DE69706631T2

DE69706631T2 - LKW-Radialreifen

Info

Publication number: DE69706631T2
Application number: DE69706631T
Authority: DE
Inventors: Tetsuhiro Fukumoto
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: EP0844109A1; JPH10147117A; JP3224996B2; DE69706631D1; US6129128A; EP0844109B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen für Schwerlastbetrieb geeigneten Radialluftreifen mit verbesserter Haltbarkeit des Wulstes.
Bei Schwerlastreifen für Lastwagen, Omnibusse und dergleichen ist der Reifendruck relativ hoch und die Karkasskordspannung, welche die Karkassumschlagabschnitte (f) radial nach innen zieht, wie in Fig. 4 gezeigt, ist ebenfalls hoch. Weiter ist die Reifenbelastung relativ hoch. Der Seitenwandabschnitt (d) und der Wulstabschnitt (e) sind wiederholt während des Laufs der großen Biegeverformung unterworfen und die Spannungen konzentrieren sich an dem Ende (h) des Umschlagabschnittes (9 der Karkasse (g), und das Ende (h) neigt dazu, sich von dem umgebenden Gummi zu lösen, wodurch die Standfestigkeit in hohem Maße vermindert wird.
Um so ein derartiges Lösungs- oder Trennversagen zu verhindern, wird herkömmlicherweise in dem Wulstabschnitt (e) eine Wulstverstärkungslage (k) angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt, um die Karkasslage zwischen dem Wulstkern (j) und dieser Lage (k) zu sichern. Diese Wulstverstärkungslage (k) bringt jedoch ein anderes Problem mit sich, d. h. ein Löse- oder Trennversagen an dem axial inneren Ende (m) und dem axial äußeren Ende (n) der Wulstverstärkungslage (k) infolge der Scherspannung zwischen der Karkasse (g) und dieser Lage. Da weiter die Steifigkeit des Wulstabschnitts erhöht wird, besitzt diese Wulstverstärkungslage eine Tendenz, den Vorgang des Felgenaufziehens zu erschweren und den Fahrkomfort zu verschlechtern. Das wird insbesondere dann festgestellt, wenn in der Verstärkungslage Stahlkorde benutzt werden, wie in GB-A-2024119, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeigt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schwerlast-Radialreifen zu schaffen, bei dem Löse- oder Trennversagen an den Enden der Verstärkungskorde in den Wulstabschnitten wirksam verhindert wird, um die Standfestigkeit der Wulstabschnitte ohne Verschlechterung beim Fahrkomfort und beim Aufziehen auf die Felge zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Radialreifen für Schwerlasteinsatz einen Laufstreifenabschnitt, zwei axial beabstandete Wulstabschnitte mit je einem darin befindlichen Wulstkern, ein Paar Seitenwandabschnitte, die sich zwischen den Laufstreifenkanten und den Wulstabschnitten erstrecken, eine radiale Karkasslage, die sich zwischen den Wulstabschnitten durch den Laufstreifenabschnitt und die Seitenwandabschnitte erstreckt von der axial inneren Seite zur Außenseite eines Reifens und um die Wulstkerne umgeschlagen ist, um ein Paar Umschlagabschnitte und einen dazwischen befindlichen Hauptabschnitt zu bilden, wobei die Höhe der radial äußeren Enden der Umschlagabschnitte das 1,5- bis 3,5-fache der Höhe eines Felgenhorns einer Standardfelge für diesen Reifen beträgt, eine Wulstverstärkungslage aus Stahlkorden, die längs der axial äußeren Fläche jedes der Umschlagabschnitte angeordnet ist, wobei die Wulstverstärkungslage sich so erstreckt, daß das radial innere Ende radial innerhalb einer geraden Linie angeordnet ist, die zwischen dem axial am weitesten innen liegenden Ende und dem axial am weitesten außen liegenden Ende des Wulstkerns gezogen ist, und das radial äußere Ende von dem radial äußeren Ende des Umschlagabschnitts durch einen radialen Abstand von 5 bis 20 mm beabstandet ist, wobei die radial äußeren Enden der Umschlagabschnitte und die Wulstverstärkungslagen jeweils mit einer aus Hartgummi mit einer JIS-A-Härte von 75 bis 85 Grad hergestellten Abdeckung bedeckt sind, wobei die das Ende des Umschlagabschnittes bedeckende Abdeckung einen Hauptteil umfaßt, der sich radial von dem Ende so nach außen erstreckt, daß er eine erste Länge von 0,5 bis 30 mm aufweist, einen axial inneren Teil, der sich von dem Ende entlang der axial inneren Oberfläche des Umschlagabschnitts radial nach innen so erstreckt, daß er eine zweite Länge von 20 bis 60 mm aufweist, und einen axial äußeren Teil, der sich von dem Ende entlang der axial äußeren Oberfläche des Umschlagabschnittes radial nach innen so erstreckt, daß er eine dritte Länge von 5 bis 30 mm aufweist, wobei die dritte Länge kleiner als die zweite Länge ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Radialreifens, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht des Wulstabschnitts desselben;
Fig. 3 ist eine Querschnittansicht der Abdeckung; und
Fig. 4 ist eine Querschnittansicht, die den Stand der Technik zeigt.
In den Figuren ist ein Erfindungsgemäßer Reifen 1 ein schlauchloser Schwerlast-Radialluftreifen für Lastkraftwagen und Omnibusse zum Aufziehen auf eine Tiefbettfelge mit 15 Grad Schrägstellung der Felgenhörner.
Der Reifen 1 umfaßt einen Laufstreifenabschnitt 2, ein Paar axial voneinander beabstandete Wulstabschnitte 4, ein Paar Seitenwandabschnitte 3, die sich zwischen den Laufstreifenkanten und den Wulstabschnitten 4 erstrekken, ein Paar Wulstkerne 5, die jeweils einzeln in jedem der Wulstabschnitte 4 angeordnet sind, eine toroidförmige Karkasse 6, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 erstreckt, und einen radial außerhalb der Karkasse 6 und innerhalb eines Gummilaufstreifens angeordneten Gürtel 7.
Der Gürtel 7 umfaßt einen Vielzahl von Gürtellagen, in diesem Beispiel drei Gürtellagen aus parallelen Korden, die mit Winkeln von 10 bis 40 Grad bezüglich des Reifenäquators C gelegt sind. Für die Gürtelkorde können Stahlkorde und Korde aus organischen Fasern z. B. Nylon, Reyon, aromatischen Polyamiden und dergleichen verwendet werden.
Die Karkasse 6 umfaßt mindestens eine Lage, in diesem Beispiel nur eine Lage, von Korden, die radial mit einem Winkel von 85 bis 90 Grad bezüglich des Reifenäquators C verlegt sind, welche Lage sich zwischen dem Wulstabschnitt 4 durch den Laufstreifenabschnitt 2 und den Seitenwandabschnitten 3 erstreckt, und um den Wulstkern 5 in jedem Wulstabschnitt 4 von der axialen Innenseite zu der Außenseite desselben umgeschlagen ist, um ein Paar Umschlagabschnitte 6b und dazwischen einen Hauptabschnitt 6a zu bilden. Für die Karkasskorde können Stahlkorde und organische Faserkorde, z. B. aus Polyester, Nylon, Reyon, aromatischem Polyamid und dergleichen verwendet werden.
Die Höhe P des radial äußeren Endes E des Karkasslagenumschlagabschnitts 6b beträgt das 1,5- bis 3,5-fache der Höhe H des Horns der Felge (J). Diese Höhen werden von der Wulstgrundlinie L in einem Standardzustand gemessen, bei dem der Reifen auf die Standardfelge (J) aufgezogen und auf seinen normalen Innendruck aufgepumpt ist. Wenn die Höhe P weniger als das 1,5-fache der Felgenhornhöhe H beträgt, ist das Auftreten eines Löse- oder Trennfehlers am äußeren Ende E zu befürchten, weil der Umschlagabschnitt 6b die radial nach innen gerichtete Zugkraft bei aufgepumptem Reifen nicht aushalten kann. Falls die Höhe P mehr als das 3,5-fache der Felgenhornhöhe H beträgt, nähert sich das äußere Ende E dem Zentralbereich des Seitenwandabschnittes 3, wo die Biegeverformung groß ist, und die am äußeren Ende konzentrierte Spannung wird zu hoch, um noch steuerbar zu sein.
Jeder der Wulstabschnitte 4 ist zwischen dem Karkasshauptabschnitt 6a und dem Umschlagabschnitt 6b mit einem Wulstreiter 8 versehen, der aus einer Gummimasse hergestellt ist, die eine JIS-A-Härte von 50 bis 65 Grad besitzt, und sich vom Wulstkern 5 radial nach außen verjüngt. Der Wulstreiter 8 erstreckt sich radial nach außen über das radial äußere Ende E des Karkasslagenumschlagabschnitts 6b hinaus uncl reicht bis zu einer radialen Höhe von etwa 1/3 bis 1/2 der Reifenquerschnittshöhe.
Weiter ist jeder Wulstabschnitt 4 mit einer Wulstverstärkungslage 9 versehen. Die Wulstverstärkungslage 9 setzt sich zusammen aus einer Lage von Stahlkorden, die mit einem Winkel von 20 bis 40 Grad zu den benachbarten Karkasskorden gelegt und in eine Gummierungsmasse eingebettet sind. Die Wulstverstärkungslage 9 erstreckt sich längs der axial äußeren Oberfläche des Umschlagabschnitts 6b, und ihr inneres Ende (D) ist an der radial inneren Seite einer geraden Linie (N) angeordnet, die zwischen dem axial am weitesten innen liegenden Ende (I) und dem axial am weitesten außen liegenden Ende (O) des Wulstkerns 5 gezogen ist, und axial innerhalb des Schwerpunkts des Wulstkerns 5.
Andererseits ist das äußere Ende F desselben radial nach innen (in dem in Fig. 2 gezeigten Falle) oder (nicht gezeigt) nach außen von dem äußeren Ende E der Karkasse 6 durch einem Abstand (M) von 5 bis 20 mm getrennt.
Deshalb ist die Wulstverstärkungslage 9 nicht mit einem axialen inneren Teil versehen, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, und es ist verhindert, daß die Steifigkeit des Wulstabschnitts außerordentlich erhöht wird. Als Ergebnis werden Schwierigkeiten beim Anbringen an der Felge und Löse- oder Trennversagen an dem Ende des axial inneren Abschnitts und eine Verschlechterung des Fahrkomforts vermieden. Falls der Abstand (M) kleiner als 5 mm ist, ändert sich die Steifigkeit abrupt in der Nähe der Enden E und F, und es erhöht sich die Gefahr eines Trennversagens. Falls der Abstand (M) mehr als 20 mm beträgt, nähert sich die Höhe des Wulstverstärkungslagenendes F der Höhe H des Felgenhorns, und es wird schwierig für die Wulstverstärkungslage 9, die Spannung an dem Karkasslagenende E abzusenken, und deshalb besteht die Neigung, daß eine Lösung an dem Karkasslagenende E auftritt.
Die Enden der Karkasslagen im Wulstbereich, d. h. die äußeren Enden E und F des Karkassumschlagabschnitts 6b und die Wulstverstärkungslage 9 sind jeweils durch eine Gummiabdeckung 11 abgedeckt.
Die Abdeckung 11 besteht aus einem Hartgummi mit einer JIS-A-Härte von 75 bis 85 Grad.
Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Abdeckung 11 einen Hauptteil 12, der sich von dem Verstärkungskordlagenende (E, F) nach außen erstreckt, einen axial inneren Teil 13, der sich von dem Hauptteil 12 längs der axial inneren Fläche der Verstärkungskordlage (6b, 9) nach innen erstreckt und einen axial äußeren Teil 14, der sich von dem Hauptteil 12 längs der axial äußeren Fläche der Verstärkungskordlage (6b, 9) radial nach innen erstreckt.
Wie bei der Abdeckung 11A der Karkasslage 6b ist die Länge a1 des inneren Teils 13A 20 bis 60 mm und die Länge a2 des äußeren Teils 14A ist 5 bis 30 mm, wobei die Länge a2 geringer als die Länge a1 ist. Weiter beträgt die Länge b des Hauptteils 12A 0,5 bis 30 mm.
Die Abdeckung 11B der Wulstverstärkungslage 9 kann von der gleichen Größe wie die Abdeckung 11A sein, um die Anzahl von Reifenteilen zu vermindern. Jedoch kann der innere Teil 13B gleich dem äußeren Teil 14B gekürzt werden.
Die Wulstverstärkungslage 9, die keinen axialen inneren Teil hat, wie oben erklärt wurde, erlaubt der Karkasse 6 mehr Bewegung als je zuvor. Damit wird, um eine solche Bewegung der Karkasse 6 zu verhindern, die Adhäsion zwischen dem Umschlagabschnitt 6b und dem Wulstreiter 8 durch Verlängern des inneren Teils 13 erhöht.
Wenn die Länge a1 weniger als 20 mm beträgt, ist die Adhäsion zum Verhindern des Trennversagens ungenügend. Falls die Länge a2 weniger als 5 mm beträgt, wird die Adhäsion zwischen der Abdeckung und dem Umschlagabschnitt 6b unzureichend. Falls die Länge b weniger als 0,5 mm beträgt, ist die Festigkeit der Abdeckung 11 unzureichend, um ein Trennversagen zu verhindern. Auch wenn die Längen a1, a2 und b so festgesetzt werden, daß sie mehr als die jeweiligen oberen Grenzwerte betragen, kann die Auswirkung des Verhinderns des Trennversagens nicht weiter ansteigen, und ungünstigerweise werden das Gewicht und die Steifigkeit erhöht.

Vergleichstest

Testreifen der Größe 11R22.5 mit dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Aufbau und den in Tabelle 1 genannten Spezifikationen wurden hergestellt, und ihre Haltbarkeit wurde geprüft.
Bei der Haltbarkeitsprüfung wurde ein zu untersuchender Reifen, der auf einer Standardfelge von 8.25 · 22.5 aufgezogen, auf einen Normaldruck von 8,44 kgf/cm² aufgepumpt und mit 200% der Maximallast beladen wurde mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h an einem Trommeltester zum Laufen gebracht, und die Laufzeit bis zum Auftreten eines Trennversagens an dem äußeren Ende des Karkassumschlagabschnitts wurde gemessen.
In Tabelle 1 ist die Laufzeit durch einen Index bezeichnet, auf der Grundlage, daß der Wert bei dem Reifen des Ausführungsbeispiels der Erfindung 100 beträgt. Je größer der Index, um so besser ist die Haltbarkeit.
Es wurde durch die Prüfung bestätigt, daß der erfindungsgemäße Reifen nicht nur in Hinblick auf die Wulstfestigkeit, sondern auch auf den Fahrkomfort verbessert ist. Tabelle 1
*) Beim Vergleichsreifen 4 trat eine Trennung an der axial inneren Seite der Wulstverstärkungslage auf. Bei den anderen Vergleichsreifen trat eine Trennung am Ende des Karkassumschlags auf.

Claims

1. Schwerlast-Radialreifen, umfassend einen Laufstreifenabschnitt (2), zwei axial beabstandete Wulstabschnitte (4) mit einem Wulstkern (5) darin, zwei Seitenwandabschnitte (3), die sich zwischen den Laufstreifenkanten und den Wulstabschnitten erstrecken, eine radiale Karkasslage (6), die sich zwischen den Wulstabschnitten durch den Laufstreifenabschnitt und die Seitenwandabschnitte hindurch erstreckt und um die Wulstkerne (5) herum von der axialen Innenseite zur Außenseite des Reifens umgeschlagen ist, um zwei Umschlagabschnitte (6b) und einen Hauptabschnitt (6a) dazwischen zu bilden, wobei die Höhe (P) der radial äußeren Enden (E) der Umschlagabschnitte (6b) das 1,5 bis 3,5fache der Höhe (H) eines Felgenhorns einer Standardfelge für den Reifen beträgt, eine Wulstverstärkungslage (9) aus Stahlkorden, die entlang der axial äußeren Oberfläche jedes Umschlagabschnitts (6b) angeordnet ist, wobei sich die Wulstverstärkungslage (9) derart erstreckt, daß das radial innere Ende (D) auf der radialen Innenseite einer geraden Linie (N) angeordnet ist, die zwischen dem axial am weitesten innen liegenden Ende (I) und dem axial am weitesten außen liegenden Ende (O) des Wulstkerns (5) gezogen ist, und das radial äußere Ende (F) von dem radial äußeren Ende (E) des Umschlagabschnitts mit einem radialen Abstand von 5 bis 20 mm beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußeren Enden (E, F) der Umschlagabschnitte und der Wulstverstärkungslagen jeweils mit einer Abdeckung (11) bedeckt sind, die aus Hartgummi mit einer JIS-A-Härte von 75 bis 85 Grad hergestellt ist, wobei die Abdeckung (11), die das Ende des Umschlagabschnitts bedeckt, einen Hauptteil (12A), der sich von dem Ende radial nach außen erstreckt, so daß er eine erste Länge (b) von 0,5 bis 30 mm aufweist, einen axial inneren Teil (13A), der sich von dem Ende (E, F) entlang der axial inneren Oberfläche des Umschlagabschnitts radial nach innen erstreckt, so daß er eine zweite Länge (a1) von 20 bis 60 mm aufweist, und einen axial äußeren Teil (14A) umfaßt, der sich von dem Ende entlang der axial äußeren Oberfläche des Umschlagabschnitts radial nach innen erstreckt, so daß er eine dritte Länge (a2) von 5 bis 30 mm aufweist, wobei die dritte Länge kürzer als die zweite Länge ist.

2. Schwerlast-Radialreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (11), die das radial äußere Ende (F) der Wulstverstärkungslage bedeckt, einen Hauptteil (12B), der sich von dem Ende radial nach außen erstreckt, so daß er eine Länge (b) von 0,5 bis 30 mm aufweist, einen axial inneren Teil (13B), der sich von dem Ende entlang der axial inneren Oberfläche der Wulstverstärkungslage radial nach innen erstreckt, so daß er eine Länge (a1) von 20 bis 60 mm aufweist, und einen axial äußeren Teil (14B) umfaßt, der sich von dem Ende entlang der axial äußeren Oberfläche der Wulstverstärkungslage radial nach innen erstreckt, so daß er eine Länge (a2) von 5 bis 30 mm aufweist.

3. Schwerlast-Radialreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das radial äußere Ende (E) des Umschlagabschnitts radial außen in bezug auf das radial äußere Ende (F) der Wulstverstärkungslage angeordnet ist.

4. Schwerlast-Radialreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das radial äußere Ende (F) der Wulstverstärkungslage radial außen in bezug auf das radial äußere Ende (E) des Umschlagabschnitts angeordnet ist.

5. Schwerlast-Radialreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Wulstabschnitte ein Wulstkernreiter (8), der aus einer Gummimischung mit einer JIS-A-Härte von 50 bis 65 Grad hergestellt ist, zwischen dem Hauptabschnitt (6a) und dem Umschlagabschnitt (6b) der Karkasse angeordnet ist, wobei sich der Wulstkernreiter (8) von dem Wulstkern radial nach außen über das radial äußere Ende des Karkasslagen-Umschlagabschnitts hinaus erstreckt.