-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der
durch Stahlkabel verstärkt ist und betrifft insbesondere
einen Luftreifen für ein Motorfahrzeug, bei dem bewirkt
wird, daß die abgeschnittenen Enden von Stahlkabeln gut
genug an dem Gummi anhaften, um die Lebensdauer des
Reifens zu verbessern.
-
Bei einem herkömmlichen Luftreifen für ein
Motorkraftfahrzeug ist eine verstärkende Schicht aus
Stahlkabeln in dem Gummi für eine Karkasse, einen Gürtel,
einen Wulstschutzstreifen oder dergleichen eingebettet.
Da der Elastizitätsmodul der Stahlkabel sehr hoch ist,
bewirken die in dem Gummi eingebetteten Stahlkabel eine
Unterdrückung der Deformation des Reifens. Da der
Unterschied zwischen dem Elastizitätsmodul von
Stahlkabeln und demjenigen des Gummis groß ist, besteht
jedoch der Nachteil, daß auf die aneinander
festgehafteten Oberflächen des Gummis und jedes
Stahlkabels in der Längsrichtung des Stahlkabels eine
Scherkraft wirkt, um die aneinander festgehafteten
Oberflächen von einander zu trennen. Aufgrund dessen wird
das Stahlkabel mit Messing überzogen um die
Festhaftekraft zwischen dem Gummi und dem Stahlkabel zu
erhöhen.
-
Da die Drahtelemente jedes Stahlkabels, das in den Gummi
des herkömmlichen Luftreifens eingebettet ist außer an
den abgeschnittenen Enden der Drahtelemente mit Messing
überzogen ist, wird die Festhaftekraft zwischen dem Gummi
und jedem Drahtelement erhöht, so daß verhindert wird,
daß sich der Gummi und das Drahtelement voneinander
trennen. Da die abgeschnittenen Enden der Drahtelemente
jedoch nicht mit dem Messing beschichtet sind und
zusammengefaßt werden um eine Ebene zu bilden, ist jedoch
die Festhaftekraft zwischen dem Gummi und den
abgeschnittenen Enden sehr gering, so daß es
wahrscheinlich ist, daß sich der Gummi und jedes
abgeschnittene Ende voneinander trennen. Da der
Unterschied zwischen dem Elastizitätsmodul des Gummis und
demjenigen der Stahlkabel groß ist, ist es, wie oben
erwähnt, wahrscheinlich, daß eine große lokale Spannung
in dem Gummi an dem abgeschnittenen Ende jedes
Drahtelementes bewirkt wird um teilweise Risse in dem
Gummi zu verursachen. Somit besteht ein Problem darin,
daß falls eine derartige Spannung wiederholt bewirkt
wird, der Gummi von dem abgeschnittenen Endabschnitt
jedes Stahlkabels in einer kurzen Zeitperiode getrennt
wird.
-
In der JP-B-55.28882 wurde beschrieben, daß die Enden der
Drahtelemente jedes Stahlkabels wie ein Bambusbesen
verteilt werden um die Festhaftekraft zwischen dem Gummi
und jedem Ende der Drahtelemente zu erhöhen. Jedoch muß
in diesem Fall eine mühsame Arbeit wie eine Reduzierung
der Bildungsrate der Stahlkabel und eine Erhöhung der
Verdrehungssteigung der Stahlkabel durchgeführt werden.
-
Die EP-A-0 001 235 beschreibt eine Vorrichtung zum
Verbinden eines Anschlusses an ein Kabel mit fünf
Faserschichten. Ein Endring besitzt innere
Durchmesserstufen und die Faserschichten werden
abgeschnitten, so daß sie mit den Stufen übereinstimmen.
Der Endring wird angebracht und ein Klebemittel oder eine
Kompression des Endrings wird verwendet, um ihn zu
befestigen.
-
Die GB-A-1 014 112 beschreibt ein Kompressions-
Verbindungsverfahren unter Verwendung eines intern
abgestuften Endrings. Die Kardelle eines Leiters sind
entsprechend den internen Stufen des Endrings abgestuft.
Der Endring wird dann angebracht und zusammengedrückt.
-
Die "Research Disclosure", Vol. 177, Nr. 138, Oktober
1975, enthalten auf S. 14-15 einen Beitrag mit dem Titel
"Terminations and Splices for Ropes and Cables", in dem
ein Seilabschlußverfahren beschrieben wird, das ein
Abstufen der einzelnen Kardelle des Seils, Anbringen
eines übergroßen Endrings und dann ein Füllen mit Harz
umfaßt, um den Endring an den Kardellen anzubringen.
-
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung einen Luftreifen vorzusehen, der einfacher in
der Herstellung ist und bei dem die Festhaftekraft
zwischen dem Gummi und jedem abgeschnittenen Ende von
Stahlkabeln erhöht ist, um die Wahrscheinlichkeit
herabzusetzen, daß der Gummi von den abgeschnittenen
Enden der Stahlkabel getrennt wird.
-
Die obige Aufgabe wird durch einen Luftreifen gelöst, der
durch Stahlkabel verstärkt ist, die als eine verstärkende
Schicht in einem Gummi eingebettet sind, wobei jedes
Stahlkabel eine Mehrfachschichtstruktur besitzt, die aus
einer Kernschicht, hergestellt aus einer Anzahl von
miteinander verdrehten Drahtelementen, und wenigstens
einer Umkleidungsschicht, hergestellt aus einer größeren
Anzahl von Drahtelementen, die die Kernschicht umgeben,
zusammengesetzt ist; dadurch gekennzeichnet, daß die
Spannung in jedem Drahtelement während der Herstellung
des Stahlkabels so eingestellt wird, daß, nachdem es
abgeschnitten ist, Enden von einigen Drahtelementen an
einem Abstand von 1 bis 10 mm von denjenigen der anderen
Drahtelemente in der gleichen Schicht und/oder in einer
inneren Schicht in der Längsrichtung des Stahlkabels
zurückgestuft sind, um einen abgestuften Endabschnitt
davon zu bilden.
-
Um den Endabschnitt des Stahlkabels uneben zu machen,
können die Enden der Drahtelemente der Kernschicht und
diejenigen von den Drahtelementen der Umkleidungsschicht
stufenweise zueinander angeordnet sein oder die Enden der
Drahtelemente der Kernschicht oder der Umkleidungsschicht
können alternierend in einer Zickzackanordnung zu jedem
anderen Ende, jedem Paar oder ähnlich angeordnet sein.
-
Da die abgeschnittenen Enden der Drahtelemente, die eine
niedrigere Festhaftekraft an dem Gummi besitzen, in der
Längsrichtung des Stahlkabels verteilt sind, ist das
Abfallen der Festhaftekraft zwischen dem Gummi und der
abgeschnittenen Enden der Drahtelemente herabgesetzt und
die Biegesteifigkeit des Endabschnitts des Stahlkabels
ist herabgesetzt, um den Unterschied zwischen der
Elastizität des Gummis und derjenigen des Stahlkabels zu
verkleinern. Falls der Abstand zwischen den verteilten
abgeschnittenen Enden der Drahtelemente geringer als i mm
wäre, könnten jedoch die vorher erwähnten Effekte kaum
bewirkt werden. Falls der Abstand größer als 10 mm wäre,
wäre es schwierig die Drahtelemente miteinander zu
verdrehen, um das Stahlkabel herzustellen.
-
Wenn die Drahtelemente miteinander verdreht werden, um
das Stahlkabel herzustellen, wird die Spannung von
einigen der Drahtelemente auf einen Faktor von 1.03 bis
1.2 mal höher eingestellt, als diejenige der anderen
Drahtelemente, so daß die Drahtelemente mit höherer
Spannung sich zusammenziehen, wenn die Drahtelemente
abgeschnitten werden.
-
Falls der Abstand zwischen den verteilten abgeschnittenen
Enden der Drahtelemente größer als 10 mm gemacht werden
würde, müßte die Spannung der Drahtelemente, von denen
erwartet wird, daß sie sich zusammenziehen, auf einen
Faktor von 1.2 mal höher als diejenige der anderen
Drahtelemente eingestellt werden. In diesem Fall wäre es
wahrscheinlich, daß die Drahtelemente mit der höheren
Spannung aufgrund der Spannung abgeschnitten werden
würden.
-
Da das Stahlkabel die Mehrfachschichtstruktur besitzt,
ist es einfach die Spannung der Umkleidungsschicht höher
einzustellen als diejenige der Kernschicht. Aufgrund
dessen ist es einfach, das Stahlkabel herzustellen.
-
In den Zeichnungen zeigt:
-
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Stahlkabels,
das ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist;
-
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des
Stahlkabels;
-
Fig. 3 eine Vorderansicht eines Stahlkabels,
das ein anderes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist;
-
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des in Fig. 3
gezeigten Stahlkabels;
-
Fig. 5 eine Vorderansicht eines Stahlkabels,
das noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist; und
-
Fig. 6 eine Vorderansicht eines Stahlkabels,
das noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist.
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
-
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das ein
Stahlkabel besitzt umfassend eine Kernschicht aus drei
verdrehten Drahtelementen 1 und eine Umkleidungsschicht
aus neun verdrehten Drahtelementen 2, die außerhalb der
Kernschicht in der gleichen Richtung wie die
Drahtelemente 1 der Kernschicht verdreht sind, aber mit
einer Steigung, die sich von derjenigen der Drahtelemente
1 davon unterscheidet. Die Drahtelemente I der
Kernschicht stehen von den Enden der Drahtelemente 2 der
Umkleidungsschicht hervor.
-
Fig. 3 und 4 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, das
ein Stahlkabel aufweist, umfassend eine Kernschicht aus
drei verdrehten Drähten 1, einer inneren
Umkleidungsschicht von neun verdrehten Drahtelementen 2,
die außerhalb der Kernschicht in der gleichen Richtung
wie die Drahtelemente 1 der Kernschicht verdreht sind,
aber mit einer Steigung, die sich von den Drahtelementen
1 davon unterscheidet, und eine äußere Umkleidungsschicht
aus 15 verdrehten Drahtelementen 3, die außerhalb der
inneren Umkleidungsschicht in einer Richtung umgekehrt zu
derjenigen der Drahtelemente sowohl der Kernschicht als
auch der inneren Umkleidungsschicht verdreht sind. Die
Drahtelemente 2 der inneren Umkleidungsschicht stehen von
den Enden der Drahtelemente 3 der äußeren
Umkleidungsschicht hervor. Die Drahtelemente 1 der
Kernschicht ragen von den Enden der Drahtelemente 2 der
inneren Umkleidungsschicht hervor.
-
Fig. 5 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel, das
ein Stahlkabel besitzt, umfassend eine Kernschicht aus
drei verdrehten Drahtelementen 1 und einer
Umkleidungsschicht aus neun verdrehten Drahtelementen 2,
die außerhalb der Kernschicht in der gleichen Richtung
wie die Drahtelemente 1 der Kernschicht verdreht sind,
aber mit einer Steigung, die sich von derjenigen der
Drahtelemente 1 davon unterscheidet. Die Enden der drei
Drahtelemente 1 der Kernschicht sind in einem Abstand
voneinander angeordnet. Die Enden der neun Drahtelemente
2 der Umkleidungsschicht sind alternierend in einem
Abstand zueinander angeordnet. Der Endabschnitt der
Kernschicht und/oder der Umkleidungsschicht ist somit
uneben gemacht.
-
Fig. 6 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel, das
ein Stahlkabel besitzt, umfassend eine Kernschicht aus
drei verdrehten Drahtelementen 1, eine innere
Umkleidungsschicht aus neun verdrehten Drahtelementen,
die außerhalb der Kernschicht in der gleichen Richtung
wie die Drahtelemente der Kernschicht verdreht sind, aber
mit einer Steigung, die sich von derjenigen der
Drahtelemente 1 davon unterscheidet, und eine äußere
Umkleidungsschicht aus 15 verdrehten Drahtelementen 3,
die außerhalb der inneren Umkleidungsschicht in einer
umgekehrten Richtung wie diejenige der Drahtelemente 1
und 2 der Kernschicht und der inneren Umkleidungsschicht
verdreht sind. Die Drahtelemente 2 der inneren
Umkleidungsschicht ragen von den Enden der Drahtelemente
der äußeren Umkleidungsschicht hervor. Die Drahtelemente
1 der Kernschicht ragen von den Enden der Drahtelemente 2
der inneren Umkleidungsschicht hervor. Jeder Endabschnitt
der Kernschicht, der inneren Umkleidungsschicht und der
äußeren Umkleidungsschicht ist uneben hergestellt.
-
Ein Stahlkabel mit 1.06 mm Durchmesser wurde
zusammengesetzt aus einer Kernschicht von drei verdrehten
Drahtelementen 1, einer inneren Umkleidungsschicht aus
neun verdrehten Drahtelementen 2 und einer äußeren
Umkleidungsschicht aus 15 Drahtelementen 3. Jedes der
Drahtelemente 1, 2 und 3 war ein Stahldraht mit einem
Durchmesser von 0.175 mm und war mit einem Messing,
bestehend aus 67 % Kupfer und 33 % Zink, überzogen. Aus
derartigen Stahlkabeln wurde ein Netz gewoben, so daß die
Dichte der Stahlkabel 5.1 Kabel pro Zentimeter mit 13
Kabeln pro Inch war. Das Netz wurde gummiert. Das
gummierte Netz wurde als Karkassengewebe verwendet, um
einen Radialreifen mit der Größe 1000R20 für einen
Lastwagen oder einen Bus herzustellen. Die Spannungen der
Drahtelemente 1, 2 und 3 wurden durch Verdrehen der
Drahtelemente auf verschiedene Werte eingestellt, so daß
eine Art von drei Radialreifen (jeder von diesen war ein
Ausführungsbeispiel I der vorliegenden Erfindung), die
Stahlkabel aufweisen, deren abgeschnittenen Enden wie in
Fig. 3 waren, eine weitere Art von drei Radialreifen
(jeder von diesen war ein weiteres Ausführungsbeispiel 2
der vorliegenden Erfindung) mit Stahlkabeln, deren
abgeschnittenen Enden wie in Fig. 6 waren und noch eine
weitere Art von drei Radialreifen (jeder von diesen war
ein Vergleichsbeispiel 1) mit Stahlkabeln, deren
abgeschnittene Enden flach gemacht wurden, hergestellt
wurden. Diese Radialreifen wurden bezüglich der
Bedingungen der Karkassen des Reifens einem Trommeltest
(bei einer Geschwindigkeit von 35 km/h, einer Last von
5,500 kg und einem inneren Druck von 9.0 kg/cm²)
ausgesetzt. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der
Trommeltests. Der Abstand zwischen den Drahtelementen,
die in Tabelle 1 gezeigt sind, war derjenige zwischen den
Enden der Kernschicht und derjenigen jeder
Umkleidungsschicht.
TABELLE 1
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL VERGLEICHSBEISPIEL KABELKONSTRUKTION SPANNUNG (INDEX) DES DRAHTKABELS DURCH VERDREHEN KERN INNERE UMKLEIDUNG ÄUSSERE UMKLEIDUNG ENTFERNUNG (mm) ZWISCHEN DEN DRÄHTEN GELAUFENE KILOMETER BIS ZUM REISSEN KEIN REISSEN BIS 50 000 GELAUFENE KILOMETER
-
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die von jedem der
Radialreifen, die Ausführungsbeispiele I und 2 waren,
gelaufenden Kilometer mindestens 9.000 km mehr waren als
diejenigen, die von den herkömmlichen Radialreifen, der
das Vergleichsbeispiel 1 war, gelaufen wurden, und die
Lebensdauer jedes Radialreifens, die die
Ausführungsbeispiele 1 und 2 waren, wurde um wenigstens
20 % im Vergleich mit den herkömmlichen Radialreifen, der
das Vergleichsbeispiel I war, verlängert.
-
Ein Stahlkabel aus 1.13 mm Durchmesser wurde aus einer
Kernschicht von drei verdrehten Drahtelementen 1 mit 0.20
mm Durchmesser und einer Umkleidungsschicht aus sechs
verdrehten Drahtelementen 2 mit 0.35 mm Durchmesser
zusammengesetzt. Jedes Drahtelement 1 und 2 war mit
Messing beschichtet. Aus derartigen Stahlkabel wurde ein
Netz gewoben, so daß die Dichte der Stahlkabel 5.1 Kabel
pro Zentimeter oder 13 Kabel pro Inch war. Das Netz wurde
gummiert.
-
Ein Gürtel wurde aus vier Schichten derartiger gummierter
Netze erstellt, um einen Radialreifen der Größe 1000R20
für einen Lastwagen oder einen Bus herzustellen. Die
Spannungen der Drahtelemente 1 und 2 wurden durch
Verdrehen der Drahtelemente auf verschiedene Werte
eingestellt, so daß eine Art von drei Radialreifen (jeder
von diesen war ein Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden
Erfindung und besaß Stahlkabel, die so waren, wie in Fig.
1 gezeigt), eine weitere Art von drei Radialreifen (jeder
von diesen war ein Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden
Erfindung und besaß Stahlkabel wie in Fig. 5 gezeigt) und
noch eine weitere Art von drei Radialreifen (jeder von
diesen war ein Vergleichsbeispiel 2) hergestellt wurden.
Diese Radialreifen wurden bezüglich der Bedingungen des
Gürtels der Reifen einem Trommeltest (bei einer
Geschwindigkeit von 60 km/h, einer Last von 2.800 kg und
einem internen Druck von 7.25 kg/cm²) unterzogen.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse des Trommeltests.
TABELLE 2
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL VERGLEICHSBEISPIEL KABELKONSTRUKTION SPANNUNG (INDEX) DES DRAHTKABELS DURCH VERDREHEN KERN UMKLEIDUNG ENTFERNUNG (mm) ZWISCHEN DEN DRÄHTEN GELAUFENE KILOMETER BIS ZUR ABTRENNUNG DES GÜRTELS KEINE ABTRENNUNG BIS 100 000 GELAUFENE KILOMETER
-
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die gelaufenen
Kilometer von jedem der Radialreifen, die die
Ausführungsbeispiele 3 und 4 waren, wenigstens 9.000 km
mehr waren als diejenigen, die von dem Radialreifen
gelaufen wurden, der das Vergleichsbeispiel 2 war, und
die Lebensdauer jedes Radialreifens, der die
Ausführungsbeispiele 3 und 4 darstellte, wurde um
wenigstens 10 % im Vergleich mit derjenigen des
Radialreifens, der das Vergleichsbeispiel 2 war,
verlängert.
-
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein
Luftreifen mit Stahlkabeln vorgesehen, von denen jedes
eine Mehrfachschichtstruktur besitzt und in wenigstens
einer Karkasse, und/oder einem Gürtel, und/oder einem
Wulstschutzstreifen und dergleichen eingebettet ist. An
dem abgeschnittenen Ende jedes Stahlkabels an den
Seitenkanten der Karkasse oder dergleichen, sind die
Enden einiger Drahtelemente des Stahlkabels in einem
Abstand von 1 bis 10 mm von denjenigen der anderen
Drahtelemente davon in der Längsrichtung des Stahlkabels
angeordnet, so daß die nichtüberzogenen Enden der
Drahtelemente verteilt sind. Als Folge davon wird die
Festhaftekraft zwischen dem Gummi des Luftreifens und den
Enden seiner Stahlkabel höher gemacht als diejenige
zwischen dem Gummi eines herkömmlichen Luftreifens und
den Enden seiner Stahlkabel, bei dem die Enden von
Drahtelementen in einer Ebene zusammengefaßt sind.
Überdies ist der Unterschied zwischen der Festigkeit des
Gummis des Luftreifens, der entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgeführt ist, und dem Endabschnitten seiner
Stahlkabel reduziert. Aufgrund dessen wird das Auftreten
einer Abtrennung des Gummis von den Stahlkabeln und das
Auftreten von Rissen des Gummis verkleinert, es wird
nämlich die Festigkeit des Reifens erhöht, so daß die
Lebensdauer des Reifens um wenigstens 10 % im Vergleich
mit dem herkömmlichen Luftreifen verlängert wird.
-
Da der Luftreifen, der entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgeführt ist, die Mehrfachschichtstruktur,
hergestellt aus den verdrehten Stahlkabeln, besitzt, kann
eine Spannungsdifferenz zwischen den Drahtelementen jedes
Stahlkabels durch Verdrallen der Drahtelemente
eingestellt werden, so daß die Enden der Drahtelemente
automatisch in einem Abstand voneinander angeordnet
werden, da die Drahtelemente abgeschnitten werden,
nachdem die Stahlkabel gummiert werden. Aufgrund dessen
ist es einfach den Luftreifen herzustellen.