DE3842167A1

DE3842167A1 - Druckluftguertelreifen

Info

Publication number: DE3842167A1
Application number: DE19883842167
Authority: DE
Inventors: Yokio Kaga; Tatsuo Suzuki; Makoto Takagi; Fumio Tomisawa
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1989-06-29
Anticipated expiration: 2008-12-16
Also published as: DE3842167C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckluftgür telreifen, welcher eine verbesserte Haltbarkeit des Gürtel teiles hat, und bezieht sich insbesondere auf Schwerlastradial reifen mit Druckluft, welche besonders ausgelegt sind für die Verwendung an Lastkraftwagen oder Bussen.

Bei einem Druckluftgürtelreifen für die Ver wendung an Bussen oder Lkw hat beispielsweise die Gürtelschicht des Laufflächenabschnittes üblicherweise einen vierlagigen Aufbau und die Korde der zweiten und die Korde der dritten Gür telschicht, welche in dieser Reihenfolge von der Karkassen schicht in Richtung auf die Lauffläche vorgesehen sind, kreu zen einander (wobei diese zweite und dritte Gürtelschicht ge meinsam als "Kreuzlagenschicht" bezeichnet wird). Diese Kreuz lagenschicht ist eine Gürtelschicht, welche in der Lage ist, im wesentlichen als Zugglied zu dienen, welches hauptsächlich eine Rolle spielt bei der Lastaufnahme, innerem Druck, etc.

Bei der oben beschriebenen Kreuzlagenschicht, sind die zweite und dritte Gürtelschicht im allgemeinen aus derselben Art von Drahtkord in derselben Kordzahl hergestellt. Nach dem Ablauf der ersten Lebensdauer jedoch (d.h. nach der Verwendung eines frischen, neuen Reifens) ist das Ermüdungsausmaß der Korde, welche die zweite Gürtelschicht bilden, größer als das der Korde, welcher die dritte Gürtelschicht bildet, was eine Ver ringerung der Lebensdauer der gesamten Kreuzlagenschicht mit sich bringt. Dies bringt nachteiligerweise eine Verringerung der Haltbarkeit des Gürtelteiles mit sich.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Druck luftgürtelreifen vorzusehen, welcher eine verbesserte Haltbar keit des Gürtelteiles des Reifens hat, welcher eine Vielzahl von Gürtelschichten aufweist.

Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Druckluftgürtelreifen, der zumindest eine Karkassen schicht aufweist, die ausKorden zusammengesetzt ist, welche im wesentlichen unter rechtem Winkel zu der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, sowie eine Gürtelschicht aufweist, welche sandwichartig zwischen der Karkassenschicht und einer Lauffläche angeordnet ist und aus zumindest zwei metallischen Kordschichten und weiterhin einem Paar von Schichten, die ein ander kreuzen und in der Lage sind, im wesentlichen als Zug glied zu dienen, besteht, wobei in Bezug auf die Gürtelschich ten, die einander kreuzen und in der Lage sind, im wesentli chen als Zugglied zu dienen, entweder die Gesamtzugfestigkeit der Gürtelschicht, die auf der Seite der Karkasse angeordnet ist, größer ist als die der Gürtelschicht, die auf der Seite der Lauffläche angeordnet ist, oder die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung der Korde auf der Gürtelschicht, welche auf der Seite der Karkassenschicht angeordnet ist, größer ist als die der Korde der auf der Seite der Lauffläche angeordneten Gürtelschicht.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 ist eine erläuternde Meridianhalbquerschnittansicht eines Beispieles eines Druckluftgürtelreifens gemäß der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht, welche die Ergebnisse eines Drehbiegeermüdungstestes eines Kords in einer Gürtel schicht, wobei jeder Punkt die Wahrscheinlichkeit darstellt, mit welcher ein Kord nicht bricht, wenn er die Anzahl von Bie gungen (Fehlerzyklen) durchgemacht hat, die in der Abszissen achse dargestellt sind; und

Fig. 3 ist eine erläuternde Darstellung, welche die Ergebnis se eines Drehbiegeermüdungstestes eines anderen Kords zeigt, wobei jeder Punkt die Wahrscheinlichkeit ist, mit welcher ein Kord nicht bricht, wenn er die Anzahl von Biegungen (Fehler zyklen), die in der Abszissenachse dargestellt sind, durchge macht hat.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 ist eine Gürtelschicht 4, welche aus Metallkorden besteht, zwischen einer Karkassenschicht 3 und einer Laufflä che 2 angeordnet. Die Karkassenschicht 3 hat einen einfachen oder einen vielschichtigen Aufbau und Metallkorde oder organi sche Faserkorde bzw. -schnüre, welche unter im wesentlichen rechtem Winkel zu der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind. Die Gürtelschicht 4 besteht aus zumindest zwei Schich ten und ist im Falle der Fig. 1 aus einer ersten Gürtelschicht 4 a, einer zweiten Gürtelschicht 4 b, einer dritten Gürtelschicht 4 c und einer vierten Gürtelschicht 4 d aufgebaut, welche in dieser Reihenfolge von der Karkassenschicht in Richtung auf die Lauffläche 2 vorgesehen sind. Die Korde bzw. die Schnüre der zweiten Gürtelschicht 4 b und die Korde der dritten Gürtel schicht 4 c kreuzen einander (d.h. bilden eine Kreuzlagenschicht).

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei dem oben beschriebe nen Druckluftgürtelreifen, der einen aus mindestens zwei Schich ten bestehenden Gürtelaufbau hat, die Gesamtzugfestigkeit der zweiten Gürtelschicht 4 b größer als die der dritten Gürtel schicht 4 c. Als Alternative haben die für die zweite Gürtel schicht 4 b verwendeten Korde eine Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung, die gegenüber denjenigen der dritten Gürtelschicht 4 c größer ist. Dieses Hilfsmittel wird verwendet für den Zweck des Optimierens der Ermüdungslebensdauer der Korde, welche jede Gürtelschicht bilden, entsprechend der Laufdauer des Rei fens, da die Verwendung eines frischen Reifens bewirkt, daß die Ermüdung der Korde, welche die zweite Gürtelschicht 4 b bilden, größer ist als die der Korde, welche die dritte Gür telschicht 4 c bilden.

Der Begriff "Gesamtfestigkeit", welcher hier verwendet wird, soll die Bedeutung haben "Kordzugfestigkeit×Zahl der Kordstränge".

Vorzugsweise ist die Gesamtzugfestigkeit der zweiten Gürtel schicht 4 b größer als die der dritten Gürtelschicht 4 c und zwar um einen Faktor von 1,2 bis 1,4. Wenn die Gesamtzugfe stigkeit der zweiten Gürtelschicht 4 b um einen Faktor von weni ger als 1,2 größer ist als die der dritten Gürtelschicht 4 c, ist es schwierig, die Ermüdungslebensdauer der Korde und die Laufzeit des Reifens zu optimieren. Wenn auf der anderen Sei te die Gesamtzugfestigkeit der zweiten Gürtelschicht 4 b um einen Faktor, der 1,4 übersteigt, größer ist als die der drit ten Gürtelschicht 4 c, ist die zwischen den Korden vorhandene Gunmimenge sehr klein, was einen Bruch des Gürtels aufgrund der Berührung der Korde mit sich bringt. Dies verringert in nachteiliger Weise die Laufzeit des Reifens.

Weiterhin soll der Ausdruck "die für die zweite Gürtelschicht 4 b verwendeten Korde haben eine Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung, die höher als die der für die dritte Gürtelschicht 4 c verwendeten Korde ist", beispielsweise Stahlkorde bedeu ten, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung haben, die durch Variation des (Einzel-)Fadenmaterials, aus welchem die Korde aufgebaut sind, Zwirnstruktur oder Dicke der Korde usw. verbessert sind. Die Korde, die eine bessere Widerstands fähigkeit gegen Ermüdung haben, können als Korde für die zwei te Gürtelschicht 4 b verwendet werden. In Bezug auf die Anzahl der Korde ist die zweite Gürtelschicht 4 b dieselbe wie die dritte Gürtelschicht 4 c.

Fig. 2 zeigt die Ergebnisse des folgenden Drehbiegeermüdungs tests. In der Zeichnung stellen die Linie a und die Linie b die Ergebnisse in Bezug auf die Korde der zweiten Gürtel schicht 4 b bzw. der dritten Gürtelschicht 4 c dar. Aus Fig. 2 ist es offensichtlich, daß die Ermüdung der Korde der zwei ten Gürtelschicht 4 b stärker ist als die der Korde der drit ten Gürtelschicht 4 c.

Drehbiegeermüdungstest

Ein Test (innerer Straßentest, Radprüfstand) wurde unter Ver wendung eines wirklichen Fahrzeuges unter den folgenden Bedin gungen durchgeführt. Nachdem der Reifen 40000 km gelaufen war, wurden die Stahlkorde der zweiten Gürtelschicht 4 b und der dritten Gürtelschicht 4 c herausgenommen und für den Dreh biegeermüdungstest verwendet.

Testbedingungen bei der Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeuges

Reifengröße: 10.00 R20 14PR
Felgengröße: 7.00 T×20
innerer Reifendruck: 7.25 kgf/cm²
Belastung: Normalbelastung nach JIS (Japanischer Industriestandard)
Montageposition: Hinterrad, zweiachsiger Typ (2-D.D); Antriebswelle eines Kipplastwagens
Fahrstraße: ungepflastertes Straßenverhältnis 16%
durchschnittliche Reisegeschwindigkeit: 45 km/h
Testprobe: Stahlkord (4b, 4c) 3(0.20)+6(0.38)

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf das folgen de Beispiel beschrieben.

Beispiel

Die Haltbarkeit des Gürtelteiles wurde für die folgenden Rei fen der vorliegenden Erfindung und für Vergleichsreifen ermit telt. Die Ergebnisse sind mit Hilfe von Indizes in der folgen den Tabelle 1 (1) und Tabelle 1 (2) dargestellt.

(a) Reifen 1 der vorliegenden Erfindung

Ein Druckluftgürtelreifen mit einem Aufbau des in Fig. 1 dar gestellten Gürtelteiles.

Korde der zweiten Gürtelschicht 4 b: Stahlkorde
Korde der dritten Gürtelschicht 4 c: Stahlkorde
Fadenzahl der zweiten Gürtelschicht 4 b: 33 Fäden
Fadenzahl der dritten Gürtelschicht 4 c: 26 Fäden

Gesamtzugfähigkeit der zweiten Gürtelschicht 4b: 1,3 mal größer als die Gesamtzugfähigkeit der dritten Gürtelschicht 4 c.

(b) Vergleichsreifen 1

Druckluftgürtelreifen mit einem Aufbau des Gürtelteiles wie in Fig. 1 dargestellt.

Korde der zweiten Gürtelschicht 4 b: dieselben Stahlkorde wie die des oben beschriebenen Reifens der vorliegenden Erfindung
Korde der dritten Gürtelschicht 4 c: dieselben Stahlkorde wie jene des oben beschriebenen Reifens der vorliegenden Erfindung
Gesamtzahl der Korde der zweiten Gürtelschicht 4 b: diesel be wie diejenige der ersten Gürtelschicht 4 c (26 Stück)
Gesamtzugfestigkeit der zweiten Gürtelschicht 4 b: diesel be wie die der dritten Gürtelschicht 4 c.

(c) Reifen 2 der vorliegenden Erfindung

Ein Druckluftgürtelreifen mit dem Aufbau eines in Fig. 1 dar gestellten Gürtelteiles.

Korde einer zweiten Gürtelschicht 4 b: Stahlkorde mit dem selben Zwirnaufbau (3(0.20) + 6(0.38)) wie derjenige der Korde der dritten Gürtelschicht 4 c und aus unter schiedlichem (Einzel-)Fadenmaterial im Vergleich mit den Korden der dritten Gürtelschicht 4 c aufgebaut
Korde der dritten Gürtelschicht 4 c: Stahlkorde
Zahl der Stahlkordenden der zweiten Gürtelschicht 4 b: die selbe wie diejenige der Korde der dritten Gürtelschicht 4 c (26 Enden).

Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung der Korde der zweiten Gürtelschicht 4 b: besser als diejenige der Korde nach der dritten Gürtelschicht 4 c.

Der Widerstand der Korde gegen Ermüdung wird abgeschätzt aus den Ergebnissen des Drehbiegeermüdungstestes, welcher vorher gehend beschrieben worden ist. Fig. 3 zeigt die Ergebnisse des Tests. In der Zeichnung geben die Linie α die Ergebnisse in Bezug auf frische Korde, die für einen konventionellen Rei fen verwendet wurden, und Linie β die Ergebnisse in Bezug auf die frischen Korde, die für den Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, wieder.

Aus Fig. 3 wird offensichtlich, daß der Widerstand gegen Er müdung der für den Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Korde besser als die der für einen konventionellen Reifen verwendeten Korde ist.

(d) Vergleichsreifen 2

Druckluftgürtelreifen mit einem Gürtelteil-Aufbau, wie in Ta belle 1 dargestellt.

Korde der zweiten Gürtelschicht 4 b: Stahlkorde
Korde der dritten Gürtelschicht 4 c: Stahlkorde
Zahl der Kordenden der zweiten Gürtelschicht 4 b: dieselbe wie diejenige der Korde der dritten Gürtelschicht 4 c (26 Stück)
Widerstand der Korde der zweiten Gürtelschicht 4 b: derselbe wie derjenige der Korde der dritten Gürtelschicht 4 c

Verfahren zum Ermitteln der Haltbarkeit des Gürtelteiles

Ein Innenraumtest wurde unter den folgenden Bedingungen durch geführt und die Haltbarkeit des Gürtelteiles wurde auf Basis der Belastung beim Ausfall ermittelt.

Testbedingungen

Reifengröße: 10.00 R20 14PR
Felge, innerer Druck und Belastung: entsprechend den Normalbedingungen nach JIS
Reisegeschwindigkeit: 45 km/h
Rutschwinkel: ±3°

Testergebnisse (1)

Testergebnisse (2)

Tabelle 1 (1)

Tabelle 1 (2)

Wie aus Tabelle 1 (1) und Tabelle 1 (2) offensichtlich ist, sind die Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung den ver gleichbaren Reifen in der Haltbarkeit des Gürtelteiles überlegen.

Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung entweder die Gesamtzugfestigkeit der zweiten Gürtelschicht größer als die der Gürtelschicht der dritten Schicht oder die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung der Korde der zweiten Gür telschicht ist stärker als die der Korde der dritten Schicht, so daß es möglich ist, nicht nur die Haltbarkeit des Gürtel teiles zu verbessern, sondern auch die folgenden Effekte zu erreichen.

(1) Die Haltbarkeit des Gürtelteiles des Reifenmantels nach dem Runderneuern kann verbessert werden.
(2) Selbst wenn die Kordzahl der zweiten Gürtelschicht diesel be wie die des konventionellen Reifens ist und die Kordzahl der dritten Gürtelschicht reduziert ist, kann die Haltbar keit des Gürtelteiles sichergestellt werden, wodurch es möglich wird, das Gewicht und die Kosten des Reifens zu reduzieren.

Claims

1. Druckluftgürtelreifen mit mindestens einer Karkassenschicht, welche aus Korden zusanmengesetzt ist, die unter im wesent lichen rechtem Winkel zur Umfangsrichtung des Reifens an geordnet sind, und einer Gürtelschicht, welche sandwich artig zwischen der Karkassenschicht und einer Lauffläche angeordnet ist und aus zumindest zwei metallischen Kord schichten besteht, und weiterhin einem Paar von Schichten, welche einander kreuzen und in der Lage sind, im wesentli chen als Zugglied zu dienen, wobei in Bezug auf die Gürtel schichten, die einander kreuzen und in der Lage sind, im wesentlichen als Zugglied zu dienen, entweder die Gesamt zugfestigkeit der Gürtelschicht, die auf der Seite der Kar kassenschicht angeordnet ist, größer ist als diejenige der Gürtelschicht, welche auf der Seite der Lauffläche angeord net ist, oder die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung der Korde der Gürtelschicht, welche auf der Seite der Karkas senschicht angeordnet ist, die der Korde der Gürtelschicht, die auf der Seite der Lauffläche angeordnet sind, über trifft.

2. Druckluftgürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in Bezug auf die Gürtelschichten, die einander kreuzen und in der Lage sind, im wesentlichen als ein Zug glied zu funktionieren, die Gesamtzugfestigkeit der Gürtel schicht, die auf der Seite der Karkassenschicht angeordnet ist, 1,2 bis 1,4 mal größer als diejenige der Gürtelschicht ist, die auf der Seite der Lauffläche angeordnet ist.

3. Druckluftgürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in Bezug auf die Gürtelschichten, die einan der kreuzen und in der Lage sind, im wesentlichen als Zug glied zu funktionieren, die Korde der Gürtelschicht, die auf der Seite der Karkassenschicht angeordnet sind, jeweils Stahlkorde sind, daß die Korde der Gürtelschicht, welche auf der Seite der Lauffläche angeordnet sind, jeweils Stahl korde sind und daß, im Vergleich zu den Korden der Gürtel schicht, die auf der Seite der Lauffläche angeordnet sind, die Korde, die eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Ermü dung haben, verwendet werden als die Korde für die Gürtel schicht auf der Seite der Karkassenschicht.

4. Druckluftgürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Korde der Karkassenschicht jeweils metallische Korde sind.

5. Druckluftgürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Korde der Karkassenschicht jeweils Korde aus organischen Fasern sind.