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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Radialluftreifen für Lastwagen und Busse, die auf 15º-
Tiefbettfelgen montierbar sind (nachstehend als 15º-Konus-Radialreifen abgekürzt), und speziell auf einen
schlauchlosen Radialluftreifen für Lastwagen und Busse, der an eine Tieftbettfelge, die einen konusförmigen
15º-Wulstsitz hat (15º-Tiefbettfelge) anpaßbar ist. Die Erfindung betrifft besonders einen 15º-Konus-
Radialreifen für Lastwagen und Busse, der eine vorteilhaft verbesserte Haltbarkeit seines Wulstbereichs hat.
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Wie oben erwähnt wurde, ist der 15º-Konus-Radialreifen für Lastwagen und Busse ein
schlauchloser Reifen (T/L-Reifen). Um den Reifen dieses Typs auf einer einteiligen Gußfelge 21, die ein
Schnittprofil hat, wie es in der Fig. 16 der beigefügten Zeichnungen wiedergegeben ist, direkt zu
montieren, wird eine Tiefbettfelge (nachstehend als 15º-Tiefbettfelge bezeichnet) verwendet, bei der die
Höhe des Flansches 21F wesentlich niedriger ist als bei einer Flachbettfelge, die ein Schnittprofil hat, wie
es in der Fig. 17 wiedergegeben ist. Infolge des speziellen Schnittprofils dieses Flansches unterscheidet
sich der Wulstbereich des T/L-Reifens für Lastwagen und Busse wesentlich von dem Wulstbereich eines
auf einer Flachbettfelge zu montierenden Schlauchreifens (W/T-Reifens). Weiterhin ist der T/L-Reifen
dadurch gekennzeichnet, daß er eine Struktur hat, bei der ein Konus von ungefähr 15º auf eine Wulstbasis
des Wulstbereichs aufgebracht wird, so daß er mit einem auf dem Wulstsitz der Felge 21 gebildeten Konus
von 150±1º übereinstimmt, um Luftdichtheit sicherzustellen, und gleichzeitig eine vorgegebene Pressung
auf den Wulstbereich aufgebracht wird.
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Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, wird, obwohl sowohl der W/T-Reifen, als auch der T/L-Reifen
für Lastwagen und Busse bei der gleichen schweren Belastung verwendet werden, natürlich ein großer
Unterschied zwischen den beiden Reifen bei der während des Laufs unter der schweren Belastung auf den
Wulstbereich einwirkenden, äußeren Kraft hervorgerufen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der T/L-
Reifen, bei dem der Flansch 21F eine geringere Höhe hat, hinsichtlich der Befestigung des Reifens an der
Felge weniger geeignet ist, und der Abfall des Wulstbereichs zu der Außenseite des Reifens hin größer ist
als bei dem W/T-Reifen. Wenn der Abfall zunimmt, ist es unvermeidlich, daß mit dem Wulstbereich
zusammenhängende Probleme hervorgerufen werden. Außerdem ist es schwierig, eine Automatisierung bei
der Montage des W/T-Reifens auf der Felge zu erreichen, während der T/L-Reifen mittels einer
automatischen Montagevorrichtung auf der Felge leicht montiert werden kann. Als Folge davon hat der
T/L-Reifen eine größere Verbreitung gefunden.
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Daher wurden, wie unten erwähnt wird, verschiedene Gegenmaßnahmen ergriffen, um die
Haltbarkeit des Wulstbereichs bei dem T/L-Reifen zu verbessern. Diese Gegenmaßnahmen sind im
allgemeinen unterteilt in Mittel zum Verbessern der Steifigkeit des Wulstbereichs, und Mittel zum
Rationalisieren der Anordnung und Form verschiedener Cordschichten, die sich von dem Wulstbereich bis
zu dem Seitenwandbereich erstrecken.
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Als Mittel zum Verbessern der Steifigkeit werden vorgeschlagen: (1) Erhöhung des Wulstbereich-
Volumens und zusätzliche Anordnung einer Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht, insbesondere Mittel
für die Erhöhung des Wulstbereichvolumens, bei denen, da der Wulstkern eine grundlegende Rolle spielt,
ein Wulstkern, der eine geringe Schnitthöhe und eine große Schnittbreite hat, entsprechend der geringen
Flanschhöhe der obenerwähnten Felge angeordnet wird, und ein harter Versteifungsgummi, der sich in der
radialen Richtung des Reifens konusförmig nach außen erstreckt, ab einer äußeren Umfangsoberfläche des
Wulstkerns längs des Hauptkörpers der Karkassenlage angeordnet ist, um das Volumen des Gummis in dem
Wulstbereich so weit wie möglich zu erhöhen, (2) Mittel, um die innere Umfangsoberfläche eines
Wulstkerns, der einen ebenen und viereckigen Schnitt hat, oder eines Wulstkerns, der einen ebenen und
sechseckigen Schnitt hat, wie weiter unten ausführlich dargelegt wird, zu einer konusförmigen Oberfläche
zu machen, die im wesentlichen mit der Oberfläche eines konusförmigen 15º-Wulstsitzes übereinstimmt,
um den Eingriff des Wulstbereichs mit der Felge noch mehr zu verstärken, und dergleichen.
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Als Mittel zum Rationalisieren der Anordnung und Form der Cordschicht werden vorgeschlagen:
(3) Mittel zum Einstellen der Höhe der Umstülp-Endposition einer radialen Karkassenlage und der Höhe
der Endposition einer Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht, oder Mittel zum Einstellen der Position
dieser Enden in der Breitenrichtung des Reifens, (4) Mittel zum Verringern der Spannung in einem
Endbereich des die obigen Enden umgebenden Gummis, (5) Mittel zum Rationalisieren einer radialen
Karkassenlinie (einer Linie der Dickenmitte des Hauptkörpers der Karkassenlage, mit Ausnahme des
Umstülpbereichs), und dergleichen.
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Alle obigen Mittel sind wirksame Mittel, um die Wulstbereichs-Haltbarkeit zu verbessern. Die
obigen herkömmlichen Mittel können es jedoch nicht mehr aufnehmen mit den gegenwärtigen
Anforderungen, wie dauerhaftere Reifeneigenschaften, Aufvulkanisierung eines Reifens, wenn der
Laufflächengummi abgenutzt ist, Gewichtsverringerung, und dergleichen.
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Insbesondere die Zunahme des Wulstbereichvolumens und die zusätzliche Anordnung der
Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht sind ungeeignet für die Gewichtsverringerung. Außerdem bewirken
die übermäßige Volumenzunahme und die zusätzliche Anordnung eine größere Wärmeerzeugung während
des Laufs des Reifens unter schwerer Belastung, und daher erreicht die Innenseite des Wulstbereichs eine
hohe Temperatur. Eine solche hohe Temperatur bewirkt eine Gummiverschlechterung und eine
Haftungsverringerung, wodurch leicht Ablösungsausfall hervorgerufen wird infolge Rißbildung in dem
Umstülp-Endbereich der Karkassenlage oder dem Endbereich der Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht.
Wenn der Reifen unter Bedingungen, wie eine hohe Temperatur, über eine lange Zeitdauer verwendet wird,
wird weiterhin die Rationalisierung der Anordnung und Form der Cordschicht durch eine große
Kriechverformung des Gummis beeinträchtigt, wie weiter unten dargelegt wird, und daher kann das
vorgegebene Ziel nicht erreicht werden. Außerdem geht die Form der Karkassenlinie verloren, wodurch
eine Verschlechterung der Lenkstabilität hervorgerufen wird.
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Selbst wenn die Zunahme des Wulstbereichvolumens und die zusätzliche Anordnung der
Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht innerhalb angemessener Bereiche liegen, muß der T/L-Radialreifen
für Lastwagen und Busse natürlich ein bezüglich schwerer Belastung genügend dauerhaftes
Wulstbereichsvolumen sicherstellen. Wenn ein Reifen, der eine solche Wulstbereichsstruktur hat, über eine
wesentlich größere Entfernung, wie zum Beispiel 100.000 km, gefahren wurde, wurde bestätigt, daß der
Wulstbereich als Ganzes eine starke Kriechverformung (plastische Verformung) erzeugt. Der Zustand
dieser Verformung ist in der Fig. 18 der beigefügten Zeichnungen, die dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 entspricht, im Schnitt teilweise wiedergegeben.
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Die Fig. 18 ist eine Schnittansicht des Hauptteils des Wulstbereichs bei einer Einheit aus einem
T/L-Radialreifen der Reifengröße 11R22.5 und einer Felge, mit einem auf einen Innendruck von 7 kp/cm²
aufgeblasenen (unbelasteten) Reifen, wobei ein durch eine ausgezogene Linie wiedergegebener Bereich
einem neuen Reifen entspricht, und ein durch eine gestrichelte Linie wiedergegebener Bereich einem
Reifen nach einem tatsächlichen Lauf über 100.000 km entspricht. Wie aus der Fig. 18 ersichtlich ist,
weist der Wulstbereich nach einem Lauf über 100.000 km eine sich nicht erholende Kriechverformung auf,
die nach der Außenseite des Reifens gerichtet ist.
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Bei dem Reifen ist nach dem Lauf (durch die gestrichelte Linie wiedergegebener Bereich) der
sechseckige Wulstkern in eine durch Pfeile bezeichnete Richtung verschoben, und daher sind die
Karkassenlage und ihr Umstülpbereich in der durch Pfeile bezeichneten Richtung stark herausgezogen. Ein
solches Herausziehphänomen ruft immer eine große Scherdehnung hervor, die in der Fig. 18 durch eine
Rhombusform auf den beiden Seiten des Umstülp-Endbereichs repräsentiert wird. Da die obige starke
Scherdehnung bei der Aufblähung durch den Innendruck gleichzeitig mit der während des Laufs unter
schwerer Belastung in dem Umstülp-Endbereich erzeugten Scherdehnung zusammenwirkt, wird Rißbildung
zuerst in dem Umstülp-Endbereich erzeugt, und diese Rißbildung führt zu Ablösungsausfall, wenn die
Laufentfernung groß wird. Selbst wenn beabsichtigt wird, die obenerwähnten Mittel zu rationalisieren, um
die Haltbarkeit des Wulstbereichs zu verbessern, kann daher eine genügende Wulstbereichs-Haltbarkeit
nicht verwirklicht werden.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, radiale Luftreifen für Lastwagen und Busse zu verwirklichen,
die auf 15º-Tietbettfelgen montierbar sind, und die ohne zusätzliche Anordnung von Wulstbereichs-
Verstärkungscordschichten eine angemessene Anordnung und Form der Wulstbereichs-
Verstärkungscordschicht, einschließlich einer Karkassenlinie, aufrechterhalten können, während eine
übermäßige Zunahme des Wulstbereichsvolumens unter Kontrolle gehalten wird und die
Gewichtsverringerung aufrechterhalten wird, und der Temperaturanstieg innerhalb des Wulstbereichs
während des Laufs unter schwerer Belastung so weit wie möglich unterdrückt wird, und die die
Kriechverformung des Wulstbereichs in geeigneter Weise unter Kontrolle halten können, um die
Wulstbereichs-Haltbarkeit in dem Umstülp-Endbereich der Karkassenlage oder dem Endbereich der
Cordschicht wesentlich zu verbessern und die damit verbundene Ablösung zu verringern, und die erwartete
gute Lenkstabilität aufrechtzuerhalten.
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Gemäß der Erfindung wird ein radialer Luftreifen verwirklicht, insbesondere für Lastwagen und
Busse, der auf einer zugelassenen 15º-Tiefbettfelge montierbar ist, aufweisend zwei Wulstbereiche, zwei
Seitenwandbereiche, einen Laufflächenbereich, mindestens eine Karkassenlage, die sich zwischen
Wulstkernen erstreckt, von denen einer in jeden Wulstbereich eingebettet ist, so daß die Wulstbereiche
verstärkt werden, wobei die mindestens eine Karkassenlage durch darin radial angeordnete Cordfäden
verstärkt ist, und von der Innenseite nach der Außenseite des Reifens um die Wulstkerne geschlungen ist,
um einen Umstülpbereich bei jedem Wulstbereich und dazwischen einen Hauptkörper zu bilden, wobei
jeder der Wulstkerne ein gewickeltes Laminat aus Stahldraht ist, das im Querschnitt eine kreisförmige oder
tetragonale Form hat, einen Gürtel, der auf den äußeren Umfang der mindestens einen Karkassenlage
aufgebracht ist, um den Laufflächenbereich zu verstärken, und der aus zwei oder mehr schrägen
Stahlcordschichten besteht, und einen zusammengesetzten Seitengummi, der sich von der Wulstbasis jedes
Wulstbereichs über die Außenseite des Wulstbereichs bis zu dem Laufflächengummi des
Laufflächenbereichs erstreckt und einen Gummischutzstreifen und einen Seitenwandgummi aufweist,
wobei die äußere Oberfläche von mindestens dem zusammengesetzten Seitengummi unter den Elementen,
aus denen jeder Wulstbereich des Reifens besteht, in einem Gebiet, das einer inneren, gekrümmten
Oberfläche eines schräg ansteigenden Bereichs bei jedem Flansch der zugelassenen Felge gegenüberliegt,
eine nach der Außenseite des Reifens gerichtete Form hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der
äußeren Oberfläche konkav gekrümmt ist; daß die konkav gekrümmte Oberfläche des zusammengesetzten
Seitengummis gelegen ist zwischen einer Wulstbasislinie und einer ersten geraden Linie, die durch die
radial äußere Oberfläche des Stahldrahtes hindurchgeht, die auf der in der radialen Richtung des Reifens
äußersten Seite des Wulstkerns gelegen ist und parallel zu der Wulstbasislinie ist, und die Kurve der konkav
gekrümmten Oberfläche des zusammengesetzten Seitengummis im Querschnitt des Reifens aus mehreren
Bogensegmenten besteht, die glatt ineinander übergehen, und einen Scheitelpunkt bei einem der Segmente
hat, und der Scheitelpunkt gelegen ist zwischen der ersten geraden Linie und einer zweiten geraden Linie,
die durch die in der radialen Richtung des Reifens innerste Position des Umstülpbereichs der Karkassenlage
um den Wulstkern hindurchgeht und parallel zu der Wulstbasislinie ist; und daß die konkav gekrümmte
Oberfläche des zusammengesetzten Seitengummis so gebildet ist, daß der Krümmungsradius R1 des
Bogensegments, das den Scheitelpunkt hat, unter den Bogensegmenten, aus denen die konkav gekrümmte
Oberfläche besteht, und der Krümmungsradius R der hauptsächlichen inneren gekrümmten Oberfläche bei
dem Flansch in einem Querschnitt der zugelassen Felge die Beziehung 0,4 · R ≤ R&sub1; ≤ 1,6 · R erfüllen.
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Der Wulstbereich des herkömmlichen 15º-Konus-Radialreifens für Lastwagen und Busse weist
eine Wulstbasis auf, die mit einer vorgegebene Pressung auf dem Wulstsitz der Felge angeordnet ist, um die
Luftdichtheit des T/L-Reifens aufrechtzuerhalten, wenn der Reifen auf einer 15º-Tiefbettfelge montiert ist
und auf einen vorgegebenen Innendruck aufgeblasen ist, und er hat einen äußeren Oberflächenbereich, der
mit einer vorgegebenen Pressung auf dem Flansch der Felge angeordnet ist. Diese Pressung dient dazu,
zusätzlich zu der Aufrechterhaltung der Luftdichtheit den Wulstbereich auf der Felge gut zu befestigen. Bei
dem Wulstbereich des herkömmlichen Reifens, der in der Fig. 19 der beigefügten Zeichnungen im Schnitt
wiedergegeben ist, zusammen mit einem durch eine strichpunktierte Linie dargestellten Schnittprofil der
Felge, wird die letztere Pressung dadurch erreicht, daß eine äußere Oberfläche eines zusammengesetzten
Seitengummis gebildet wird, die bei einer Position gelegen ist, wo sie bei einem Bogen, der sich konvex zu
der Außenseite des Reifens hin erstreckt und einen relativ großen Krümmungsradius hat, den Flansch
berührt und in den Flansch eingreift.
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Wenn der herkömmliche T/L-Reifen auf einer zugelassenen Felge montiert wird und auf einen
hohen Innendruck, wie er in J. ATMA oder TRA definiert ist, aufgeblasen wird, zum Beispiel 8,00 kp/cm²
als ein kalter Autblasdruck für die Reifengröße 11R22.5 (110, 120 PSI bei TRA), wird der konvexe
Bogenbereich des zusammengesetzten Seitengummis längs der inneren, gekrümmten Oberfläche des
Flansches (konkave, gekrümmte Oberfläche, die nach der Außenseite des Reifens gerichtet ist) durch einen
solchen inneren Aufblasdruck verformt, und daher wird ein hoher Kontaktdruck auf einen solchen
verformten Bereich ausgeübt. In der Fig. 20 der beigefügten Zeichnungen ist ein Verteilungszustand des
Kontaktdrucks bezüglich der Felge bei den Positionen A-E des Wulstbereichs für den herkömmlichen
Reifen mit der obigen Reifengröße wiedergegeben. Die Position D entspricht einer Position, die eine
maximale Verformung hat, und sie unterliegt einem Kontaktdruck, der wesentlich größer als bei den
anderen Positionen ist. Außerdem wird die in der Fig. 20 wiedergegebene Kontaktdruckverteilung bei
einem kalten Aufblasdruck von 7,0 kp/cm² erhalten, so daß, wenn der Reifen unter Belastung tatsächlich
laufengelassen wird, der Innendruck durch eine größere Wärmeerzeugung auf ungefähr den 1,2-1,4-fachen
kalten Aufblasdruck ansteigt, und auch die nach außen gerichtete Durchbiegung des Wulstbereichs unter
Belastung auftritt, wodurch die Kontaktdruckverteilung in dem Verwendungszustand, verglichen mit der in
der Fig. 20 wiedergegebenen Verteilung, stark nach der Seite des hohen Kontaktdrucks verschoben wird.
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Wenn der Reifen unter Belastung laufengelassen wird, wird der zusammengesetzte Seitengummi
des Wulstbereichs in einem Gebiet, das den Flansch der Felge berührt, einer sich wiederholenden
Bewegung unterworfen, bei der der Gummi in der radialen Richtung des Reifens und längs der
Umfangsrichtung des Reifens in einer den Boden berührenden Zone der Lauffläche schrumpft, und in einer
aus der Bodenkontaktzone herauskommenden Zone in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Da diese
Bewegung relativ zu dem Flansch der Felge erfolgt, wird die auf dem Hystereseverlust basierende
Wärmeerzeugung bei einer Position, bei der der Kontaktdruck größer wird, ebenfalls größer. Ein Teil der
erzeugten Wärme wird über die Felge nach draußen abgeführt, während die verbleibende, größere Menge
der erzeugten Wärme in dem Gummibereich gespeichert wird, der als ein schlechter Wärmeleiter bekannt
ist, und die gespeicherte Wärme allmählich abgeleitet wird, wodurch schließlich der Wulstbereich auf eine
hohe Temperatur gebracht wird.
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Wenn ein solcher Hochtemperaturzustand über eine lange Zeitdauer aufrechterhalten wird, wird
eine Kriechverformung in dem Gummi hervorgerufen. Obwohl das Gebiet des Wulstbereichs, das
verschieden von dem zusammengesetzten Seitengummi ist, naturgemäß auf eine hohe Temperatur gebracht
wird infolge der Wärmeerzeugung durch Hystereseverlust, der eine mit Gummi untrennbar verbundene,
viskoelastische Eigenschaft ist, die auf den Amplituden der inneren Dehnung und der inneren Spannung
basiert, die durch die Wiederholung der Belastung und ihrer Wegnahme während des Laufs des Reifens
hervorgerufen werden, trägt die in dem zusammengesetzten Seitengummi unter einem hohen Kontaktdruck
auf den Flansch hervorgerufene Wärmeerzeugung besonders zu dem Auftreten der Kriechverformung bei.
Außerdem verursacht der zusammengesetzte Seitengummi, der dem hohen Kontaktdruck ausgesetzt ist,
vorzeitig Abnutzung, und schließlich nutzt er sich bis zu einer Form ab, die sich längs des Flansches der
Felge erstreckt, was das sogenannte Scheuerphänomen ist. Das heißt, der Wulstbereich, der der hohen
Temperatur über eine lange Zeitdauer ausgesetzt ist, verursacht, zusammen mit der obigen
Felgenscheuerung, eine Kriechverformung bis zu einer Form, die in der Fig. 18 wiedergegeben ist.
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Bei der Kriechverformung beeinträchtigen die Verschiebung, die Verformung und der Formverlust
des Wulstkerns die mit dem Wulstbereich untrennbar verbundene Funktion, die darin besteht, daß die
Cordschichten, wie die Karkassenlage und dergleichen, zwischen dem Wulstkern und dem Wulstsitz der
Felge gut befestigt sind. Daher wird der befestigte Zustand der Cordfäden in der Karkassenlage, die den
hohen Innendruck aufnimmt, gelockert, und schließlich wird leicht das Herausziehen der Karkassenlage
verursacht, wie dies oben unter Bezugnahme auf die Fig. 18 erwähnt wurde. Als Folge davon wird eine
starke Scherdehnung in dem Umstülp-Endbereich der Karkassenlage hervorgerufen, wodurch in einer
Grenzfläche zwischen den Cordfäden und dem Gummi, der die Cordfäden umgibt, ein zerbrechender Kern
erzeugt wird, der beim Auftreten von Ausfall von Rissen bis zu Ablösung fortschreitet. An dieser Stelle
kann gesagt werden, daß die Verschiebung, die Verformung und der Formverlust des Wulstkerns die
Haltbarkeit des Wulstbereichs wesentlich beeinträchtigen.
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Der Stahldraht, aus dem der Wulstkern besteht, hat im Schnitt eine kreisförmige oder viereckige
Form. Die kreisförmige Form umfaßt einen vollständigen Kreis und eine nahezu kreisförmige, ovale Form,
während die viereckige Form ein vollständiges Sechseck, sowie einen Rhombus, ein Viereck mit vier
verrundeten Ecken, ein Viereck mit einem kleinen Vorsprung, und dergleichen umfaßt. Weiterhin kann die
Drahtwicklungslaminierung eines solchen Stahldrahtes nach verschiedenen Formgebungsmethoden
ausgeführt werden. Als ein Beispiel dieser Methoden wird ein einzelner langer Stahldraht spiralförmig
aufgewickelt, um einen innersten Umfangsbereich zu bilden, und weiterhin auf dem innersten
Umfangsbereich spiralförmig aufgewickelt, wobei er auf jedem aufgewickelten Stahlcordfaden, der den
innersten Umfangsbereich bildet, aufliegt, und dann wird diese Prozedur wiederholt, um ein aufgewickeltes
Laminat des Stahlcordfadens zu bilden. Als ein weiteres Beispiel kann eine Vielzahl von ringförmigen
Drähten in horizontaler und vertikaler Richtung nebeneinander angeordnet werden, um ein gewickeltes
Laminat zu bilden. Außerdem hat eine innere Umfangsoberfläche des Wulstkerns vorzugsweise einen
Konus von ungefähr 15º bezüglich einer Wulstbasislinie, die parallel zu einer Felgendurchmesserlinie ist
und in der gleichen Ebene liegt, wie später dargelegt wird, wenn ein Schnitt des Wulstkerns betrachtet wird.
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Wenn dagegen dem äußeren Oberflächenbereich von mindestens dem zusammengesetzten
Seitengummi unter den Elementen, aus denen der Wulstbereich des Reifens besteht, eine gekrümmte Form
gegeben wird, die in einem Gebiet, das einer inneren gekrümmten Oberfläche eines schräg ansteigenden
Bereichs bei dem Flansch der zugelassenen Felge gegenüberliegt, zu der Außenseite des Reifens hin
konkav ist, kann der zusammengesetzte Seitengummi, der den Flansch der Felge berührt, unter nicht nur
einem hohen Innendruck, sondern auch unter einer schweren Belastung eine gleichmäßige
Kontaktdruckverteilung bezüglich der inneren gekrümmten Oberfläche des Flansches erreichen, wodurch
die obenerwähnte Kriechverformung auf einem Minimum gehalten wird, und insbesondere der Effekt einer
wirksamen Unterdrückung der Verschiebung, der Verformung und des Formverlustes des Wulstkerns
entwickelt wird. Als Folge davon ist es möglich, die auf den Umstülp-Endbereich der Karkassenlage
wirkende Scherdehnung wesentlich zu verringern, und die Haltbarkeit des Wulstbereichs kann beträchtlich
verbessert werden.
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Um den obigen Effekt weiter zu verstärken, ist die konkav gekrümmte Oberfläche des
zusammengesetzten Seitengummis gelegen zwischen einer Wulstbasislinie und einer ersten geraden Linie,
die durch die radial äußere Oberfläche eines Stahldrahtes, der auf der in der radialen Richtung des Reifens
äußersten Seite des Wulstkerns gelegen ist, hindurchgeht, und parallel zu der Wulstbasislinie ist, und
besteht die Kurve der konkav gekrümmten Oberfläche des zusammengesetzten Seitengummis in einem
Schnitt des Reifens aus mehreren Bogensegmenten, die glatt ineinander übergehen, und einen Scheitelpunkt
bei einem dieser Segmente hat, und der Scheitelpunkt ist gelegen zwischen der ersten geraden Linie und
einer zweiten geraden Linie, die durch eine in der radialen Richtung des Reifens innerste Position des um
den Wulstkern geschlungenen Umstülpbereichs der Karkassenlage hindurchgeht und parallel zu der
Wulstbasislinie ist.
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Der hier benutzte Ausdruck "Wulstbasislinie" bedeutet eine gerade Linie, die im Schnitt des
Reifens durch den Schnittpunkt zwischen der Verlängerungslinie der Wulstbasis und einer geraden Linie,
die in eine konkave Linie des äußeren Oberflächenumrisses des Wulstfersenbereichs übergeht und
senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens ist, hindurchgeht und senkrecht zu der Rotationsachse des
Reifens ist.
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Um die Kriechverformung unter Kontrolle zu halten, ist die konkav gekrümmte Oberfläche des
zusammengesetzten Seitengummis so geformt, daß der Krümmungsradius R1 des Bogensegments, das unter
den Bogensegmenten, die die konkav gekrümmte Oberfläche bilden, den Scheitelpunkt hat, und der
Krümmungsradius R der hauptsächlichen inneren gekrümmten Oberfläche des Flansches in einem Schnitt
der zugelassenen Felge die Beziehung 0,4 x R ≤ R&sub1; ≤ 1,6R erfüllen.
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Weiterhin ist es praktisch wünschenswert, daß, wenn ein hypothetischer Bogen, der sich im Schnitt
des Reifens konvex nach der Außenseite des Reifens erstreckt, so gebildet wird, daß er durch einen ersten
Schnittpunkt zwischen der ersten geraden Linie unter den beiden geraden Linien und einer äußeren
Umrißlinie des Wulstbereichs, und einen zweiten Schnittpunkt zwischen der Wulstbasislinie und einer
Oberflächenumrißlinie des Wulstfersenbereichs, die senkrecht zu der Wulstbasislinie ist und in der Nähe
des ersten Schnittpunktes in die äußere Umrißlinie glatt übergeht, hindurchgeht, die Entfernung D zwischen
dem Scheitelpunkt und dem hypothetischen Bogen, gemessen auf der senkrechten Linie, die über den
Scheitelpunkt nach dem hypothetischen Bogen verläuft, innerhalb eines Bereichs von 22-70% der
Entfernung d zwischen dem hypothetischen Bogen und einer auf der senkrechten Linie gelegenen Position
des Umstülpbereichs der Karkassenlage liegt.
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Der erfindungsgemäße Reifen umfaßt den Fall, in dem keine Wulstbereichs-
Verstärkungscordschicht verwendet wird, und den Fall, in dem eine Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht
verwendet wird. In dem ersteren Fall kann die obenerwähnte Bauweise verwendet werden. In dem letzteren
Fall wird mindestens eine Verstärkungscordschicht in dem Wulstbereich auf der äußeren Oberfläche der
Karkassenlage angeordnet, und die Entfernung D zwischen dem Scheitelpunkt und dem hypothetischen
Bogen, gemessen auf der senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt nach dem hypothetischen Bogen
verläuft, liegt innerhalb eines Bereichs von 22-70% der Entfernung d zwischen dem hypothetischen Bogen
und einer auf der senkrechten Linie gelegenen Position der äußersten Wulstbereichs-
Verstärkungscordschicht, wodurch das Auftreten von Rißbildung und Ablösung in dem Umstülp-
Endbereich der Karkassenlage und dem Endbereich der Wulstbereichs-Verstärkungscordschicht
gleichzeitig unter Kontrolle gehalten werden.
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Um den Effekt der konkav gekrümmten Oberfläche des zusammengesetzten Seitengummis weiter
zu verstärken, ist ein konvexes Bogensegment, das von dem hypothetischen Bogen nach der Außenseite des
Reifens vorspringt und einen Scheitelpunkt hat, auf der äußeren Oberfläche des Wulstbereichs auf
mindestens der in der radialen Richtung des Reifens inneren Seite oder äußeren Seite der konkav
gekrümmten Oberfläche des zusammengesetzten Seitengummis so vorgesehen, daß es in die konkav
gekrümmte Oberfläche glatt übergeht, und die Entfernung L zwischen dem Scheitelpunkt und dem
hypothetischen Bogen, gemessen auf einer senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt nach dem
hypothetischen Bogen verläuft, nicht größer als die 0,65-fache Entfernung D ist.
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Als ein weiteres Mittel, um den Effekt der konkav gekrümmten Oberfläche des
zusammengesetzten Seitengummis weiter zu verstärken, ist ein konvexes Bogensegment, das einen
Scheitelpunkt hat, der innerhalb des hypothetischen Bogens gelegen ist und nach der Außenseite des
Reifens vorspringt, auf der äußeren Oberfläche des Wulstbereichs auf mindestens der in der radialen
Richtung des Reifens inneren Seite oder äußeren Seite der konkav gekrümmten Oberfläche des
zusammengesetzten Seitengummis so vorgesehen, daß es in die konkav gekrümmte Oberfläche glatt
übergeht, und die Entfernung M zwischen dem Scheitelpunkt und dem hypothetischen Bogen, gemessen auf
einer senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt nach dem hypothetischen Bogen verläuft, innerhalb
eines Bereichs von der 0,1-0,5-fachen Entfernung D liegt.
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Die obigen zwei Anordnungen des konvexen Bogensegments können getrennt angewandt werden,
oder zusammen verwendet werden.
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Um die Kriechverformung besser unter Kontrolle zu halten und so die Wirksamkeit des
erfindungsgemäßen Reifens weiter zu erhöhen, ist es wünschenswert, daß sowohl der zusammengesetzte
Seitengummi, als auch der Wulstkern mit den gekrümmten, zu der Außenseite des Reifens hin konkaven
Oberflächen versehen sind, und zwar in dem äußeren Oberflächenbereich des zusammengesetzten
Seitengummis bzw. auf der Umhüllungsoberfläche des Stahldrahtes des Wulstkerns, die bei jedem Flansch
der zugelassenen Felge der inneren gekrümmten Oberfläche des schräg ansteigenden Bereichs
gegenüberliegt.
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Um bei dem erfindunsgemäßen Reifen die Widerstandsfähigkeit gegen Herausziehen der
Karkassenlage so weit wie möglich zu erhöhen, ist der Reifen vorzugsweise versehen mit einem harten
Versteifungsgummi, der sich von dem in der radialen Richtung des Reifens äußeren Umfang des
Wulstkerns längs des Hauptkörpers der Karkassenlage spitz zulaufend nach außen erstreckt, und einem
Wulstkern-Umwickelgummi, der den Wulstkern umgibt, wobei der Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung
(E&sub1;) des Umwickelgummis innerhalb eines Bereichs von dem 0,75-1,20-fachen Elastizitätsmodul bei 100%
Dehnung (E&sub2;) des Versteifungsgummis liegt. Der Umwickelgummi hat die Tendenz, sich nach der
Konfektionierung des Reifens durch Vulkanisation bei einer hohen Temperatur unter einem hohen Druck
zwischen der inneren Umfangsfläche des Wulstkerns und der den Wulstkern umgebenden Karkassenlage
anzusammeln, und er spielt eine wichtige Rolle bei der Erhöhung der Befestigungskraft der Karkassenlage.
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Um zu bewirken, daß der zusammengesetzte Seitengummi, der die konkav gekrümmte Oberfläche
hat, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Kriechverformung und Felgenscheuerung hat, ist es
wünschenswert, daß der Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub3;, von mindestens einem Gummibereich,
der die konkav gekrümmte Oberfläche hat, bei dem zusammengesetzten Seitengummi innerhalb eines
Bereichs von dem 0,68-1,15-fachen Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub2;, des harten
Versteifungsgummis liegt.
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Um zu erreichen, daß der Stahldraht des Wulstkerns in gleicher Weise wie der zusammengesetzte
Seitengummi eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Kriechverformung hat, ist es wünschenswert, daß der
Stahldraht, aus dem der Wulstkern besteht, auf seinem Umfang mit einem sehr dünnen
Beschichtungsgummi versehen ist, und daß der Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub4;, des
Beschichtungsgummis nicht kleiner als der 0,45-fache Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub2;, des harten
Versteifungsgummis ist.
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Die Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
die Folgendes darstellen:
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Die Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Hauptteils einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Reifens.
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Die Fig. 2 ist eine teilweise im Schnitt wiedergegebene, perspektivische Ansicht eines
sechseckigen Wulstkerns.
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Die Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer Ausführungsform des
Reifenwulstbereichs der Fig. 1 veranschaulicht.
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Die Fig. 4 ist eine Schematische Schnittansicht, die Details einer modifizierten Ausführungsform
des in der Fig. 3 wiedergegebenen Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer weiteren modifizierten
Ausführungsform des in der Fig. 3 wiedergegebenen Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer modifizierten Ausführungsform
des in der Fig. 5 wiedergegebenen Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer weiteren modifizierten
Ausführungsform des in der Fig. 3 wiedergegebenen Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer modifizierten Ausführungsform
des in der Fig. 7 wiedergegebenen Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer weiteren modifizierten
Ausführungsform des in der Fig. 1 wiedergegebenen Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer anderen modifizierten
Ausführungsform eines Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 11 ist eine schematische Schnittansicht, die Details einer weiteren modifizierten
Ausführungsform eines Reifenwulstbereichs veranschaulicht.
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Die Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Kontaktdruckverteilung eines in einen Flansch einer Felge
eingreifenden Wulstbereichs wiedergibt.
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Die Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Gummidickenänderung eines zusammengesetzten
Seitengummis bei einem in einen Flansch einer Felge eingreifenden Wulstbereich wiedergibt.
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Die Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Änderung des maximalen Kontaktdrucks bei einem in
einen Flansch einer Felge eingreifenden Wulstbereich wiedergibt.
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Die Fig. 15 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Entfernungsverhältnis und
dem maximalen Kontaktdruck bei einem in einen Flansch einer Felge eingreifenden Wulstbereich
wiedergibt.
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Die Fig. 16 ist eine schematische Schnittansicht einer 15º-Tiefbettfelge.
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Die Fig. 17 ist eine schematische Schnittansicht einer Flachbettfelge.
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Die Fig. 18 ist eine schematische Schnittansicht eines auf einer Felge angebrachten
Wulstbereichs, die die Kriechverformung des herkömmlichen Reifens veranschaulicht.
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Die Fig. 19 ist eine schematische Schnittansicht eines Wulstbereichs des herkömmlichen Reifens.
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Die Fig. 20 ist ein Diagramm, das die Kontaktdruckverteilung eines in einen Flansch einer Felge
eingreifenden Wulstbereichs bei dem herkömmlichen Reifen wiedergibt.
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Die Fig. 1, 3-9 und 10-11 geben Hauptteile von linken Seiten verschiedener
Ausführungsformen von auf einer 15º-Tiefbettfelge montierten, erfindungsgemäßen Radialluftreifen für
Lastwagen und Busse (nachstehend abgekürzt als T/L-Reifen oder einfach Reifen) im Schnitt wieder. Die
Fig. 2 gibt eine Ausführungsform des bei der Erfindung verwendeten Wulstkerns im Schnitt wieder.
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In herkömmlicher Weise weist der in den Fig. 1, 3-9 und 10-11 wiedergegebene T/L-
Radialreifen auf: zwei Wulstbereiche 1 (wobei nur der Wulstbereich einer Seite wiedergegeben ist), zwei
Seitenwandbereiche 2 (wobei nur der Seitenwandbereich einer Seite wiedergegeben ist), einen
Laufflächenbereich (nicht wiedergegeben), mindestens eine Karkassenlage 3 (eine Lage bei der
dargestellten Ausführungsform), die sich toroidförmig zwischen zwei in die Wulstbereiche 1 eingebetteten
Wulstkernen 4 erstreckt, um den Wulstbereich 1, den Seitenwandbereich 2 und den Laufflächenbereich zu
verstärken, und radial angeordnete, gummigetränkte Cordfäden enthält, und einen Gürtel (nicht
wiedergegeben), der auf den äußeren Umfang der Karkassenlage 3 aufgebracht ist, und aus zwei oder mehr
schrägen Stahlcordschichten besteht. Obwohl bei der Karkassenlage 3 der dargestellten Ausführungsform
Stahlcordfäden verwendet werden, können auch Cordfäden aus einer organischen Faser verwendet werden.
Zum Beispiel können in dem Fall mehrerer Karkassenlagen Polyester-Cordfäden verwendet werden,
während in dem Fall einer einzigen Karkassenlage Aramidfaser-Cordfäden verwendet werden können.
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Die Karkassenlage 3 ist von der Innenseite nach der Außenseite um den Wulstkern 4 geschlungen,
um einen Umstülpbereich 3t zu bilden. Der Wulstbereich 1 des T/L-Radialreifens ist über ein Gebiet, das
von der Wulstbasis des Wulstbereichs längs der Außenseite des Reifens bis zu dem Laufflächengummi
(nicht wiedergegeben) des Laufflächenbereichs hin reicht, mit einem zusammengesetzten Seitengummi 5
versehen, und der zusammengesetzte Seitengummi 5 besteht aus einem Gummischutzstreifen 6 und einem
Seitenwandgummi 7. Obwohl der Gummischutzstreifen 6 bei der dargestellten Ausführungsform zu der
Außenseite des Reifens hin gelegen ist, so daß der den Seitenwandgummi 7 einhüllt, kann als eine
modifizierte Ausführungsform der in der radialen Richtung des Reifens innere Bereich des
Seitenwandgummis 7 als Ganzes außerhalb des Gummischutzstreifens und zu der Außenseite des Reifens
hin gelegen sein.
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Weiterhin bildet der Gummischutzstreifen 6 einen inneren Umfangsbereich des Wulstbereichs 1,
der von einem Fersengebiet (in der Nähe der Position Q) über ein Wulstbasisgebiet 11, das zwangsläufig in
einen Wulstsitz einer 15º-Tiefbettfelge eingreift, bis zu einem Zehengebiet reicht. Das Wulstbasisgebiet 11
bildet eine innere Umfangsoberfläche, die sich konusförmig zu der Innenseite des Reifens hin erstreckt,
wobei der Konuswinkel bezüglich einer Wulstbasislinie BL ungefähr 15º beträgt.
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Weiterhin ist der T/L-Radialreifen versehen mit einem harten Versteifungsgummi 8, der sich von
der äußeren Umfangsfläche des Wulstkerns 4 längs des Hauptkörpers der Karkassenlage 3 (Bereich, der
verschieden von dem Umstülpbereich 3t ist) in der radialen Richtung spitz zulaufend nach außen erstreckt,
einem weichen Füllgummi 9, der an die äußere Oberfläche des Versteifungsgummis 8 angrenzt und sich
längs der Innenseite des Umstülpbereichs und des Hauptkörpers der Karkassenlage in der radialen Richtung
nach außen erstreckt, und einer inneren Futterschicht 10, die sich zwischen zwei Wulstzehengebieten (von
denen nur das Wulstzehengebiet auf einer Seite wiedergegeben ist) innerhalb des Hauptkörpers der
Karkassenlage 3 erstreckt und aus einem undurchlässigen Gummi besteht.
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Andererseits ist der Wulstkern 4 mit einem Wulstkern-Umwickelgummi (nicht wiedergegeben)
bedeckt. Dieser Umwickelgummi liegt hauptsächlich zwischen der inneren Umfangsoberfläche des
Wulstkerns 4 und dem Umstülpbereich der Karkassenlage 3, der der Position dieser inneren
Umfangsoberfläche nach der Vulkanisation entspricht, und dieser Gummi ist in den Fig. 1 und 4 mit der
Kennziffer 12 bezeichnet.
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Die Struktur und die übliche Herstellungsmethode des Wulstkerns 4 werden unter Bezugnahme auf
die Fig. 2 beschrieben, die speziell einen sechseckigen Schnitt des Wulstkerns wiedergibt. In der Fig. 2
bezeichnet die Kennziffer 4w einen Stahldraht, der im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt und
einen Durchmesser von 0,9-2,2 mm hat. Der Wulstkern 4 wird durch Wickeln und Laminieren eines
einzelnen langen Stahldrahtes 4w gebildet, der mit einer sehr dünnen Gummischicht von ungefähr 0,01-
0,20 mm Dicke überzogen wurde. Als ein Beispiel der Herstellungsmethode wird ein einzelner
gummigetränkter, unvulkanisierter Stahldraht ab dem rechten oder linken Ende der niedrigsten Lage in der
Fig. 2 mit einer vorgegebenen Anzahl von Windungen aufgewickelt, und dann wird der Draht bis zu einer
Lage verschoben, die über der untersten Lage gelegen ist, und wieder aufgewickelt, und dieser
Wickelvorgang wird bis zu einer vorgegebenen Anzahl von Lagen wiederholt. In diesem Fall wird eine
ringförmige, zweigeteilte oder größenreduzierende Vorrichtung verwendet, die eine konkave
Querschnittsform hat, die die beiden äußeren Seiten einer Lage, die die größte Anzahl von Windungen hat,
d. h., die vierte Lage bei der dargestellten Ausführungsform, beschränkt, und diese Lage aufnimmt, bei der
der Stahldraht 4w der oberen Lage zwischen den beiderseitigen Stahldrähten 4w der unteren Lage gewickelt
ist.
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Nach Ausführung des Wickelvorgangs bis zu der vierten Lage bei der dargestellten
Ausführungsform wird der Wickelvorgang in dem offenen Zustand der Vorrichtung in der Reihenfolge
fünfte, sechste und siebte Lage ausgeführt. Außerdem ist die Anzahl der oberen Lagen und die Anzahl der
unteren Lagen, die an die Lage mit der größten Windungsanzahl angrenzen, nicht unbedingt gleich groß, da
die Umhüllungslinie des Querschnitts des Wulstkerns 4 im wesentlichen eine sechseckige Form hat, um
sechs ebene Umhüllungsoberflächen Ev als Wulstkern 4 zu bilden. In diesem Fall ist die innere
Umfangsoberfläche des bei dem T/L-Radialreifen verwendeten Wulstkerns 4 unter einem Neigungswinkel
a von ungefähr 15º bezüglich einer geraden Linie BLc angeordnet, die durch den inneren Rand des
Stahldrahtes an dem rechten oder linken Ende (rechten Ende bei der dargestellten Ausführungsform) der
innersten Lage hindurchgeht und parallel zu der Wulstbasislinie ist. Der Wulstkern 4 kann nach Beendigung
der Windungslaminierung in dem unausgehärteten Zustand zum Reifenwickeln weitergegeben werden, weil
die Stahldrähte durch die Klebrigkeit der sehr dünnen Gummischicht im unausgehärteten Zustand integral
verbunden werden, oder er kann vor dem Reifenwickeln einer Voraushärtung unterworfen werden.
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Der T/L-Radialreifen ist in einem äußeren Oberflächenbereich von mindestens dem
zusammengesetzten Seitengummi 5, insbesondere des Gummischutzstreifens 6 bei der dargestellten
Ausführungsform, unter den Elementen, aus denen der Wulstbereich 1 besteht, d. h., dem
zusammengesetzten Seitengummi 5, dem Umstülpbereich 3t und dem Wulstkern 4, mit einer gekrümmten
Oberfläche 13 versehen, die zu der Außenseite des Reifens hin konkav ist, und die gegenüber einer
gekrümmten Oberfläche 21S eines schräg ansteigenden Bereichs des Flansches 21F der Felge 21 gelegen
ist, deren innerer Querschnittsumriß in der Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie wiedergegeben ist. Die
gekrümmte Oberfläche 13 kann in einer Form während der Vulkanisation gebildet werden. Außerdem gibt
die Fig. 1 einen Zustand unmittelbar vor der vollständigen Anpassung des Reifens an die Felge 21 wieder.
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Die Kontaktdruckverteilung des Wulstbereichs bei jedem der experimentellen Beispiele A und B,
die verschiedene gekrümmte Oberflächen 13 haben, bezüglich der gekrümmten Oberfläche 21S des
Flansches 21F wird gemessen, wobei die Ergebnisse erhalten werden, die in der Fig. 12 zusammen mit
den Ergebnissen eines herkömmlichen Beispiels, das die gleiche Reifengröße (11R22.5) hat und keine
gekrümmte Oberfläche enthält, wiedergegeben sind. Wie aus der Fig. 12 ersichtlich ist, ist die
Kontaktdruckverteilung der experimentellen Beispiele ziemlich gleich, verglichen mit derjenigen des
herkömmlichen Beispiels. Nachdem die Reifen der experimentellen Beispiele A und B und des
herkömmlichen Beispiels, die die in der Fig. 12 wiedergegebene Kontaktdruckverteilung haben, bei einem
Lastwagen montiert wurden, und über eine Entfernung von 100.000 km tatsächlich gefahren wurden,
wurden sie von der Felge abmontiert, und es wurde die Dickenänderung des zusammengesetzten
Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6) bei der Kontaktfläche mit dem Flansch 21F der Felge 21 als
Kriechverformung gemessen, wobei die in der Fig. 13 wiedergegebenen Ergebnisse erhalten wurden, bei
denen die Kriechverformung groß wird, wenn ein Minuswert groß wird. Aus diesen Ergebnissen ist
ersichtlich, daß der Kontaktdruck umgekehrt proportional zu der Kriechverformung ist.
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Die konkav gekrümmte Oberfläche 13 ist zwischen der Wulstbasislinie BL und einer ersten
geraden Linie Lp gelegen (siehe Fig. 1, 3 und 4), die durch die radial äußere Oberfläche eines Stahldrahtes
4wo (siehe Fig. 1-4), der auf der in der radialen Richtung des Reifens äußersten Seite des Wulstkerns 4
gelegen ist, hindurchgeht und parallel zu der Wulstbasislinie BL ist. Die konkav gekrümmte Oberfläche 13
des Gummischutzstreifens 6 ist in jeder dieser Figuren im Schnitt durch eine Kurve wiedergegeben, die aus
mehreren Bogensegmenten besteht, die glatt ineinander übergehen und zu der Innenseite des Reifens hin
konvex sind, wobei ein Scheitelpunkt T in dem so gebildeten, konvexen Bogen vorhanden ist (siehe Fig. 3
und 4). Dieser Scheitelpunkt T ist gelegen zwischen der ersten geraden Linie Lp und einer zweiten geraden
Linie (nicht wiedergegeben), die durch die in der radialen Richtung innerste Position 31 des
Umstülpbereichs 3t der Karkassenlage 3 bei dem Wulstkern 4 hindurchgeht, und parallel zu der
Wulstbasislinie BL ist. Dies wird auch durch ähnliche Ergebnisse bestätigt, die erhalten werden, wenn T/L-
Radialreifen der experimentellen Beispiele A und B und des herkömmlichen Beispiels, die die von der
obenerwähnten Reifengröße verschiedene Reifengröße (11/70 R22.5) haben, verwendet werden. Wie aus
den Ergebnissen der Fig. 14, die die Änderung des maximalen Kontaktdrucks wiedergibt, ersichtlich ist,
ist die optimale Position des Scheitelpunktes T bei der gekrümmten Oberfläche 13 zwischen den
obenerwähnten zwei geraden Linien gelegen.
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In den Fig. 1 und 3, auf die nun Bezug genommen wird, erfüllen der Krümmungsradius R1 des
Bogensegments, das den Scheitelpunkt T hat, unter den Bogensegmenten, die die konkav gekrümmte
Oberfläche 13 des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6) bilden, in dem Schnitt
des Reifens, und der Krümmungsradius R, der hauptsächlich die gekrümmte Linie 21S des Flansches 21F
bei dem inneren Schnittumriß der Felge 21 bildet, die Beziehung
0,4 x R ≤ R&sub1; ≤ 1,6 x R.
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Es wird ein Bogen 20 angenommen, der im Schnitt des Reifens zu der Außenseite des Reifens hin
konvex ist, und einen Krümmungsradius r (siehe Fig. 3) hat, und der so gebildet ist, daß er durch einen
ersten Schnittpunkt P zwischen der ersten geraden Linie Lp und einer äußeren Umrißlinie des
Wulstbereichs 1, und einen zweiten Schnittpunkt Q zwischen der Wulstbasislinie BL und einer
Oberflächenumrißlinie eines kleinen, schrägen, runden Teils in dem Wulstfersenbereich, der senkrecht zu
der Wulstbasislinie BL ist, hindurchgeht, und in der Nähe des ersten Schnittpunktes P in die äußere
Umrißlinie glatt übergeht. In der Fig. 3, auf die nun Bezug genommen wird, liegt die Entfernung D
zwischen dem Scheitelpunkt T und dem hypothetischen Bogen 20, gemessen auf der Verlängerung eines
Linienabschnitts, der den Krümmungsmittelpunkt C20 des hypothetischen Bogens 20 mit dem Scheitelpunkt
T verbindet, oder einer senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt T bis zu dem hypothetischen Bogen
20 verläuft, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 22-70% der Entfernung d zwischen dem
hypothetischen Bogen 20 und einer Position des Umstülpbereichs 3t der Karkassenlage, die auf derselben
senkrechten Linie (oder Verlängerung) gelegen ist. Dies wird durch ähnliche Ergebnisse bestätigt, die
erhalten werden, wenn T/L-Radialreifen der experimentellen Beispiele A und 13 und des herkömmlichen
Beispiels verwendet werden, die die zwei verschiedenen Reifengrößen haben, wie oben erwähnt wurde.
Wie aus den Ergebnissen der Fig. 15 ersichtlich ist, die einen Index des maximalen Kontaktdrucks
wiedergeben, liegt der Wert von D/d innerhalb eines Bereichs von 0,22-0,70, wenn der Index des
maximalen Kontaktdrucks, verglichen mit demjenigen des herkömmlichen Beispiels, kleiner als 100 ist.
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Der in den Fig. 4-8 wiedergegebene Wulstbereich hat eine Struktur, bei der eine oder mehr
Cord-Verstärkungsschichten, insbesondere Stahlcord-Verstärkungsschichten 19 (eine Cordschicht bei der
dargestellten Ausführungsform) auf der Karkassenlage 3 vorgesehen sind. Die Stahlcordfäden, aus denen
die Cordschicht 19 besteht, sind in der Nähe des Wulstkerns 4 unter einem Neigungswinkel von 30-80º
bezüglich der radialen Richtung angeordnet. In der Fig. 4 liegt die Entfernung D zwischen dem
hypothetischen Bogen 20 und dem Scheitelpunkt T, gemessen auf der Verlängerung des Linienabschnitts,
der den Krümmungsmittelpunkt C20 des hypothetischen Bogens 20 mit dem Scheitelpunkt T verbindet,
vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 22-70% der Entfernung d zwischen dem hypothetischen Bogen
20 und der äußersten Stahlcord-Verstärkungsschicht, gemessen auf derselben Verlängerung.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist ein konvexes Bogensegment 15, das von dem
hypothetischen Bogen 20 nach der Außenseite des Reifens vorspringt und einen Scheitelpunkt T&sub1; hat, auf
der äußeren Oberfläche des Wulstbereichs 1 auf der in der radialen Richtung äußeren Seite der konkav
gekrümmten Oberfläche 13 des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6) so
vorgesehen, daß er in die konkav gekrümmte Oberfläche 13 glatt übergeht. Da das mit einem
Krümmungsradius r&sub1;&sub5; ab einem Mittelpunkt C&sub1;&sub5; wiedergegebene Bogensegment den Scheitelpunkt T&sub1; hat,
ist die Entfernung L zwischen dem Scheitelpunkt T&sub1; und dem hypothetischen Bogen 20, gemessen auf einer
senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt T&sub1; bis zu dem hypothetischen Bogen 20 verläuft,
vorzugsweise nicht größer als die 0,65-fache oben definierte Entfernung D.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist ein konvexes Bogensegment 16, das von dem
hypothetischen Bogen 20 nach der Außenseite des Reifens vorspringt und einen Scheitelpunkt 12 hat, auf
der äußeren Oberfläche des Wulstbereichs 1 auf der in der radialen Richtung inneren Seite der konkav
gekrümmten Oberfläche 13 des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6) so
vorgesehen, daß es in die konkav gekrümmte Oberfläche 13 glatt übergeht. Da das mit einem
Krümmungsradius r&sub1;&sub6; ab einem Mittelpunkt C&sub1;&sub6; wiedergegebene Bogensegment den Scheitelpunkt 12 hat,
ist die Entfernung L zwischen dem Scheitelpunkt T&sub2; und dem hypothetischen Bogen 20, gemessen auf einer
senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt T&sub2; bis zu dem hypothetischen Bogen 20 verläuft,
vorzugsweise nicht größer als die 0,65-fache oben definierte Entfernung D. Verschiedene Experimente, wie
die experimentellen Beispiele C und D wurden ausgeführt durch Variieren des Verhältnisses von Abstand L
zu Abstand D, wobei die in der Tabelle 1 wiedergegeben Ergebnisse erhalten wurden, bei denen der
Kontaktdruck durch einen Index wiedergegeben ist, auf der Basis eines Indexwertes 100 für das
herkömmliche Beispiel.
Tabelle 1
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Bei der Ausführungsform der Fig. 7 ist ein konvexes Bogensegment 17, das innerhalb des
hypothetischen Bogens 20 nach der Außenseite des Reifens vorspringt und einen Scheitelpunkt T&sub3; hat, auf
der äußeren Oberfläche des Wulstbereichs 1 auf der in der radialen Richtung äußeren Seite der konkav
gekrümmten Oberfläche 13 des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6) so
vorgesehen, daß es in die konkav gekrümmte Oberfläche 13 glatt übergeht. Da das mit einem
Krümmungsradius r&sub1;&sub7; ab einem Mittelpunkt C&sub1;&sub7; wiedergegebene Bogensegment den Scheitelpunkt T&sub3; hat,
liegt die Entfernung M zwischen dem Scheitelpunkt T&sub3; und dem hypothetischen Bogen 20, gemessen auf
einer senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt T&sub3; bis zu dem hypothetischen Bogen 20 verläuft,
vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von der 0,1-0,5-fachen oben definierten Entfernung D.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 8 ist ein konvexes Bogensegment 18, das innerhalb des
hypothetischen Bogens 20 nach der Außenseite des Reifens vorspringt, und einen Scheitelpunkt T&sub4; hat, auf
der äußeren Oberfläche des Wulstbereichs 1 auf der in der radialen Richtung inneren Seite der konkav
gekrümmten Oberfläche 13 des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6) so
vorgesehen, daß es in die konkav gekrümmte Oberfläche 13 glatt übergeht. Da das mit einem
Krümmungsradius r&sub1;&sub8; ab einem Mittelpunkt C&sub1;&sub5; wiedergegebene Bogensegment den Scheitelpunkt T4 hat,
liegt die Entfernung M zwischen dem Scheitelpunkt T&sub4; und dem hypothetischen Bogen 20, gemessen auf
einer senkrechten Linie, die über den Scheitelpunkt T&sub4; bis zu dem hypothetischen Bogen 20 verläuft,
vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von der 0,1-0,5-fachen oben definierten Entfernung D.
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Der in der Fig. 9 wiedergegebene Wulstbereich 1 hat eine Struktur, bei der eine Nyloncordschicht
19 N auf der Stahlcord-Verstärkungsschicht 19 so angeordnet ist, daß in dem äußeren Gebiet des Reifens
zwei Schichten, und in dem inneren Gebiet des Reifens eine Schicht als eine Wulstbereichs-
Cordverstärkungsschicht gebildet werden. Die konkav gekrümmte Oberfläche 13 wird auf dem
zusammengesetzten Seitengummi gebildet, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3-8 beschrieben
wurde, und weiterhin kann ein konvexes Bogensegment 15-18 darauf vorgesehen werden. Außerdem sind
die Nylon-Cordfäden unter dem gleichen Neigungswinkel bezüglich der radialen Richtung wie die Stahl-
Cordfäden der Schicht 19 angeordnet, wobei die Nylon-Cordfäden der an die Schicht 19 angrenzenden
Schicht 19 N sich mit den Stahl-Cordfäden der Schicht 19 überkreuzen, und die Nylon-Cordfäden der zwei
Schichten 19 N einander überkreuzen.
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In den Fig. 10-11 sind die Karkassenlage 3 und die Stahlcord-Verstärkungsschicht 19 einfach
durch jeweils eine einzige gekrümmte Linie wiedergegeben. Der in den Fig. 10-11 wiedergegebene
Reifen ist mit einem Wulstbereich 1 und einer Stahlcord-Verstärkungsschicht 19 versehen. Bei dem
Wulstbereich 1 der Fig. 11 bestehen der Umstülpbereich 3t der Karkassenlage 3 und die Stahlcord-
Verstärkungsschicht 19 jeweils aus einem oder mehr Bogensegmenten (Bögen), die einen
Krümmungsmittelpunkt haben, der außerhalb des Reifens bei einer Position gelegen ist, die der
gekrümmten Umhüllungsoberfläche 4-13 des Wulstkerns 4 entspricht.
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In der Fig. 11 liegt der minimale Krümmungsradius R&sub3; unter den Krümmungsradien der Bögen,
die den Umstülpbereich 3t bilden, innerhalb eines Bereichs von dem 0,75-1,2-fachen Krümmungsradius R
des Flansches 21F der Felge 21, während der minimale Krümmungsradius R&sub4; unter den Krümmungsradien
der Bögen, die die Stahlcord-Verstärkungsschicht 19 bilden, die Beziehungen R&sub4; ≥ R&sub3; und R&sub4; ≤ 1,65R
bezüglich des minimalen Krümmungsradiusses R&sub3; und des Krümmungsradius R des Flansches 21F der
Felge 21 erfüllt.
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Der in der Fig. 10 wiedergegebene Wulstbereich 1 hat eine Struktur, die die konkav gekrümmte
Oberfläche 13 des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6), wie oben erwähnt, und
eine gekrümmte Umhüllungsoberfläche 4-13 des Wulstkerns 4 (die nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist) hat. In diesem Fall erfüllen der Krümmungsradius R1 der gekrümmten Oberfläche 13, der
Krümmungsradius R&sub2; der Umhüllungsoberfläche 4-13, und der Krümmungsradius R des Flansches die
obenerwähnten Beziehungen, und zusätzlich die Beziehung 0,7 x R ≤ R&sub2; ≤ 1,2 x R.
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Der in der Fig. 11 wiedergegebene Wulstbereich 1 hat eine Struktur, die in dem Umstülpbereich
3t der Karkassenlage 3, der Stahlcord-Verstärkungsschicht 19, der konkav gekrümmten Oberfläche 13 des
zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6), wie oben erwähnt, und der gekrümmten
Umhüllungsoberfläche 4-13 des Wulstkerns 4 ein oder mehr Bogensegmente (Bögen) hat, die einem
Krümmungsmittelpunkt haben, der außerhalb des Reifens bei einer Position gelegen ist, die der
gekrümmten Umhüllungsoberfläche 4-13 des Wulstkerns 4 entspricht. In diesem Fall erfüllen die
Krümmungsradien R&sub1; bis R&sub4; und der Krümmungsradius R die obenerwähnten Beziehungen.
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Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, ist es möglich, bei dem erfindungsgemäßen T/L-Radialreifen
verschiedene Kombinationen zu wählen, die auf den unter Bezugnahme auf die Fig. 1-11
wiedergegebenen Beschreibungen basieren. Folglich kann die Haltbarkeit des Wulstbereichs 1 wesentlich
verbessert werden, um das Ziel der Erfindung sicher zu erreichen.
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Um die Verbesserung der Haltbarkeit des Wulstbereichs 1 sicherzustellen, ist es wünschenswert,
daß der Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub1;, des Umhüllungsgummis für den Wulstkern 4, der
Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub2;, des harten Versteifungsgummis, der Elastizitätsmodul bei 100%
Dehnung, E&sub3;, des Gummibereichs des zusammengesetzten Seitengummis 5 (Gummischutzstreifens 6), der
die konkav gekrümmte Oberfläche 13 bildet, und der Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung, E&sub4;, des
Beschichtungsgummis für den Stahldraht 4w, aus dem der Wulstkern 4 besteht, die folgenden Beziehungen
erfüllen:
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0,75 x E&sub2; ≤ E&sub1; ≤ 1,20 x E&sub2;
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0,68 x E&sub2; ≤ E&sub3; ≤ 1,15 x E&sub2;
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0,45 x E&sub2; ≤ E&sub4;
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Diese Beziehungen werden definiert durch Messen der auf den Umstülp-Endbereich 3tE
wirkenden Scherdehnung bei 10 Fällen, die vorgegebene Verhältnisse E&sub1;/E&sub2;, E&sub3;/E&sub2; und E&sub4;/E&sub2; haben. Die
Werte dieser Verhältnisse und der Index der Scherspannung, auf der Basis eines Indexwertes 100 für den
herkömmlichen Reifen, sind in der Tabelle 2 wiedergegeben, wobei die Eigenschaft um so besser ist, je
kleiner der Indexwert ist.
Tabelle 2
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Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung wiedergegeben und sollen
keine Begrenzung der Erfindung darstellen.
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Der bei diesen Beispielen verwendete T/L-Radialreifen für Lastwagen und Busse hat die
Reifengröße 11R22.5 und die in den Fig. 1-9 wiedergegebene Struktur, die auf einer zugelassenen Felge
21 montiert wird, die die Felgengröße 22.5 · 8.25 und einen Krümmungsradius R von 12,7 mm bei einem
Bogenabschnitt einer inneren gekrümmten Oberfläche 21S eines Flansches 21F hat. Die Karkassenlage 3 ist
eine einzelne Lage, die radial angeordnete Stahlcordfäden enthält, und der Gürtel besteht aus vier schrägen
Stahlcord-Gürtelschichten. Zum Vergleich mit diesen Beispielen ist ein herkömmliches Beispiel
vorgesehen, das die gleiche Größe und Bauweise wie das obige Beispiel hat, außer daß der Wulstbereich
tatsächlich die äußere Oberfläche hat, die dem hypothetischen Bogen 20 entspricht.
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Der Wulstkern 4 der Reifen der Fig. 1-9 ist ein in der Fig. 2 wiedergegebener, sechseckiger
Wulstkern, bei dem der Stahldraht einen Durchmesser von 1,55 mm hat, und die Anzahl der Windungen
(Anzahl der Drähte, die in dem Schnitt zu sehen sind) 65 beträgt.
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Es werden Reifen der Beispiele 1-7, die mehrere verschiedene Werte der Verhältnisse R&sub1;/R, D/d,
L/D und M/D haben, und der herkömmliche Reifen vorgesehen. Diese Werte sind in der Tabelle 3
wiedergegeben, zusammen mit der jeweiligen Figurnummer und den Werten der Verhältnisse E&sub1;/E&sub2;, E&sub3;/E&sub2;
und E&sub4;/E&sub2;.
Tabelle 3
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Um den Effekt des erfindungsgemäßen Reifens nachzuweisen, werden die Beispielsreifen und der
herkömmliche Reifen auf einer zugelassenen Felge montiert und auf einen Innendruck von 7,0 kp/cm²
aufgeblasen. Danach wird jeder Reifen einem Langlauftest auf einer Trommel unterworfen, wobei der
Reifen bei einer Geschwindigkeit von 60 km/h unter einer Last von 5000 kp laufengelassen wird, bis ein
Schaden in dem Wulstbereich hervorgerufen wird, während der Reifen auf der Straße über eine Entfernung
von 100.000 km tatsächlich gefahren wird, um die in dem Umstülp-Endbereich 3tE erzeugte Rißlänge zu
messen. Die Testergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 3 wiedergegeben, in der ein Trommel-Lauflauf-
Index und ein Rißlängen-Index wiedergegeben sind, auf der Basis eines Indexwertes 100 für den
herkömmlichen Reifen. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist das Ergebnis bei dem Langlauftest, und
je kleiner der Indexwert ist, desto kürzer ist die Rißlänge.
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Ein Maß für die Bestimmung des Grades der Kriechverformung ist die Lenkstabilität des Reifens.
In diesem Zusammenhang wird der Reifen auf der Straße über eine Entfernung von 20.000 km tatsächlich
gefahren, wobei das Kurvenfahrvermögen bei dem Reifen, bei dem sich eine eventuelle Kriechverformung
ergibt, gemessen wird. Die gemessenen Ergebnisse sind auch in der Tabelle 3 wiedergegeben, wobei das
Kurvenfahrvermögen durch einen Index wiedergegeben ist, auf der Basis eines Indexwertes 100 für den
herkömmlichen Reifen. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist das Kurvenfahrvermögen.
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Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 3 bei einem Vergleich der Reifen der erfindungsgemäßen
Beispiele mit dem herkömmlichen Reifen ersichtlich ist, ist bei dem Trommel-Langlauftest die
Betriebslebensdauer des Reifens bis zum Auftreten eines Schadens in dem Wulstbereich oder bis zum
Auftreten von Ablösungsausfall ab dem Umstülp-Endbereich größer, und daher ist die Haltbarkeit des
Wulstbereichs wesentlich verbessert. Selbst bei dem tatsächlichen Lauftest ist die Rißlänge bei den Reifen
der Beispiele ziemlich klein, woraus ersichtlich ist, daß die Haltbarkeit der Wulstbereichs bei der
praktischen Verwendung verbessert ist. Weiterhin ist der Indexwert des Kurvenfahrvermögens ziemlich
groß, verglichen mit demjenigen des herkömmlichen Reifens, woraus sich ergibt, daß eine
Verschlechterung der Lenkstabilität und daher die Kriechverformung verhindert werden.
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Wie oben erwähnt wurde, können gemäß der Erfindung Radialluftreifen für Lastwagen und Busse
verwirklicht werden, die auf einer 15º-Tiefbettfelge montiert werden, und die eine Gewichtsreduzierung
ermöglichen, während eine übermäßige Volumenzunahme des Wulstbereichs verhindert wird, und keine
besondere und zusätzliche Anordnung der Wulstbereichs-Cordverstärkungsschicht erforderlich ist, und bei
denen der Temperaturanstieg innerhalb des Wulstbereichs während des Laufs unter schwerer Belastung so
weit wie möglich unter Kontrolle gehalten wird, um eine geeignete Anordnung und Form der
Cordschichten, einschließlich einer Karkassenlinie, in dem Wulstbereich aufrechtzuerhalten, und die
Kriechverformung des Wulstbereichs in geeigneter Weise unter Kontrolle zu halten, um dadurch die
Haltbarkeit des Wulstbereichs im Zusammenhang mit der Rißbildung und der Ablösung in dem Umstülp-
Endbereich der Karkassenlage und dem Endbereich der Cordverstärkungsschicht wesentlich zu verbessern,
und auch eine gute Lenkstabilität aufrechtzuerhalten.