DE69406728T2

DE69406728T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE69406728T2
Application number: DE1994606728
Authority: DE
Inventors: Norinaga Matsushita; Takeshi Oka
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2014-07-08
Also published as: EP0635383B1; DE69406728D1; EP0635383A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, und insbesondere auf einen Luftreifen, der einen starren Seitenwandbereich hat, und außerdem Flexibilität des Seitenwandbereichs hat. Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen Luftreifen für Zweiradfahrzeuge. Ein für Zweiradfahrzeuge (d.h. Motorräder) bestimmter Luftreifen ist gewöhnlich dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenbreite größer als die maximale Breite bei der Seitenwand des Reifens ist.
Die Karkasse eines Luftreifens hat eine wichtige Funktion bei der Aufrechterhaltung der Reifenform. Im allgemeinen werden die Karkassenlagen von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne herum nach oben geschlungen, wobei sie in dem Seitenwandgebiet enden. Die Flexibilität des Seitenwandbereichs wird nachteilig beeinflußt, wenn die Ränder der Karkassenlagen in dem Seitenwandgebiet gelegen sind, weil dort eine stufenweise Steifigkeit vorhanden ist. In diesem Fall kann die Flexibilität des Seitenwandbereichs durch Verringerung der Seitenwandgummidicke leicht verbessert werden. Wenn jedoch der Seitenwandgummi sehr dünn ist, ruft eine wiederholte Verformung unter Last eine Spannungskonzentration und folglich Risse in der Seitenwand hervor, und schließlich kann sich die Gefahr ergeben, daß die Ränder der Karkassenlagen außerhalb der Seitenwandoberfläche freigelegt werden. Daher sind andere Mittel als die Verringerung der Seitenwandgummidicke erforderlich, um die Flexibilität des Seitenwandbereichs zu verbessern.
Andererseits ist eine hohe Steifigkeit der Seitenwand erforderlich, um gute und stabile Lenkeigenschaften (Manövrierbarkeit) beim Kurvenfahren aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck ist es nützlich, (a) die Dicke des Seitenwandgummis zu erhöhen, (b) die Anzahl der Karkassenlagen zu erhöhen, und (c) die nach oben herumgeschlungenen Karkassenlagen zu überlappen.
Die obigen Fälle (a) und (b) sind nicht empfehlenswert, weil (a) dazu neigt, die Flexibilität des Seitenwandbereichs nachteilig zu beeinflussen, und (b) die Reifenherstellungs-Efficiency und daher die Produktivität sehr nachteilig beeinflußt. In dem Fall (c) gibt es einige Schwierigkeiten; wenn nämlich ein Reifen einfach gebaut ist und die Karkasse aus einer nach oben herumgeschlungenen und überlappten Karkassenlage besteht, wird keine genügende Steifigkeit erhalten.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Luftreifen von dem obigen Typ (c) zu entwickeln, der eine Karkasse hat, die aus einer Karkassenlage oder einer geringen Anzahl von Karkassenlagen besteht, die von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne herum nach oben geschlungen sind und bei dem Kronenbereich überlappt sind, während die obenerwähnten Schwierigkeiten beseitigt oder zumindest verringert sind, und dem Seitenwandbereich Flexibilität gegeben wird.
Außerdem wird auf das Dokument EP-A-0549311 hingewiesen, in dem ein radialer Motorradreifen beschrieben wird, aufweisend einen Laufflächenbereich, zwei in der axialen Richtung in einem gewissen Abstand voneinander angeordnete Wulstgebiete, zwei Seitenwände, die sich zwischen den Laufflächenrändern und den Wulstgebieten erstrecken, einen Wulstkern, der in jedem Wulstgebiet angeordnet ist, eine radiale Karkasse, die eine Lage aus Cordfäden aufweist, die sich zwischen den Wulstgebieten erstrecken, und von der axial inneren Seite nach der axial äußeren Seite um die Wulstkerne herum nach oben geschlungen sind, um zwei nach oben herumgeschlungene Karkassenlagenbereiche, und dazwischen einen Karkassenlagen-Hauptbereich zu bilden, und einen Gürtel, der radial außerhalb der Karkasse in dem Laufflächenbereich angeordnet ist, wobei sich jeder der zwei nach oben herumgeschlungenen Karkassenlagenbereiche von jedem Wulstgebiet bis in den Laufflächenbereich erstreckt und bis über den Reifenäquator hinaus reicht, so daß sich die Ränder überlappen, um in dem Laufflächen-Mittelbereich einen überlappten Bereich zu bilden, wobei die axiale Breite des überlappten Bereichs in dem Bereich von der 0,2- bis 0,6- fachen Laufflächenbreite zwischen den Laufflächenrändern liegt, der Gürtel eine Lage aus mindestens einem Cordfaden hat, der unter einem Winkel von nicht mehr als 5 Grad bezüglich des Reifenäquators spiralförmig aufgewickelt ist, und die axiale Breite der Gürtellage in dem Bereich von der 0,85- bis 0,95-fachen Laufflächenbreite liegt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, der eine Karkasse hat, die aus mindestens einer Karkassenlage besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht hat, die bei der Krone der Karkasse radial außen gelegen ist, wobei
(a) die Karkassenlagen aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;
(b) die Karkassenlagen von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne und die Gummifüller herum nach oben geschlungen sind und bei der Krone überlappt sind; und
(c) die Verstärkungsschichten aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die spiralförmig um die Krone der Lagen herum gewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;
und der Luftreifen dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine Hilfsschicht zwischen dem Überlappungsbereich der Karkassenlagen und den Verstärkungsschichten gelegen ist, wobei die Hilfsschichten aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind.
In dieser Beschreibung bedeutet "Cordfäden spiralförmig aufwickeln" sowohl (i) 1 bis 5 Cordfäden in Richtung der Reifenquerschnittsbreite spiralförmig aufwickeln, als auch (ii) eine gummigetränkte Cordfadenschicht, die aus mehr als 10 parallel zueinander angeordneten Cordfäden besteht, in der radialen Richtung spiralförmig aufzuwickeln.
Weitere bevorzugte Merkmale des erfindungsgemäßen Reifens sind: - Die Überlappungsbreite der Karkassenlage(n) ist größer als die halbe Laufflächenbreite des Reifens; - Die Überlappungsbreite der Karkassenlage(n) ist größer als 20
- Die Karkasse besteht aus zwei nach oben herumgeschlungenen und bei der Krone überlappten Karkassenlagen, und jeder äußere Lagenrand bedeckt jeden in der gleichen Richtung nach oben herumgeschlungenen, inneren Lagenrand so, daß die Ränder der Karkassenlagen stufenweise angeordnet sind;
- Gummifüller, die aus relativ dickem und weichem Gummi bestehen, sind zwischen den Schichten der Karkassenlage(n), und zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns und einer unter der Seitenwandhöhe gelegenen Stelle angeordnet;
- Gummifüller, die aus relativ dünnem und weichem Gummi bestehen, sind zwischen den Schichten der Karkassenlage(n), und zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns und einer ein wenig über der Seitenwandhöhe gelegenen Stelle angeordnet;
- Die Oberflächen der Gummifüller sind im wesentlichen von Wulstfahnen eingehüllt, und die radial äußersten Ränder der Wulstfahnen sind bei einer über der halben Seitenwandhöhe gelegenen Stelle angeordnet.
In dieser Beschreibung bedeutet Seitenwandhöhe den parallel zu der Äquatorebene gemessenen Abstand von der Wulstlinie bis zu dem Laufflächenrand.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, der eine Karkasse hat, die aus mindestens einer Karkassenlage besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht hat, die bei der Krone der Karkasse radial außen gelegen ist, dadurch gekennzeichnet,
(a) die Karkassenlagen aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;
(b) die Karkassenlagen von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne und die Gummifüller herum nach oben geschlungen sind und bei der Krone überlappt sind;
(c) die Verstärkungsschichten aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die spiralförmig um die Krone der Lagen herum gewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind; und
(d) mindestens eine nach unten verlaufende Lage sich von dem oberen Bereich eines Wulstkerns bis zu dem oberen Bereich des anderen Wulstkerns erstreckt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, der eine Karkasse hat, die aus mindestens einer Karkassenlage besteht, und eine Verstärkungsschicht hat, die aus zwei Gürtelschichten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Karkassenlagen aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;
(b) die Karkassenlagen von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne und die Gummifüller herum nach oben geschlungen sind und bei der Krone der Karkasse überlappt sind;
(c) die Gürtelschichten um den überlappten Bereich der Karkassenlagen herum angeordnet sind; und
(d) die Cordfäden der Gürtelschichten unter einem Winkel von 100 bis 300 bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind und sich zwischen den zwei Gürteischichten überkreuzen.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, der eine Karkasse hat, die aus mindestens einer Karkassenlage besteht, und eine Verstärkungsschicht hat, die aus mindestens einer Gürteischicht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Karkassenlagen aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 25º bis 45º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;
(b) die Karkassenlagen von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne und die Gummifüller herum nach oben geschlungen sind und bei der Krone der Karkasse überlappt sind;
(c) die Gürtelschichten um den überlappten Bereich der Karkassenlagen herum angeordnet sind; und
(d) die Cordfäden der Gürtelschichten unter einem Winkel von 15º bis 35º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind.
Die Erfindung wird nun nur mittels eines Beispiels weiter beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
die Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Luftreifens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei der äußere Gummi teilweise abgelöst ist, so daß die Anordnung der Cordfäden sichtbar ist;
die Figur 2 ist eine Querschnittansicht eines Luftreifens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei der Reifen eine Karkasse hat, die aus zwei Karkassenlagen besteht;
die Figur 3a ist eine Querschnittansicht eines weiteren Luftreifens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
die Figur 3b ist eine Querschnittansicht eines weiteren Luftreifens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
die Figur 4 ist eine Querschnittansicht noch eines weiteren Luftreifens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
die Figur 5 ist eine Querschnittansicht eines Luftreifens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung;
die Figur 6 ist eine Querschnittansicht eines Luftreifens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung; und
die Figur 7 ist eine Querschnittansicht eines Luftreifens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung.
Ein Beispiel eines typischen Luftreifens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist in der Figur 1 wiedergegeben. Die Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Luftreifens, bei dem der äußere Gummi teilweise abgelöst wurde, um die Anordnung der Cordfäden sichtbar zu machen. In der Figur 1 bezeichnet die Kennziffer 1 den Luftreifen, die Kennziffer 2 die Karkassenlagen-Cordfäden, die Kennziffer 3 eine Karkassenlage, die Kennziffer 4 einen Wulstkern, die Kennziffer 5 einen Gummifüller, die Kennziffer 6 den Kronenbereich, die Kennziffer 7 die Karkasse, die Kennziffer 8 die Verstärkungsschicht-Cordfäden, und die Kennziffer 9 eine Verstärkungsschicht.
Der Luftreifen 1 der Figur 1 hat eine Karkasse 7, die aus einer Karkassenlage 3 besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht 9, die bei der Krone 6 der Karkasse 7 radial außen gelegen ist. Die Karkassenlage 3 besteht aus gummigetränkten Cordfäden 2, die unter 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und sie ist von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen und bei der Krone 6 überlappt Die Verstärkungsschicht 9 besteht aus gummigetränkten Cordfäden 8, die spiralförmig aufgewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind. Der Luftreifen 1 hat eine Hilfsschicht 11, die zwischen dem Überlappungsbereich 10 der Karkassenlage 3 und der Verstärkungsschicht 9 gelegen ist, und aus gummigetränkten Cordfäden besteht, die unter einem Winkel von 75º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind. Der Luftreifen 1 ist mit der Hilfsschicht 11 versehen, um die Karkasse 7 zu verstärken. Die Cordfäden der Hilfsschicht 11 sind unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet. Die Hilfsschicht 11 verhindert, daß der Überlappungsbereich 10 der Karkassenlage 3 wegrutscht. Um die Überlappungsbreite L der Karkassenlage zu minimieren, ist daher die Hilfsschicht 11 vorgesehen. Im einzelnen kann die Überlappungsbreite L größer als die halbe Laufflächenbreite W des Reifens sein, wobei sie vorzugsweise größer als 20 mm ist.
Falls eine hohe Steifigkeit der Seitenwand erforderlich ist, kann die Karkasse 7 aus zwei nach oben herumgeschlungenen Karkassenlagen 3 bestehen, wie in der Figur 2 gezeigt ist. Die Karkassenlagen 3 sind von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller (in der Figur 2 nicht wiedergegeben) herum nach oben geschlungen, und bei der Krone überlappt Um bei dieser Bauweise eine Trennung zu verhindern, bedeckt jeder äußere Lagenrand 12 jeden in der gleichen Richtung nach oben herumgeschlungenen, inneren Lagenrand 13 vorzugsweise so, daß die Ränder der Karkassenlagen stufenweise angeordnet sind. Im einzelnen ist der äußere Lagenrand 12 vorzugsweise mehr als 5 mm von dem inneren Lagenrand 13 entfernt.
Wie in der Figur 2 (und auch in den Figuren 3 bis 6 gezeigt ist), ist die Seitenwandhöhe H der parallel zu der Äquatorebene des Reifens gemessene Abstand von der Wulstlinie B bis zu dem Laufflächenrand 18.
Falls eine Flexibilitätsanpassung des Seitenwandbereichs erforderlich ist, werden vorzugsweise Gummifüller 5 aus relativ dickem und weichem Gummi zwischen den Schichten der Karkassenlage 3, und zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns 4 und einer unter der Seitenwandhöhe H gelegenen Stelle angeordnet, wie in der Figur 3a gezeigt ist, oder Gummifüller 5 aus relativ dünnem und weichem Gummi zwischen den Schichten der Karkassenlagen 3, und zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns 4 und einer ein wenig über der Seitenwandhöhe H gelegenen Stelle angeordnet, wie in der Figur 3b gezeigt ist. Die Dicke der Gummifüller 5 beträgt vorzugsweise in dem Fall der Figur 3a mehr als 4 mm, und in dem Fall der Figur 3b mehr als 2 mm.
Die Härte der Gummifüller 5 liegt vorzugsweise in dem Bereich von 50º-60º, wobei diese Härte geringer ist als die Härte von herkömmlichen Gummifüllern (70º-80º). Die Härte des Gummis wird nach der Shore A-Methode gemessen. Falls eine hohe Steifigkeit der Seitenwand erforderlich ist, werden die Seitenwände vorzugsweise mit Wulstfahnen 14 versehen, die die Oberfläche der Gummifüller 5 im wesentlichen einhüllen, wobei die radial äußersten Ränder 15 der Wulstfahnen 14 über der halben Seitenwandhöhe H gelegen sind, wie in der Figur 4 gezeigt ist.
Ein Beispiel eines typischen Luftreifens gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Figur 5 wiedergegeben. Der Luftreifen der Figur 5 hat eine Karkasse 7, die aus einer Karkassenlage 3 besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht 9, die bei der Krone 6 der Karkasse 7 radial außen gelegen ist. Die Karkassenlage 3 besteht aus gummigetränkten Cordfäden 2, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und sie ist von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen und bei der Krone 6 überlappt Die Verstärkungsschicht 9 besteht aus gummigetränkten Cordfäden, die spiralförmig aufgewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind. Der Luftreifen hat eine nach unten verlaufende Lage 16, die sich von dem oberen Bereich eines Wulstkerns bis zu dem oberen Bereich des anderen Wulstkerns erstreckt und zwischen den Schichten der Karkassenlage gelegen ist. Da die nach unten verlaufende Lage 16 ein Verstärkungselement der Seitenwand des Reifens ist, um die Steifigkeit des Seitenwandbereichs zu erhöhen, besteht sie vorzugsweise aus der gleichen Art von gummigetränkten Cordfäden wie die Karkassenlage 3, die die Karkasse 7 bildet, aber dies ist nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung.
Ein Beispiel eines typischen Luftreifens gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Figur 6 wiedergegeben. Der Luftreifen der Figur 6 hat eine Karkasse 7, die aus einer Karkassenlage oder einer geringen Anzahl von Karkassenlagen 3 besteht, und eine Verstärkungsschicht 9, die aus zwei Gürtelschichten 17 besteht. Die Karkassenlagen 3 bestehen aus gummigetränkten Cordfäden, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone 6 überlappt sind. Die aus zwei Gürtelschichten 17 bestehende Verstärkungsschicht 9 ist um den überlappten Bereich 10 der Karkasse 7 herum angeordnet. Die Cordfäden der Gürtelschichten sind unter einem Winkel von 10º bis 30º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet, und überkreuzen sich zwischen den zwei Gürtelschichten. Die Verstärkungsschicht 9 ist ein Faßreifenelement zum Festbinden des Überlappungsbereichs der Karkassenlagen 3, und ein Laufflächen-Verstärkungselement zum Erhöhen der Reifensteifigkeit.
Ein Beispiel eines typischen Luftreifens gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Figur 7 wiedergegeben. Der Luftreifen der Figur 7 hat eine Karkasse 7, die aus einer Karkassenlage oder einer geringen Anzahl von Karkassenlagen 3 besteht, und eine Verstärkungsschicht 9, die aus einer Gürtelschicht 17 besteht. Die Karkassenlagen 3 bestehen aus gummigetränkten Cordfäden, die unter einem Winkel von 25º bis 45º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 (in der Figur 7 nicht wiedergegeben) herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone überlappt sind. Die Gürtelschicht 17 ist um den überlappten Bereich der Karkassenlagen 3 herum angeordnet, und die Cordfäden der Gürtelschicht 17 sind unter einem Winkel von 15º bis 35º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet. Die Gürtelschicht 17 besteht vorzugsweise aus der gleichen Art von gummigetränkten Cordfäden wie die Karkassenlagen 3, oder aus gummigetränkten Cordfäden, die einen höheren Elastizitätsmodul als die Cordfäden der Karkassenlagen 3 haben.
Bei allen in den Figuren 1 bis 7 wiedergegebenen Reifen, die für Zweiradfahrzeuge (d.h., Motorräder) bestimmt sind, ist die Laufflächenbreite W größer als die maximale Breite M bei der Seitenwand des Reifens.
Da gemäß der Erfindung die Karkasse aus mindestens einer Karkassenlage 3 besteht, die von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen ist und bei der Krone 6 überlappt ist, ist die Steifigkeit der Seitenwand höher als bei einem herkömmlichen Reifen, der nach oben herumgeschlungene Ränder einer Karkassenlage in dem Seitenwandgebiet hat, und beinahe ebensogroß wie bei einem herkömmlichen Reifen, der nach oben herumgeschlungene Ränder von zwei Karkassenlagen in dem Seitenwandgebiet hat.
Da gemäß der Erfindung die nach oben herumgeschlungenen Ränder der Karkassenlage(n) nicht in dem Seitenwandgebiet gelegen sind, sind außerdem keine Stufen in der Seitenwand vorhanden, und daher wird eine gute Flexibilität der Seitenwand erhalten. Um eine genügende Steifigkeit des Reifens zu erhalten, sind bei einem herkömmlichen Reifen mehr als zwei Karkassenlagen erforderlich, aber gemäß der vorliegenden Erfindung genügt eine Karkassenlage, was einen einfachen Reifenherstellungsprozeß zur Folge hat.
Bei einem herkömmlichen Reifen, der Verstärkungsschichten hat, die aus sich überkreuzenden, gummigetränkten Cordfäden bestehen, tendiert die Karkassenlage 3 dazu, bei einem Überlappungsbereich wegzurutschen, da das Verhältnis der radialen Expansion vor und nach dem Vulkanisieren des Reifens relativ hoch ist. Diese Tendenz macht die kommerzielle Herstellung solcher Reifen sehr schwierig. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das obenerwähnte Expansionsverhältnis relativ niedrig, und ein Wegrutschen der Karkassenlage in dem Überlappungsbereich wird in Grenzen gehalten, da der Reifen mindestens eine Verstärkungsschicht um den überlappten Bereich der Karkasse 7 herum hat, und die Verstärkungsschicht aus gummigetränkten Cordfäden besteht, die spiralförmig aufgewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind.
Da der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hilfsschicht 11 zwischen dem Überlappungsbereich 10 und der Verstärkungsschicht 9 hat und ein Wegrutschen der Karkassenlage bei dem Überlappungsbereich besser in Grenzen gehalten wird, kann die Überlappungsbreite klein gemacht werden. Wenn der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung einen Gummifüller 5 hat, der weicher als bei den herkömmlichen Reifen ist, ist die Flexibilität des Seitenwandbereichs einstellbar.
Die Ausführungen 1 bis 4 von Reifen gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 der Zeichnungen ausführlicher erklärt. Zur Beurteilung aller Ausführungsformen werden die Reifen auf dem Vorderrad von zweirädrigen Sport-Motorrädern angebracht.
Die Reifengröße der Ausführungsform 1 ist 160/60R17, und der Luftreifen 1 hat eine Karkasse 7, die aus einer Karkassenlage 3 besteht, die gummigetränkte 1260d/2-Nylon-Cordfäden 2 enthält, die unter 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen ist und bei der Krone 6 überlappt ist. Die Gummifüller 5 haben wie herkömmliche Gummifüller eine Dicke von 5 mm und eine Härte von 70º, und sind zwischen dem oberen Bereich der Wulstkerne 4 und einer 50 mm davon entfernten Stelle angeordnet. Die Überlappungsbreite L der Karkassenlage ist 130 mm, was weniger als die Laufflächenbreite W von 160 mm ist. Jeder Rand der Karkassenlage 3 ist 15 mm innerhalb der Laufflächenränder 18 gelegen. Die Nyloncordfäden 2 der Karkassenlage 3 sind parallel zueinander mit einer Fadendichte von 60 Cordfäden pro 50 mm angeordnet. Um die Karkasse 7 mit der obenerwähnten Bauweise herum hat der Reifen 1 eine Hilfsschicht 11, die 1260d/2-Nyloncordfäden 2 aufweist, die unter einem Winkel von 75º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und eine Verstärkungsschicht 9, die einen einzelnen 1500d/2-Cordfaden 8 aus Kevlar (aromatisches Polyamid) aufweist, der in der Richtung der Reifenquerschnittsbreite spiralförmig aufgewickelt ist und unter einem Winkel von im wesentlichen 0º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet ist. Die Hilfsschicht 11 ist zur Erhöhung der Reifensteifigkeit vorgesehen, ihre Breite ist gleich der Laufflächenbreite W, und ihre Nyloncordfäden sind mit einer Fadendichte von 41 Cordfäden pro 50 mm parallel zueinander angeordnet. Jeder Rand der Verstärkungsschicht 9 ist 5 mm innerhalb der Laufflächenränder 18 gelegen.
Die Ausführungsform 2 ist ein Luftreifen, wie in der Figur 2 gezeigt ist, wobei dieser Reifen dem Reifen der Ausführungsform 1 entspricht, außer daß der Überlappungsbereich aus zwei nach oben herumgeschlungenen Karkassenlagen besteht, und daß jeder äußere Lagenrand 12 gegenüber jedem in der gleichen Richtung nach oben herumgeschlungenen, inneren Lagenrand 13 10 mm weiter außen gelegen ist, so daß die Ränder der Karkassenlagen stufenweise angeordnet sind.
Die Ausführungsform 3 ist ein Luftreifen, wie in der Figur 3a gezeigt ist, wobei dieser Reifen der Ausführungsform 1 entspricht, außer daß weiche Gummifüller 5 mit einer Härte von 50º zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns 4 und einer 30 mm von der Wulstbasislinie entfernten Stelle angeordnet sind.
Die Ausführungsform 4 ist ein Luftreifen, wie in der Figur 4 gezeigt ist, wobei dieser Reifen der Ausführungsform 1 entspricht, außer daß die Oberfläche der Gummifüller 5 von Wulstfahnen 14 eingehüllt ist, wobei die radial äußersten Ränder 15 der Wulstfahnen 14 von der Wulstbasislinie B mm entfernt sind.
Die Ausführungsform 5 ist ein Luftreifen gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in der Figur 5 gezeigt ist. Der Reifen hat eine Karkasse 7, die aus einer Karkassenlage 3 besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht 9, die bei der Krone 6 der Karkasse 7 radial außen gelegen ist. Die Karkassenlage 3 besteht aus gummigetränkten Nyloncordfäden, die unter einem Winkel von 75º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind. Die Karkassenlage 3 ist von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die eine Härte von 70º aufweisenden Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen, und bei der Krone 6 überlappt. Die Verstärkungsschicht 9 besteht aus gummigetränkten Cordfäden, die spiralförmig aufgewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind. Der Luftreifen hat eine nach unten verlaufende Lage 16, die sich von dem oberen Bereich eines Wulstkerns bis zu dem oberen Bereich des anderen Wulstkerns erstreckt und zwischen den Schichten der Karkassenlage 3 gelegen ist. Die nach unten verlaufende Lage 16 besteht aus den gleichen gummigetränkten Cordfäden wie die Karkassenlage 3.
Die Ausführungsform 6 ist ein Luftreifen gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in der Figur 6 gezeigt ist. Der Reifen hat eine Karkasse 7, die aus mindestens einer Karkassenlage besteht, und eine Verstärkungsschicht 9, die aus zwei Gürtelschichten 17 besteht. Die Karkassenlagen bestehen aus gummigetränkten Nyloncordfäden, die unter einem Winkel von 750 bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die eine Härte von 70º aufweisenden Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone 6 überlappt sind. Die Cordfäden der Gürtelschichten 17 sind unter ±15º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet, wobei sie sich zwischen den zwei Gürtelschichten überkreuzen. Die Gürtelschichten 17 bestehen aus Cordfäden aus Kevlar (aromatisches Polyamid).
Die Ausführungsform 7 ist ein Luftreifen gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, wie in der Figur 7 gezeigt ist. Der Reifen hat eine Karkasse 7, die aus mindestens einer Karkassenlage 3 besteht, und eine Verstärkungsschicht 9, die aus einer Gürtelschicht 17 besteht. Die Karkassenlagen bestehen aus gummigetränkten Nyloncordfäden, die unter einem Winkel von 30º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, und von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die eine Härte von 70º aufweisenden Gummifüller 5 (in der Figur 7 nicht wiedergegeben) herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone 6 überlappt sind. Die Cordfäden der Gürtelschicht 17 sind unter einem Winkel von 20º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet. Die Gürtelschicht 17 besteht aus Cordfäden aus Kevlar (aromatisches Polyamid).
Der Reifen 1 gemäß dem Stand der Technik ist ein herkömmlicher Luftreifen, der zwei Karkassenlagen hat. Die Ränder der Karkassenlagen sind in dem Seitenwandgebiet gelegen. Der Reifen hat zwei Gürtelschichten.
Der Reifen 2 gemäß dem Stand der Technik ist ein herkömmlicher Luftreifen, der eine Karkassenlage hat. Die Ränder der Karkassenlage sind in dem Seitenwandgebiet gelegen. Der Reifen hat eine Gürtelschicht.
Verschiedene Leistungsfähigkeitsmerkmale wurden bei den Reifen 1 und 2 des Standes der Technik und dem Reifen der Ausführungsform 1 beurteilt, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. Die anderen Ausführungsformen wurden relativ dazu beurteilt. TABELLE 1
A : Stand der Technik 1
B : Stand der Technik 2
C : Ausführungsform 1
D : Ausführungsform 8
Die Ausführungsform 8 ist ein Luftreifen, der der Ausführungsform 1 entspricht, außer daß keine Hilfsschicht 11 vorgesehen ist.
Aus der obigen Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Leistungsfähigkeit des Reifens der Ausführungsform 1 besser ist als diejenige der Reifen 1 und 2 des Standes der Technik, besonders im Hinblick auf das Kurvenverhalten und die Steifigkeitsbalance, die die Steifigkeit des Seitenwandbereichs betreffen. Da die Reifensteifigkeit der Ausführungsform 2 (Figur 2) höher als diejenige der Ausführungsform 1 ist, eignet sich die Ausführungsform 2 für große Zweiradfahrzeuge, wie zum beispiel 1100cc-Touren-Motorräder. Wenn Flexibilität des Seitenwandbereichs und eine große Steifigkeit des Seitenwandbereichs erforderlich sind, ist die Ausführungsform 3 (Figur 3a) geeignet. Wenn Flexibilität des Seitenwandbereichs und eine große Steifigkeit des gesamten Reifens erforderlich sind, ist ein Reifen wie in der Figur 3b geeignet. Da die Ausführungsform 4 hinsichtlich der Leistungsfähigkeit zwischen der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 liegt, eignet sich die Ausführungsform 4 für Zweiradfahrzeug-Reifen, deren Größe zwischen der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 liegt. Die Ausführungsform 5 (Figur 5) eignet sich als Reifen, der ein niedriges Querschnittverhältnis (80, 90) hat. Die Ausführungsform 6 (Figur 6) ist für einen Vorderradreifen geeignet. Bei der Ausführungsform 7 (Figur 7) kann die Produktivität der Reifenherstellung erhöht werden, da die Anzahl der Verstärkungsschichten, verglichen mit dem Reifen 1 des Standes der Technik, um die Hälfte verringert ist.
Da gemäß der Erfindung die Karkasse aus mindestens einer Karkassenlage 3 besteht, die von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne 4 und die Gummifüller 5 herum nach oben geschlungen ist, und bei der Krone 6 überlappt ist, ist die Steifigkeit der Seitenwand höher als bei einem herkömmlichen Reifen, der nach oben herumgeschlungene Ränder einer Karkassenlage in dem Seitenwandgebiet hat, und beinahe ebensogroß wie bei einem herkömmlichen Reifen, der nach oben herumgeschlungene Ränder von zwei Karkassenlagen in dem Seitenwandgebiet hat. Da die nach oben herumgeschlungenen Ränder der Karkassenlagen nicht in dem Seitenwandgebiet gelegen sind, sind keine Stufen in der Seitenwand vorhanden, und daher wird eine gute Flexibilität der Seitenwand erhalten. Um eine genügende Steifigkeit des Reifens zu erhalten, sind bei einem herkömmlichen Reifen mehr als zwei Karkassenlagen erforderlich, aber gemäß der vorliegenden Erfindung genügt eine Karkassenlage, was einen einfachen Reifenherstellungsprozeß und daher eine verbesserte Produktivität zur Folge hat.
Da der Reifen mindestens eine Verstärkungsschicht hat, die um den überlappten Bereich der Karkasse 7 herum angeordnet ist, und die Verstärkungsschicht aus gummigetränkten Cordfäden besteht, die spiralförmig aufgewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind, ist gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem das Verhältnis der radialen Expansion vor und nach dem Vulkanisieren des Reifens sehr niedrig, und das Wegrutschen der Karkassenlage in dem Überlappungsbereich wird in Grenzen gehalten. Folglich wird die kommerzielle Herstellung solcher Reifen möglich.
Wenn der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Gummifüller versehen ist, der weicher als ein herkömmlicher Gummifüller ist, sind die Steifigkeit und die Flexibilität in dem Seitenwandbereich gut ausbalancierbar.
Schließlich hat ein erfindungsgemäßer Reifen ein ausgezeichnetes stabiles Lenkvermögen, sowie eine ausgezeichnete Balance der anderen Leistungsmerkmale.

Claims

1. Luftreifen, der eine Karkasse (7) hat, die aus mindestens einer Karkassenlage (3) besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht (9) hat, die bei der Krone (6) der Karkasse radial außen gelegen ist, wobei

(a) die Karkassenlagen (3) aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;

(b) die Karkassenlagen (3) von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne (4) und die Gummifüller (5) herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone (6) überlappt sind; und

(c) die Verstärkungsschichten (9) aus gummigetränkten Cordfäden (8) bestehen, die spiralförmig um die Krone der Lagen herum gewickelt sind und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Hilfsschicht (11) zwischen dem Überlappungsbereich (10) der Karkassenlagen (3) und den Verstärkungsschichten (9) gelegen ist, wobei die Hilfsschichten (11) aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 60º bis 90º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind.

2. Luftreifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungsbreite (L) der Karkassenlage(n) (3) größer als die halbe Laufflächenbreite (W) des Reifens ist.

3. Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungsbreite (L) der Karkassenlage(n) (3) größer als 20 mm ist.

4. Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Karkassenlagen (3) nach oben herumgeschlungen sind, und bei der Krone (6) überlappt sind; und jeder äußere Lagenrand (12) jeden inneren Lagenrand (13), der in der gleichen Richtung nach oben herumgeschlungen ist, so bedeckt, daß die Ränder der Karkassenlage stufenweise angeordnet sind.

5. Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifüller (5) aus relativ dickem und weichem Gummi bestehen; und die Gummifüller (5) zwischen den Schichten der Karkassenlage(n) (3) und zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns (4) und einer unter der Seitenwandhöhe (H) liegenden Stelle angeordnet sind.

6. Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifüller (5) aus relativ dünnem und weichem Gummi bestehen; und die Gummifüller (5) zwischen den Schichten der Karkassenlage(n) (3) und zwischen dem oberen Bereich des Wulstkerns (4) und einer ein wenig über der Seitenwandhöhe (H) liegenden Stelle angeordnet sind.

7. Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Gummifüller (5) im wesentlichen von Wulstfahnen (14) eingehüllt ist, und die radial äußersten Ränder (15) der Wulstfahnen (14) über der halben Seitenwandhöhe (H) gelegen sind.

8. Luftreifen, der eine Karkasse (7) hat, die aus mindestens einer Karkassenlage (3) besteht, und mindestens eine Verstärkungsschicht (9) hat, die bei der Krone (6) der Karkasse radial außen gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

(b) die Karkassenlagen (3) von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne (4) und die Gummifüller (5) herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone (6) überlappt sind;

(c) die Verstärkungsschichten (9) aus gummi getränkten Cordfäden (8) bestehen, die spiralförmig um die Krone der Lagen herum gewickelt sind, und im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind; und

(d) mindestens eine nach unten verlaufende Lage (16) sich von dem oberen Bereich eines Wulstkerns bis zu dem oberen Bereich des anderen Wulstkerns erstreckt.

9. Luftreifen, der eine Karkasse (7) hat, die aus mindestens einer Karkassenlage (3) besteht, und eine Verstärkungsschicht (9) hat, die aus zwei Gürtelschichten (17) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

(b) die Karkassenlagen (3) von der Innenseite nach der Außenseite um die Wulstkerne (4) und die Gummifüller (5) herum nach oben geschlungen sind, und bei der Krone (6) der Karkasse überlappt sind;

(c) die Gürtelschichten (17) um den überlappten Bereich (10) der Karkassenlagen herum angeordnet sind; und

(d) die Cordfäden der Gürteischichten (17) unter einem Winkel von 10º bis 30º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind und sich zwischen den zwei Gürtelschichten überkreuzen.

10. Luftreifen, der eine Karkasse (7) hat, die aus mindestens einer Karkassenlage (3) besteht, und eine Verstärkungsschicht (9) hat, die aus mindestens einer Gürtelschicht (17) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Karkassenlagen (3) aus gummigetränkten Cordfäden bestehen, die unter einem Winkel von 25º bis 45º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind;

(d) die Cordfäden der Gürtelschichten (17) unter einem Winkel von 15º bis 35º bezüglich der Äquatorebene des Reifens angeordnet sind.