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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vollreifen,
insbesondere einen sogenannten pneumatisch geformten Vollreifen,
in welchem der Widerstand gegenüber Felgenschlupf verbessert
ist.
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Für industrielle Fahrzeuge, z.B. Gabelstapler, werden
weitgehend Vollreifen verwendet.
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Ein pneumatisch geformter Vollreifen ist einer dieser
Vollreifen. Ein pneumatisch geformter Vollreifen weist eine
ähnliche Profilierung wie gewöhnliche Luftreifen auf und ist
auf der Felge mit derselben Form aufgezogen, welche
ursprünglich für den Luftreifen mit derselben Größe vorgesehen ist.
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Zum Beispiel sind in jeder der japanischen
Patentveröffentlichungen JP-A-6 104 4005 und JP-A-1 083 405 derartige
pneumatisch geformte Vollreifen offenbart, worin der
Reifenhauptkörper aus drei Gummischichten, einer radial innersten
Basisgummischicht, einer radial äußersten Laufflächengummischicht
und einer dazwischenliegenden Polstergummischicht besteht.
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Die Basisgummischicht ist aus einer Gummizusammensetzung
gefertigt, die durch kurze organische Fasercorde verstärkt
ist&sub1; die damit gemischt sind, um den
Kompressionselastizitätsmodul oder die Starrheit zu vergrößern, was bedeutet,
die Eingriffskraft zwischen dem Reifen und der Felge zu
verbessern.
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Weiter erstreckt sich die starre Basisgummischicht über den
radial äußeren Rand des Felgenflansches, und eine
Verstärkungscordschicht ist an einer höheren Position radial
außerhalb
des oben erwähnten äußeren Randes des Felgenflansches
angeordnet.
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Somit ist eine große Eingriffskraft im Anfangszustand des
Reifenlebens geschaffen.
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Wenn jedoch die Basisgummischicht gealtert ist, ist die
Reibung zwischen der Basisgummischicht und der Felge verringert
und das Basisgummivolumen geringfügig herabgesetzt.
Entsprechend ist die Eingriffskraft verringert und als ein Ergebnis
tritt ein Rutschen zwischen dem Reifen und der Felge auf.
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Selbst wenn angenommen wird, daß die Verstärkungscordschicht
eine hoop-Kraft erzeugt, kann die Kraft nicht an der Felge
wirken, weil eine starre Kompressionswiderstandsgummischicht
dazwischen vorhanden ist.
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Entsprechend verhindert eine derartige
Verstärkungscordschicht Felgenschlupf nicht.
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Wenn weiter die Verstärkungscordschicht nahe oder an der
Begrenzung zwischen der starren Basisgummischicht und der
relativ weichen dazwischenliegenden Polstergummischicht
angeordnet ist, tritt manchmal ein Trennungsversagen des
Polstergummis auf.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung einen pneumatisch
geformten Vollreifen zu schaffen, in welchem Felgenschlupf
wirksam verhindert wird, ohne für die Basisgummischicht eine
starre Gummizusammensetzung zu verwenden, die durch kurze
organische Fasercorde oder ähnliche Materialien verstärkt
ist.
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Ein pneumatisch geformter Vollreifen mit Merkmalen nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1 ist beispielsweise aus der
Patentveröffentlichung
FR-A-1 302 223 bekannt. Dieser Reifen weist
eine Basisgummischicht einer Härte von 80-90 Shore A auf,
die durch ein einziges Band aus zwei Lagen von Corden
verstärkt ist, die unter einem Winkel von 5-15º bezüglich der
Reifenumfangsrichtung gelegt sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein pneumatisch
geformt er Vollreifen einen Hauptkörper mit einer ringförmigen
Basisgummischicht zum Eingreifen auf einer Radfelge und
einer radial äußeren ringförmigen Gummischicht, wobei deren
Außenseite eine Laufflächenoberfläche definiert, die radial
außerhalb der Basisgummischicht angeordnet ist, und die
Basisgumutischicht aus einer Gummizusammensetzung gefertigt
ist, in welcher keine kurzen cordartigen oder faserartigen
Verstärkungsmaterialien eingeschlossen sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Basisgummischicht eine JIS(A)-Härte
van 75 bis 90 aufweist, die Dicke der Basisgummischicht
gemessen von der Basislinie zu deren radial äußeren Fläche das
0,3- bis 0,7-fache der Reifenschnitthöhe beträgt und die
Basisgummischicht darin mit einem radial inneren Band und
einem radial äußeren Band versehen ist, wobei jedes der
Bänder wenigstens eine Lage organische Fasercorde umfaßt,
die unter einem Winkel von 0 bis 15 Grad bezüglich der
Reifenumfangsrichtung gelegt sind, die organischen
Fasercorde in jedem Band wärmeschrumpfbare Corde sind, die radialen
Höhen der äußeren und inneren Bänder an deren
Dickenmittellinie im Bereich des 0,1- bis 0,4-fachen der Reifenschnitthöhe
liegen, der radiale Abstand zwischen den Dickenmittellinien
der inneren und äußeren Bänder im Bereich des 0,2- bis 0,3-
fachen der Reifenschnitthöhe liegt und das radial äußere
Band und das radial innere Band voneinander in der radialen
Richtung des Reifens so beabstandet sind, daß nur die
Gummizusammensetzung dazwischen angeordnet ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
detailliert im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die eine
rechte Hälfte eines Vollreifens gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt,
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Fig. 2 eine Graphik ist, die die
Reifen/Felgen-Eingriffskraft als eine Funktion der radialen
Position eines einzigen Bandes zeigt,
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Fig. 3 eine Graphik ist, die das Ausmaß des
Felgenschlupfes als eine Funktion der radialen
Position eines einzigen Bandes zeigt,
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Fig. 4 eine Graphik ist, die die
Reifen/Felgen-Eingriffskraft als eine Funktion der
Lagenanzahl in einem einzigen Band zeigt,
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Fig. 5 eine Graphik ist, die das Ausmaß des
Felgenschlupfes als eine Funktion der Lagenanzahl
in einem einzigen Band zeigt, und
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Fig. 6 eine Graphik ist, die die
Reifen/Felgen-Eingriffskraft und das Ausmaß des
Felgenschlupfes als Funktionen der radialen Positionen
der zwei radial beabstandeten Bander zeigt.
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In Fig. 1 weist ein pneumatisch geformter Vollreifen 1 einen
Hauptkörper 4 auf mit einer ringförmigen Basisgummischicht 2
und einer ringförmigen Laufflächengummischicht 3, die radial
außerhalb der Basisgummischicht 2 angeordnet ist. Der Reifen
1 ist auf einer Felge R aufgezogen gezeigt, welche
ursprünglich
für Luftreifen mit derselben Größe wie der Reifen 1
entworfen ist. Der Reifen wird durch Positionieren der
Basisgummischicht 2 auf der Felgenbasis RS zwischen den
Felgenflanschen RF aufgezogen.
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Die Basisgummischicht 2 ist aus einer Gummizusammensetzung
mit einer JIS(S)-Härte von 75 bis 90 gefertigt, in welcher
keine Verstärkungsmaterialien, wie kurze Fasern, kurze Corde
oder dergleichen gemischt sind.
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Die radiale Höhe TC der Basisgummischicht 2 liegt im Bereich
von 30 bis 70 % der Reifenschnitthöhe TH und ist größer als
die radiale Höhe H des Flansches RF der Felge R, wobei jede
Höhe von der Basislinie BL gemessen ist, welche die gleiche
ist, wie die entsprechende Wulstbasislinie des gewöhnlichen
Luftreifens.
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In dieser Ausführungsform besteht die
Laufflächengummischicht 3 aus einem Polstergummiteil 10, welches ein radial
inneres kreisförmiges Teil ist, das auf und um die radiale
Außenseite der Basisgummischicht 2 herum angeordnet ist, und
einem Laufflächengummiteil 9, welches ein radial äußeres
ringförmiges Teil ist, das auf und um die radiale Außenseite
des Polstergummiteils 10 herum angeordnet ist.
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Wenn die radial äußere Oberfläche des Laufflächengummiteils
9 die Lauffläche bildet, wird eine Gummizusammensetzung mit
einer JIS(A)-Härte von 60 bis 70, und welche im
Schnittwiderstand und Verschleißwiderstand ausgezeichnet ist, für dieses
Laufflächengummiteil 9 verwendet.
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Wenn die Härte kleiner als 60 ist, ist der Schnittwiderstand
und der Verschleißwiderstand nicht gut.
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Wenn die Härte größer als 75 ist, ist die
Griffleistungsfähigkeit des Reifens verschlechtert.
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Für das Polstergummiteil 10 wird eine weiche Gummizusammen-
Setzung mit einer JIS(A)-Härte von 40 bis 65 verwendet. Zum
Beispiel werden Naturkautschuk und Butadiengummi mit 30 bis
50 PHR Ruß vorzugsweise verwendet.
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Die Dicke TB des Polstergummiteils 10 liegt vorzugsweise im
Bereich von 25 bis 50 % der Reifenschnitthöhe TH.
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Durch Vorsehen eines derartigen Polsterteils 10 wird der
Fahrkomfort verbessert.
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Jedoch kann das Polstergummiteil 10 von unter der
Laufflächengummischicht 3 entfernt werden und dabei noch von der
vorliegenden Erfindung gebrauch gemacht werden.
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Die oben erwähnte Basisgummischicht 2 ist darin mit zwei
radial beabstandeten Bändern, einem radial äußeren Band 6 und
einem radial inneren Band 7, versehen.
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Das äußere Band 6 besteht aus wenigstens einer Lage, in
diesem Beispiel zwei Lagen 6A und 6B, von parallelen
organischen Fasercorden.
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Das innere Band 7 besteht aus wenigstens einer Lage, in
diesem Beispiel zwei Lagen 7A und 7B, von parallelen
organischen Fasercorden.
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Die organischen Fasercorde in jeder Lage 6A, 6B, 7A, 7B sind
unter einem Winkel von 0 bis 15 Grad bezüglich der
Reifenumfangsrichtung gelegt.
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Wenn der Cordwinkel größer als 15 Grad ist, wird die
hoop-Kraft ungünstig verringert.
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Vorzugsweise liegen die Cordwinkel des inneren Bandes 7 im
Bereich von 0 bis 5 Grad und im äußeren Band 6 sind die
Cordwinkel größer als jene des inneren Bandes 7. Ebenso
vorzugsweise sind benachbarte Lage bezüglich der Corde gekreuzt.
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Für die Bandcorde werden organische Fasercorde, vorzugsweise
wärmeschrumpfbare Corde, z.B. Nylon, Polyester oder
dergleichen verwendet, und die Bandcorde sind in einer Gummierung
eingebettet, deren 30 %-Modul 40 bis 150 kg/cm² beträgt.
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Die äußeren und inneren Bänder 6 und 7 sind derart
positioniert, daß die radialen Höhen h6 und h7 deren
Lagenmittellinien, gemessen von der Wulstbasislinie BL, im Bereich des
0,1- bis 0,4-fachen der Reifenschnitthöhe TH liegen.
0,4 ≥ h6/TH > h7/TH ≥ 0,1
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Weiter beträgt die radiale Höhe h6 des äußeren Bandes 6
vorzugsweise mehr als das 0,2-fache der Reifenschnitthöhe
TH.
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0,4 ≥ h6/TH > 0,2
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Der Abstand (h6-h7) zwischen den inneren und äußeren Bändern
6 und 7 liegt vorzugsweise im Bereich des 0,2- bis
0,3-fachen der Reifenschnitthöhe TH.
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0,3 ≥ (h6-h7) ≥ 0,2
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Der radiale Abstand TD, gemessen von der radialen äußeren
Fläche S der Basisgummischicht 2 zum äußersten Band 6,
beträgt nicht weniger als 3 %, vorzugsweise 5 bis 10 % der
oben erwähnten Höhe TC der Basisgummischicht 2, wodurch eine
Trennung zwischen der Basisgummischicht und der
Laufflächengummischicht verhindert wird.
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Die Breite W6, W7 jedes Bandes 6, 7 beträgt mehr als 70 %
und weniger als 100 % der Breite des Hauptkörpers 4,
gemessen an der Position des Bandes. Vorzüglicher liegt sie im
Bereich von 75 bis 85 %.
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Durch Aufrechterhalten einer Breite (w) (ungefähr 10 %
Breite) auf jeder Seite des Bandes, wird die Festigkeit des
Hauptkörpers 4 erhalten.
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Übrigens, in dem Fall, wo das Band aus einer Vielzahl von
Lagen zusammengesetzt ist, kann das Band durch Wickeln einer
Vielzahl von Streifen, einer nach dem anderen, oder durch
vielmaliges kontinuierliches Wickeln eines langen Streifens
gebildet werden.
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Weiter kann das Band durch spiralförmiges Wickeln eines
langen schmalen Streifens oder Bandes gewickelt werden, in
welchem ein bis mehrere organische Fasercorde eingebettet
sind.
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Die Fig. 2-4 zeigen die Ergebnisse von Tests, die
durchgeführt wurden, um die Reifen/Felgen-Eingriffskraft und das
Ausmaß des Felgenschlupfes zu messen.
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In den Tests wurde ein Reifenhauptkörper, der aus einer
Basisgummischicht besteht, und eine Laufflächengummischicht,
die nur aus einem Laufflächengummiteil besteht, verwendet.
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Die Dicke (TC) der Basisgummischicht betrug 50 % der
Reifenschnitthöhe (TH), und entsprechend betrug die Dicke der
Laufflächengummischicht auch 50 % der Reifenschnitthöhe
(TH).
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In dem Reifenhauptkörper wurde ein (1) Band verwendet, das
aus wenigstens einer Lage von 1500 d Polyestercorden
bestand, deren Cordzählung 38 Corde/5 cm betrug.
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Mit Verändern der radialen Höhe (h) des Bandes und der
Anzahl der Bandlagen wurde die Reifen/Felgen-Eingriffskraft
und das Ausmaß des Schlupfes gemessen.
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Nach den Testergebnissen waren die bevorzugten Bereiche für
ein einzelnes Band wie folgt:
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die radiale Höhe des Bandes, gemessen von der
Wulstbasislinie zur Banddickenmittellinie liegt im Bereich von 20 bis
% der Reifenschnitthöhe, und die Anzahl der Bandlagen
liegt im Bereich von 2 bis 4.
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Weiter, je kleiner der Bandcordwinkel zur
Reifenumfangsrichtung ist, desto größer ist die hoop-Kraft. Im Fall des
einzigen Bandes ist 0 bis 5 Grad vorzuziehen.
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Fig. 6 zeigt die Ergebnisse ähnlicher Tests, die bezüglich
der Testreifen ausgeführt wurden, in welchen zwei radial
beabstandete Bänder in dem Hauptkörper angeordnet waren. In
Fig. 6 ist die Eingriffskraft durch einen Kreis bezeichnet
und das Ausmaß des Felgenschlupfes ist durch "X" bezeichnet.
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Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse ähnlicher Tests, die
bezüglich Beispielreifen 1-3 gemäß der Erfindung und
Referenzreifen 1-7 durchgeführt wurden.
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Deren Spezifikationen sind auch in Tabelle 1 angegeben.
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Die Reifengröße betrug 7,00-12, und die Felgengröße betrug
5, 00S.
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Für die Bandcorde wurden Polyesterfasercorde verwendet.
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Für die Basisgummischicht des Referenzreifens 4 wurde ein
durch kurze Fasercorde verstärkter Gummi verwendet.
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Die Eingriffskraft wurde als die Maximalkraft zum Aufziehen
des Reifen auf seiner Felge unter Verwendung eines Amsler-
Testers, eines Reifenkompressionstesters, gemessen.
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Die Eingriffskraft wird durch einen Index bezeichnet, auf
der Basis der Annahme, daß ein Beispielreifen 100 ist. Je
größer der Index ist, desto größer ist die Eingriffskraft.
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Unter Verwendung eines Gabelstaplers, an dem der Testreifen
angebracht war, wurde das Umfangsrutschen des Reifens, das
relativ zur Felge während eines 3 Kilometer langen, einer
Acht folgenden Laufes hervorgerufen wurde, als das Ausmaß
des Felgenschlupfes gemessen.
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Bezüglich des Beispielreifens 3 und des Referenzreifens 4
wurde ein Dauerhaftigkeitstest durchgeführt.
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Während ein 2,5 t-Gabelstapler auf einer 50 m Teststrecke
vorwärts und rückwärts fuhr, wurden die Zeit des Rutschens,
als die Dauerhaftigkeit gemessen.
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Die Dauerhaftigkeit wird durch einen Index bezeichnet, auf
der Basis der Annahme, daß der Referenzreifen 4 100 ist. Je
größer der Index ist, desto besser ist die Dauerhaftigkeit.
TABELLE 1
JIS(A)-HÄRTE DER BASISGUMMISCHICHT
BANDCORDWINKEL
BANDLAGENANZAHL
EINGRIFFSKRAFT (INDEX)
FELGENSCHLUPF (INDX)
DAUERHAFTIGKEIT (INDEX)