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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.
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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.
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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.
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Bei dem bekannten Stahlkord ist es gängige Praxis, wie unten
erläutert, dieses durch Verwenden einer mehrsträngigen
Struktur mit einem großen Dehnwert auszustatten.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die bekannten, die Stahlkorde mit der oben beschriebenen
Konstruktionen verwendenden Reifen zeigen allerdings die
folgenden Probleme.
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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.
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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.
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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".
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Die Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung
dieses Stahlkords, die in einem Luftreifen gemäß dieser
Anordnung verwandt wird.
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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 %.
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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.
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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.
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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.
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Die EP-A-0 264 071 offenbart einen Luftreifen mit den
Merkmalen, die in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben
sind.
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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.
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Diese Aufgaben werden von den Merkmalen des Patentanspruchs 1
gelöst.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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Fig. 1 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung des
Stahlkords eines Luftreifens, welches das Prinzip
dieser Erfindung verwirklicht;
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Fig. 2 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
anderen Stahlkords eines Luftreifens, welche das
Prinzip der Erfindung verwirklicht;
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Fig. 3 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
weiteren Stahlkords eines Luftreifens, welches das
Prinzip der Erfindung verwirklicht;
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Fig. 4 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
anderen Stahlkords eines Luftreifens, welches das
Prinzip der Erfindung verwirklicht;
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Fig. 5 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
weiteren, unterschiedlichen Stahlkords eines
Luftreifens, welches das Prinzip der Erfindung
verwirklicht;
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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;
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Fig. 7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht zur
Darstellung eines Beispiels der äußersten Gummischicht
von Fig. 6;
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Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittansicht zur
Darstellung eines Vergleichsbeispiels bezüglich der
äußersten, in Fig. 7 gezeigten Gummischicht;
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Fig. 9 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
bekannten Stahlkords;
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Fig. 10 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
anderen bekannten Stahlkords;
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Fig. 11 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung des
Stahlkords eines Luftreifens nach dem Stand der
Technik; und
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Fig. 12 ist eine Querschnittansicht zur Darstellung eines
Vergleichsbeispiels bezüglich des in Fig. 11
gezeigten Reifenkords.
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Diese Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen im folgenden in einzelnen beschrieben werden.
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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.
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Die Fig. 2 bis 5 sind Querschnittansichten zur Darstellung
von Modifikationen des Stahlkordes 10.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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