DE3924619A1

DE3924619A1 - Schlauchloser schwerlastreifen

Info

Publication number: DE3924619A1
Application number: DE3924619A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Kanamaru
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1990-02-01
Also published as: US4998575A; JPH0237003A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen schlauchlosen Schwerlastreifen und genauer auf einen schlauchlosen Schwerlastradialreifen mit einem Wulstaufbau, welcher selbst nach langem Gebrauch eine geringere Deformation zuläßt.

Nach dem Stand der Technik ist ein schlauchloser Schwerlastreifen, wie in Fig. 3 dargestellt, aus einem Wulstabschnitt aufgebaut, welcher aufweist: eine Karkassenlage 2, welche um einen Wulstkern 1 herum von der Innenseite zur Außenseite des Reifens gewickelt ist, eine Verstärkungsschicht 3, welche entlang der Karkassenlage 2 angeordnet ist, eine Verstärkungsschicht 6, welche die Enden der Karkassenlage 2 und der Verstärkungsschicht 3 abdecken, Wulstfüller 4 und 5, welche den Bereich oberhalb des Wulstkernes 1 auffüllen und eine Gummischicht, welche die vorstehenden Bauteile insgesamt einhüllt. Allgemein gesprochen setzt sich die Kante 9 des Wulstabschnittes zusammen aus einem Bereich W₁, welcher auf der Seite der Wulstferse 8 angeordnet und um einen solchen Neigungswinkel R₁ in bezug auf die Achse der Reifendrehungen angeordnet ist, der im wesentlichen gleich dem der (nicht dargestellten) Felgengrund der Reifenfelge ist, sowie einen Bereich W₂, welcher auf der Seite der Wulstzehe 7 angeordnet und um einen solchen Winkel R₂ geneigt ist, der um 3 bis 15° größer als der des Grundes der Felge ist. Um die Gasdichtigkeit zu erhalten, ist der schlauchlose Schwerlastreifen für die Verwendung auf der Felge angepaßt, deren Grund üblicherweise um etwa 15° bezüglich der Achse der Reifendrehungen geneigt ist und der Wulstbereich sollte wünschenswerterweise einen inneren Durchmesser haben, der kleiner als der Durchmesser der Felge ist. Um das Aufpumpen zu erleichtern, wenn die Felge montiert werden soll, und um die Gasdichtigkeit zu erhöhen, ist der schlauchlose Schwerlastreifen mit dem zuvor erwähnten Bereich W₂ ausgebildet, welcher um einen Winkel von 3 bis 15° größer ist als der der Wulstkante 9.

Im Fall des schlauchlosen Schwerlastreifens, d. h. des Reifens, bei welchem die Karkassencorde im wesentlichen in Richtung der Normalen zu dem ringförmigen Wulstkern angeordnet sind, wird die Kraft, die auf die Karkassencorde ausgeübt wird, während der Reifen aufgepumpt wird oder unter Belastung rollt, direkt auf den Wulstkern übertragen, so daß eine bemerkenswert große Kraft in Richtung der Normalen des Wulstkernes ausgeübt wird. Wenn der Reifen nach dem Stand der Technik mit dem oben erwähnten Wulstaufbau auf der Felge befestigt wird, werden die Reifenbauteile, die unterhalb des Wulstkernes 1 angeordnet sind, durch den Wulstaufbau zusammengedrückt, so daß die Kraft von diesem Zusammendrücken auf den Wulstkern 1 ausgeübt wird. Wie jedoch in Fig. 6 dargestellt, ist die Kraft, die über die Breite des Wulstkernes 1 verteilt ist (d. h. in Richtung der Reifendrehungen) nicht gleichmäßig, wie durch Pfeile angedeutet, so daß die Kraft im Bereich W₂ größer ist als im Bereich W₁. Wie darüber hinaus in Fig. 7 dargestellt, werden die Kräfte, welche in Richtung der Pfeile durch die Zugspannung (wie durch gestrichelte Pfeile angedeutet), die auf die Karkassencorde 2 wirkt, erzeugt werden, auf den Wulstkern 1 ausgeübt, so daß sie zusammen mit der zuvor erwähnten Kompressionskraft die Zehe des Wulstkernes 1 verrutscht bzw. ins Schwimmen bringt.

Da diese Tatsache bisher nicht bekannt ist, ist der schlauchlose Schwerlastreifen nach dem Stand der Technik aufgebaut durch schichtweises Anordnen einer Vielzahl von Wulstdrähten 11, um einen hexagonalen Wulstkern 1 herzustellen, so daß über die Breite gesehen die Stärke des Wulstkernes 1 auf den Seiten der Wulstzehe 7 und der Wulstferse 8 nicht unterschiedlich sind. Ein solcher Reifen hat jedoch eine knapp bemessene Festigkeit an der Seite der Wulstzehe 7 des Wulstkernes 1, so daß nicht verhindert werden kann, daß der Wulstkern 1 selbst auf der Seite der Wulstzehe 7 verbogen und in radialer Richtung nach außen verformt wird. Mit anderen Worten, der Wulstkern 1, der einen Querschnitt hat, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 8 angezeigt, neigt dazu, verformt zu werden, so daß er einen Querschnitt, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, hat. Darüber hinaus wird der Gummi an der Wulstzehe wiederholt zusammengedrückt und durch die Biegeverformungen des Wulstkernes beim Rollen unter Last deformiert und wird als Ergebnis von Temperaturanstiegen der Luft im Inneren und der Felge des Reifens entsprechend der Fahrt des Fahrzeuges schlechter.

Die Verformungen sind oft so bleibend und endgültig, daß sie nicht wieder rückgängig gemacht werden können. Da darüber hinaus die Festigkeit der Wulstzehe 7 des Wulstkernes nicht ausreichend ist, wie oben beschrieben, wird der Bereich des Wulstkernes auf der Seite der Wulstzehe 7 durch die von der Felge kommende und auf den Wulstkern ausgeübte Kraft und die Zugspannung der Karkasse verformt. Diese Verformung verringert die Fläche der Wulstkante 9, die in Berührung mit dem Felgengrund kommen soll und erhöht damit den Kontaktdruck der Wulstkante 9 pro Breiteneinheit. Im Ergebnis wird im Anfangszustand die Verformung des Wulstabschnittes in einem außerordentlich engen Bereich am vorderen Ende der Wulstzehe bewirkt, wie in Fig. 9 dargestellt. Diese Verformung schreitet von der Form in Fig. 9, über die Form in Fig. 10 zu der Form in Fig. 11 fort und erstreckt sich von der Wulstzehe bis zur Wulstferse. Darüber hinaus werden die Verformung T in der Breite und die radiale Verformung S der Wulstzehe allmählich stärker. Wie in Fig. 11 dargestellt, ist eine Verformung zu einem Spiel von einem Abstand u auch an der Wulstzehe des Wulstkernes 1 verursacht worden. Daneben stellen die gestrichelten Linien in den Fig. 9 bis 11 die Wulstzehe eines neuen Reifens dar.

Als Folge der oben erwähnten Verformungen des Wulstkernes und der Zehe ist die Fläche der Wulstkante, die in Berührung mit dem Felgengrund stehen soll, reduziert, so daß die Wulstzehe aufschwimmt und hierdurch die Gasdichtigkeit des Reifens absinkt und es schwierig wird, den Reifen aufzupumpen, wenn die Felge montiert ist. Darüber hinaus hat der Bereich W₂ des neuen Reifens einen größeren Gradienten als der Felgengrund (bzw. die Grundfelge), um den Durchmesser des vorderen Endes der Wulstkante bzw. des Wulstrandes beträchtlich zu vergrößern. Andererseits werden Verformungen dieser Art weder gleichzeitig noch gleichmäßig entlang des Wulstrandes bzw. der Wulstkante in Umfangsrichtung des Reifens bewirkt, so daß die Wulstkante nicht gleichmäßig auf den Felgengrund aufgepaßt wird und damit ein Hauptgrund für das Hervorrufen von Schwingungen während der Fahrt des Fahrzeuges entsteht.

Wenn darüber hinaus die Berührungsfläche der Wulstkante und des Felgengrundes durch die Biegeverformungen des Wulstkernes verringert wird, werden die Karkassencorde, die fest unter dem Wulstkern befestigt sind, lose, so daß die Bewegungen des nach oben gewendeten Endabschnittes der Karkassenschicht stärker werden. Damit entsteht also der ernstzunehmende Fehler, daß der nach oben gewendete Endabschnitt der Karkassenschicht dazu neigt, sich abzulösen.

Diese Probleme, die durch den Aufbau des Wulstbereiches und des Wulstkernes verursacht werden, sind sehr ernsthafter Natur und müssen für einen schlauchlosen Schwerlastreifen, der mit der Aussicht auf ein Verlängern der Lebensdauer für den Gebrauch erneuert wird, gelöst werden.

Die japanische Patentanmeldung Kokai, Veröffentlichungs-Nr. 61-2 95 107, hat einen Reifen vorgeschlagen, bei welchem die Wulstdrähte im Wulstkern so hergestellt werden, daß sie unterschiedliche Durchmesser an den radial inneren und äußeren Seiten haben, so daß sie die Spannungen der einzelnen Schichten in dem Wulstkern vergleichmäßigen. Dieser Vorschlag hat jedoch weder die Tatsache berücksichtigt, daß die zuvor erwähnte Spannungsverteilung im Wulstkern außerordentlich ungleichmäßig nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in seitlicher Richtung ist, noch die oben erwähnten Probleme gelöst.

Andererseits ist durch die japanische Patentveröffentlichung Nr. 62 9442 ein Reifen vorgeschlagen worden, dessen Wulstzehe daran gehindert wird, deformiert zu werden, indem die Positionsbeziehungen an der Wulstkante des Wulstkernes, der einen sechseckigen Querschnitt hat, reguliert werden. Dieser Vorschlag hat jedoch nicht die Form der Wulstkante und die Stärke des Bereiches W₂ angegeben, die grundlegende Ursachen für die Verformung der Wulstzehe von schlauchlosen Schwerlastreifen sind.

Es ist ein Reifen bekannt, dessen Wulstkern 1 durch Bündeln einer Mehrzahl von Wulstdrähten 11 hergestellt ist, welche viereckige Querschnitte in etwa rechteckiger Form haben, wie in Fig. 5 gezeigt. Dieser Reifen hat eine etwas höhere Zugfestigkeit an der Seite der Wulstzehe des Wulstkernes als der zuvor erwähnte Reifen, der einen Wulstkern von in etwa hexagonalem Querschnitt hat, jedoch ist die Zugfestigkeit an sich nicht ausreichend, um die Verformung der Wulstzehe zu verhindern, so daß ähnliche Probleme wie die bei dem zuvor erwähnten schlauchlosen Schwerlastreifen verursacht werden, wenn die Gebrauchsdauer des Reifens lang ist.

Es gibt einen weiteren Reifen, dessen Wulstkern vergrößert ist durch relatives Erhöhen der Anzahl von Wulstdrähten, während die Form des Wulstkernes mit einem in etwa sechseckigen Querschnitt beibehalten wird. Da dieser Reifen in seinem Wulstkern eine große Verlängerung in Richtung auf die Wulstzehe hat, kann man nicht erwarten, die Zugfestigkeit des Wulstkernes auf der Seite der Wulstzehe zu verbessern. Da weiterhin das Gewicht des Wulstkernes beträchtlich vergrößert wird, ist die Wirkung der Verhinderung der Verformung der Wulstzehe schwach.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen schlauchlosen Schwerlastreifen bereitzustellen, welcher in der Lage ist, die Biegeverformung eines Wulstkernes zu unterdrücken, während der Reifen unter Last rollt, indem die Zugfestigkeit des Wulstkernes auf der Seite der Wulstzehe verbessert wird, und die Haltbarkeit des Wulstabschnittes zu verbessern, indem die Verformung der Wulstzehe vermieden wird, welche auf die Verformung des Wulstkernes folgt. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen schlauchlosen Schwerlastreifen vorzusehen, dessen Aufpumpbarkeit und Gasdichtigkeit verbessert ist, zusammen mit der Widerstandsfähigkeit gegen ein Abtrennen des nach oben gewendeten Endabschnittes der Karkassenschicht, ohne die Angepaßtheit des Reifens an die Folge zu beeinträchtigen.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein schlauchloser Schwerlastreifen bereitgestellt, welcher aufweist: einen Wulstabschnitt mit einem eingearbeiteten Wulstkern, welcher aus einer Mehrzahl von Wulstdrähten zusammengebündelt ist und einen polygonalen Querschnittsumriß hat, und dessen Wulstkante aus zwei Bereichen zusammengesetzt ist: einem Bereich W₁, welcher auf der Seite der Wulstferse angeordnet und unter einem Winkel geneigt ist, der dem Neigungswinkel R eines Felgengrundes bezüglich der Achse der Reifendrehungen im wesentlichen gleich ist, und einem Bereich W₂, welcher auf der Seite der Wulstzehe angeordnet ist und um einen Winkel geneigt ist, der größer ist als der Neigungswinkel R des Felgengrundes bezüglich der Achse der Reifendrehungen, wobei die Verbesserung darin besteht, daß die Breite des Bereiches W₂ auf der Seite der Wulstzehe, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, im Bereich von 30 bis 70% der Gesamtbreite der Wulstkante, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, ist, während die Breite des Wulstkernes, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, zumindest 40% der Gesamtbreite der Wulstkante beträgt, und daß die Unterseite des polygonalen Umrisses des Wulstkernes auf der Seite der Wulstkante aus einer Unterseite a₁, welche auf der Seite der Wulstferse angeordnet ist und um einen Winkel R _a geneigt ist, der im wesentlichen gleich dem Neigungswinkel R des Felgengrundes ist, einer Unterseite a₂, welche so angeordnet ist, daß sie in die Unterseite a₁ einläuft und um einen Winkel R _b geneigt ist, der größer ist als der Neigungswinkel R des Felgengrundes, und einer Unterseite a₃ zusammengesetzt ist, welche so auf der Seite der Wulstzehe angeordnet ist, daß sie von der Verlängerung der Unterseite a₁ in Richtung auf die Wulstkante hervorsteht.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein Beispiel des Aufbaues des Wulstabschnittes eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Wulstkernes nach Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schnitt, welcher ein Beispiel des Aufbaues des Wulstabschnittes eines Reifens nach dem Stand der Technik zeigt; die

Fig. 4 und 5 sind vergrößerte Zeichnungen, die den Wulstkern gemäß Fig. 3 zeigen;

Fig. 6 ist eine erläuternde Darstellung, welche die Verteilung der Kräfte zeigt, welche von dem Wulstkern eines Reifens nach dem Stand der Technik von der Felge her aufzunehmen sind;

Fig. 7 ist eine erläuternde Darstellung der Kraft, welche im Betriebszustand von dem Wulstkern eines Reifens nach dem Stand der Technik von den Karkassencorden her aufzunehmen ist;

Fig. 8 ist ein Diagramm, welches den verformten Zustand des Wulstkernes bei einem Reifen nach dem Stand der Technik darstellt; die

Fig. 9 bis 11 sind Darstellungen, welche die jeweiligen Zustände zeigen, in welchen die Verformungen der Wulstzehe des Reifens nach dem Stand der Technik sich von dem ursprünglichen Zustand aus ausgedehnt haben;

Fig. 12 ist eine Darstellung zur Erläuterung der in Feldern angeordneten Positionen der einzelnen Wulstdrähte, welche den Wulstkern bilden; die

Fig. 13B, 14B und 15B sind Querschnitte, welche Wulstabschnitte von Reifen nach dem Stand der Technik zeigen; die

Fig. 13A, 14A und 15A sind Kurven, welche die Ausdehnungsverteilungen der Wulstdrähte in den jeweiligen in Fig. 12 festgelegten Stellungen zeigen, nach dem Reifen nach dem Stand der Technik mit den Wulstabschnitten, die in den Fig. 13B, 14B bzw. 15B dargestellt sind, eine vorbestimmte Strecke gelaufen sind; die

Fig. 16, 17, 18 und 19 sind Querschnitte, welche den Aufbau von Wulstabschnitten von Reifen zeigen, bei welchen Wulstkerne ihren Querschnitt und ihre relative Stellung verändert haben; und die

Fig. 20A bis 20E sind Querschnitte, welche andere Beispiele des Wulstkernaufbaues des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht der Reifen der vorliegenden Erfindung aus: einem Wulstkern 1 mit einem polygonalen Querschnitt, zwei Karkassenlagen 2, welche von der Innenseite zur Außenseite des Reifens um den Wulstkern 1 herumgelegt sind, Verstärkungsschichten 3 und 6, welche den herumgelegten Endabschnitt der Karkassenlagen 2 abdecken, und Wulstfüllern 4 und 5, welche in die Karkassenlage 2 über dem Wulstkern 1 eingewickelt sind. Diese Bestandteile sind gemeinsam in eine Gummischicht eingewickelt, welche unter dem Wulstkern 1 zu einer Wulstkante 9 geformt ist, die auf eine Felge 12 aufgezogen wird. Die Bezugszahl 7 kennzeichnet eine Wulstzehe, welche das innere vordere Ende der Wulstkante 9 bildet, und die Bezugszahl 8 kennzeichnet eine Wulstferse, welche das äußere abschließende Ende der Wulstkante bildet.

Die Wulstkante 9 des Wulstabschnittes des Reifens der vorliegenden Erfindung ist aus den beiden zuvor erwähnten Bereichen W₁ und W₂ zusammengesetzt, die unterschiedliche Neigungswinkel bezüglich der Achse der Reifendrehungen haben. Der Bereich W₁ ist um einen Winkel geneigt, der im wesentlichen dem Neigungswinkel R des zuvor erwähnten Felgengrundes ist, und der Bereich W₂ ist um einen Winkel geneigt, der größer als der Neigungswinkel des Felgengrundes ist. Damit der schlauchlose Schwerlastreifen den ihm innewohnenden Nutzeffekt entwickeln kann, liegt der Bereich W₂, aus welchem die Wulstkante 9 aufgebaut ist, im Bereich von 30 bis 70% der Gesamtbreite (W₁+W₂) der Wulstkante 9. Um darüber hinaus den Kontakt zwischen dem Felgengrund und der Wulstkante 9 zu erhalten, ist der Wulstkern 1 so hergestellt, daß er zumindest 40% der Breite der Wulstkante 9 beansprucht.

Dabei sind die Breiten der Wulstkante 9, des Bereiches W₂ und des Wulstkernes 1 Strecken auf einer geraden Linie, welche parallel zur Achse der Reifendrehungen liegt, und zwar zwischen den Enden an den Seiten der Wulstzehe und der Wulstferse, falls die Enden der Wulstkante 9, des Bereiches W₂ und des Wulstkernes 1 auf den Seiten der Wulstzehe und der Wulstferse als Projektionen unter einem rechten Winkel auf diese gerade Linie genommen werden.

Die Beziehungen der Breiten des eben erwähnten Bereiches W₂ und des Wulstkernes relativ zur Gesamtbreite der Wulstkante werden aus den Versuchsergebnissen offensichtlich, wie im folgenden beschrieben wird.

Fig. 12 zeigt den Reifen mit einem Wulstkern 1 von hexagonalem Querschnitt, wobei Wulstdrahtgruppen schichtweise in der Reihenfolge I-I′, II-II′, III-III′, IV-IV′, V-V′ und VI-VI′ angeordnet sind. Drei Arten von Reifen, bei welchen die Anordnung und das Verhältnis der oben erwähnten Bereiche W₁ und W₂ des Wulstabschnittes des Wulstkernes verändert sind, wie in den Fig. 13B, 14B und 15B dargestellt, sind über eine vorbestimmte Strecke gelaufen. Die Verlängerungen (durch Index gekennzeichnet) der einzelnen Wulstdrähte 11, aus welchen der Wulstkern zusammengesetzt ist, hatten die in den Fig. 13A, 14A und 15A dargestellten Verteilungen. Aus diesen Kurven ergeben sich die folgenden Punkte (1) bis (3):

(1) In dem Fall, in welchem ein Reifen wie in Fig. 13B dargestellt, einen solchen Wulstaufbau hat, bei welchem der Wulstkern 1 in Breitenrichtung in etwa in der Mitte des Wulstabschnittes angeordnet ist und bei welchem das Verhältnis des Bereiches W₂ zum Bereich W₁ relativ groß ist, und Drähte im Bereich W₂ in großem Maße einer Verringerung einer ursprünglich, bevor der Reifen in Gebrauch genommen wird, normalen Dehnungseigenschaft unterliegen, während die Drähte im Bereich W₁ fast keiner Verringerung unterliegen.

(2) Im Falle des Reifens nach Fig. 14B, bei welchem der Wulstkern 1 in Richtung der Wulstzehe verschoben ist und die Bereiche W₁ und W₂ ähnlich denen in Fig. 13B sind, zeigen, wie in Fig. 14A dargestellt, die meisten der Wulstdrähte ein relativ großes Maß der Verringerung der Dehnungen bzw. der Dehnungsfähigkeit, und es unterliegen nur einige wenige Drähte keiner Veränderung, welche auf der Seite der Wulstferse angeordnet sind.

(3) Im Fall des Reifens nach Fig. 15B, bei welchem der Wulstkern in etwa in derselben Lage angeordnet ist wie der Wulstkern in Fig. 13B, wobei jedoch der Bereich W₂ auf der Seite der Wulstzehe außerordentlich verengt ist, zeigen nur einige wenige Wulstdrähte, welche auf der Seite der Wulstzehe angeordnet sind, das Absinken der Dehnungen (Dehnungsfähigkeit), und das Absinken der Dehnungen ist sehr klein. Im Falle des Reifens nach Fig. 15B kann jedoch der Durchmesser der Wulstzehe nicht mehr wesentlich kleiner als der des Felgengrundes gemacht werden, so daß die Aufblasbarkeit für die Felgenmontage und die Gasdichtigkeit zwischen Felgengrund und Wulstkante selbst für einen neuen Reifen ernstlich verschlechtert werden. Wenn darüber hinaus der Bereich W₂ mit einer größeren Neigung als der des Felgengrundes weniger als 20% der gesamten Breite der Wulstkante ausmacht, wie in Fig. 15B dargestellt, wird die auf den Gummi im Bereich W₂ ausgeübte Kompression beträchtlich größer als die in den übrigen Bereichen, so daß der Gummi plötzlich und in unpraktischer Weise schlechter wird. Daher beträgt bei der vorliegenden Erfindung die Breite des Bereiches W₂, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, 30 bis 70% der Gesamtbreite der Wulstkante, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, und die Breite des Wulstkernes, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, beträgt zumindest 40% der Gesamtbreite der Wulstkante, wie zuvor schon beschrieben.

Andererseits ist bei der vorliegenden Erfindung die Querschnittsgestalt des Wulstkernes als polygonale Form definiert, die aus einer Umrißlinie gebildet wird, die aus geraden Linien zusammengesetzt ist, welche die am weitesten außenliegenden Drähte, die zu der Mehrzahl von Wulstdrahtgruppen gehören, miteinander verbinden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, hat der Umriß des Wulstkernes 1 des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung die Form eines polygonalen Querschnittes. Der in Fig. 2 dargestellte Wulstkern 1 hat einen sechseckigen Querschnitt, der festgelegt wird durch: Wulstkantenunterseiten a₁, a₂ und a₃, eine Innenseite b, welche sich von dem inneren Ende der Unterseite a₃ in radialer Richtung des Reifens nach außen erstreckt, einer Oberseite c, welche in die Innenseite b übergeht, und eine Außenseite d, welche die äußeren Enden der Oberseite c und der Unterseite a₁ verbindet.

Bei einem Wulstkern mit einer solchen Querschnittsform gilt für die drei Unterseiten, welche den Wulstkantengrund bilden: die Unterseite a₁, welche auf der Seite der Wulstferse angeordnet ist, hat einen Neigungswinkel R _a, der im wesentlichen gleich dem Neigungswinkel R des Felgengrundes 12 bezüglich der Achse der Reifendrehungen ist, die Unterseite a₂ hat einen Neigungswinkel R _b, der größer als der Neigungswinkel R des Felgengrundes 12 ist, und die Unterseite a₃ auf der Seite der Wulstzehe hat einen Neigungswinkel, der dem Neigungswinkel R _a der Unterseite a₁ gleich oder nahe ist. Bei einem Reifen mit einem solchen Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Wulstkern 1 auf der Seite der Wulstzehe verstärkt, indem eine konvexe Wulstdrahtgruppe gebildet wird, welche von der Bodenseite a₂, die um einen Winkel R _b geneigt ist, und zwar nach unten von der Verlängerung der Unterseite a₁ auf der Wulstfersenseite zum Inneren des Reifens hin, der Unterseite a₃ und der Innenseite b gebildet wird. Um auf der Seite der Wulstzehe das Nachlassen der Festigkeit des Wulstkernes 1 nach langem Gebrauch zu reduzieren, ist darüber hinaus der Schnitt zwischen den Unterseiten a₁ und a₂ des Wulstkernes in den zuvor erwähnten Bereich W₁ auf der Seite der Wulstferse gelegt.

Darüber hinaus ist es erwünscht, daß der Winkel β, welcher von der Unterseite a₃ und der Innenseite b des Wulstkernes 1 eingeschlossen wird, im Bereich von 70 bis 100° liegt. Bei einem Winkel b, der kleiner als 70° ist, wird der Schnitwinkel zwischen der Unterseite a₃ und der Innenseite b so spitz, daß die Karkassencorde 2 und der Wulstkern 1 möglicherweise in Berührung miteinander kommen, während der Reifen hergestellt wird oder unter Last läuft, was die Karkassencorde 2 beschädigt und damit die Lebensdauer des Reifens reduziert. Wenn der Winkel β größer als 100° ist, werden andererseits die Dehnungen der Wulstdrähte 11 über der Wulstzehe des Wulstkernes 1 groß genug, um die Eigenschaften der Wulstdrähte 11 abzusenken.

Die Unterseite a₃ des Wulstkernes 1 hat vorzugsweise einen Winkel, der im wesentlichen mit dem der Unterseite a₁ übereinstimmt, um so die Erzeugung von Paßflächen eines Felgengrundes 12 und der Reifenwulstkante 9 und des Wulstkernes 1 selbst zu erleichtern. Um die Festigkeit des Wulstkernes auf der Seite der Wulstzehe zu verbessern, ist es darüber hinaus erwünscht, daß der Winkel R₂ der oberen Seite c bezüglich der Achse der Reifendrehungen kleiner als der Neigungswinkel R _a der Unterseite a₁ oder diesem entgegengesetzt ist.

Hierbei ist die Außenseite d, welche die obere Seite c und die Unterseite a₁ verbindet, keiner besonderen Einschränkung unterworfen.

Nebenbei bemerkt, ist die vorstehende Ausführungsform für einen Fall beschrieben worden, bei welchem die Innenseite b gerade ist, jedoch kann diese Seite b eine Kurve sein, derart, wie ein Bogen, der sich sanft zum Inneren des Reifens hin wölbt. Im Fall dieses Bogens können die Karkassenlagen 2 und der Wulstkern 1 leicht in Berührung miteinander gehalten werden, wenn die Karkassenlagen 2 bei der Herstellung des Reifens von der Innenseite zur Außenseite nach oben um den Wulstkern 1 herum gefaltet werden. Der Querschnitt des Wulstkernes des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung kann die in den Fig. 20A bis 20E dargestellten Formen annehmen. Fig. 20A zeigt ein Beispiel, bei welchem der Winkel R _b und die Länge der Unterseite a₂ denen der Querschnittsform des in Fig. 2 dargestellten Wulstkernes gleich sind, wogegen die Winkel β und R₂ jedoch größer sind. Fig. 20C zeigt ein Beispiel, in welchem die Unterseite a₁ länger, die Unterseite a₂ jedoch kürzer ist als diejenigen in Fig. 20A. Andererseits sieht Fig. 20B einen Aufbau vor, bei welchem die Oberseite aus drei Segmenten c₁, c₂ und c₃ zusammengesetzt ist und wobei die Seite d aus zwei Segmenten d₁ und d₂ zusammengesetzt ist. Fig. 20D zeigt ein Beispiel, bei welchem die drei Segmente c₁, c₂ und c₃ der oberen Seite c in etwa symmetrisch zu den Unterseiten a₁, a₂ und a₃ angeordnet sind. Fig. 20E zeigt ein Beispiel, bei welchem die oberen Seitensegmente von Fig. 20D zu einer Oberseite c vereinigt sind.

Der Reifen mit einem Wulstkern von dem zuvor erwähnten Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung kann verhindern, daß sein Wulstkern auf der Seite der Wulstzehe aufschwimmt, und kann die Biegeverformungen drastisch unterdrücken. Dies macht es möglich, den Berührungszustand zwischen der gesamten Wulstkante des Reifens und dem Felgengrund kontinuierlich aufrechtzuerhalten und damit auch die Verformung der Wulstzehe wirksam zu verhindern.

Dabei ist der Querschnitt der Wulstdrähte, welche den Wulstkern des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung aufbauen, nicht auf einen kreisförmigen Querschnitt beschränkt, sondern kann beispielsweise durch viereckige (quadratische) oder andere Querschnitte verwirklicht werden. Die vorliegende Erfindung kann in am besten geeigneter Weise auf Schwerlastradialreifen angewendet werden.

Die Arbeitsweisen und Wirkungen eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen beschrieben.

Ein Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung ist so hergestellt worden, daß er den in Fig. 1 dargestellten Aufbau de Wulstabschnittes hatte. Zum Vergleich ist der Reifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform in vier Arten von Vergleichsreifen I, II, III und IV modifiziert worden, welche unterschiedliche Querschnittsflächen des Wulstbereiches und unterschiedliche Verhältnisse der Bereiche W₁ und W₂ hatten, wie in den Fig. 16, 17, 18 und 19 dargestellt.

Diese Reifen hatten alle die Größe 11R11.5 14PR.

Diese fünf Reifentypen wurden an einem Fahrzeug befestigt, wie z. B. an einem 10-Tonnen-Lastkraftwagen vom Typ 2·D·D. Dieser Lastkraftwagen lief über 180 000 km mit einem Reifendruck von 7 Kgf/cm² und unter einer Belastung von 2500 kg pro Reifen.

Nach diesem Lauftest wurden die Formen der Wulstzehen der einzelnen, von dem Fharzeug abgenommenen Reifen mit denen von neuen Reifen verglichen, und die Verformungen S und T der Wulstzehe wurden gemessen, wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben.

Was die Aufblasbarkeit des auf die Felge aufzuziehenden bzw. aufzupassenden Reifens betrifft, wurde der Reifen einmal von der Felge abgenommen und dann wieder aufgezogen und die Aufblasbarkeit bestimmt. Bei diesen Ermittlungen wurde der Fall, bei welchem die Bedienungsperson den Reifen mit ihrer üblichen Arbeitsweise aufpumpen konnte, durch ein "○" gekennzeichnet, und der Fall, bei welchem die Bedienungsperson den Reifen nicht aufpumpen konnte, ohne eine Dichtungsvorrichtung für den Reifenwulstabschnitt zu verwenden, ist durch ein "×" gekennzeichnet.

Darüber hinaus zog eine Bedienungsperson die unterschiedlichen Reifen mit demselben Aufbau und derselben Laufleistung auf die Felge auf. Die Reifen, deren Ergebnisse sich in "○" und "×" teilen, sind durch ein "∆" gekennzeichnet.

Die Angepaßtheit bzw. Passung zwischen Felge und Reifen wurde durch Messen der Lücke zwischen dem Felgenflansch und der Felgenkontrollinie des Reifens entlang des gesamten Umfanges des Reifens gemessen, wenn der Reifen mit dem maximalen Luftdruck gemäß JATMA aufgepumpt war, und ihre Schwankungen wurden gekennzeichnet.

Nach den oben beschriebenen Messungen und Ermittlungen wurden die gelaufenen Reifen aufgeschnitten, um zu überprüfen, ob der nach oben gewendete Endabschnitt der Karkassenlagen abgelöst war oder ob nicht. Soweit dies der Fall war, wurde die maximale Rißlänge des abgelösten Reifens gemessen.

In der folgenden Tabelle zeigen die Buchstaben T und S die Verformungen in Breitenrichtung bzw. in Radialrichtung des Reifens an.

Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß der Reifen der vorliegenden Erfindung geringere Verformungen der Wulstzehe aufweist als die Vergleichsreifen I bis IV, so daß der Wulstkern auf der Seite der Wulstzehe gefestigt bzw. verstärkt ist. Da diese Verbesserung der Festigkeit die Verformung der Wulstzehe verhindert, ist es möglich, die Aufpumpbarkeit bei der Montage der Felge bzw. bei der Montage auf der Felge und die Passung mit der Felge bei der erneuten Montage der Felge zu verbessern. In dem hochgewendeten Endabschnitt der Karkasse tritt keine Ablösung bzw. Abtrennung auf.

Claims

1. Schlauchloser Schwerlastreifen mit einem Wulstteil, welcher einen eingearbeiteten Wulstkern hat, der aus einer Mehrzahl von Wulstdrähten zusammengebündelt ist und einen polygonalen Querschnittsumriß hat, wobei die Wulstkante sich aus zwei Bereichen zusammensetzt: einem Bereich W₁, der auf der Seite der Wulstferse liegt und um einen Winkel geneigt ist, der im wesentlichen mit dem Neigungswinkel R einer Grundfelge bezüglich der Rotationsachse des Reifens übereinstimmt; und einem Bereich W₂, welcher auf der Seite der Wulstzehe angeordnet ist und um einen größeren Winkel geneigt ist als der Neigungswinkel R der Grundfelge, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Bereiches W₂ auf der Seite der Wulstzehe, gemessen in axialer Richtung der Reifendrehungen, im Bereich von 30 bis 70% der Gesamtbreite der Wulstkante liegt, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, wobei die Breite des Wulstkernes, gemessen in Richtung der Achse der Reifendrehungen, zumindest 40% der Gesamtbreite der Wulstkante beträgt, und daß die Grundlinie des polygonalen Umrisses des Wulstkernes auf der Seite der Wulstkante zusammengesetzt ist aus einer Unterseite a₁, welche auf der Seite der Wulstferse angeordnet und um einen Winkel R _a geneigt ist, der im wesentlichen dem Neigungswinkel R der Grundfelge entspricht, einer Unterseite a₂, die so angeordnet ist, daß sie in die Unterseite a₁ übergeht und um einen Winkel R _b geneigt ist, der größer als der Neigungswinkel R der Grundfelge ist, und einer Unterseite a₃, die so auf der Seite der Wulstzehe angeordnet ist, daß sie von der Verlängerung der Unterseite a₁ in Richtung der Wulstkante vorspringt.

2. Schlauchloser Schwerlastreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β, der zwischen der Unterseite a₃ und einer Innenseite b eingeschlossen wird, die sich in radialer Richtung des Reifens nach außen von dem Endabschnitt der Unterseite a₃ auf der Seite der Wulstzehe erstreckt, 70 bis 100° beträgt.

3. Schlauchloser Schwerlastreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel R₂ einer oberen Seite c, die der Unterseite a₁ gegenüberliegt, bezüglich der Achse der Reifendrehungen kleiner ist als der Neigungswinkel R _a der Unterseite a₁ bezüglich der Achse der Reifendrehungen.

4. Schlauchloser Schwerlastreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel R₂ einer oberen Seite, welche der Unterseite a₁ gegenüberliegt, in bezug auf die Achse der Reifendrehungen der Neigung der Bodenseite a₁ in bezug auf die Achse der Reifendrehungen entgegengesetzt ist.

5. Schlauchloser Schwerlastreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite a₃ und die innere Seite b, welche sich in radialer Richtung des Reifens von dem Endabschnitt der Unterseite a₃ auf der Seite der Wulstzehe auswärts erstreckt, zum Reifeninneren hin gekrümmt sind.

6. Schlauchloser Schwerlastreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Karkassencord zumindest eine Karkassenschicht aufweist, welche im wesentlichen in der Normalrichtung eines ringförmigen Wulstkernes angeordnet ist.