist höher als die Höhe des oberen Endes 2a des Umschlagteils 2' der Karkasslage 2. Wenn jedoch Wulstausfälle an der Position, an der das obere Ende 4a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 angeordnet ist, auftraten, haben die Anmelder dann die Ursache dieser Wulstausfälle an dieser Stelle untersucht und mit vielen Experimenten bestätigt, daß das obere Ende 4a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 wahrscheinlich als eine Lage mit hoher Biegesteifigkeit wirkt, die der übertragung der Verformung von der Seitenwand auf den· Wulstbereich bei jeder Umdrehung unter Last entgegensteht. Als Ergebnis bricht der um das Schnittende jedes Stahlcordes befindliche Gummi. Dies bewirkt eine Abtrennung vom Cord.Des weiteren wurde festgestellt, daß mit höherer Anordnung des oberen Endes 4a der Stahlcord-Verstärkungslage die Abtrennung zwischen Cordende und Gummi früher auftritt.

Die Anmelder haben festgestellt, daß sich der vorgenannte Reifenbruch im Wulstbereich beträchtlich verringert, wenn die Höhe h_? des oberen Endes 4a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 so weit als möglich geringer als die Höhe h₁ gemacht wird (hp ist das 0,5 bis 0,9fache der Höhe h-). Wenn die Höhe h- kleiner als 0,5h.. ist, wird die Steifigkeit des Wulstbereichs und der Widerstand gegenüber Abrieb im Wulstbereich aufgrund der Reibung mit der Felge sowie der Karkassbruch unter großer Last ebenfalls reduziert. Andererseits überlappen das obere Ende 2a und das obere Ende 4a aneinander beinahe und die Spannungskonzentration daran verdoppelt sich, wenn die Höhe h_? im Bereich einer radialen Höhe von (0,9 - 1,0)h.| ist. Daraus resultiert ein früheres Auftreten des Problems. Aus diesem Grunde ist der Bereich der Höhe h~ des oberen Endes 2a der Stahlcord-Verstärkungslage 4

ve -49-

vorzugsweise das 0,5 bis 0,9fache der Höhe h-.

Außerdem ist ein PF-Streifen mit einer Dicke (t) von 0,3 bis 0,5 mm und einem 100% Elastizitätsmodul von 30 bis 80 kg/cm auf die obere Seite des oberen Endes 4a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 zu zwischen dem Umschlagteil 2' der Karkasslage 2 und der Verstärkungslage 6 aus organischen Fasercorden angeordnet, um die Spannungskonzentration am oberen Ende der Stahlcorde zu verringern, die Scherbeanspruchung zwischen den Lagen zu reduzieren und den Abtrennwiderstand an den Enden der Stahlcorde zu verbessern.

In üblichen Reifenkonstruktionen ist ein Wulst-Scheitelstreifen, der zwischen dem Karkasslagen-Hauptteil und seinem Umschlagteil 2' angeordnet ist, aus einem integralen Gummistück mit wenigstens der gleichen Härte wie der Beschichtungsgummi für die Karkasslage oder aus einer zusammengesetzten Gummilage bestehend aus oberen und unteren Hälften 11, 12 geformt, wobei die Härte des Gummis der oberen Hälfte niedriger ist als diejenige des Gummis der unteren Hälfte in der Wulstkonstruktion des Standes der Technik, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt .

Im Gegensatz dazu besteht der in Figur 4 dargestellte Wulst-Scheitelstreifen SE gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem integralen weichen Gummistück mit einer niedrigeren Härte von 45° bis 65° als diejenige des Beschichtungsgummis der Karkass-

2 lage und einem 100% Elastizitätsmodul von 10 bis 45 kg/cm Dies führt zu einem niedrigen Energieverbrauch, so daß die bei jeder Umdrehung unter Last auftretende Beanspruchungs- bzw. Verformungsänderung an den Schnittenden der Karkasslage an der Stahlcord-Verstärküngslage und an den Verstärkungslagen aus organischen Fasercorden leicht absorbiert werden können. Die Anwendung der oben erwähnten Wulstkonstruktion führt auch dazu, daß die

Wärmeentwicklung im Wulstbereich in Grenzen gehalten wird. Es ist nun durch Anwender bestätigt worden, daß die Dauerleistung des Wulstbereiches wirksam verbessert

ist.
5

Die Höhe hp' des oberen Endes 4b des Innenseitenteils

4 ' der um die Wulstbasis axial nach innen umgeschlagenen Stahlcord-Verstärkungslage 4 beträgt vorzugsweise das 0,3 bis 0,8fache der Höhe h. des oberen Endes 2a des

•"■0 Umschlagteils 2· der Karkasslage 2.

Wenn hp' geringer ist als 0,3h.., dann vergrößert sich die Bewegung der Karkasslage um den Wulstkern. Wenn hp' größer als 0,8h. ist, dann neigt das obere Ende 4b dazu, einen Ansatzpunkt für Risse im Wulstbereich darzustellen. Dementsprechend ist die Höhe hp' vorzugsweise das 0,3 bis 0,8fache der Höhe h₁. Die oben erwähnte Tatsache wurde durch eine große Anzahl von

Wulst-DauerlaufPrüfungen bestätigt. 20

Um zu Vermeiden, daß die Cordbahn (der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Lagencorden) sich erweitert und dadurch die Karkasslage über das Felgenhorn in Form einer konvexen Fläche in Richtung zur Außenseite (j_er Rotationsachse des Reifens verformt wird, ist der Gummistreifen HB mit einer Dicke (d) von 2 bis

5 mm und einem 100% Elastizitätsmodul von 100 bis 150 kg/cm sowie einer JIS-Härte von 70° bis 90° mit starker Haftung zur Karkasslage an der mit Bezug auf die Axialrichtung des Reifens außenliegenden Seite des Karkasslagen-Hauptteils von der Höhe hp' des axial innenliegenden Umschlagteils 4' der Stahlcord-Verstärkungslage 4 bis zur Höhe hu verlaufend angeordnet. Die Höhe hj, beträgt das 1,2 bis 2, Of ache der Höhe h des oberen Endes 2a des Umschlagteils 2¹ der Karkasslage 2. Je höher die Härte und die Dicke und die Elastizität des Gummistreifens HB sind, desto größer ist die Wirkung bezüglich des Verhinderns der Ver-

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größerung der Cordbahn der Karkasslage und des In-Grenzen-Haltens der Verformung der Karkasslage über das Felgenhorn hinaus.

Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgernäß die Haltbarkeit des Wulstbereiches dadurch vorteilhaft verbessert werden, daß die Karkasslage und die Schnittenden des umgeschlagenen Teils der Karkasslage und der Stahlcord-Verstärkungslage, welche mit Schwierigkeiten am Gummi haften, wirksam mittels des harten Gummistreifens HB und eines einteiligen weichen Gummistückes SE als Wulstscheitelstreifen sowie eines Kanten-Füllstreifens PF geschützt sind.

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Claims

Patentansprüche

/TT) Luftreifen in Radialausführung mit verstärkten Wulstbereichen, gekennzeichnet

durch ein Paar Wulstkerne (3) und eine Karkasse, die wenigstens eine Karkasslage (2) aus im wesentlichen radial verlaufenden gummibeschichteten Stahlcorden mit Enden aufweist, die von der Innenseite zur Außenseite des Reifens um die Wulstkerne (3) herumgeschlagen sind, um Umschlagteile (2') zu bilden, die sich bis zu einer lotrechten radialen Höhe Ch₁) über den Wulstkernen (3) erstrecken,

durch eine Verstärkungslage (4) aus gummierten Stahlcorden, die um den Teil des Umschlags (2·) an

den Wulstkernen (3) umgeschlagen ist und deren axial äußere Kante bis zu einer lotrechten radialen Höhe (hp) über den Wulstkernen (3) reicht, wobei h_? das 0,9-fache bis 0,5fache von h- und höher als die radiale Höhe der Radfelge ist, auf die der Reifen montiert ist,

durch wenigstens eine Lage (6) aus einem gummierten organischen Fasercord-Abdeckstreifen entlang der und angrenzend an die Stahlcord-Verstärkungslage (4), wobei die axial äußeren Enden der Corde sich bis zu einer lotrechten radialen Höhe h-, über den Wulstkernen (3) erstrecken und ho das 1,3fache bis 2,5 fache von h.. ist, so daß die oberen Enden (4a bzw. 2a) der Stahlcord-Verstärkungslage (4) und des Umschlagteils (2') abgedeckt sind,
15

durch einen gummierten Streifen (PF) mit einem

Modul von 30 bis 80 kg/cm und einer Dicke von 0,3 bis 5 mm, der zwischen dem Umschlagsende (2a) der Karkasslage (2) und der organischen Fasercord-Verstärkungslage

(6) angeordnet und in Kontakt mit dem oberen Ende (4a) 20

der Stahlcord-Verstärkungslage (4) ist,

durch einen Wulstscheitelstreifen (SE) mit im wesentlichen dreieckigen Querschnitt, der sich vom Wulstkern (3) radial nach außen erstreckt und zwischen

der Karkasslage (2) und dem Karkasslagenumschlag (2·) 25

angeordnet ist sowie einen integralen weichen Gummiteil mit einer JIS-Härte von 45° bis 65°, die niedriger als die des Karkasslagen-Beschichtungsgummis ist, und einen Elastizitätsmodul von 10 bis 45 kg/cm aufweist.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlcord-Verstärkungslage (4) eine axial innere Kante aufweist, die bis zu einer

lotrechten radialen Höhe (hp') über den Wulstkernen (3) reicht, wobei hp' das 0,3 bis 0,8fache von h- ist.
3. Reifen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen harten Gummistreifen (HB) mit einer

JIS-Härte von 70° bis 90°, einem 100% Elastizitätsmodul

2 von 60 bis 150 kg/cm und einer Dicke von 2 bis 6 mm, der zwischen der Karkasse und dem Wulstscheitelstreifen (SE)mit einer lotrechten radialen Höhe (hj über den Wulstkernen (3) angeordnet ist, wobei h^ das 1,2 bis 3,Qfache von h- oder h~ ' ist.
4. Reifen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Cord-Abdeckstreifen (6) aus organischen Fasern Nyloncorde umfaßt.
5. Reifen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Cord- !5 Abdeckstreifen (6) aus organischen Fasern gänzlich aromatische Polyamide umfaßt.