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Dokumentenidentifikation DE68926978T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0342644
Titel Luftreifen
Anmelder Toyo Tire & Rubber Co., Ltd., Osaka, JP
Erfinder Takahira, Kouzi, Nara-shi Nara, JP
Vertreter Strehl, Schübel-Hopf, Groening & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 68926978
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, IT, LU
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 17.05.1989
EP-Aktenzeichen 891088601
EP-Offenlegungsdatum 23.11.1989
EP date of grant 21.08.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse B60C 9/20
IPC-Nebenklasse B60C 9/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, in welchem eine Gummischicht, das heißt, das Zwischenbaugewebe oder der Gürtel, zwischen dem Skelett und der Lauffläche mit Stahlkorden verstärkt worden ist.

In einem Diagonalluftreifen für Kraftfahrzeuge sind als Zwischenbaugewebe bekannte und das Skelett schützende Verstärkungsschichten zwischen dem Skelett und der Lauffläche eingefügt. In Radialreifen sind "Gürtel" genannte Verstärkungsschichten zwischen dem Skelett und der Lauffläche eingefügt und dienen der Verstärkung des Skelettes in radialer Richtung. Bei derartigen Luftreifen ist es übliche Praxis, die Nutzungsdauer des Reifens durch Einbetten von Stahlkorden in den Zwischenbaugeweben oder Gürteln zu erhöhen.

Das Zwischenbaugewebe oder der Gürtel ist oftmals aus einer Vielzahl von Schichten zusammengesetzt. Insbesondere, wenn die Schnittsicherheit des Luftreifens erhöht werden muß, wird eine Vielzahl von Stahlkorden, die ausreichend gedehnt werden können, mit geeigneten Abständen in der äußersten, das heißt, an der Lauffläche angrenzenden Schicht des oben genannten Zwischenbaugewebes oder des Gürtels eingebettet.

Bei dem bekannten Stahlkord ist es gängige Praxis, wie unten erläutert, dieses durch Verwenden einer mehrsträngigen Struktur mit einem großen Dehnwert auszustatten.

Die Figuren 9 und 10 sind Querschnittsansichten zur Darstellung von mehrsträngigen Stahlkorden, die bis jetzt in einem bekannten Luftreifen verwendet werden. Dabei zeigt die Fig. 9 die 4 x 4 x 0,23 Konstruktion, während die Fig. 10 die 3 x 7 x 0,22 Konstruktion zeigt.

Wie in der Fig. 9 gezeigt, ist der Stahlkord eine Anordnung aus vier Strängen 16, die miteinander verbunden sind. Dabei besteht jeder Strang 16 aus einer Anordnung von vier Drahtelementen 12, wobei jedes Drahtelement 12 ein Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,23 mm ist. Die Verwindungssteigung dieser Drahtelemente 12 beträgt 3,5 mm und diejenige der Stränge 16 beträgt 5,5 mm.

Der in der Fig. 10 dargestellte Stahlkord 10 ist eine Anordnung von drei Strängen 16, die miteinander verbunden sind. Jeder Strang 16 ist dabei eine Anordnung aus sieben Drahtelementen 12, wobei jeder dieser Drähte 12 ein Stahldraht ist mit einem Durchmesser von 0,22 mm. Die Verwindungssteigung der Drähte 12 beträgt 4,0 mm und diejenige der Stränge 16 beträgt 7,5 mm.

Da jeder dieser Stahlkorde 10 eine mehrschichtige Struktur mit geringer Steigung ist, weist er eine große Dehnungsfähigkeit auf und ist flexibel, was ein großes Stoßaufnahme- oder Dämpfungsvermögen sicherstellt. Daher hatten die bekannten Luftreifen, die diese Stahlkorde 10 verwenden, eine hohe Schnittsicherheit.

Die bekannten, die Stahlkorde mit der oben beschriebenen Konstruktionen verwendenden Reifen zeigen allerdings die folgenden Probleme.

Da bei den bekannten mehrsträngigen Stahlkorden 10 der Grad des sogenannten "Verwindungsverlustes" der Zähigkeit oder Festigkeit hoch ist, kann die Festigkeit der entsprechenden Drähte 12 nicht effektiv ausgenutzt werden. Um eine gewünschte Festigkeit für ein Stahlkord 10 zu erhalten, ist eine erhöhte Anzahl von Drahtelementen 12 notwendig, wobei aber die Verwendung so vieler Drähte 12 das Gewicht der Stahlkorde 10 erhöht. Da der bisher verwandte Stahlkord 10 ein flexibles Stahlkord ist, wird der Reifen auf der Lauffläche merklich deformiert und erzeugt einen großen Rollwiderstand, wodurch die Laufleistung beeinträchtigt wird.

Wie aus den Fig. 9 und 10 entnehmbar, sind darüber hinaus die Drähte 12 in der bekannten Konstruktion im Querschnitt rund und im engen Kontakt angeordnet. Aus diesem Grund ist ein geschlossener Luftraum 18 in etwa in der Mitte der Drahtelemente ausgebildet. Daher kann in dieser Stahlkord 10 Gummi nicht leicht eindringen und diesen Raum 18 ausfüllen. Mit anderen Worten ausgedrückt, das daraus resultierende Zwischenbaugewebe oder Gürtel wird einen nicht mit Gummi gefüllten Raum 18 -aufweisen. Falls die Lauffläche des Reifens beschädigt ist und infolge dessen Wasser, ausgehend von dem Beschädigungsort, seinen Weg in den Raum 18 findet, kann das eingedrungene Wasser innerhalb des Raumes 18 entlang der Länge des Stahlkordes 10 wandern und ist auch noch darin eingefangen. Konsequenterweise wird mit der Zeit der Stahlkord 10 rostig und beeinträchtigt die Bindungsfestigkeit des Gummis. Wenn dieser Abfall der Bindungsfestigkeit weiter fortschreitet, tritt die als "Separation" oder "Ablösung" bekannte Schwierigkeit auf.

Daher haben die Anmelder der vorliegenden Erfindung in der japanischen Patentanmeldung JP-A-1-250483 "einen Luftreifen vorgeschlagen, in welchem die Gummischicht zwischen dem Skelett und der Lauffläche mit einsträngigen Stahlkorden, die eine Bruchdehnung von mindestens 4 % besitzen, verstärkt worden ist".

Die Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung dieses Stahlkords, die in einem Luftreifen gemäß dieser Anordnung verwandt wird.

Der Stahlkord 10 ist ein einstrangiges Stahlkord einer 1 x 5 x 0,38 Konstruktion. Es besteht daher aus einer Anordnung von fünf Drähten 12, die jeweils einen Durchmesser von 0,38 mm aufweisen. Die Verwindungssteigung beträgt 6,5 mm und die Bruchdehnung des Stahlkordes beträgt 6,5 %.

Obwohl es ein einsträngiges Kord ist, weist der Stahlkord 10 eine Bruchdehnung von mindestens 4 % auf und bietet daher eine Schnittsicherheit, die mit derjenigen eines mehrsträngigen Stahlkords vergleichbar ist. Wegen dieser einsträngigen Konstruktion ist die Rate des Drahtzähigkeitsgrads hoch. Das bedeutet, das die gewünschte Reifenfestigkeit selbst dann erreichbar ist, wenn das Gesamtgewicht der Reifenkorde verringert wird. Demgemäß kann ein leichter Luftreifen verwirklicht werden. Wegen der adäquaten Biegefestigkeit des Stahlkords 10 ist die Steif igkeit des Luftreifens verbessert. Daher sind die Deformation und infolge dessen auch der Rollwiderstand des Reifens reduziert, was die Laufleistung fördert. Da darüber hinaus in Intervallen entlang der Länge des Stahlkordens zwischen den Drahtelementen 12 Spalte ausgebildet sind, ist der von den Drähten 12 eingeschlossene Raum 14 zur Umgebung hin offen. Daher kann bei der Vulkanisierung des Luftreifens, der ein Zwischenbaugewebe oder einen Gürtel mit darin eingebettetem Stahlkord 10 aufweist, der Gummi leicht seinen Weg in den Raum 14 finden. Da dieser Raum auf diese Art und Weise mit Gummi gefüllt ist, ist das Auftreten der "Separation" nahe zu unterbunden.

Aber selbst in dem Fall eines Stahlkords mit der gleichen 1 x 5 x 0,38 Konstruktion ist die Schnittsicherheit schlecht, wenn die Verwindungssteigung so groß wie 18,0 mm und die Dehnfähigkeit so klein wie beispielsweise 2,5 % ist. Zusätzlich ist, wie in der Fig. 12 gezeigt, ein geschlossener Raum 18 von den Drähten 12 gebildet. Daher entspricht bezüglich der Verhinderung des Eindringens von Gummi in den Raum 18 dieser Kord dem oben genannten mehrstrangigen Kord.

In dem in der oben genannten Patentanmeldung offenbarten Luftreifen weisen die Drähte 12 einen identischen Durchmesser sowie ein identisches Formungsverhältnis auf, so daß alle Drähte 12 einen gemeinsamen Umfangskreis 22 aufweisen. Obwohl das Auftreten von Separation verhindert wird, ist der Effekt der Verankerung des Stahlkords in dem Gummi, wodurch das Zwischenbaugewebe bzw. der Gürtel gebildet wird, so gering, daß die Separation leicht anwächst, sobald sie einmal aufgetreten ist.

Die EP-A-0 264 071 offenbart einen Luftreifen mit den Merkmalen, die in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben sind.

Im Hinblick auf die oben angegebene Situation liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen anzugeben, in welchem die Festigkeit oder Zähigkeit der Materialdrähte effektiv ausgenutzt wird, während die Schnittsicherheit dieses Reifens auf einem Niveau aufrechterhalten wird, das mit demjenigen eines bekannten Reifens vergleichbar ist, um dadurch die Steifigkeit des Reifens zu verbessern, während das Auftreten und das Weiterwachsen der Separation erfolgreich verhindert worden ist.

Diese Aufgaben werden von den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Genauer gesagt, die Erfindung betrifft einen Luftreifen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß bei dem Zwischenbaugewebe oder Gürtel, der aus einer Vielzahl von Gummischichten besteht, die zwischen dem Reifenskelett und der Lauffläche angeordnet sind, zumindest die äußerste Schicht mit einer Vielzahl von Stahlkorden verstärkt worden ist, wovon jedes ein einsträngiges Kord ist, mit einer Bruchdehnung von mindestens 4 Prozent, wobei die Drahtelemente des Kords keinen gemeinsamen Umkreis bilden.

Der aus den Drahtelementen, die keinen gemeinsamen Berührungskreis bilden, herstellte Stahlkord, das heißt, ein Stahlkord, in welchem die die Querschnitte als seiner Drahtelemente umschreibende Kurve nicht ein richtiger Kreis ist, kann durch Variieren der Formenrate einiger ihrer Drahtelemente oder durch Variieren des Durchmessers einiger ihrer Drahtelemente bezüglich der anderen Drähte verwirklicht werden. Dabei ist unter der Formungsrate eines Drahtes das Verhältnis eines von diesem Draht definierten Umkreises zu einem konzentrischen Umkreis eines Kords zu verstehen, bei dem alle Drahtelemente sich hermetisch mit den jeweiligen Nachbardrähten berühren.

Da in dem Luftreifen dieser Erfindung der Stahlkord eine hohe Bruchdehnung von mindestens 4 % aufweist, hat er eine Schnittsicherheit, die zu derjenigen eines mehrstrangigen Kords äquivalent ist. Da der Stahlkord ein einsträngiger Stahlkord ist, ist die Rate des Drahtzähigkeitgrades verbessert. Daher kann die gewünschte Kordfestigkeit selbst dann realisiert werden, wenn das Gesamtgewicht des Stahlkordes gesenkt ist. Dadurch ist es möglich, einen Luftreifen mit geringem Gewicht zur Verfügung zu stellen. Erfindungsgemäß ist darüber hinaus eine hohe Reifensteifigkeit durch die adäquate Biegesteifigkeit des Stahlkordes sichergestellt. Demzufolge sind die Deformation und somit auch der Rollwiderstand des Reifens gesenkt, um eine größere Laufleistung sicherzustellen. Da der von den Drahtelementen gebildete Raum an einigen Stellen zur Umgebung hin offen ist, um ein Eintreten von Gummi zuzulassen, ist das Auftreten der Separation erfolgreich verhindert. Da die Drahtelemente keinen einzelnen gemeinsamen Umkreis haben, weist das Stahlkord dieser Erfindung Oberflächenunregelmäßigkeiten auf. Dadurch ist die Bindungsgrenzfläche zwischen dem Stahlkord und dem Gummi unstetig. Demzufolge ist die Verteilung der zwischen dem Stahlkord und dem Gummi während des Fahrens erzeugten Schubspannung ebenfalls fein verteilt. Das bedeutet, daß selbst bei Auftreten einer geringen Separation deren weiteres Fortschreiten oder Anwachsen verhindert ist.

Falls die Richtung der maximal versetzten Spanne der die Querschnitte der Drahtelemente umschreibenden Kurve für die entsprechenden Stahlkorde zufällig ist, kann es allerdings selbst bei diesem Stahlkord vorkommen, daß die Richtung der maximal versetzten Spanne einiger umschreibender Kurven mit der Dickenrichtung der äußersten Schicht übereinstimmt, so daß das Intervall zwischen den Stahlkorden um ein stärkeres Maß vergrößert werden kann, als bei dem bekannten Reifen. Dadurch ist die Möglichkeit erhöht, Nägel und andere Fremdkörper einzufangen.

Um diesen oben angegebenen Nachteil zu überwinden, ist der Luftreifen der Erfindung so ausgelegt, daß bezüglich einer großen Majorität von Stahlkorden die Richtung der maximalen versetzten Spanne der umschreibenden Kurven im wesentlichen mit der Weitenrichtung der äußersten Schicht übereinstimmt. Da in diesem Luftreifen das Intervall zwischen den Stahlkorden klein ist, ist der Widerstand gegen ein Eindringen von einem Nagel verbessert worden. Die deutliche Ausrichtung der Richtungen der den Stahlkord umschreibenden Kurven kann beispielsweise durch Ausrichten der Stahlkorde mittels in einem -Kalander ausgebildeten Rinnen sowie durch Auftragen von Gummi auf die Korde erreicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung des Stahlkords eines Luftreifens, welches das Prinzip dieser Erfindung verwirklicht;

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines anderen Stahlkords eines Luftreifens, welche das Prinzip der Erfindung verwirklicht;

Fig. 3 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines weiteren Stahlkords eines Luftreifens, welches das Prinzip der Erfindung verwirklicht;

Fig. 4 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines anderen Stahlkords eines Luftreifens, welches das Prinzip der Erfindung verwirklicht;

Fig. 5 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines weiteren, unterschiedlichen Stahlkords eines Luftreifens, welches das Prinzip der Erfindung verwirklicht;

Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstellung eines Luftreifens, der das Prinzip dieser Erfindung verwirklicht, in welchem die äußerste Gummischicht zwischen dem Reifenskelett und der Lauffläche mit dem in Fig. 4 gezeigten Stahlkord verstärkt worden ist;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht zur Darstellung eines Beispiels der äußersten Gummischicht von Fig. 6;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittansicht zur Darstellung eines Vergleichsbeispiels bezüglich der äußersten, in Fig. 7 gezeigten Gummischicht;

Fig. 9 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines bekannten Stahlkords;

Fig. 10 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines anderen bekannten Stahlkords;

Fig. 11 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung des Stahlkords eines Luftreifens nach dem Stand der Technik; und

Fig. 12 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines Vergleichsbeispiels bezüglich des in Fig. 11 gezeigten Reifenkords.

Diese Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im folgenden in einzelnen beschrieben werden.

Wie aus Fig. 1 entnehmbar, welche eine Querschnittansicht zur Darstellung des Stahlkords eines das Prinzip dieser Erfindung verwirklichenden Luftreifens ist, ist ein Stahlkord 10 ein Stahlkord der 1 x 5 x 0,38 einsträngigen Konstruktion. Das bedeutet, es ist eine verwundene Anordnung von fünf Stahldrahtelementen, welches jeweils einen Durchmesser von 0,38 mm hat. Von den fünf Stahldrahtelementen gleichen Durchmessers hat ein Draht 13 eine höhere Formungsrate als die anderen vier Drähte 12. Obwohl der Mittelpunkt des umschreibenden Kreises 23 des Drahtes 13 mit dem Mittelpunkt des Stahlkordes 10 übereinstimmt, ist sein Radius um d größer als derjenige des den anderen Drahtelementen 12 gemeinsamen Umkreises. Dieser Radiusunterschied d beträgt 0,06 mm. Die maximal versetzte Spanne ist mit dem Symbol D bezeichnet. Die Verwindungssteigung der Drahtelemente 12 und 13 beträgt 6,5 mm, wobei die Bruchdehnung des Stahlkords 10 6,7 % beträgt. Darüber hinaus sind örtlich Lücken mit einer Weite von mindestens etwa 0,02 mm zwischen den Drahtelementen entlang der Länge des Kords ausgebildet, so daß der von den Drähten begrenzte Raum 14 zur Umgebung hin offen ist. Daher kann bei der Vulkanisation eines einen Gürtel aufweisenden Radialreifens, in welchem dieser Stahlkord 10 eingebettet ist, der Gummi in den Raum 14 durch diese Lücken zwischen den Drahtelementen eintreten und den Raum 14 ausfüllen.

Die Fig. 2 bis 5 sind Querschnittansichten zur Darstellung von Modifikationen des Stahlkordes 10.

Im Hinblick darauf, daß es eine aus fünf Drahtelementen bestehende einsträngige Konstruktion ist, sind diese Stahlkorde 10 dem in Fig. 1 dargestellten Stahlkord 10 ausnahmslos ähnlich.

Allerdings ist bei dem in der Fig. 2 dargestellten Stahlkord 10 die Formenrate eines Drahtelementes 13 kleiner als diejenige der anderen vier Drähte 12. In dem in Fig. 3 gezeigten Stahlkord 10 ist die Formungsrate eines Drahtelementes 13a größer als diejenige von drei Drahtelementen 12, wobei die Formungsrate des verbleibenden Drahtes 13b noch größer als diejenige des Drahtes 13a ist. Durch ein Variieren der Formungsrate von einem oder mehreren Drahtelementen bezüglich derjenigen der übrigen Drähte, kann ein Stahlkord 10 verwirklicht werden, das aus Drahtelementen ohne einen gemeinsamen Umkreis besteht. Auf diese Art und Weise kann eine umschreibende Kurve, welche nicht ein wahrer Kreis bezüglich der Querschnitte aller Drahtelement ist, verwirklicht werden. Als eine alternative Methode kann ein einen Umkreis aufweisendes Stahlkord mittels einer Walze abgeflacht werden.

Durch Variieren des Durchmessers eines oder mehrerer Drahte lemente bezüglich derjenigen der übrigen Drähte kann ein ähnliches Stahlkord 10 ebenfalls verwirklicht werden. In dem in Fig. 4 dargestellten Stahlkord 10 ist die Formungsrate für die Drahtelemente gleich, allerdings ist der Durchmesser eines Drahtelementes 13 größer als derjenige der anderen vier Drähte 12. In dem in Fig. 5 gezeigten Stahlkord 10 ist ein Drahtelement 13 feiner als die anderen vier Drahtelemente 12.

In all diesen illustrierten und beschriebenen Versionen ist der Aspekt des zwischen den Drähten befindlichen Raumes 14 bezüglich der öffnung nach außen hin gleich mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht zur Darstellung eines einen Gürtel aufweisenden Radialreifens, dessen äußerste Schicht darin eingebettete Stahlkorde 10 aufweist. Bei dieser Ansicht sind allerdings die Stahlkorde 10 nicht gezeigt.

Der in der Fig. 6 dargestellte Radialreifen 2 hat die Größe von 11 R 22,5 und enthält zwischen einem Reifeskelett 4 und einer Lauffläche 6 vier Gürtel 8a, 8b, 8c und 8d. In den drei Gürteln 8a, 8b und 8c sind auf der Skelettseite Stahlkorde der 3 x 0,20 + 6 x 0,35 Konstruktion eingebettet. Das bedeutet, daß jeder dieser Stahlkorde aus drei Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,20 mm und sechs Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,35 mm besteht. Dabei beträgt die Dichte dieser Korde 12 Korde pro 2,5 cm. Diese drei Gürtel 8a, 8b und 8c verstärken das Polyesterschicht-Reifenskelett in radialer Richtung. In der äußersten Gürtelschicht 8d sind die in Fig. 1 dargestellten Stahlkorde 10 eingebettet. Demzufolge wird der Gürtel 8d durch paralleles Ausrichten der Stahlkorde 10, durch Auftragen einer Gummimischung von beiden Seiten, zur Ausbildung einer Gummischicht 11, sowie durch Vulkanisieren der Gummischicht 11 gebildet. In diesem Gürtel 8d beträgt die Korddichte ebenfalls 12 Korde pro 2,5 cm. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zur Sicherstellung einer besseren Anhaftung an den Gummi alle Stahldrähte messigplatiert sind.

Diese drei Gürtel 8a, 8b und 8c dienen als Reife für das Reifenskelett 4. Die äußerste Gürtelschicht 8d dient der Schnittsicherheit des Radialreifens 2, was im folgenden erläutert werden wird.

Unter Bezugnahme auf den Radialreifen 2 gemäß dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung sind die Charakteristika des Stahlkords 10 in der Tabelle 1 und die Charakteristika der äußersten Gürtelschicht 8d und diejenigen des Reifens selbst in der Tabelle 2 und zwar alle als Beispiel 1 angegeben.

Die zwei oben angegebenen Tabellen zeigen auch die Charakteristika von vier Vergleichsbeispielen. Das Vergleichsbeispiel 1 stellt der Stahlkord mit einer in Fig. 11 gezeigten, einstrangigen Konstruktion dar. Ferner reprasentiert das Vergleichsbeispiel 2 diejenigen einer in Fig. 9 gezeigten mehrstrangigen Konstruktion. Des weiteren stellt das Vergleichsbeispiel 3 diejenigen der in Fig. 10 gezeigten mehrsträngigen Konstruktion dar. Wo hingegen das Vergleichsbeispiel 4 diejenigen einer in Fig. 12 gezeigten einsträngigen Konstruktion zeigt. Die Luftreifen gemäß dieser entsprechenden Vergleichsbeispiele sind 11 R 22,5 Radialreifen und mit dem Radialreifen von Beispiel 1 vergleichbar, wobei das Reifengerüst 4 und die drei Gürtel 8a, 8b und 8c mit denen des Beispiels 1 gleich sind. In den äußersten Gürteln 8d sind die oben genannten und die entsprechenden Vergleichsbeispiele kennzeichnenden Stahlkorde eingebettet.

Obwohl es eine einsträngige Konstruktion ist, weist der Stahlkord 10 gemäß Beispiel 1 eine geringe Verwindungssteigung von 6,5 mm sowie eine Bruchdehnung von 6,7 % auf und ist somit in bezug auf das Dehnungsvermögen mit den mehrsträngigen Korden der Vergleichsbeispiele 2 und 3 vergleichbar. Wie in Tabelle 1 gezeigt, offenbart ein Sharpy-Stoßtest, daß das Dämpfungsvermögen des Reifens von Beispiel 1 vergleichbar mit demjenigen der Reifen der Vergleichsbeispiele 2 und 3 ist. Diese Daten legten nahe, daß der Luftreifen von Beispiel 1 eine Schnittsicherheit sicherstellt, die äquivalent zu derjenigen des mit Stahlkorden einer mehrsträngigen Konstruktion versehenen Reifens ist. Tatsächlich zeigte in dem 30.000 km- Feldversuch in schlechtem Gelände, der in einem steinigen Hintergrund unter Verwendung von mit entsprechenden Radialreifen ausgerüsteten großen Kippern durchgeführt wurde, der Reifen von Beispiel 1 eine Schnittsicherheit, die vergleichbar mit derjenigen der Luftreifen gemäß der Vergleichsbeispiele 2 und 3 ist. Die Festlegung der Schnittsicherheit wurde auffolgende Art und Weise getroffen. Falls es auftritt, daß ein Schnitt durch die Lauffläche 6 geht und den Gürtel 8d erreicht, kann ein Durchschneiden des in den Gürtel eingebetteten Stahlkords 10 fallabhängig auftreten oder nicht auftreten. Die in der Tabelle gezeigten Kord-Schnittraten zeigen jeweils die Anzahl der Kordschnitte im Verhältnis zu der gesamten Schnittzahl. Es ist dabei zu bemerken, daß der Reifen mit dem Stahlkord 10 gemäß dem Vergleichsbeispiel 4 eine schlechte Schnittsicherheit aufweist, weil die Verwindungssteigung so groß wie 18,0 mm und, wie in dem bekannten Reifen, seine Dehnungsfähigkeit so klein wie etwa 2,5 % ist.

Des weiteren ist die Drahtzähigkeit-Nutzungsrate des Stahlkords von dem Beispiel 1 nicht so hoch, wie diejenige des Vergleichsbeispiels 4, aber höher als diejenige der Vergleichsbeispiele 2 und 3. Daher ist das zur Erzielung einer guten Kord-Festigkeit notwendige Kord-Gesamtgewicht geringer als dasjenige der Vergleichsbeispiele 2 und 3, was zur Reduzierung des Reifengewichtes beiträgt. Wegen der adäquaten Biegesteifigkeit des Stahlkords 10 von Beispiel 1 ist die Reifenfestigkeit höher und der Rollwiderstand geringer verglichen mit den Vergleichsbeispielen 2 und 3. Daher kann von dem Luftreifen des Beispiels 1 eine bessere Laufleistung erwartet werden.

Da der Gummi effektiv seinen Weg in den von den Drahtelementen 12 gebildeten Raum 14 findet, zeigt darüber hinaus der Luftreifen von Beispiel 1 keine Separation bzw. Ablösung des Gürtels 8d, was in scharfem Kontrast zu den Vergleichsbeispielen 2 bis 4 steht. In diesem Bezug war das Beispiel 1 vergleichbar mit dem Vergleichsbeispiel 1.

Die Ergebnisse des dynamischen Separationstests mit den entsprechenden Reifen sind ebenfalls in der Tabelle 2 dargelegt. Für diesen Test wurden Probestücke verwandt, deren äußersten zwei Gürtelschichten aufgebaut und vulkanisiert wurden, wobei diese Schichten über eine Weite von 2,5 cm vorbereitend abge-löst wurden. Unter den Testeinstellungen einer Amplitude von 3 mm und einer Drehzahl von 330 Umdrehungen pro Minute wurde bei 100ºC ein Fortschreiten der Ablösung bewirkt, wobei die Zeit bis zu einem Separationsanwachsen auf eine Länge von 10 cm als dynamische Separationslebensdauer genommen wurde. In der Tabelle nehmen die entsprechenden Lebensdauern die dynamische Separationslebensdauer des Vergleichsbeispiels 4 als 100 an. Der Wert für die dynamische Separation ist die Gummianhaftungsrate für den Stahlkord 10, das aus der Beobachtung des 10 cm langen separierten Abschnitts herausgefunden wurde. Die durch diesen Test erzeugten Daten zeigten an, daß im Falle des Beispiels 1 der Verankerungseffekts des Stahlkords 10 in dem den Gürtel 8d, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel 1 größer ist und dadurch ein Fortschreiten der Separation verhindert.

Es wurden gemäß den entsprechenden Beispielen der Erfindung, die in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt sind, entsprechende Stahlkorde 10 hergestellt und dem dynamischen Separationstest unterzogen. Die Ergebnisse dieses Tests sind in der Tabelle 3 als Beispiel 2, Beispiel 3 bzw. Beispiel 4 dargestellt. Es ist dabei allerdings zu verstehen, daß der Stahlkord 10 von Beispiel 2 eine aus fünf Drahtelementen bestehende, mit einheitlichen Durchmesser von 0,38 mm verdrehte Anordnung war, wobei einer der Drähte 13 eine größere Formungsrate als diejenige der anderen vier Drähte 12 aufwies. Der Durchmesserunterschied d betrug 0,09 mm. In dem Stahlkord 10 gemäß dem Beispiel 3 hatten vier Drahtelemente 12 einen Durchmesser von 0,38 mm, während der verbleibende Draht 13 einen Durchmesser von 0,45 mm aufwies. Dabei betrug der Radiusunterschied d 0,07 mm. In dem Beispiel 4 betrug der Durchmesser der vier Drahtelemente 0,38 mm und derjenige des verbliebenen einen Drahtes 13 betrug 0,30 mm. Der Radiusunterschied betrug 0,08 mm. In all diesen Beispielen betrug die Verwindungssteigung des Stahlkords 10 6,5 mm. Die Bruchdehnung des Kords war mit derjenigen des Beispiels 1 vergleichbar.

Die Tabelle zeigt ebenfalls die Charakteristika von zwei Vergleichsbeispielen. Das Vergleichbeispiel 5 stellt der in Fig. -11 gezeigte einstrangige Stahlkord und das Vergleichsbeispiel 6.stellt der in Fig. 12 gezeigte einstrangige Stahlkord dar. Diese Testergebnisse zeigen, daß, ähnlich wie der durch Variieren der Formungsrate konstruierte Stahlkord von Beispiel 2, die Korde der Beispiele 3 und 4 ebenfalls brauchbar sind, die durch Variieren des Drahtdurchmessers konstruiert wurden.

Damit die Bruchdehnung des Stahlkords 10 4 % oder mehr betragen kann, ist das Verhältnis der Verwindungssteigung P und des Korddurchmessers D als P/D = 4 bis 8 festgelegt worden. Dadurch wurden die Drahtlücken vergrößert, um den Eintritt von Gummi zu ermöglichen. Der Grad der Unebenheit des Stahlkords 10, das heißt, der Durchmesserunterschied d, beträgt bevorzugt 5 bis 50 % des Durchmessers des Stahlkords 10. Falls der Wert von d geringer als 5 % ist, kann kein signifikanter Verankerungseffekt mehr erwartet werden, wohingegen jeder Wert von d oberhalb von 50 % zu einer übermäßigen Größe des Stahlkords 10 führt, wodurch der Abstand zu dem angrenzenden Kord verringert und die Fortschreitung der Separation beschleunigt wird.

Es wurde ein Radialreifen der Größe 285/75 R 24.5 unter Verwendung des Stahlkords 10 von Fig. 4 in der äußersten Gürtelschicht 8d hergestellt. Die Fig. 7 ist eine Teilschnittansicht zur Darstellung dieser äußersten Gürtelschicht 8d mit vergrößertem Maßstab. Jeder Stahlkord 10 ist dabei in einer derartigen Art und Weise eingebettet, daß die Richtung der maximalen versetzten Spanne seiner umschreibenden Kurve im wesentlichen mit der Weitenrichtung der äußersten Gürtelschicht 8d übereinstimmt. Diese Ausrichtung der Richtung der maximalen versetzten Spanne mit der Weitenrichtung des äußersten Gürtels 8d kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß die Stahlkorde 10 mittels in einem Kalander vorhan denen Rillen ausgerichtet und die Korde 10 von beiden Seiten zur Ausbildung einer Gummischicht 11 mit Gummi überzogen werden. Diese Gummischicht 11 wird des weiteren vulkanisiert. Der Stahlkord 10 kann beispielsweise eine maximale versetzte Spanne D von 1,38 mm und eine minimale versetzte Spanne von 1,05 mm aufweisen. Im Falle dieses Gürtels 8d beträgt die Korddichte ebenfalls 12 Korde pro 2,5 cm. Das Intervall der Kordenden kann einheitlich bei 0,37 mm liegen. Bezüglich dieses Radialreifens sind die Charakteristika des Stahlkords 10, der äußersten Gürtelschicht 8d und des Reifens in der Tabelle 4 als Beispiel 4 dargestellt. In der Tabelle sind die Charakteristika von zwei Vergleichsbeispielen ebenfalls gezeigt. In dem Vergleichsbeispiel 7 wurde, wie bei dem Beispiel 5, der Stahlkord 10 mit einer in Fig. 4 dargestellten Konstruktion verwandt. Wie in der Querschnittsansicht der äußersten Gürtelschicht 8e von Fig. 8 gezeigt, ist allerdings die Richtung der maximalen versetzten Spanne der umschreibenden Kurve zufällig. Daher ist das Intervall der Kordenden über einen breiten Bereich von 0,73 bis 1,07 mm verteilt. In dem Vergleichsbeispiel 8 wurde der in Fig. 11 gezeigte Stahlkord zur Verwendung in der äußersten Gürtelschicht verwandt, worin die Drahtelemente einen gemeinsamen umschreibenden Kreis aufweisen. Die Luftreifen gemäß dieser Vergleichsbeispiele sind ebenfalls Radialreifen der Größe 285/85 R 24.5, wie auch in Beispiel 5, wobei das Reifenskelett 4 und die inneren drei Gürtel 8a, 8b und 8c gleich mit denjenigen des Beispiels 5 waren.

Die äußersten Gürtel von Beispiel 5 und das Vergleichsbeispiel 7 waren beim Verankerungseffekt der Stahlkorde bezüglich des die Gürtel bildenden Gummis und des Gummieintritts besser als der äußerste Gürtel des Vergleichsbeispiels 8. Daher wurde das Auftreten des Separationswachsens besser verhindert. Die gleiche Tabelle zeigt die Anzahl der in den Gürtel eingedrungenen Nägel bei einem 100.000 km Fahrtest. Im Fall des Beispiels 5 trat überhaupt kein Eindringen auf. Obwohl nicht in dieser Tabelle gezeigt, hat der Luftreifen gemäß Beispiel 5 nicht nur eine mit dem den mehrsträngigen Stahlkord verwendenden Reifen vergleichbare Schnittsicherheit, sondern zeigt auch noch, verglichen mit der mehrsträngigen Konstruktion, eine verbesserte Drahtzähigkeit- Nut zungs rate.

Die Anzahl der Gürtel, in denen die Stahlkorde 10 eingebettet sind, kann wie benötigt, geeignet erhöht werden. Beispielsweise können die zwei Gürtel 8c und 8d auf der Laufflächenseite Stahlkorde 10 eingebetteten haben. Es ist außerdem auch so zu verstehen, daß, obwohl die vorangegangene Beschreibung sich auf Radialreifen bezog, diese Erfindung auch auf Zwischenbaugewebe von Diagonalreifen angewandt werden kann.

Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4


Anspruch[de]

1. Luftreifen, bei dem wenigstens die äußerste einer Vielzahl von Guinmischichten (8a...8d) zwischen einem Reifenskelett (4) und einer Lauffläche (6) durch eine Vielzahl von Stahlkorden (10) verstärkt ist, wobei jede eine Vielzahl von Drahtelementen (12, 13) aufweist und einen Einzelstrang-Aufbau besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stahlkord (10) eine Bruchdehnung von mindestens 4% besitzt und einige (13) der Drahtelemente des Stahlkords (10) in der Dimensionierung in bezug auf die verbleibenden Drähte (12) variieren, wobei die Dimensionierung eines Drahtelements (12, 13) das Verhältnis eines durch den Draht bestimmten Unkreises zu einem konzentrischen Umkreis eines Kords mit allen Drahtelementen dicht geschlossen zu den Nachbardrähten ist.

2. Luftreifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug auf eine große Mehrheit der Stahlkorde (10) die Richtung des maximalen Versatzes des Umkreises im wesentlichen mit der Dickenrichtung der äußersten Schicht (8d) übereinstimmt.

3. Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere (13) der Drahtelemente des Stahlkords (10) im Durchmesser in bezug auf die verbleibenden Drähte (12) variieren.







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