DE3439308C2

DE3439308C2 -

Info

Publication number: DE3439308C2
Application number: DE19843439308
Authority: DE
Inventors: Munenori Shirakawa Fukushima Jp 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: 1989-08-10
Also published as: JPS6094806A; GB2150894B; GB8426972D0; FR2554059B1; US4917166A; JPH0659767B2; GB8427284D0; FR2554059A1; GB2150894A; DE3439308A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, der insbesondere eine verbesserte Struktur zum Verstärken der Wulstbereiche von Radialreifen großer Dimension für schwere Fahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen, aufweist.

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 Reifens 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 führt jedoch 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. 9 67 452 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 4 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 80° auf der Seite des Karkasslagen-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 2′ der Karkasslage 2 angeordnet und erstreckt sich entlang den Verstärkungslagen 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 Reifen 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 entscheidend 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.

Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechender Luftreifen ist aus der DE-OS 26 11 482, dortige Fig. 1 bekannt. Dieser Luftreifen in Radialausführung mit verstärkten Wulstbereichen weist ein Paar Wulstkerne und eine Karkasse auf, die wenigstens eine Karkasslage aus im wesentlichen radial verlaufenden, gummibeschichteten Stahlcorden mit Enden aufweist, die von der Innenseite zur Außenseite des Reifens um die Wulstkerne herumgeschlagen sind, um Umschlagteile zu bilden, die sich bis zu einer lotrechten, radialen Höhe über den Wulstkernen erstrecken. Ferner ist eine Verstärkungslage aus gummierten Stahlcorden vorgesehen, die um den Teil des Umschlags an den Wulstkernen umgeschlagen ist und deren axiale, äußere Kante bis zu einer lotrechten, radialen Höhe über den Wulstkernen reicht, die höher ist als die radiale Höhe der Radfelge, auf der der Reifen montiert ist. Eine weitere Lage aus gummierten, organischen Fasercordabdeckstreifen ist entlang der und angrenzend an die Stahlcord-Verstärkungslage angeordnet, wobei die axial äußeren Enden der Corde bis sich zu einer lotrechten Radialhöhe über den Wulstkernen erstrecken, die ungefähr das 1,3fache der Höhe ist, um den sich das Umschlagteil über den Wulstkern erstreckt. Auf diese Art und Weise sind die oberen Enden der Stahlcord-Verstärkungslage und des Umschlagteils abgedeckt. Ferner ist ein gummierter Streifen vorgesehen, der zwischen dem Umschlagende der Karkasslage und der organischen Fasercord-Verstärkungslage angeordnet und in Kontakt mit dem oberen Ende der Stahlcord-Verstärkungslage ist. Schließlich ist ein Wulstscheitelstreifen aus zwei Versteifungsstreifen vorgesehen, wobei der erste Versteifungsstreifen aus Gummi besteht, dessen Härte gleich oder größer ist als diejenige des Deckengummis. Ferner weist der erste Versteifungsstreifen im Querschnitt die Gestalt eines langgestreckten Dreiecks auf und umschließt mit einem Basisteil den Wulstkern und reicht mit einem oberen Ende bis zu einer Stelle, die etwas höher liegt als das obere Ende des Umschlages der Karkasseneinlage. Demgegenüber erstreckt sich der zweite Versteifungsstreifen entlang der Karkasseneinlage in Richtung einer Stelle, die etwas tiefer liegt als die Stelle maximaler Breite des Luftreifens.

Hierbei ist jedoch nachteilig, daß die Härte des zweiten Versteifungsstreifens geringer ist als diejenige des ersten, was dazu führt, daß sich der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Lagencorden vergrößert, wenn sich die Last auf das drehende Rad ändert, was wiederum dazu führt, daß der Gummi des Wulstbereiches einer beträchtlichen Verformung unterworfen wird, die eine Herabsetzung der Haltbarkeit des Reifens nach sich zieht. Des weiteren ist ein derartiger Reifen aufgrund nicht ausreichender Haltbarkeit des Wulstbereiches nicht dazu geeignet, mehrfach runderneuert zu werden, ohne daß der Basisreifen beschädigt wird.

Aus der DE-OS 32 33 879 ist zwar ein Reifen bekannt, der einen einstückigen Wulstscheitelstreifen, bestehend aus hartem Gummi, aufweist, jedoch ist hier von Nachteil, daß der Fahrkomfort erheblich vermindert wird.

Schließlich ist aus der DE-OS 22 11 054 ein Radialreifen bekannt, der neben einem einem Wulstscheitelstreifen entsprechenden Füllmaterial aus hartem Gummi einen zusätzlichen Kautschukstreifen aufweist, der derart angeordnet ist, daß die Mittellinie seines Querschnitts der radial äußersten Höhe eines Streifens aus Metallschnüren entspricht, wobei dieser bekannte Reifen aufgrund der Verwendung des zusätzlichen Kautschukstreifens den Nachteil eines noch geringeren Fahrkomforts aufweist.

Es ist demgegenüber Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Luftreifen in Radialausführung mit verstärkten Wulstbereichen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, der es ermöglicht, hohe Haltbarkeit auch unter hohen Belastungen mit der Möglichkeit der Runderneuerung und einem zufriedenstellenden Fahrkomfort zu vereinen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Dadurch wird bei Verwendung eines weichen Wulstscheitelstreifens erreicht, daß sich der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Lagencorden auch bei hohen Lasten auf das drehende Rad zumindest nicht beträchtlich vergrößert, so daß der Gummi des Wulstbereiches keiner erheblichen Verformung unterworfen wird und damit die Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Luftreifens erheblich erhöht werden kann. Ferner ermöglicht eine derartige Konstruktion den Luftreifen auch zwei- bis dreimal rundzuerneuern, ohne daß der Basisreifen beschädigt wird.

Nachstehend wird der Stand der Technik unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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

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 Fig. 2 gezeigten Wulstabschnitt aufgepumpt wird, kann die Verformung der Karkasslage in Fig. 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 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 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 zwischen 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 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.

Demgegenüber ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, die Innentemperatur eines Reifens auf einem niedrigen und die Adhäsion auf einem hohen Niveau, die weniger von der Innentemperatur abhängig ist, zu halten.

Beim erfindungsgemäßen Reifen 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 4 umfaßt wenigstens eine gummierte Stahlcordlage, die entlang dem und angrenzend an den Umschlagteil 2′ der Karkasslage 2 angeordnet ist. Die vertikale Höhe h₂ des äußersten Endes 4 a der Wulst-Verstärkungslage 4, gemessen in radialer Richtung von dem Wulstbasisteil, ist in einer Position innerhalb des Bereichs von (0,9 bis 0,5) h₁ angeordnet, wobei h₁ 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 h₃ an ihrem oberen Ende 6 a, gemessen an der Innenseite des Wulstteils mit Bezug auf die axiale Richtung des Reifens, nach unten. Die Höhe h₃ beträgt das 1,3 bis 2,5fache der Höhe h₁ des oberen Endes 2 a 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/cm² 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/cm² 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 Umschlagteile und außerdem radial bis jenseits der Stahlcord-Verstärkungslage. 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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert. Es zeigt

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

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

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

Gemäß den Fig. 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 h₂ ihres oberen Endes 4 a bis zur Höhe h₂′ 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 h₂ beträgt das 0,9- bis 0,5fache der Höhe h₁ des oberen Endes 2 a 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 h₇ bis zur Höhe H₃ ihres oberen Endes 6 a.

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 Querschnittsform und eine kreisrunde Umfangsform auf, besteht vorzugsweise aus einer einzigen Gummimischung und ist in einem radialen Bereich zwischen dem Wulstkern und der Höhe h₆ angeordnet. Die Höhe h₆ 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 Beschichtungsgummi 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 h₂′ des oberen Endes des Umschlagteils 4′ bis zur Höhe h₄, die das 1,5- bis 3,0fache der Höhe h₁ beträgt.

Des weiteren ist der Lagen-Füll- und Kantenstreifen (im folgenden Streifen PF genannt) auf Stoß mit dem oberen Ende 4 a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 angeordnet. Er ist weiterhin angeordnet, um sich oberhalb und unterhalb des oberen Endes 2 a 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 1 zeigt die Spezifikation von Radialreifen mit den vorstehend beschriebenen Wulststrukturen in den Reifengrößen 10.00 R20 14 PR und 12 R22,5 14 PR, die der Wulst-Dauerlaufprüfung im Vergleich mit in dem vorerwähnten japanischen Patent 9 67 452 offenbarten ähnlichen herkömmlichen Reifen mit der in Tabelle 2 gezeigten Spezifikation unterzogen wurden.

In dem vergleichenden Test lief ein Probereifen unter konstanter Arbeitsbelastung (Last × 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.

Tabelle 1

(vorliegende Erfindung)

Tabelle 2

(Stand der Technik)

Tabelle 3

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die vertikale Höhe h₁ des oberen Endes 2 a des Umschlagteils 2′ der Karkasslage 2 über dem Wulstbasisteil vorzugsweise angeordnet im Bereich des 0,3- bis 0,5fachen der vom Wulstbasisteil gemessenen vertikalen Höhe h₁ 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 0,3 h₇ 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 Wulstkern 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 h₁ größer als 0,5 h₇ ist, befindet sich das obere Ende 2 a 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 2 a 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 2 a ist dem Ablösungsbruch ausgesetzt. Dementsprechend ist die Höhe h₁ des Umschlagteils vorzugsweise das 0,3- bis 0,5fache der Höhe h₇.

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

Gleichzeitig ist die Höhe h₂ des oberen Endes 4 a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 über der Wulstbasis vorzugsweise das 0,5- bis 0,9fache der Höhe h₁ des oberen Endes 2 a des Umschlagteils 2′ der Karkasslage 2. Die Höhe des oberen Endes 4 a in radialer Richtung der Stahlcord-Verstärkungslage 4 in der in Fig. 2 dargestellten Wulstkonstruktion der herkömmlichen Reifen ist höher als die Höhe des oberen Endes 2 a des Umschlagteils 2′ der Karkasslage 2. Wenn jedoch Wulstausfälle an der Position, an der das obere Ende 4 a 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 4 a 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 4 a 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 h₂ des oberen Endes 4 a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 so weit als möglich geringer als die Höhe h₁ gemacht wird (h₂ ist das 0,5- bis 0,9fache der Höhe h₁). Wenn die Höhe h₂ kleiner als 0,5 h₁ 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 2 a und das obere Ende 4 a aneinander beinahe und die Spannungskonzentration daran verdoppelt sich, wenn die Höhe h₂ im Bereich einer radialen Höhe von (0,9-1,0) h₁ ist. Daraus resultiert ein früheres Auftreten des Problems. Aus diesem Grunde ist der Bereich der Höhe h₂ des oberen Endes 2 a der Stahlcord-Verstärkungslage 4 vorzugsweise das 0,5- bis 0,9fache der Höhe h₁.

Außerdem ist ein PF-Streifen mit einer Dicke (t) von 0,3 bis 5,0 mm und einem 100% Elastizitätsmodul von 30 bis 80 kg/cm² auf die obere Seite des oberen Endes 4 a 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 Fig. 1 und 2 dargestellt.

Im Gegensatz dazu besteht der in Fig. 4 dargestellte Wulst-Scheitelstreifen SE aus einem integralen weichen Gummistück mit einer niedrigeren Härte von 45° bis 65° als diejenige des Beschichtungsgummis der Karkasslage und einem 100% Elastizitätsmodul von 10 bis 45 kg/cm². 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-Verstärkungslage 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.

Die Höhe h₂′ des oberen Endes 4 b des Innenseitenteils 4′ der um die Wulstbasis axial nach innen umgeschlagenen Stahlcord-Verstärkungslage 4 beträgt vorzugsweise das 0,3- bis 0,8fache der Höhe h₁ des oberen Endes 2 a des Umschlagteils 2′ der Karkasslage 2.

Wenn h₂′ geringer ist als 0,3 h₁, dann vergrößert sich die Bewegung der Karkasslage um den Wulstkern. Wenn h₂′ größer als 0,8 h₁ ist, dann neigt das obere Ende 4 b dazu, einen Ansatzpunkt für Risse im Wulstbereich darzustellen. Dementsprechend ist die Höhe h₂′ vorzugsweise das 0,3- bis 0,8fache der Höhe h₁. Die oben erwähnte Tatsache wurde durch eine große Anzahl von Wulst-Dauerlaufprüfungen bestätigt.

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 der Rotationsachse des Reifens verformt wird, ist der Gummistreifen HB mit einer Dicke (d) von 2 bis 6 mm und einem 100% Elastizitätsmodul von 100 bis 150 kg/cm² 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 h₂′ des axial innenliegenden Umschlagteils 4′ der Stahlcord-Verstärkungslage 4 bis zur Höhe h₄ verlaufend angeordnet. Die Höhe h₄ beträgt das 1,2- bis 2,0fache der Höhe h₁ des oberen Endes 2 a des Umschlagteils 2′ 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 Vergrößerung der Cordbahn der Karkasslage und des In-Grenzen-Haltens der Verformung der Karkasslage über das Felgenhorn hinaus.

Claims

1. Luftreifen in Radialausführung mit verstärkten Wulstbereichen, mit einem Paar Wulstkernen (3) und
mit einer 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 (h₁) über dem Wulstbasisteil erstrecken,
mit einer Verstärkungslage (4) aus gummierten Stahlcorden, die um die Karkasslage im Wulstbereich umgeschlagen ist, wobei das axial innere Ende (4 b) bis zu einer lotrechten, radialen Höhe (h _2′) über dem Wulstbasisteil reicht, die das 0,3- bis 0,8fache von h₁ beträgt und das axial äußere Ende (4 a) bis zu einer lotrechten, radialen Höhe (h₂) über dem Wulstbasisteil reicht, die das 0,5- bis 0,9fache von h₁ beträgt,
mit wenigstens einer Lage (6) aus einem gummierten, organischen Fasercord-Abdeckstreifen außerhalb der Stahlcord-Verstärkungslage (4), wobei die axial äußeren Enden der Corde sich bis zu einer lotrechten, radialen Höhe (h₃) über dem Wulstbasisteil erstrecken und h₃ das 1,3- bis 2,5fache von h₁ ist, und die axial inneren Enden der Corde in einem Bereich auslaufen, der axial innerhalb des Wulstkerns liegt,
mit einem Wulstscheitelstreifen (SE) mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt, der sich vom Wulstkern (3) radial nach außen erstreckt und zwischen der Karkasslage (2) und dem Karkasslagenumschlag (2′) angeordnet ist, und
mit einem gummierten Streifen (PF) mit einem Modul von 30 bis 80 kg pro cm² und einer Dicke von 0,3 bis 5 mm am Ende des Umschlagteiles (2 a), der zwischen dem Wulstscheitelstreifen (SE) und der organischen Fasercord-Verstärkungslage (6) angeordnet und in Kontakt mit dem oberen Ende (4 a) der Stahlcord-Verstärkungslage (4) und dem Umschlagteil (2′) der Karkasse ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wulstscheitelstreifen (SE) aus einem einzigen integralen, weichen Gummiteil mit einer JIS-Härte von 45° bis 65°, die niedriger als die des Karkasslagen-Beschichtungsgummis ist, und einem Elastizitätsmodul von 10 bis 45 kg pro cm² besteht, und daß ein harter Gummistreifen (HB) vorgesehen ist, der eine JIS-Härte von 70° bis 90°, einen 100% Elastizitätsmodul von 60 bis 150 kg pro cm² und eine Dicke von 2 bis 6 mm aufweist, und der zwischen der Karkasse (2) und dem Wulstscheitelstreifen (SE) angeordnet ist, und von der Höhe (h _2′) des axial innenliegenden Umschlagteils (4′) bis zur Höhe (h₄) verläuft, die das 1,2- bis 3,0fache von h₁ oder h _2′ beträgt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Cord-Abdeckstreifen (6) aus organischen Fasern Nyloncorde umfaßt.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Cord-Abdeckstreifen (6) aus organischen Fasern gänzlich aromatische Polyamide umfaßt.