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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf radiale Luftreifen, und insbesondere
auf einen radialen Luftreifen für Lastwagen und Busse, der für die Verwendung unter einem
hohen Innendruck bestimmt ist, und bei dem Ablösungsausfall an dem Gürtelrand durch eine
spezielle Anordnung der Cordfäden, die den Gürtel bilden, vermieden werden kann.
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Was diesen Typ des Reifens betrifft, so wird in JP-U-48-96259 angegeben, daß ein
Gürtel, der keine Cordfaden-Schnittfläche an seinen Rändern hat, erhalten wird, wenn der
schräg zu der Äquatorebene des Reifens (Ebene, die durch den mittleren Umfang der
Lauffläche geht und senkrecht zu der Drehachse des Reifens ist) angeordnete Cordfaden in
dem Randgebiet des Gürtels umgebogen wird, und sich zickzackförmig in der Umfangsrichtung
des Reifens erstreckt, wodurch das Auftreten von Ablösungsausfall an dem Gürtelrand
vermieden wird.
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Bei einem solchen Gürtel erstreckt sich der Cordfaden an dem Gürtelrand
kontinuierlich in gebogener Form, so daß an dem Gürtelrand keine Cordverschiebung zwischen
den oberen und unteren Cordschichten hervorgerufen wird. Folglich ist die Dehnung an dem
Gürtelrand in der Umfangsrichtung sehr klein, verglichen mit dem herkömmlichen Reifen, der
erhalten wird, wenn mehrere gummigetränkte Cordlagen von vorgegebener Breite so
aufeinanderlaminiert werden, daß sich die Cordfäden der oberen und der unteren Lagen
überkreuzen. Dies ist in dem Fall, in dem Cordfäden mit hoher Festigkeit, wie
Stahlcordfäden und dergleichen verwendet werden, besonders auffällig.
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Andererseits ist der Abstand von der Drehachse des Reifens bis zu der äußeren
Oberfläche der Reifenlauffläche an einem Seitenrand der Lauffläche kleiner als in einem
in der Breitenrichtung mittleren Bereich der Lauffläche. Ein solcher Unterschied bei dem
radialen Abstand ist bei Reifen, die für Lastwagen und Busse bestimmt sind, besonders
groß. In diesem Fall wird an dem Gürtelrand leicht Scherverformung in der Umfangsrichtung
hervorgerufen, wobei diese Scherverformung beim Lauf des Reifens unter Last in dem
Bodenkontaktgebiet des Reifens auftritt. Diese Scherverformung erzeugt eine starkes
Rutschen zwischen der Oberfläche des Laufflächenrandes und der Straßenoberfläche, wodurch
eine vorzeitige Abnutzung des Laufflächenrandes im Vergleich zu dem übrigen Bereich der
Lauffläche, oder eine sogenannte Schulterabnutzung hervorgerufen wird. Gemäß der
herkömmlichen Technik wird daher eine Dehnung in der Umfangsrichtung an dem Gürtelrand
durch eine Laminierung der Gürtellagen, bei der sich die Cordfäden der oberen und unteren
Lagen überkreuzen, sichergestellt, wodurch der radiale Unterschied zwischen dem in der
Breitenrichtung mittleren Bereich und dem Seitenrand der Lauffläche ausgeglichen wird.
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Bei einem Gürtel, der keine Cordfaden-Schnittfläche an dem Gürtel rand hat, wie oben
erwähnt wurde, ist jedoch die Dehnung in der Umfangsrichtung an dem Gürtelrand sehr klein,
wobei eine weitere Dehnung nicht möglich ist, so daß es schwierig ist, den radialen
Unterschied zwischen dem in der Breitenrichtung mittleren Bereich und dem Seitenrand der
Lauffläche auszugleichen, und das Auftreten von Schulterabnutzung nicht vermieden werden
kann. Ein solches Auftreten von Schulterabnutzung ist ein ernsthaftes Problem bei Reifen,
bei denen Ablösungsausfall an dem Gürtelrand durch Verwendung eines Gürtels, der keine
Cordfaden-Schnittfläche an dem Gürtelrand hat, vermieden wird.
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Als Gegenmaßnahme, um die Schulterabnutzung in Grenzen zu halten, wurde außerdem
vorgeschlagen, dem Oberflächenprofil der Lauffläche eine Kronenform zu geben, die einen
großen Krümmungsradius hat, um den radialen Unterschied zwischen dem mittleren Bereich und
dem Seitenrand der Lauffläche klein zu machen. In diesem Fall steigt der Bodenkontaktdruck
an dem Laufflächenrand an, wodurch die Wärmeerzeugung zunimmt, und es daher
unwahrscheinlich ist, daß Ablösungsausfall an dem Gürtelrand hervorgerufen wird.
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In US-A-3310093 wird ein Reifen beschrieben, der dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 entspricht.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, radiale Luftreifen zu verwirklichen, bei denen
das Auftreten von Schulterabnutzung in Grenzen gehalten werden kann, während das Auftreten
von Gürtelrandablösung vermieden wird.
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Gemäß der Erfindung wird ein radialer Luftreifen verwirklicht, aufweisend eine
radiale Karkasse, die sich toroidförmig zwischen zwei Wulstkernen erstreckt, einen Gürtel
und eine Lauffläche, die in der radialen Richtung des Reifens außen auf der Karkasse
angeordnet sind: wobei der Gürtel von einem gummigetränkten Streifen gebildet wird, der
einen oder mehr Cordfäden enthält, die sich von einem der bei den Seitenränder des Gürtels
nach dem anderen Seitenrand bezüglich der Äquatorebene des Reifens schräg erstrecken, und
sich in der Umfangsrichtung der Lauffläche im wesentlichen in Zickzackform kontinuierlich
erstrecken, wobei sie an jedem Seitenrand des Gürtels umgebogen sind; wobei der
Neigungswinkel des Streifens bezüglich der Äquatorebene in jedem der Seitengebiete des
Gürtels vor und nach der Umbiegung an dem Seitenrand verschieden ist; und wobei der
Biegewinkel des Streifens an dem Seitenrand des Gürtels 110-150º beträgt.
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Der hier benutzte Ausdruck "Seitengebiet des Gürtels" bedeutet ein Gebiet, das von
dem Seitenrand des Gürtels bis zu der zweifachen Breite des Streifens reicht.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist der Gürtel mindestens zwei
Gürtelschichten auf, die durch eine Laminierung des Streifens, bei der sich die Cordfäden
der oberen und unteren Bereiche überkreuzen, gebildet wurden, wobei der Neigungswinkel des
Streifens bezüglich der Äquatorebene 5-45º beträgt.
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Die Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, die Folgendes darstellen:
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Die Fig. 1 ist eine schematische radiale Schnittansicht einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Luftreifens.
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Die Fig. 2 ist eine schematische radiale Schnittansicht einer zweiten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Luftreifens.
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Die Fig. 3 ist eine schematische radiale Schnittansicht einer dritten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Luftreifens.
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Die Fig. 4 bis 11 sind schematische abgewickelte Ansichten verschiedener
Ausführungsformen von Gürteln für erfindungsgemäße Reifen.
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Die Fig. 12 bis 19 sind schematische Ansichten, die Zeichnungen für die Bildung
von Gürteln für erfindungsgemäße Reifen veranschaulichen.
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Die Fig. 20a und 20b sind eine schematische abgewickelte Ansicht bzw. eine
partielle vergrößerte Ansicht eines Gürtels, der als Vergleichsbeispiel dient.
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Die Fig. 21 ist ein Schaubild, das einen abgenutzten Zustand der
Laufflächenoberfläche bei jedem Beispiel wiedergibt.
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In den Fig. 1-3 sind Ausführungsformen von erfindungsgemäßen radialen Luftreifen
wiedergegeben, wobei in jedem Fall die Kennziffer 1 eine Karkasse bezeichnet, die sich
toroidförmig zwischen zwei Wulstkernen 2a, 2b erstreckt, und bei den wiedergegebenen
Ausführungsformen aus einer einzelnen gummigetränkten Cordlage besteht. Außerdem sind drei
Wulstbereich-Verstärkungsschichten 3a, 3b außerhalb der Karkasse 1 um jeden der
Wulstbereiche herum angeordnet.
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Weiterhin sind bei dem Reifen der Fig. 1 ein Gürtel 4, eine Gürtel-
Verstärkungsschicht 5, und eine Lauffläche 6 in der angegebenen Reihenfolge in der
radialen Richtung des Reifens außen auf der Karkasse angeordnet. Bei dem Reifen der Fig.
2 ist die Gürtel-Verstärkungsschicht 5 zwischen der Karkasse 1 und dem Gürtel 4
angeordnet, während bei dem Reifen der Fig. 3 die Gürtel-Verstärkungsschicht 5 nicht
verwendet wird.
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Wie in den Fig. 4-11 gezeigt ist, besteht der Gürtel 4 aus einem gummigetränkten
Streifen 8, der mehrere Cordfäden 7 (oder einen Cordfaden) enthält, die schräg zu der
Äquatorebene 0 des Reifens angeordnet sind, und sich in der Breitenrichtung von einem
Seitenrand bis zu dem anderen Seitenrand des Gürtels erstrecken, bei dem anderen
Seitenrand umgebogen sind, um sich bei entgegengesetzter Neigung bezüglich der
Äquatorebene 0 von dem anderen Seitenrand bis zu dem einen Seitenrand zu erstrecken, und
dann bei dem einen Seitenrand umgebogen sind, um sich wiederum von dem einen Seitenrand
bis zu dem anderen Seitenrand zu erstrecken, wodurch sich der Streifen im wesentlichen in
Zickzackform in der Umfangsrichtung des Reifens kontinuierlich erstreckt. Bei den
wiedergegebenen Ausführungsformen hat der Gürtel eine Zweischichtstruktur.
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Bei der Erfindung ist es wichtig, daß dann, wenn der Streifen 8, der den Gürtel
4 bildet, sich von einem Seitenrand bis zu dem anderen Seitenrand des Gürtels erstreckt,
und an dem anderen Seitenrand umgebogen ist, der Neigungswinkel des Streifens 8 bezüglich
der Äquatorebene 0 in mindestens einem Seitengebiet des Gürtels vor und nach der Umbiegung
an dem Seitenrand verschieden ist, wie in den Fig. 12-19, die den Fig. 4-11
entsprechen, gezeigt ist. Das heißt, der Neigungswinkel θ&sub1; des sich von einem Seitenrand
bis zu dem anderen Seitenrand erstreckenden Streifens 8 bezüglich der Äquatorebene 0 ist
verschieden von dem Neigungswinkel θ&sub2; des sich von dem anderen Seitenrand bis zu dem einen
Seitenrand erstreckenden Streifens 8 bezüglich der Äquatorebene 0. Folglich wird das
Anordnungsmuster dadurch, daß bei dem Gürtel der Streifen 8 auf beiden Seiten der
Äquatorebene 0 auf sich selbst gestapelt wird, in zumindest den Seitengebieten des Gürtels
zu einer unsymmetrischen Zone bezüglich der Äquatorebene gemacht, wodurch der radiale
Unterschied zwischen dem in der Breitenrichtung mittleren Bereich und dem Seitenrand der
Lauffläche, der Schulterabnutzung zur Folge hat, ausgeglichen wird.
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Bei den in den Fig. 4 und 5 wiedergegebenen Gürteln erstreckt sich bei der
Gürtelbildung der Gürtel geradlinig unter dem Neigungswinkel θ&sub1; bis zu einem Seitenrand,
und unter dem Neigungswinkel θ&sub2; bis zu dem anderen Seitenrand, wie in den Fig. 12 und
13 gezeigt ist, so daß eine unsymmetrische Zone A bezüglich der Äquatorebene 0 bei dem
Anordnungsmuster des Streifens 8 über die volle Breite des Gürtels gebildet wird.
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Bei den in den Fig. 6 und 7 wiedergegebenen Gürteln erstreckt sich bei der
Gürtelbildung der Streifen 8 über einen gebogenen Bereich von einem Seitenrand bis zu dem
anderen Seitenrand, oder von dem anderen Seitenrand bis zu dem einen Seitenrand des
Gürtels, wie in den Fig. 14 und 15 gezeigt ist.
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Bei dem Gürtel der Fig. 6 erstreckt sich der Streifen 8 über einen bei der
Äquatorebene 0 gelegenen, gebogenen Bereich L, und er wird an einem Seitenrand von dem
Neigungswinkel 81 bis zu dem Neigungswinkel θ&sub2; umgebogen, und er erstreckt sich dann über
einen bei der Äquatorebene 0 gelegenen, gebogenen Bereich L, und wird dann unter dem
Neigungswinkel θ&sub1; bis zu dem anderen Seitenrand des Gürtels geführt, so daß eine
unsymmetrische Zone A über die volle Breite des Gürtels gebildet wird.
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Bei dem Gürtel der Fig. 7 erstreckt sich der Streifen 8 über gebogene Bereiche
L&sub1; und L&sub2;, die verschiedene Biegewinkel haben, von dem einen Seitenrand bis zu dem anderen
Seitenrand des Gürtels, und über einen gebogenen Bereich L&sub3; von dem anderen Seitenrand
nach dem einen Seitenrand, während der Neigungswinkel des Streifens 8 bezüglich der
Äquatorebene 0 so variiert wird, daß der Streifen 8 mit den Neigungswinkeln θ&sub1; und θ&sub2; bei
dem einen Seitenrand, und mit den Neigungswinkeln θ&sub3; und θ&sub4; bei dem anderen Seitenrand
umgebogen wird, wodurch eine unsymmetrische Zone A über die volle Breite des Gürtels
gebildet wird.
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Wenn bei den in den Fig. 8-11 wiedergegebenen Gürtel n bei der Gürtelbildung der
Streifen 8 sich über einen gebogenen Bereich L (Fig. 16 und 17) oder zwei gebogene
Bereiche L&sub1; und L&sub2; (Fig. 18 und 19) von einem Seitenrand bis zu dem anderen Seitenrand
des Gürtels erstreckt, wie in den Fig. 16-19 gezeigt ist, ist der Schnittwinkel des
Streifens 8 mit der Äquatorebene 0 in einem mittleren Gebiet des Gürtels in der
Laufrichtung von dem einen Seitenrand nach dem anderen Seitenrand, und in der Laufrichtung
von dem anderen Seitenrand nach dem einen Seitenrand gleich groß, wodurch nur in jedem der
Gürtel-Seitengebiete eine unsymmetrische Zone A gebildet wird. Wenn eine unsymmetrische
Zone A nur in dem Gürtel-Seitengebiet gebildet wird, wie oben erwähnt wurde, sollten die
unsymmetrischen Zonen A vorzugsweise symmetrisch zu der Äquatorebene 0 sein.
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Um die Dehnung in der Umfangsrichtung in dem Gürtel-Seitengebiet sicherzustellen,
damit der radiale Unterschied zwischen dem mittleren Bereich und dem Seitenrand der
Lauffläche ausgeglichen wird, sollten vorzugsweise, wenn die Schnittwinkel des Streifens
mit der Äquatorebene 0 in dem mittleren Gebiet des Gürtels gleich groß und gleich θa sind
der Biegewinkel θ an dem Seitenrand des Gürtels und der Schnittwinkel θa die Beziehung 90º
- φ/2 ≥ θa + 2º erfüllen. Wenn andererseits die Schnittwinkel verschieden sind und gleich
θa und θb sind, sollte vorzugsweise die folgende Beziehung erfüllt werden:
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90º = (θ1 + θi+1)/2 ≥ (θa + θb)/2 + 2º
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wobei θ und θi+1 die Neigungswinkel des Streifens an dem Seitenrand des Gürtels sind.
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Der Biegewinkel φ des Streifens 8 an dem Seitenrand ist im Hinblick auf die
Cordfaden-Haltbarkeit oder die Reifen-Leistungsfähigkeit so gewählt, daß er innerhalb des
Bereichs von 110-150º liegt. Folglich liegt die Summe der Neigungswinkel 61 und 92 oder
θ&sub3; und θ&sub4; des Streifens 8 an jedem Seitenrand innerhalb des Bereichs von 180º - (110-150º)
= 30-70º.
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Um die Schulterabnutzung in Grenzen zu halten, wird, wie in der Fig. 1 gezeigt
ist, vorzugsweise die Dicke d&sub2; zwischen dem Gürtel 4 und der Karkasse 1 in der Nähe des
Gürtel-Seitenrandes größer gemacht als die Dicke d&sub1; zwischen dem Gürtel und der Karkasse
in der Nähe des mittleren Gebietes der Lauffläche.
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Wenn eine Gürtel-Verstärkungsschicht 5, die einen Cordfaden-Neigungswinkel
bezüglich der Äquatorebene 0 hat, der größer als der Neigungswinkel des Streifens in dem
Gürtel 4 ist, mit dem Gürtel 4 kombiniert wird, wird vorzugsweise die Gürtel -
Verstärkungsschicht 5 nicht auf der in dem Gürtel-Seitengebiet angeordneten,
unsymmetrischen Zone A angeordnet, um die Schulterabnutzung in Grenzen zu halten.
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Außerdem sind die in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Reifen radiale Luftreifen
für Lastwagen, die eine Kombination des Gürtels 4 und der Gürtel-Verstärkungsschicht 5
aufweisen, während der Reifen der Fig. 3 ein radialer Luftreifen für Personenwagen sein
kann, bei dem der Gürtel 4 allein, ohne eine Gürtel-Verstärkungsschicht, verwendet wird.
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Bei der Bildung des Gürtels wird, wie in den Fig. 12-19 gezeigt ist, der
gummigetränkte Streifen 8, der einen oder mehr Cordfäden 7 enthält, während N
Reifenumdrehungen (N = ganze Zahl) M-mal (M = ganze Zahl) an den Seitenrändern umgebogen,
wodurch der Streifen 8 von dem Startpunkt 9 nach einem Punkt 10 verschoben wird, der an
den Punkt 9 angrenzt. In diesem Fall wird die periphere Teilungslänge zum Verschieben des
Streifens 8 nach vorne oder hinten so bestimmt, daß die Entfernung zwischen dem
vorhergehenden aufgewickelten Streifen 8 und dem nachfolgenden Streifen 8 zu einer
vorgegebenen Länge gemacht wird. So ist es möglich, den Streifen im wesentlichen unter
einem gewünschten Neigungswinkel ohne eine Lücke zwischen benachbarten Streifen
anzuordnen, um die in den Fig. 4-11 wiedergegebenen Gürtel zu bilden.
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Bei dem radialen Luftreifen wird erwartet, daß der Gürtel (1) die Funktion erfüllt,
die Form der Karkasse aufrechtzuerhalten, damit sie die Spannung beim Aufblasen auf den
Innendruck aushält, oder den sogenannten Faßreifen-Effekt zu bewirken, (2) die Funktion
erfüllt, die Bewegung der Lauffläche in dem Bodenkontaktbereich in Grenzen zu halten, um
das Auftreten von Abnutzung zu unterdrücken, und (3) die Funktion erfüllt, als eine
Schutzschicht das Vordringen einer Schnittbeschädigung in das Innere des Reifens zu
verhindern.
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Als Gürtel für radiale Luftreifen werden häufig Gürtel verwendet, die durch eine
Laminierung von gummigetränkten, geschnittenen Lagen, die mehrere Cordfäden enthalten,
gebildet werden, bei der die Cordfäden der oberen und unteren Lagen sich überkreuzen
(nachstehend als herkömmlicher Gürtel bezeichnet). Bei diesem herkömmlichen Gürtel gibt
es an jedem Seitenrand der Lage Schnittflächen der Cordfäden, so daß eine interlaminare
Scherdehnung bei der Schnittfläche hervorgerufen wird, wodurch die Gürtelspannung in dem
Gürtel-Seitenrand rasch verringert wird, und daher ein genügender Faßreifen-Effekt nicht
erhalten werden kann.
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Dagegen ergibt ein Gürtel, bei dem sich der Cordfaden zickzackförmig in der
Umfangsrichtung erstreckt, wobei er an den Gürtel-Seitenrändern umgebogen ist (nachstehend
als Gürtel mit zickzackförmigen Cordfäden bezeichnet), im Vergleich zu dem herkömmlichen
Gürtel einen größeren Faßreifen-Effekt, weil keine Cordfadenverschiebung zwischen den
oberen und unteren Schichten an den Gürtel-Seitenrändern erfolgt, und daher die
Gürtelspannung an den Seitenrändern nicht verringert wird.
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Andererseits ist Schulterabnutzung stark abhängig von der Gürtelsteifigkeit und
der Kronenform.
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Was die Kronenform betrifft, so kann die Schulterabnutzung in Grenzen gehalten
werden, wenn der Unterschied bezüglich des äußeren Durchmessers zwischen dem mittleren
Bereich der Lauffläche und dem Schulterbereich klein wird, während dann, wenn der
Krümmungsradius bei dem Oberflächenprofil der Lauffläche groß wird, der Bodenkontaktdruck
in dem Schulterbereich ansteigt, so daß die Wärmeerzeugung zunimmt, wodurch leicht
Ablösungsausfall an dem Gürtel-Seitenrand hervorgerufen werden kann, wie oben erwähnt
wurde.
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Bei dem herkömmlichen Gürtel ist es möglich, den Unterschied bei dem äußeren
Durchmesser dadurch auszugleichen, daß der Überkreuzungswinkel der Cordfäden groß gemacht
wird, oder die Steifigkeit des Gürtels verringert wird. In dem Fall des Gürtels mit
zickzackförmigen Cordfäden, in dem eine Dehnung in der Umfangsrichtung an dem Gürtel-
Seitenrand nicht erwartet werden kann, wurde vorgeschlagen, den Gürtel-Seitenrand in einem
Gebiet anzuordnen, das einen kleinen radialen Unterschied bezüglich des mittleren Bereichs
der Lauffläche hat, oder die Breite des Gürtels zu verringern, um den radialen
Unterschied, der Schulterabnutzung zur Folge hat, klein zu machen. In dem letzteren Fall
wird ein Unterschied bei der Steifigkeit zwischen dem Gebiet, in dem der Gürtel angeordnet
ist, und dem außerhalb davon gelegenen Gebiet hervorgerufen, und daher wird die Wirkung
des Gürtels, die die Bewegung der Lauffläche unterdrückt, in dem außerhalb des
Seitenrandes des Gürtels gelegenen Gebiet nicht entwickelt, so daß die Bewegung der
Lauffläche in dem Bodenkontaktgebiet zunimmt und wiederum Schulterabnutzung hervorgerufen
wird.
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Der Erfinder hat verschiedene Untersuchungen über die Struktur des Gürtels mit
zickzackförmigen Cordfäden durchgeführt und festgestellt, daß die obigen Probleme dadurch
gelöst werden können, daß die Anordnung des Streifens, der den Gürtel bildet, spezifiziert
wird.
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Das heißt, eine unsymmetrische Zone, in der sich die Streifen zwischen den oberen
und unteren Schichten bei unsymmetrischer und entgegengesetzter Richtung bezüglich der
Äquatorebene des Reifens überkreuzen, wird in mindestens jedem Seitengebiet des Gürtels
gebildet.
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Bei dem herkömmlichen Gürtel sind gummigetränkte Lagen, von denen jede mehrere
Cordfäden enthält, aufeinandergestapelt, wobei die Cordfäden dieser Lagen sich
überkreuzen, so daß eine Anisotropie als eine mechanische Eigenschaft entwickelt wird, und
daher die Steifigkeit entsprechend der Dehnungsrichtung verschieden ist. Die Richtung, die
die maximale Steifigkeit angibt, wird die Richtung der elastischen Hauptachse genannt. Da
der Faßreifen-Effekt als eine Wirkung des Gürtels erwartet wird, ist es bei dem
herkömmlichen Gürtel üblich, die Richtung der elastischen Hauptachse mit der
Umfangsrichtung des Reifens zusammenfallen zu lassen. In der unsymmetrischen Zone des
erfindungsgemäßen Gürtels mit zickzackförmigen Cordfäden ist die Richtung der elastischen
Hauptachse bezüglich der Äquatorebene des Reifens geneigt, so daß dann, wenn das
Seitengebiet des Gürtels unter Belastung gedehnt wird, die Scherverformung bzw. die
Schrumpfung in der Breitenrichtung in der Ebene des Gürtels groß wird, und daher der
Seitenrand des Gürtels in der Umfangsrichtung leicht gedehnt wird, um den radialen
Unterschied auszugleichen.
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Außerdem halten die Karkasse, die innerhalb des erfindungsgemäßen Gürtels mit
zickzackförmigen Cordfäden in der radialen Richtung angeordnet ist, und weiterhin die
Gürtel-Verstärkungsschicht, die außerhalb des Gürtels angeordnet ist und Cordfäden
enthält, die unter einem großen Cordfaden-Neigungswinkel bezüglich der Äquatorebene
angeordnet sind, die Scherverformung und die Schrumpfung in der Breitenrichtung in der
Ebene des Gürtels zurück, um den Ausgleich des radialen Unterschieds zu behindern. Daher
ist vorzugsweise die Dicke zwischen dem Gürtel und der Karkasse in der Nähe des
Seitenrandes des Gürtels größer als in dem mittleren Bereich der Lauffläche, und bei
Kombination mit der Gürtel-Verstärkungsschicht, die einen großen Cordfaden-Neigungswinkel
bezüglich der Äquatorebene hat, die unsymmetrische Zone nicht in der Nähe des Seitenrandes
des Gürtels angeordnet. Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 ist die Dicke
zwischen dem Gürtel und der Karkasse an dem Seitenrand des Gürtels groß gemacht. Bei der
Ausführungsform der Fig. 2 wird die Gürtel-Verstärkungsschicht verwendet, die einen
großen Cordfaden-Neigungswinkel bezüglich der Äquatorebene hat, aber sie ist nicht in der
Nähe des Seitenrandes des Gürtels angeordnet.
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Wenn der Biegewinkel des Strei fens 8 an dem Seitenrand des Gürtels kleiner als 110º
ist, wird der Streifen an dem Seitenrand des Gürtels extrem stark gebogen, und daher
ergeben sich Probleme, wie Cordfadenermüdung, Cordfadenaufbruch und dergleichen, während
dann, wenn der Biegewinkel 150º übersteigt, Cordfadenermüdung und Cordfadenaufbruch nicht
hervorgerufen werden, aber die Gürtellagen-Schersteifigkeit in der Ebene verringert ist,
wodurch das Kurvenfahrvermögen verringert wird.
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Wenn die Cordfäden in dem Gürtel auf den beiden Seiten der Äquatorebene sich
unsymmetrisch überkreuzen, ist die elastische Hauptachse bezüglich der Äquatorebene
geneigt, wodurch Gürtel-Scherverformung in der Ebene hervorgerufen wird, und daher während
des Geradeauslaufs des Reifens eine seitliche Kraft erzeugt werden kann, wodurch die
Geradeauslaufstabilität des Reifens beeinträchtigt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Gürtel
mit zickzackförmigen Cordfäden erstreckt sich der Streifen von einem Seitenrand bis zu dem
anderen Seitenrand des Gürtels, und er wird an dem anderen Seitenrand umgebogen, und
erstreckt sich dann in der entgegengesetzten Richtung bezüglich der Äquatorebene von dem
anderen Seitenrand bis zu dem einen Seitenrand, wobei dieses Verfahren wiederholt wird,
damit sich der Streifen in Zickzackform kontinuierlich in der Umfangsrichtung erstreckt,
so daß es möglich ist, die Streifen in dem mittleren Gebiet des Gürtels symmetrisch zu der
Äquatorebene anzuordnen, wozu sowohl die nach außen gerichtete Bahn, die sich von dem
einen Seitenrand bis zu dem anderen Seitenrand des Gürtels erstreckt, als auch die nach
innen gerichtete Bahn, die sich von dem anderen Seitenrand bis zu dem einen Seitenrand
erstreckt, so gesteuert werden, daß der Neigungswinkel der nach außen gerichteten Bahn
bezüglich der Äquatorebene gleich dem Neigungswinkel der nach innen gerichteten Bahn ist.
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Folglich kann die elastische Hauptachse bei dem einen Seitengebiet und dem anderen
Seitengebiet des Gürtels, zwischen denen bei der obigen Anordnung das mittlere Gebiet des
Gürtels angeordnet ist, in entgegengesetzten Richtungen geneigt sein, wodurch die während
des Geradeauslaufs des Reifens erzeugte seitliche Kraft kompensiert werden kann. Daher ist
es wünschenswert, daß die unsymmetrische Zone des Streifens in beiden Seitengebieten, aber
nicht in dem mittleren Gebiet des Reifens, und symmetrisch zu der Äquatorebene des Reifens
angeordnet ist, um die Schulterabnutzung in Grenzen zu halten, ohne die
Geradeauslaufstabilität des Reifens zu beeinträchtigen.
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Wenn es möglich ist, die Scherverformung und Schrumpfung in der radialen Richtung
in der Ebene des Gürtels in Grenzen zu halten durch Zurückhalten bei der Karkasse und der
Gürtel-Verstärkungsschicht in dem mittleren Gebiet der Lauffläche, um den Faßreifen-Effekt
des Gürtels sicherzustellen und das Auftreten einer seitlichen Kraft während des
Geradeauslaufs zu unterdrücken, kann außerdem ein Gürtel verwendet werden, der eine über
die volle Breite des Gürtels gebildete, unsymmetrische Zone hat.
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Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung wiedergegeben
und stellen keine Begrenzungen der Erfindung dar.
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Ein radialer Luftreifen mit der Reifengröße 11/70 R22.5. der ein in der Fig. 1
wiedergegebenes Laufflächenmuster mit fünf Rippen hat, wird gemäß einer in der Tabelle 1
wiedergegebenen Spezifikation hergestellt. Zum Vergleich wird ein Vergleichsreifen
hergestellt, der die gleiche Struktur wie der obige Reifen hat, außer daß der Streifen so
angeordnet ist, daß er auf beiden Seiten der Äquatorebene über die volle Breite des
Gürtels in symmetrischer Weise schräg verläuft, wie in der Fig. 20 gezeigt ist.
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Bei den Reifen der Beispiele 1-4 sind die in den Fig. 5, 6, 10 und 11
wiedergegebenen Gürtel unter Verwendung von Cordfäden mit der Struktur 3 · 0,23 mm + 9 · 0,23
mm gebildet, wobei der Streifen, der diese Cordfäden enthält, bei M = 5 und N = 3 oder einem
Wert der peripheren Teilungslänge f nahe bei f = 5/3 gemäß den in den Fig. 13, 14. 18
bzw. 19 wiedergegebenen Gürtelstrukturen aufgewickelt wurde.
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Nachdem der zu testende Reifen auf einer Felge mit der Größe 7.5 · 22.5 montiert
wurde und auf einen Innendruck von 7.5 kp/cm² aufgeblasen wurde, wird er auf einer
angetriebenen Radwelle eines sogenannten 2D-4-Fahrzeugs unter einer normalen Last
angebracht und auf einer gepflasterten Straße über eine Entfernung von 20.000 km gefahren,
um den abgenutzten Zustand der Laufflächenoberfläche des Reifens zu messen. Die
Meßergebnisse sind in der Fig. 21 als ein Indexwert der Schulterabnutzung wiedergegeben,
der erhalten wird, wenn ein Mittelwert der maximal abgenutzten Tiefen der Rippen an beiden
Seitenrändern der Lauffläche durch eine maximal abgenutzte Tiefe einer Rippe in dem
mittleren Gebiet der Lauffläche dividiert wird.
TABELLE 1
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Gemäss der Erfindung können radiale Luftreifen verwirklicht werden, bei denen das
Auftreten von Schulterabnutzung in Grenzen gehalten wird und Gürtelrandablösung vermieden
wird, und die eine ausgezeichnete Haltbarkeit haben.