DE69106926T2

DE69106926T2 - Radialluftreifen.

Info

Publication number: DE69106926T2
Application number: DE69106926T
Authority: DE
Inventors: Munenori Iuchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1991-04-29
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-04-30
Also published as: JPH0415106A; DE69106926T3; EP0455454A1; CA2041141A1; US5396941A; EP0455454B2; EP0455454B1; DE69106926D1; AU7539691A; AU638125B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit einem Gürtel versehenen Radialreifen, der in der radialen Unrundheit (RRO) verbessert und in der Lage ist, die Leistungsfähigkeit zu verbessern.
Oft ist ein Radialreifen mit einer Gürtelverstärkung versehen, die einen Breaker A und ein Band oder eine Bandage B umfaßt, worin die Bandkorde im allgemeinen parallel zur Umfangsrichtung des Reifens gelegt und im Gegensatz dazu die Breakerkorde bezüglich der Umfangsrichtung geneigt sind.
Derartige Gürtelverstärkungen sind in den Figuren 9-11 gezeigt. Figur 9 zeigt ein Vollband B, das aus einer Lage voller Breite besteht. Figur 10 zeigt ein Kantenband B, das aus einem Paar von Kantenlagen besteht. Figur 11 zeigt ein Kombinationsband B, das aus einer Lage b1 voller Breite und einem Paar von Kantenlagen b2 besteht.
Die Kantenlagen bewirken eine Erhöhung der Ringkraft an den Breakerkanten und demgemäß ein Verhindern von Lagenkantenablösen und -abtrennen.
Gewöhnlich wird eine derartige Bandlage durch Wickeln eines Lagenmaterials mit der gleichen Breite wie seine Fertigstellungsbreite um die Karkasse herum gebildet, und die Enden der Lage werden jeweils um ein bestimmtes Ausmaß an einer in Figur 12 gezeigten Verbindung J überlappt. Demgemäß werden die Dicke und die Steifigkeit an der Verbindung J erhöht, die RRO (radiale Unrundheit) des Reifens erhöht und ferner die Reifengleichförmigkeit gestört.
Um diese Probleme zu überwinden, kann ein verbindungsloses Band verwendet werden, um jedoch, wie in Figur 16 gezeigt, eine Kantenlage an jeder Kante eines Breakers zu bilden, wenn ein Streifen T separat an jeder Breakerkante gewickelt wird, neigt der gewickelte Streifen dazu, da die Anzahl von Wicklungen oder Windungen in jeder Lage klein ist und beide Enden des Streifens frei sind, gelöst zu werden und sich während des Reifenvulkanisierungsprozesses aufgrund der erhöhten Kordspannung zu bewegen, und demgemäß weist die fertiggestellte Lage eine ungleichmäßige Dickenverteilung auf, welche die RRO erhöht und die Reifengleichförmigkeit zerstört.
Andererseits sind verschiedene Typen verbindungsloser Bänder vorgeschlagen worden.
Um ein Band wie das oben erwähnte Band B voller Breite in Figur 9 zu bilden, offenbart die japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung (JITSUYO-KOKAI), Nr. 61-15604 ein in Figur 13 gezeigtes Band B, worin ein Streifen T spiralförmig unter regelmäßigen Abständen von der einen Kante zur anderen Kante eines Breakers gewickelt ist, wobei die benachbarten Kanten davon leicht überlappt werden. Demgemaß ist der Ringeffekt an den Breakerkantenbereichen, an welchen eine starke Ringkraft erforderlich ist, nicht gesteigert.
In der japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 62-203803 ist ein Band B mit einer Doppelschichtstruktur an der Kante eines Breakers A wie das in Figur 11 gezeigte Band B offenbart, worin ein Streifen T mit 1 bis 8 Verstärkungskorden gewickelt ist und dabei ein Breaker A überquert wird, wie in Figur 14 gezeigt.
Jedoch wird die Überquerungsrichtung wenigstens zweimal geändert, wie durch die Pfeile in Figur 14 angedeutet, um den Streifen um seinen zuvor gewickelten Abschnitt zu wickeln.
Daher wird es schwierig, ein Band mit den notwendigen Dimensions- und Positionsgenauigkeiten zu schaffen, und ferner ist die Leistungsfähigkeit herabgesetzt.
Ferner offenbart die erteilte japanische Patentveröffentlichung (KOUKOKU) Nr. 1-278803 (entsprechend der EP-A-0 333 628) ein Band B, welches ebenfalls durch Wickeln eines Streifens T um einen Breaker A gebildet ist, worin der Streifen überlappt wird, wie in Figur 15 gezeigt. In einem zentralen Bereich beträgt der Überlapp 50% der Streifenbreite und wird auf 75% in den Seitenbereichen erhöht. Demgemäß weist das Band eine Doppelschichtstruktur sogar im zentralen Bereich auf, was sowohl eine übermäßige Erhöhung in der Ringkraft im zentralen Bereich als auch eine Abnahme in der Kurvenfahrleistung ergibt. Ferner nimmt das Reifengewicht zu.
Ein Reifen mit einem Band, das durch Wickeln eines Streifens um einen Breaker gebildet wird, um eine in den Seitenteilen überlappte Schicht zu bilden, wird durch die Patentveröffentlichung DE-36 29 955 offenbart.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Radialreifen mit einer Gürtelverstärkung zu schaffen, welche einen Breaker und ein Band mit Kantenlagen umf aßt, in welchem die oben erwähnten Probleme, insbesondere die Probleme von RRO und Gleichförmigkeit gelöst sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Radialreifen eine Karkasse, die sich zwischen Wulstabschnitten durch Seitenwandabschnitte und einen Laufflächenbereich erstreckt, mit wenigstens einer Lage radial angeordneter Korde, die um Wulstkerne herum umgeschlagen sind, und einen Gürtel, der radial außerhalb der Karkasse und innerhalb der Lauffläche angeordnet ist und aus einem Breaker und einem Band besteht, wobei der Breaker wenigstens zwei Lagen von Korden umfaßt, die bezüglich des Reifenäquators geneigt sind, so daß die Korde in jeder Lage die Korde in der nächsten Lage kreuzen, das Band auf der radial äußeren Seite des Breakers angeordnet ist und einen Streifen paralleler organischer Faserkorde umf aßt, die in einem Obergummi eingebettet sind, der Streifen spiralförmig und kontinuierlich um den Breaker herum von seiner einen Kante zur anderen Kante gewickelt ist, und sich die Wicklungsabstände des Streifens in der axialen Richtung des Reifens ändern, so daß die Abstände kleiner in Seitenbereichen des Breakers als in einem zentralen Bereich sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der organischen Faserkorde in dem Streifen in dem Bereich von 10 bis 25 liegt, das Obergummi des Streifens eine Gummi zusammensetzung ist, die 30 bis 95 Gewichtsteile Naturkautschuk und 5 bis 70 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk enthält, die Abstände in den Seitenbereichen im wesentlichen die Hälfte der Streifenbreite betragen, und die Abstände in dem zentralen Bereich nicht kleiner als die Streifenbreite sind, worin die Breite des zentralen Bereichs das 1/3- bis 1/1,5-fache der Breakerbreite beträgt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 eine Schnittansicht ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Figur 2 eine Schnittansicht ist, die das Band davon zeigt,
Figuren 3 - 5 Schnittansichten sind, die jeweils ein weiteres Beispiel des Bands zeigen,
Figur 6 eine Schnittansicht ist, die einen Bandstreifen zeigt,
Figur 7 ein Diagramm ist, welches die RRO (radiale Unrundheit) eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Figur 8 ein Diagramm ist, welches die RRO (radiale Unrundheit) eines herkömmlichen Reifens zeigt,
Figuren 9 - 11 Schnittansichten sind, die herkömmliche Bandstrukturen zeigen,
Figur 12 ein Diagramm ist, welches eine Verbindung der Gürtellage in dem herkömmlichen Reifen zeigt,
Figuren 13 - 15 Schnittansichten sind, die einen Reifen nach dem Stand der Technik zeigen, und
Figur 16 eine Schnittansicht zur Erläuterung eines möglichen Verfahrens zur Wicklung eines Streifens ist.
Nach den Figuren 1 und 2 umfaßt ein Radialreifen 1 ein Paar von Wulstkernen 5, die einer in jedem Wulstabschnitt 4 des Reifens angeordnet sind, und eine Karkasse 6, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch einen Laufflächenabschnitt 2 und Seitenwandabschnitte 3 des Reifens erstreckt und um die Wulstkerne 5 herum von der Innenseite zur Außenseite des Reifens umgeschlagen ist. Die Lauffläche 2 ist radial außerhalb der Karkasse angeordnet, und eine Gürtelverstärkung ist zwischen der Karkasse und der Lauffläche angeordnet und umfaßt einen Breaker 7, der radial außerhalb der Karkasse 6 angeordnet ist, und ein Band 9, das auf der radial äußeren Seite des Breakers 7 angeordnet ist.
Die Karkasse 6 besteht aus wenigstens einer Lage von Korden, die radial unter 70 bis 90 Grad bezüglich des Reifenäguators angeordnet sind.
Für die Karkassenkorde können anorganische Faserkorde, z. B. Stahl oder Glas, oder organische Faserkorde, z. B. Nylon, Polyester, Seide, aromatisches Polyamid oder dergleichen verwendet werden.
Der Breaker 7 in dieser Ausführungsform umf aßt zwei Lagen 7a und 7b paralleler Korde. Die radial innere Lage 7a weist eine axiale Breite im wesentlichen gleich der Laufflächenbreite zwischen den Kanten (a) der Lauffläche 2 auf. Die radial äußere Lage 7b weist eine schmalere Breite als die innere Lage 7a auf. Daher ist die innere Lage 7a wirksam mit vorstehenden Abschnitten 10 von den Kanten b der äußeren Lage 7b zu den Kanten c1 und c2 der Breakeranordnung versehen.
Die Breakerlagen 7a und 7b bestehen aus Hochmodulkorden, z. B. Stahlkorden, aromatischen Polyamidkorden oder dergleichen, und die Korde in jeder Lage sind parallel zueinander angeordnet und unter spitzen Winkeln bezüglich des Reifenäquators C geneigt, um die Korde in der nächsten Lage zu kreuzen und somit nicht Richtungscharakteristiken im Reifen von dem Breaker zu schaffen und den notwendigen Verstärkungseffekt und Ringeffekt des Breakers zu schaffen.
Im Breaker ist jede Lage 7a und 7b durch ein herkömmliches Verfahren gebildet, das heißt, indem um eine Karkasse ein Lagenmaterialstreifen mit einer Breite gleich der Breite der fertiggestellten Lage gewickelt ist.
Das Band 10 hingegen ist gebildet, indem spiralförmig und kontinuierlich ein schmaler Bandstreifen T um die Breaker 7a, 7b herum gewickelt wird. Das Wickeln geschieht von der einen Kante zur anderen Kante davon, wie in der Ausführungsform in den Figuren gezeigt, und zwar von der linken Kante c1 zur rechten Kante c2 der inneren breiten Lage 7a des Breakers 7.
Wie in Figur 6 gezeigt, umfaßt der Bandstreifen T Verstärkungskorde 12, die parallel zueinander gelegt sind, und ein Obergummi 13, in welchem die Verstärkungskorde 12 eingebettet sind. Die Korde sind in der Breitenrichtung des Streifens in einer Linie angeordnet und voneinander um einen schmalen Abstand beabstandet.
Der Spiralwicklungsabstand P des Bandstreifens T ändert sich zwischen einem zentralen Bereich 7A und Seitenbereichen 7B, wobei der zentrale Bereich 7A auf dem Reifenäquator C zentriert ist und die Breite davon das 1/3- bis 1/1,5-fache der vollen Breakerbreite beträgt, welche die axiale Breite zwischen den Kanten c1 und c2 der inneren breiten Lage 7a darstellt. In dem zentralen Bereich 7A sind die Spiralabstände PB derart, daß die Räume 1 zwischen den axial benachbarten Teilen des gewickelten Streifens T in dem Bereich von 30 bis 100 mm festgelegt sind.
In jedem der Seitenbereiche 7B sind die Spiralabstände PA auf im wesentlichen die halbe Breite der Bandstreifenbreite w eingestellt, wobei die Abstände PA kleiner als die Abstände PB im zentralen Bereich sind und "im wesentlichen die halbe Breite" bedeutet W/2 plus oder minus 50 %. Demgemäß wird ein Kantenband wie das in Figur 10 gezeigte gebildet.
In diesem Beispiel ändern sich die Spiralabstände P lediglich in einem Übergangsbereich, der zwischen dem zentralen Bereich 7A und jedem der Seitenbereiche 7B ausgebildet ist.
Vorzugsweise bedeckt das Band 9 die gesamte Breite der Seitenbereiche 7B des Breakers 7. Demgemäß ist an den Kanten c1 und c1 des Breakers der Streifen T vollständig zu den Kanten c1 und c2 gewickelt, das heißt, die erste Windung und die letzte Windung des Streifens sind entlang der jeweiligen Kanten ausgeführt.
Beim Wicklungsprozeß kann an der Startkante und der Stoppkante der Streifen T von den Kanten c1 und c2 um beispielsweise eine halbe Streifenbreite oder den Abstand PA vorstehen, und die vorstehenden Abschnitte 15 (wie in Figur 5 gezeigt) können abgeschnitten werden, können jedoch ungeschnitten belassen werden.
Die Anzahl von verstärkungskorden im Streifen T liegt im Bereich von 10 bis 25, wodurch der Streifen eine geeignete Breite für die Wicklungsarbeit aufweist, welche eine sanfte Änderung in den Wicklungsabständen gestattet. Wenn die Anzahl weniger als 10 beträgt, ist die Breite w des Streifens T zu klein und die Wicklungsarbeitseffizienz gering, und ferner neigt die Dimensionsgenauigkeit des Bands dazu, verloren zu gehen. Wenn die Anzahl mehr als 25 beträgt, ist die Breite w zu groß, und es ist wahrscheinlich, daß der Streifen in den oben erwähnten Übergangsbereich gefaltet wird, was eine geringe Arbeitseffizienz ergibt.
Die Breite w des Streifens T liegt im Bereich von 10 bis 30 mm, vorzugsweise 12 bis 25 mm.
Vorzugsweise ist die Dicke t des Streifens in dem Bereich von 0,5 bis 1,0 mm festgelegt.
Um den Steifigkeitsunterschied zwischen dem steifen Breaker und dem Laufflächengummi zu reduzieren, werden organische Faserkorde mit einer Zugfestigkeit von nicht mehr als 100 kgf/mm², beispielsweise Nylonkorde, Polyesterkorde oder dergleichen, für die Verstärkungskorde 12 verwendet.
Insbesondere Nylonkorde, welche eine Wärmeschrumpfcharakteristik aufweisen, werden vorzugsweise verwendet, weil die Ringkraft des Bands auf dem Breaker 7 dann im Reifenvulkanisierungsprozeß erhöht wird.
In diesem Fall werden vorzugsweise 66-Nylon-Korde verwendet, deren Korddicke, durch JIS-L1017 spezifizierte Dehnung und Elastizitätsmodul jeweils 1000d/2 bis 1500d/2, 8 bis 10 % und 4 bis 10 x 10&sup4; kgf/cm² betragen.
Ferner können für das Obergummi des Streifens verschiedene Gummizusammensetzungen verwendet werden, jedoch wird eine Zusammensetzung, die 30 bis 95 Gewichtsteile Naturkautschuk (NR) und 5 bis 70 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) enthält, vorzugsweise verwendet, weil eine derartige Zusammensetzung eine gute Festigkeit und Dauerhaftigkeit gegen wiederholte Deformation aufweist und der Temperaturanstieg aufgrund des Hystereseverlusts in Betrieb des Reifens gut gesteuert ist. Zwei Rezepturen für ein derartiges Obergummi sind in Tabelle 1 angegeben. TABELLE 1 Kohlenstoffruß Schwefel Antioxidationsmittel Beschleuniger Stearinsäure Zinkoxid
Figur 3 zeigt eine Modifizierung des Bands 9, in welchem die Spiralabstände PA im zentralen Bereich 7A auf einen Wert entsprechend der Streifenbreite w verringert sind, während die Abstände PB in den Seitenbereich 7B unverändert bei einer halben Breite w/2 belassen werden. In diesem Fall wird daher eine Doppelschichtstruktur in den Seitenbereichen 7B und eine kontinuierliche Einzelschichtstruktur in den zentralen Bereichen 7A gebildet.
Nach den Figuren 1, 2 und 3 sind die Bänder 9 mit dem Breaker 7 kombiniert, der aus lediglich den Lagen 7a und 7b mit geschnittenen Enden besteht, deren Kanten geschnitten und belassen sind, wie sie sind. Jedoch kann das Band 9 mit einem Breaker 7 kombiniert sein, der wenigstens eine gefaltete Lage 7c einschließt, deren Kanten radial nach außen oder radial nach innen gefaltet sind, wie in Figur 4 gezeigt. Ferner kann es, wie in Figur 5 gezeigt, mit einem Breaker 7 kombiniert sein, der ein Paar schmaler Kantenlagen 7d aufweist, welche die Kanten der Lagen voller Breite bedecken.
Die Seitenkanten des Bands 9 können mit den Kanten c1 und c2 des Breakers 7 ausgerichtet sein, sie können jedoch von den Kanten c1 und c2 um eine kleine Breite x vorstehen, um vorstehende Abschnitte 15 zu bilden, wie in Figur 5 gezeigt.
Figur 7 zeigt die RRO (radiale Unrundheit) eines P215/60R15- PKW-Reifens gemäß der Erfindung mit der in Figur 3 gezeigten Gürtelstruktur. In diesem Arbeitsbeispielreifen waren fünfzehn Nylonkorde im Obergummi eingebettet, die Breite des Streifens betrug 15 mm und die Breite des zentralen Bereichs 7A betrug 1/2 der Breakerbreite L.
Figur 8 zeigt die RRO (radiale Unrundheit) eines Referenzreifens mit einem herkömmlichen Gürtelaufbau, in welchem die Bandlage eine Überlappverbindung an den Umfangsenden aufweist, wie in Figur 12 gezeigt.
Wie oben erläutert, wird in der vorliegenden Erfindung das Band gebildet, indem ein Streifen spiralförmig und kontinuierlich von der einen Kante zur anderen Kante des Breakers gewickelt wird. Daher ist die Dickenvariation des Bands in der Umfangsrichtung des Reifens lediglich an den zwei kleinen Punkten des Startendes und des Stoppendes des Streifens eingeschränkt, und die Gleichförmigkeit des Reifens ist verbessert und die RRO reduziert.
Da die Wicklungsabstände auf die Hälfte der Streifenbreite in den Seitenbereichen festgelegt sind, ist ferner das Band mit einer Doppelschichtstruktur versehen, jedoch sind in dem zentralen Bereich die Wicklungsabstände kleiner als diejenigen in den Seitenbereichen. Daher variiert der Ringeffekt des Bands axial des Reifens, um größer in den Seitenbereichen als dem zentralen Bereich zu sein.

Claims

1. Ein Radialreifen (1) mit einer Karkasse (6), die sich zwischen Wulstabschnitten (4) durch Seitenwandabschnitte (3) und einen Laufflächenbereich (2) erstreckt, mit wenigstens einer Lage radial angeordneter Korde, die um Wulstkerne (5), herum umgeschlagen sind, und einem Gürtel, der radial außerhalb der Karkasse (6) und innerhalb der Lauffläche angeordnet ist und aus einem Breaker (7) und einem Band (9) besteht, wobei der Breaker (7) wenigstens zwei Lagen von Korden umfaßt, die bezüglich des Reifenäquators geneigt sind, so daß die Korde in jeder Lage die Korde in der nächsten Lage kreuzen, das Band (9) auf der radial äußeren Seite des Breakers (7a, 7b) angeordnet ist und einen Streifen (T) paralleler organischer Faserkorde (12) umfaßt, die in einem Obergummi (13) eingebettet sind, der Streifen (T) spiralförmig und kontinuierlich um den Breaker herum von seiner einen Kante zur anderen Kante gewickelt ist, und sich die Wicklungsabstände des Streifens (T) in der axialen Richtung des Reifens ändern, so daß die Abstände (P) kleiner in Seitenbereichen (7B) des Breakers als in einem zentralen Bereich (7A) sind, dadurch ge)tennzeichnet, daß die Anzahl der organischen Faserkorde (12) in dem Streifen (T) in dem Bereich von 10 bis 25 liegt, das Obergummi des Streifens (T) eine Gummizusammensetzung ist, die 30 bis 95 Gewichtsteile Naturkautschuk und 5 bis 70 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk enthält, die Abstände (P) in den Seitenbereichen (7B) im wesentlichen die Hälfte der Streifenbreite betragen, und die Abstände (P) in dem zentralen Bereich (7A) nicht kleiner als die Streifenbreite sind, worin die Breite des zentralen Bereichs (7A) das 1/3- bis 1/1,5-fache der Breakerbreite beträgt.

2. Ein Radialreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandkorde (12) 66-Nylon-Korde sind, deren maximale Korddicke, wie in JIS-L1017 spezifizierte Dehnung und Elastizitätsmodul jeweils 1500d/2, 8 bis 10 % und 4 bis 10 X 10&sup4; kgf/cm² betragen.

3. Ein Radialreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandkorde (12) eine Dicke in dem Bereich 1000d/2 bis 1500d/2 aufweisen.

4. Ein Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsabstände (P) in dem zentralen Bereich (7A) derart sind, daß Räume von 30 bis 100 mm zwischen den axial benachbarten Kanten des gewickelten Streifens (T) ausgebildet sind.

5. Ein Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (P) in dem zentralen Bereich (7A) gleich der Streifenbreite sind.

6. Ein Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Streifens (T) in dem Bereich von 10 bis 30 mm liegt.

7. Ein Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Streifens (T) in dem Bereich von 12 bis 25 mm liegt.

8. Ein Radialreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Streifens (T) in dem Bereich von 0,5 bis 1,0 mm liegt.