DE4239345A1 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, bei dem eine Karkassenlage aus wenig verdrehten organischen Korden hergestellt ist, um so eine Reifengewichtsreduktion oder eine Verbesserung der Karkassenfestigkeit zu erreichen.

In einem Hochleistungsreifen mit einem Aspektverhältnis von nicht mehr als 80% werden im allgemeinen organische Faser­ korde wie beispielsweise Polyester, Rayon und Nylon für die Karkasse verwendet. Bei solch einem Karkassenkord ist die Kordverdrehung auf einen größeren Wert, beispielsweise 40 Umdrehungen/10 cm oder mehr, eingestellt worden, um eine Ermüdungswiderstandsfähigkeit gegenüber einer Druckbelastung zu schaffen und dadurch die Karkassenkorde, die axial außer­ halb eines Wulstapexes angeordnet sind, vor Beschädigung wäh­ rend eines Laufes unter Schwerlastbedingungen zu schützen.

Solch ein Kord mit hoher Verdrehung weist jedoch schlechte Bruchfestigkeitseigenschaften auf und ist damit für einen Hochleistungsreifen, der bei sehr hohen Drücken und unter sehr hohen Geschwindigkeitsbedingungen verwendet wird, nicht geeignet.

Um nun eine gewünschte Bruchfestigkeit für die Karkasse zu erhalten, sind der Durchmesser des Karkassenkords, die An­ zahl der Korde einer Karkassenlage und/oder die Anzahl der Karkassenlagen erhöht worden. Als Resultat nimmt das Reifen­ gewicht unerwünscht zu, wodurch sich die Laufeigenschaft des Reifens verschlechtert. Andererseits vermindert sich die Karkassenfestigkeit, wenn solche Parameter verkleinert wer­ den, um das Reifengewicht zu reduzieren, was ebenfalls die Laufeigenschaft des Reifens verschlechtert.

Es ist darum Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ra­ dialluftreifen zu schaffen, bei dem die oben genannten Pro­ bleme gelöst werden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Ra­ dialluftreifen einen Laufflächenteil, zwei axial beabstan­ dete Wulstteile mit einem Wulstkern, zwei Seitenwandteile, eine Karkasse mit einer Karkassenlage von radial angeordne­ ten Korden, die sich zwischen den Wulstteilen erstrecken und um die Wulstkerne nach oben umgebogen sind, um einen Haupt­ teil und zwei nach oben umgebogene Teile zu bilden, und einen Wulstapex, der zwischen dem Hauptteil und jedem nach oben umgebogenen Teil in jedem Wulstbereich angeordnet ist und sich radial außerhalb des Wulstkerns erstreckt, wobei die Karkassenkorde aus gedrehten organischen Faserfilamenten hergestellt sind, bei denen die Verdrehungszahl größer als 5 und kleiner als 30 Umdrehungen/10 cm ist.

Damit ist die Biegefestigkeit und die Bruchfestigkeit des Karkassenkords erhöht. Demgemäß kann die benötigte Karkassen­ festigkeit sogar dann erreicht werden, wenn der Karkassen­ korddurchmesser, die Anzahl der Korde und die Anzahl der La­ gen im Vergleich zu herkömmlichen Korden verkleinert wird. Das Reifengewicht und die Reifenfestigkeit kann verbessert werden.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun bei­ spielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Radialluft­ reifens gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht eines Beispiels eines Karkassenkords ist,

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht eines an­ deren Beispiels eines Karkassenkords ist,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Radialluftrei­ fens gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Wulstteils eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 6 ein Diagramm darstellt, welches die Deforma­ tion eines Reifens erläutert und

Fig. 7(a) bis (e) Querschnittsansichten sind, die die nach oben umgebogene Karkassenstruktur von Testreifen zeigen.

In den Figuren umfassen die Radialluftreifen 1A, 1B einen Laufflächenteil 2, zwei axial beabstandete Wulstteile 4, zwei Seitenwandteile 3, die sich zwischen den Laufflächenkan­ ten und den Wulstteilen erstrecken, zwei Wulstkerne 5, von denen jeweils einer in einem Wulstteil 4 angeordnet ist, eine Karkasse 6, die sich zwischen den Wulstteilen 4 er­ streckt, und einen Gürtel 8, der radial außerhalb der Karkas­ se 6 und innerhalb einer Gummilauffläche angeordnet ist.

Der Reifen weist ein Aspektverhältnis von weniger als 70% auf, welches als Verhältnis der Reifenquerschnittshöhe zur Reifenquerschnittsbreite definiert ist.

In den Fig. 1 und 4 ist der Reifen auf einer normalen Felge R montiert und auf seinen regulären Innendruck aufgeblasen, aber nicht durch eine Reifenlast belastet. Hierbei ist die normale Felge R eine Felge, die offiziell durch JATMA (Ja­ pan), TRA (USA) und ETRTO (Europa) für den Reifen zugelassen worden ist, und der normale Innendruck und eine normale Last sind der Maximalluftdruck bzw. die maximale Reifenlast für den Reifen die offiziell in Luftdruck/Maximallast-Tabel­ len von den gleichen Vereinigungen angegeben werden.

Die Karkasse 6 umfaßt zumindest eine Lage 7 aus Karkassen­ korden 10, die unter einem Winkel von 85 bis 90° hinsicht­ lich des Reifenäquators CO liegen und um die Wulstkerne 5 nach oben umgebogen sind, um einen Hauptteil 11 zu bilden, der sich zwischen den Wulstteilen 4 und zwei nach oben umge­ bogenen Teilen 12 erstreckt.

Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Karkassenkords 10, bei dem der Karkassenkord 10 eine große Anzahl von Fasern um­ faßt, die zusammengedreht sind. Jede Faser 16 in diesem Bei­ spiel ist ein organisches Faserfilament 15, beispielsweise Polyester, Rayon, Nylon und dergleichen.

Die Kordverdrehung N der Faser ist größer als 5 und kleiner als 30 pro 10 cm, was eine starke Reduzierung im Vergleich zu herkömmlichen Karkassenkorden darstellt.

Dementsprechend erhöht sich die Kordbruchfestigkeit im Ver­ gleich mit einem herkömmlichen Kord mit gleichem Durchmesser und gleichem Material, und die Reifenfestigkeit kann erhöht und eine Karkassengewichtsreduktion kann erreicht werden.

Wenn die Kordverdrehung N nicht mehr als 5 beträgt, wird die Dehnbarkeit des Karkassenkords 10 übermäßig erniedrigt und die Gürtelverlängerung während der Reifenvulkanisation ist klein. Als Folge gehen die Reifenformgenauigkeit und Laufsta­ bilität verloren.

Andererseits zeigt der Kord, wenn die Kordverdrehung N nicht weniger als 30 ist, keine wirksame Verbesserung in der Bie­ ge- und der Bruchfestigkeit, und es ist schwierig, eine Rei­ fengewichtsreduktion zu erreichen.

Vorzugsweise beträgt die Kordverdrehung N zwischen 10 und 25.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Karkassenkords 10, bei dem der Karkassenkord 10 eine kleine Anzahl (zwei) von miteinander verdrehten Strängen 16 umfaßt. Jeder Strang 16 in diesem Beispiel ist aus einer großen Anzahl von organi­ schen Faserfilamenten 15 zusammengesetzt, beispielsweise Polyester, Rayon, Nylon und dergleichen.

Die Kordverdrehung N2 und die Strangverdrehung N1 betragen mehr als 5 und weniger als 30 pro 10 cm.

Vorzugsweise ist die Korddrehrichtung die gleiche wie die Strangdrehrichtung, um den Energieverlust des Kords zu ver­ mindern.

Jeder der oben genannten Wulstteile 4 ist zwischen dem Haupt­ teil 11 und jedem nach oben umgebogenen Teil 12 mit einem Wulstapex 9 vorgesehen, der sich verjüngend radial außerhalb des Wulstkerns 5 erstreckt.

Der Wulstapex 9 ist aus einer hochelastischen Modulgummikom­ ponente mit einem komplexen Elastizitätsmodulus E von nicht weniger als 1962 N/cm² (200 kgf/cm²) hergestellt, und eine JIS A Härte von 65 bis 95 wird verwendet, um die Reifensei­ tensteifheit zu erhöhen. Weiter weist der Wulstapex 9 eine radial äußere Kante auf, die an einer Position radial außer­ halb einer radial äußeren Kante eines Felgenflansches FR en­ det und radial innerhalb des Reifenmaximalbreitenpunkts Q, bei dem die Querschnittsbreite des Reifens im Seitenwandteil 3 maximal wird.

Andererseits, wenn die Anzahl der Drehungen verringert wird, nimmt die Widerstandfähigkeit hinsichtlich von Druckermüdun­ gen des Kords ab.

Weiter biegt sich der Wulstteil 4 axial nach außen, wenn ein Reifen durch seine Last deformiert wird, wie in Fig. 6 ge­ zeigt ist, und eine große Druckbelastung wird in einem Be­ reich P axial außerhalb eines Wulstapexes 9 und radial au­ ßerhalb eines Felgenflansches FR erzeugt. Somit werden die Karkassenkorde wiederholt einer Druckbelastung ausgesetzt, wenn sie in solch einem Bereich P angeordnet sind, und die Karkassenkorde werden gebrochen.

Beim ersten Beispielreifen 1A in Fig. 1 ist die Karkasse 7 aus einer inneren Karkassenlage 7a und einer äußeren Karkas­ senlage 7b zusammengesetzt, wobei beide um die Wulstkerne von der axialen Innenseite zur Außenseite des Reifens nach oben umgebogen sind. Die innere Karkassenlage 7a weist einen Hauptteil 11a und zwei nach oben umgebogene Teil 12a auf, und die äußere Karkassenlage 7b weist einen Hauptteil 11b und zwei nach oben umgebogene Teile 12b auf.

Die radialen Höhen h1a, h1b der radialen äußeren Kanten der nach oben umgebogenen Teile 12a, 12b gemessen von der Wulst­ basislinie L, werden kleiner gewählt als die radiale Höhe h2 der radial äußeren Kante des Felgenflansches FR, gemessen von der Wulstbasislinie L. Dadurch werden die Karkassenkorde 10 von solch einer Druckbelastung befreit, und die Reifen­ lebensdauer kann erhöht werden.

Beim zweiten Beispielreifen 1B in Fig. 4 ist die Karkasse 7 aus einer inneren Karkassenlage 7a und einer äußeren Karkas­ senlage 7b zusammengesetzt, wobei beide um die Wulstkerne von der axialen Innenseite zur Außenseite des Reifens umgebo­ gen werden.

Die innere Karkassenlage 7a weist einen Hauptteil 11a und zwei nach oben umgebogene Teile 12a auf und die äußere Kar­ kassenlage 7b weist einen Hauptteil 11b und zwei nach oben umgebogene Teile 12b auf.

Jeder nach oben umgebogene Teil 12a von einer der Karkassen­ lagen 7a und 7b erstreckt sich radial nach außen über die radial äußere Kante des Wulstapexes 9 entlang der axial äuße­ ren Oberfläche des Wulstapexes 9, um so die axiale äußere Oberfläche S des Wulstapexes 9 vollständig abzudecken.

Eine Verstärkungslage 21 ist zwischen den axial äußeren Ober­ flächen S des Wulstapexes 9 und der benachbarten Karkassen­ lage (in diesem Beispiel der nach oben umgebogene Teil 12a) angeordnet, um die darin angeordneten Karkassenkorde vor einer Druckbelastung zu schützen.

Fig. 5 zeigt ein drittes Beispiel einer Karkasse 7, bei der die Karkasse 7 aus einer inneren Karkassenlage 7a und einer äußeren Karkassenlage 7b zusammengesetzt ist.

Die innere Karkassenlage 7a ist um die Wulstkerne von der axialen Innenseite zur Außenseite des Reifens nach oben um­ gebogen, um einen Hauptteil 11a und zwei nach oben umgeboge­ ne Teile 12a zu erhalten. Die radiale Höhe h1a des nach oben umgebogenen Teils 12a ist kleiner als die radiale Höhe h2 des Felgenflansches FR.

Die äußere Karkassenlage 7b ist um den Wulstkern von der axialen Außenseite zur Innenseite des Reifens nach oben umge­ bogen, um einen Hauptteil 11b und zwei nach oben umgebogene Teile 12b zu erhalten.

Der Hauptteil 11b erstreckt sich entlang und benachbart zur axial äußeren Oberfläche S des Wulstapexes 9, um den nach oben umgebogenen Teil 12a vollständig abzudecken.

Eine Verstärkungskordlage 21 ist zwischen der axial äußeren Oberfläche S und der benachbarten Karkassenlage (in diesem Beispiel der Hauptteil 11b) angeordnet, um die darin enthal­ tenen Karkassenkorde vor einer Druckbelastung zu schützen.

Die Verstärkungskordlage 21 in den Fig. 4 und 5 ist aus zu­ mindest einer Lage von Verstärkungskorden zusammengesetzt, die benachbart der Oberfläche S des Wulstapexes 9 angeordnet sind.

Für die Verstärkungskorde werden druckresistente Korde ver­ wendet, beispielsweise Stahlkorde und dergleichen.

Die Verstärkungskorde werden unter einem Winkel von 40 bis 90° hinsichtlich der Reifenumfangsrichtung gelegt, um so eine Widerstandsfähigkeit für eine Druckbelastung in der radialen Richtung des Reifens zu schaffen.

Die Verstärkungskordlage 21 erstreckt sich radial außerhalb des Wulstteils über die radial äußere Kante des Wulstapexes Q und die radiale Höhe h3 der radial äußeren Kante liegt im Bereich der 0,6 bis 1,0-fachen radialen Höhe h4 des Punktes Q der maximalen Reifenbreite, wobei beide von der Wulstbasis­ linie L gemessen werden. Die Verstärkungskordlage 21 weist eine radial innere Kante auf, die bei einer radialen Höhe h5 angeordnet ist, welche im wesentlichen gleich oder geringer als die radial äußere Kante des Felgenflansches FR ist. In diesem Beispiel ist h5 geringfügig kleiner als h2. Durch Be­ reitstellen der Verstärkungskordlage 21 wird die Steifheit des Wulstteils erhöht, und die Druckbelastung, welcher die benachbarten Karkassenkorde ausgesetzt sind, wird abge­ schwächt, um die Wulsthaltbarkeit zu verbessern.

Testreifen, deren Beschreibung in den Tabellen 1 und 2(a)- (b) gegeben sind, wurden vorbereitet und auf Haltbarkeit, Seitenfederkonstante, Steuerstabilität und Reifengewicht getestet.

Im Haltbarkeitstest wurde jeder Testreifen auf eine normale Felge montiert, auf seinen regulären Innendruck aufgeblasen, mit 200% seiner Normallast belastet und dann über 6000 km bei einer konstanten Geschwindigkeit von 60 km/h kontinuier­ lich gefahren.

Die Steuerstabilität wurde von dem Fahrer in fünf Gruppen eingeteilt. (Je größer der Index, desto besser die Steuersta­ bilität.)

Wie oben beschrieben, werden in dem Radialluftreifen der vorliegenden Erfindung die organischen Faserfilamentkorde, bei denen die Verdrehung mehr als 5 und weniger als 30 Um­ drehungen/10 cm beträgt, in der Karkasse verwendet. Damit erhöht sich die Biegefestigkeit und die Bruchfestigkeit im Vergleich mit herkömmlichen Korden, was dazu beiträgt, das Karkassengewicht und die Laufeigenschaft des Reifens zu verbessern.

Tabelle 1

Tabelle 2(a)

Tabelle 2(b)

Claims (8)

1. Radialluftreifen mit einem Laufflächenteil, zwei axial be­ abstandeten Wulstteilen mit einem Wulstkern, zwei Seiten­ wandteilen, einer Karkasse mit einer Karkassenlage von ra­ dial angeordneten Korden, die sich zwischen den Wulsttei­ len erstrecken und um die Wulstkerne nach oben umgebogen sind, um einen Hauptteil und zwei nach oben umgebogene Teile zu bilden, und einem Wulstapex, der zwischen dem Hauptteil und jedem nach oben umgebogenen Teil in jedem Wulstteil angeordnet ist, wobei der Wulstapex sich radial außerhalb des Wulstkerns erstreckt und die Karkassenkorde aus verdrehten organischen Faserfilamenten hergestellt sind, wobei die Korddrehung mehr als 5 und weniger als 30 Umdrehungen/10 cm beträgt.

2. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem die nach oben umgebogenen Teile der Karkassenlage von der axialen Innen­ seite zur axialen Außenseite des Reifens nach oben umgebo­ gen sind und die radiale Höhe der radial äußeren Kante der nach oben umgebogenen Teile geringer ist als die ra­ diale Höhe einer radial äußeren Kante eines Flansches einer regulären Felge für den Reifen, wobei beide von der Wulstbasislinie gemessen sind.

3. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Karkasse Karkassenkorde aufweist, die benachbart der axial äußeren Oberfläche des Wulstapexes angeordnet sind, und eine Ver­ stärkungskordlage ist zwischen der axial äußeren Oberflä­ che des Wulstapexes und den benachbarten Karkassenkorden angeordnet, wobei sich die Verstärkungskordlage radial außerhalb des Wulstteils erstreckt und die radiale Höhe h3 der radial äußeren Kante der Verstärkungskordlage nicht weniger als das 0,6- und nicht mehr als das 1,0-fa­ che der radialen Höhe h4 der Maximalreifenbreitenposition beträgt.

4. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem jeder der Kar­ kassenkorde aus einer großen Anzahl von organischen Faser­ filamenten zusammengesetzt ist, die mit einer Verdrehungs­ zahl von mehr als 5 und weniger als 30 Umdrehungen/10 cm zusammengedreht sind.

5. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem jeder Karkassen­ kord aus einer Vielzahl von Strängen zusammengesetzt ist, die mit einer Verdrehungszahl von mehr als 5 und weniger als 30 Umdrehungen/10 cm zusammengedreht sind, wobei je­ der Strang aus einer großen Anzahl von organischen Faser­ filamenten zusammengesetzt ist, die mit einer Verdrehungs­ zahl von mehr als 5 und weniger als 30 Umdrehungen/10 cm zusammengedreht sind.

6. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Karkasse aus nur zwei Lagen zusammengesetzt ist, die um die Wulst­ kerne von der axialen Innenseite zur Außenseite des Rei­ fens umgebogen sind, und die radial äußeren Kanten der nach oben umgebogenen Teile von jeder der zwei Karkassen­ lagen radial innerhalb der radial äußeren Kante eines Flansches einer regulären Felge für den Reifen angeordnet sind.

7. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Karkasse eine Lage umfaßt, die um die Wulstkerne von der axialen Innenseite zur Außenseite des Reifens nach oben umgebogen ist, und jeder nach oben umgebogene Teil der Karkassen­ lage erstreckt sich radial außerhalb entlang der axial äußeren Oberfläche eines jeden Wulstapexes, und eine Ver­ stärkungskordlage ist zwischen der axial äußeren Oberflä­ che eines jeden Wulstapexes und dem nach oben umgebogenen Teil der Karkassenlage angeordnet.

8. Radialluftreifen nach Anspruch 1, bei dem die Karkasse aus einer inneren Lage, die um die Wulstkerne von der axialen Innenseite zur Außenseite des Reifens nach oben umgebogen ist, und einer äußeren Lage zusammengesetzt ist, die um die Wulstkerne von der axialen Außenseite zur Innenseite des Reifens nach oben umgebogen ist, und wobei die radial äußeren Kanten der nach oben umgebogenen Teile der inneren Karkassenlage radial innerhalb der radial äußeren Kante eines Flansches einer regulären Felge für den Reifen angeordnet sind und eine Verstärkungskordlage zwischen der axial äußeren Oberfläche eines jeden Wulst­ apexes und dem Hauptteil der äußeren Karkassenlage angeordnet ist.