DE3725858A1 - Verstaerkter wulstaufbau fuer schwerlast-radialreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einer Radialkar­ kasslage aus metallischen Korden und insbesondere einen Wulst­ aufbau für Schwerlast-Radialreifen.

Bei einem allgemeinen Aufbau von Luftradialreifen mit einer Karkasslage aus metallischen Korden, wie in Fig. 1 dargestellt, erstreckt sich die Karkasslage 1 zwischen den Wülsten 6, und ist an beiden Enden um einen jeweiligen Wulstkern 7 zurück­ geschlagen. Um den Grenzbereich zwischen Wulst 6 und Reifen­ seitenwand 8 weiter zu verstärken, wird eine Verstärkungs­ lage 3 mit metallischen Korden benachbart dem nach oben zurück­ geschlagenen Abschnitt 2 der Karkasslage 1 und an dessen Außenseite angeordnet, und ihr oberes Ende liegt im unteren Bereich der Seitenwand 8. Bei dem Lauf des Fahrzeugreifens wird dieser Teil jedoch immer wieder durchgebogen, und es tritt eine ungünstige Spannungskonzentration an dem Ende der aus metallischem Kord bestehenden Verstärkungsschicht 3 auf, durch die sich die metallischen Korde von dem umgebenden Gummi ablösen können, und im schlimmsten Fall bricht der Rei­ fen durch.

Man kann es auch so darstellen: Die metallischen Korde der Karkasslage 1 oder der Verstärkungsschicht 3 sind in ihrer Steifigkeit der des umgebenden Gummis so überlegen, daß die Spannungen sich an ihnen statt an dem Gummi konzentrieren. Aus diesem Grund tritt die Ablösung und treten die Risse und Beschädigungen auf. Um diese Probleme zu lösen, wurde ein Verfahren bereits seit längerer Zeit angewendet, bei dem aus Faserkorden bestehende Verstärkungsschichten 4 und 5 gemäß Fig. 2 statt der Verstärkungsschicht 3 aus metallischen Kor­ den angewendet wurden. Insbesondere dann, wenn der so gefer­ tigte Reifen für einen Lastkraftwagen bestimmt ist, ergibt sich so nur eine unzureichende Festigkeit in der Gegend des Wulstes 6. Deswegen wurde, wie in Fig. 3 gezeigt, vorgeschla­ gen, außen an der aus metallischen Korden bestehenden Ver­ stärkungsschicht 3 weitere aus Faserkorden bestehende Ver­ stärkungsschichten 9 anzuordnen.

Bisher wurden jedoch solche Faserkord-Verstärkungsschichten aus einem üblichen Reifengewebe hergestellt, wie es als Kar­ kasslage Verwendung findet, und hier sind, wie in Fig. 5 zu sehen, die Schußfäden 13 mit geringerem Durchmesser und ge­ ringerer Anzahl als die Kettfäden 12 vorhanden. Derartiges übliches Reifengewebe wird bei der Reifenformung leicht ver­ zerrt, und diese Verzerrung ändert die Reifenqualität in wei­ tem Bereich und verringert die Zuverlässigkeit.

Es ist damit ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, die Festigkeit des Wulstbereiches eines Radialluftreifens mit Metallkord-Karkasslage zu verbessern, dabei die Abtrennung oder Ablösung der Metallkorde von dem Gummi und das Aufreißen im unteren Seitenwandbereich zu verhindern und die Verzerrung des Reifengewebes auszuschalten, um dadurch die Reifenquali­ tät zu verbessern.

Erfindungsgemäß besitzt ein Schwerlast-Radiallagenreifen eine Karkasslage, die sich aus radial angeordneten Metallkorden zusammensetzt und um je einen ringförmigen Wulstkern zurück­ geschlagen ist, um dort Rückschlagabschnitte der Karkasslage zu bilden, es ist eine aus Metallkorden bestehende Verstär­ kungsschicht benachbart zur Außenseite des zurückgeschlagenen Abschnittes der Karkasslage angeordnet, und eine Faserkord- Verstärkungsschicht so der Außenseite der Metallkord-Verstär­ kungsschicht benachbart angeordnet, daß sowohl das obere Ende der Metallkord-Verstärkungsschicht als auch das obere Ende des zurückgeschlagenen Karkassabschnittes überdeckt wird, wobei die Faserkord-Verstärkungsschicht mindestens eine Ge­ webelage besitzt, die aus ungewebten Kett- und Schußfäden besteht mit feinen Garnen, die um beide Fadenarten gezwirnt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispiels­ weise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines üblichen Schwerlast- Radialreifens,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Wulstbereiches bei einem herkömmlichen Radialreifen,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reifen­ ausführung,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Faserkord-Gewebes, das für die Verstärkungsschicht des erfindungsgemäßen Reifens verwendet wird, und

Fig. 5 als Faserkord-Verstärkungsschicht seither benutztes übliches Reifengewebe.

In Fig. 3 ist eine Karkasse mit einer Karkasslage 1 verstärkt, die von einem Wulst 6 zum anderen Wulst 6 reicht. Die jewei­ ligen Enden der Karkasslage 1 sind um einen jeweiligen Wulst­ kern 7 so herumgeschlagen, daß die zunächst axial innen am Wulstkern liegende Karkasslage 1 zur Außenseite herumgeschla­ gen wird. Die Karkasslage 1 besteht aus zueinander parallelen Metallkorden, wie Stahlkorden, die mit einem Winkel von ca. 90° zur Reifen-Äquatorialebene angeordnet sind.

Eine Metallkord-Verstärkungsschicht 3 ist längs der Außen­ seite des nach oben zurückgeschlagenen Abschnittes der Karkass­ lage 1 angeordnet. Ein Ende 3′ der Schicht 3 erstreckt sich radial nach außen über den zurückgeschlagenen Abschnitt 2 der Karkasslage hinaus so weit, bis das obere Ende 2′ dieses Abschnittes 2 überdeckt wird (h 2<h 1), jedoch kann das Ende 3′ weiter unten als das obere Ende 2′ des zurückgeschlagenen Karkasslagenendes 2 auslaufen (h 1<h 2). Ein weiteres Ende 3′′ ist um den Wulstkern 7 längs der Karkasslage 1 zurückge­ schlagen und endet an der Innenseite der Karkasslage 1, jedoch kann das Ende 3′′ in dem Grundabschnitt der Wulst 6 beliebig enden.

Die Metallkord-Verstärkungsschicht 3 besteht aus einer Lage gummierter Metallkorde, wie Stahlkorde.

Eine Faserkord-Verstärkungsschicht 9 ist aus Faserkorden zu­ sammengesetzt und benachbart zur Außenseite der Metallkord- Verstärkungsschicht 3 entlang dieser angeordnet, um einen Bereich zu verstärken, bei dem das Ende 3′ der Metallkord- Verstärkungsschicht 3 und das Ende 2′ des zurückgeschlagenen Abschnittes 2 der Karkasslage vorhanden sind.

Bei dieser Ausführung besitzt die Faserkord-Verstärkungsschicht 9 zwei Lagen 4 und 5 aus gummiertem Gewebe 11. Die Innenlage 4 ist vorzugsweise axial außerhalb eines Bereiches angeord­ net, in welchem das Ende 3′ der Metallkord-Verstärkungsschicht 3 und das Ende 2′ des zurückgeschlagenen Abschnittes 2 der Karkasslage sich befinden, und zwar so, daß mindestens das höhere der beiden Enden bedeckt wird.

Die äußere Lage 5 erstreckt sich vorzugsweise von einem unte­ ren Teil der Seitenwand 8 bis zu einem Grundteil des Wulstes 6, und überdeckt sowohl die unteren wie auch die oberen Enden der inneren Lage 4.

Das Gewebe 11 der Verstärkungsschicht 9 besteht aus Faserkor­ den, d.h. parallelen Kettfäden 12, parallelen Schußfäden 13, die an einer Seite der Kettfäden 12 angeordnet sind und die Kettfäden mit einem Winkel von 60° bis 90°, jedoch ohne Ver­ webung, überkreuzen, und feinen Garnen 14, die dicht um die Kett- und die Schußfäden herumgezwirnt sind.

Die Innenlage 4 und die Außenlage 5 sind so angeordnet, daß die Kettfäden 12 jeder Lage die der nächsten Lage mit einem Winkel von 45° bis 55° überkreuzen. Die Kettfäden 12 und die Schußfäden 13 sind in dieser Ausführung Fasern aus organischem Material, wie Nylon, Polyester, Rayon, aromatische Polyamide und dergl., sie können jedoch auch aus anorganischen Fasern, wie Metall-, Glas-Fasern oder anderen bekannten Faserarten hergestellt sein.

Das Material der Schußfäden 13 ist vorzugsweise das gleiche wie das der Kettfäden 12, und der Durchmesser der Schußfäden liegt in einem Bereich von 80 bis 140% des Durchmessers der Kettfäden 12. Weiter ist die Dichte (das Zählmaß) der Schuß­ fäden 13 im Bereich von 80 bis 140% des entsprechenden Wertes der Kettfäden 12, und bevorzugt sind die Dichten (oder Zähl­ maße) in beiden Fällen gleich.

Das feine Garn 14 ist ein Faden aus organischem Material mit 5 bis 50 Denier, und es kann Nylon 6, Nylon 6.6, Polyester oder ähnliches Material verwendet werden, das die normalen Vorgänge bei der Reifenherstellung aushält, beispielsweise die Klebebehandlung und Wärmebehandlung, und das Material muß nach solchen Behandlungen gut am Gummi anhängen.

Wenn das Garn weniger als 5 Denier besitzt, kann es die Kett­ fäden 12 an den Schußfäden 13 nicht eng befestigen. Wenn ande­ rerseits das Garn mehr als 50 Deniers aufweist, nimmt die Dicke des Gewebes 11 zu, und das Lagenmaß wird zu groß, wo­ durch sich ein Nachteil für das Gewicht des Reifens ergibt.

Das in der bezeichneten Weise hergestellte Gewebe 11 wird verschiedenen Vorgängen der Klebebehandlung, des Aufwärmens, des Gummierens usw. unterworfen, und nimmt die Form einer gummierten Gewebelage an, in der die Faserkorde in Gummi ein­ gebettet sind. Die Härte der Gummierungsschicht ist vorzugs­ weise die gleiche wie die des Seitenwandgummis und liegt all­ gemein im Bereich von 60° bis 65° JIS.

Um die auf die Seitenwand 8 übertragenen Kräfte wirksam durch die Faserkord-Verstärkungsschicht 9 abzuleiten, sind die Kett­ fäden mit einem Winkel von 45 bis 55° bezüglich einer Tangen­ tiallinie des Wulstkernes 7 angeordnet. Weiter sind die Korde der Metallkord-Verstärkungsschicht 3 mit einem Winkel von 15 bis 30° bezüglich einer Tangentiallinie des Wulstkernes 7 angeordnet. Eine Gummilage 10 mit im wesentlichen dreieck­ förmigem Querschnitt liegt zwischen dem Hauptabschnitt der Karkasslage 1 und dem umgewendeten Abschnitt 2 dieser Kar­ kasslage und den Faserkord-Verstärkungsschichten 9, um den Wulst in einem Bereich hoher Steifigkeit zu halten und die immer wieder auf die Seitenwand ausgeübten Kräfte an den Wulst 6 zu übertragen. Diese Gummilage 10 besteht aus einem Ver­ steifer 11 an der Seite des Wulstkernes 7 und einem Polster 12 an der Seite der Seitenwand 8. Der Versteifer 11 ist aus einem harten Gummi mit einer JIS-Härte von 75° bis 85° zusam­ mengesetzt, und das Kissen 12 aus einem relativ weichen Gummi mit einer JIS-Härte von 60 bis 65, vorzugsweise mit einem Elastizitätsmodul von 981 bis 1471 N/cm³ (100 bis 150 kg/cm³) bei Längung von 300%.

Wie bereits erwähnt, ist bei der vorliegenden Erfindung das Gewebe, in dem die Schuß- und die Kettfäden durch feine Garne befestigt sind, als Faserkord-Verstärkungsschicht benutzt. Damit wird die Verzerrung oder Verlagerung der Gewebekorde verhindert, und die Reifenqualität wird, wie auch gleichzeitig die Produktivität bei der Herstellung, verbessert.

Bei dem erfindungsgemäßen Gewebe besitzen Kette und Schuß den gleichen Durchmesser und die gleiche Dichte. Damit ist die Festigkeit des Gewebes mehr als doppelt so groß wie bei normalem Reifengewebe. Dementsprechend wird die Verstärkung des Wulsts weiter erhöht, und der Wulstkern selber kann dünner hergestellt werden, so daß die Wärmeerzeugung im Wulst bei niedrigem Wert bleibt und die Dauerhaftigkeit des Reifens weiter verbessert wird.

Claims (7)

1. Radiallagen-Schwerlastreifen mit einer Karkasslage, die aus radial angeordneten Metallkorden besteht und um zwei ringförmige Wulstkerne an beiden Enden zurückgeschlagen ist, um rückgeschlagene Abschnitte zu bilden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine aus Metallkorden bestehende Verstär­ kungslage (3) der Außenseite des zurückgeschlagenen Ab­ schnittes (2) der Karkasslage (1) benachbart angeordnet ist, und daß eine aus Faserkorden bestehende Verstärkungs­ schicht (9) der Außenseite der Metallkord-Verstärkungsschicht (3) benachbart so angeordnet ist, daß sowohl das obere Ende (3′) der Metallkord-Verstärkungsschicht als auch das obere Ende (2′) des zurückgeschlagenen Abschnittes (2) der Karkasslage überdeckt sind, wobei die Faserkord-Ver­ stärkungsschicht (9) aus mindestens einer Gewebelage (4 oder 5) besteht, die unverwebte Kett- und Schußfäden (13, 12) und feine, um die Kett- und Schußfäden gezwirnte Garne (14) enthält.

2. Radiallagenreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden mit einem Winkel von 60° bis 90° bezüg­ lich der Kettfäden angeordnet sind.

3. Radiallagenreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kette ein Faserkord aus organischem Mate­ rial wie Nylon, Polyester, aromatisches Polyamid usw. ist.

4. Radiallagenreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuß aus einem Faserkord aus orga­ nischem Material, wie Nylon, Polyester, aromatischem Poly­ amid und dergl. besteht.

5. Radiallagenreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn ein Faserkord aus organischem Material wie Nylon, Polyester, aromatisches Polyamid und dergl. ist.

6. Radiallagenreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn ein Faden mit 5 bis 50 Deniers aus organischem Material wie Nylon-6, Nylon­ 6.6, Polyester oder dergl. ist.

7. Radiallagenreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kette und Schuß bei dem Gewebe aus gleichem Material mit im wesentlichen gleichem Durch­ messer und gleicher Dichte sind.