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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Luftreifen, der einen verbesserte n Wulstaufbau aufweist,
der in der Lage ist, die Haltbarkeit zu verbessern.
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Im Allgemeinen sind Schwerlastreifen
für Lastkraftwagen,
Busse und dergleichen mit großen
Wulstabschnitten versehen, um schwere Lasten auszuhalten.
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In dem Japanischen Patent 724291
wurde jedoch, um die Wulsthaltbarkeit zu verbessern, ein Luftreifen
vorgeschlagen, der verhältnismäßig kleine
Wulstabschnitte aufweist. In diesem Vorschlag hat der Gummi auf
der axialen Innenseite der Karkasse, in 8 durch die gestrichelte Linie gezeigt,
ein verringertes Volumen, und auf der radialen Außenseite
des Wulstkerns (c) grenzen der Umschlagabschnitt (d1)
und der Hauptabschnitt (d2) der Karkasslage aneinander,
so dass sie sich parallel zueinander erstrecken.
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In EP-A-O 243 558 ist ein Wulstaufbau
für einen
Schwerlastreifen offenbart, in welchem der Umschlag der Verstärkungskarkasse
von der Hauptschicht der Karkasse mit einem größeren Abstand am Ende des Umschlags
zu einem Punkt radial von demselben nach innen beabstandet ist.
Der Abstand ist groß,
wobei er ähnlich
dem Durchmesser des Wulstes am schmalsten Punkt ist.
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Um die Haltbarkeit von Wulststrukturen
dieses Reifens, die als nicht befriedigend befunden worden sind,
weiter zu verbessern, untersuchten die Erfinder die Mechanismen
einer möglichen
Wulstbeschädigung, und
es wurde festgestellt, das die Spannung auf dem radial äußeren Ende
(e) des Umschlagabschnitts (d1) ansteigt, während er
sich der Stelle der maximalen Schnittbreite des Reifens annähert. Diese
Spannung kann dann leicht kleine Risse (Initialrisse) um das äußere Ende
(e) herum verursachen, und die kleinen Risse wachsen zwischen
dem Umschlagabschnitt (d1) und dem Hauptabschnitt (d2)
radial nach innen, wodurch sie Ablösungsschäden verursachen.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Luftreifen, speziell einen Schwerlast-Radialreifen,
bereitzustellen, in welchem die oben genannten kleinen Risse um
die radial äußeren Enden des
Umschlagabschnitte der Karkasslage herum verhindert werden.
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Entsprechend stellt die vorliegende
Erfindung einen Luftreifen bereit, der die in Anspruch 1 beschriebenen
Merkmale aufweist. Weitere Aspekte der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis
12.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun detailliert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, die einen grundlegenden Reifenaufbau zeigt;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
eines Beispiels des Wulstabschnitts desselben ist, die eine Anordnung
verschiedener Gummibauteile zeigt;
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
ist, die eine andere Anordnung ähnlich
der in 2. zeigt;
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4 eine
Querschnittsansicht ist, die eine Verstärkungskordschicht zeigt, die
mit dem grundlegenden Reifenaufbau kombinierbar ist;
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5 eine
Querschnittsansicht ist, die eine andere Verstärkungskordschickt zeigt, die
mit dem grundlegenden Reifenaufbau kombinierbar ist;
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6 und 7 schematische Querschnittsansichten
sind, die Modifizierungen der in 5 gezeigten
Verstärkungskordschicht
zeigen; und
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8 eine
Querschnittsansicht ist, die einen Stand der Technik zeigt;
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In den Zeichnungen ist Reifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Radialreifen für
Lastkraftwagen und Busse.
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Der Reifen 1 umfasst einen
Laufstreifenabschnitt 2, ein Paar Seitenwandabschnitte 3,
ein Paar Wulstabschnitte 4 mit jeweils einem Wulstkern 5 darin,
eine Karkasse 6, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 erstreckt,
und einen Gürtel,
der radial außerhalb
der Karkasse 6 in dem Laufstreifenabschnitt 2 angeordnet
ist.
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Die Karkasse 6 umfasst mindestens
eine Lage 6A gummierter Korde 6c, die radial unter
einem Winkel von 70 bis 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C angeordnet
sind und sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch den
Laufstreifenabschnitt 2 und die Seitenwandabschnitte 3 erstrecken,
und die in jedem Wulstabschnitt von der axialen Innenseite zur Außenseite
des Reifens um den Wulstkern 5 herum umgeschlagen sind,
um ein Paar Umschlagabschnitte 6b und dazwischen einen
Hauptabschnitt 6a zu bilden. Für die Karkasskorde 6c können Stahlkorde
oder organische Faserkorde, zum Beispiel Nylon, Rayon, Polyester,
aromatisches Polyamid und dergleichen verwendet werden. In dem Beispiel,
das in 1 gezeigt ist,
ist die Karkasse 6 aus einer einzelnen Lage 6A Stahlkorde
zusammengesetzt, die im Wesentlichen unter 90 Grad angeordnet sind. Das
Profil der Karkasse ist so ausgelegt, dass seine Veränderung
vom nicht aufgepumpten Zustand zum aufgepumpten Zustand minimiert
ist, und der Umschlagabschnitt 6b der Karkasselage ist
neben dem Hauptabschnitt 6a angeordnet, um Spannungen am
Umschlagende 6t der Karkasslage zu verringern.
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Vorzugsweise weist die Gummierung 6g für die Karkasskorde 6c einen
100%-Modul von 37 bis 47 kgf/cm2 (3628 bis
4610 kPa) auf.
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Der Gürtel umfasst einen Breaker 7 und
optional ein Band (nicht gezeigt).
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Der Breaker 7 umfasst mindestens
zwei gekreuzte Lagen paralleler Korde. Für die Breakerkorde können Stahlkorde
oder organische Korde, zum Beispiel Rayon, Nylon, aromatisches Polyamid,
Nylon und dergleichen verwendet werden.
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In 1 besteht
der Breaker 7 aus vier Lagen: einer radial innersten ersten
Lage 7A von Stahlkorden, die unter einem Winkel von 50
bis 70 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C gelegt sind, und zweiten,
dritten und vierten Lagen 7B, 7C und 7D,
die alle aus Stahlkorden sind, die unter einem Winkel von nicht
mehr als 30 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C gelegt sind.
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Der Wulstkern 5 ist eine
Spule oder Wicklung eines Stahldrahtes 5w, und die äußere Oberfläche desselben
ist mit einem dünnen
Umhüllungsgummi
bedeckt. Neben Stahldraht kann organisches Material, so wie aromatische
Polyamidkorde, im Wulstkern 5 verwendet werden.
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In 1 ist
der Wulstkern 5 zu einer sechseckigen Querschnittsform
ausgebildet, und eine radial innere Seite 5i desselben
neigt sich fast paral lel zur Wulstbasis, so dass sich die radial
innere Seite 5i unter einem Neigungswinkel fast gleich
wie der Wulstsitz J1 einer Standardfelge J neigt,
das heißt
etwa 15 Grad in Bezug auf die axiale Richtung des Reifens.
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Die Standardfelge ist hier die „Standardfelge",
die spezifiziert ist in JATMA, die „Measuring Rim" in ETRTO,
die „Design
Rim" in TRA und dergleichen. In diesem Fall ist die Standardfelge J deshalb
eine Tiefbettfelge mit 15 Grad Wandneigung. Außerdem ist der Standarddruck
der „Maximum
Air Pressure" in JATMA, der „Inflation
Pressure" in ETRTO, der maximale Druck, der in der Tabelle „Tyre Load
Limits at Various Cold Inflation Pressures" in TRA angegeben ist,
oder dergleichen. Die Standardlast ist die „Maximum Load Capacity" in JATMA,
die „Load
Capacity" in ETRTO, der Maximalwert, der in der oben genannten Tabelle
in TRA angegeben ist, oder dergleichen.
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Wenn es nicht speziell erwähnt ist,
bedeuten die Höhen,
auf die hier im Folgenden Bezug genommen wird, eine radiale Höhe, die
radial von der Wulstbasislinie BL gemessen ist, unter einem
Zustand, in welchem der Reifen auf eine Standardfelge aufgezogen
und auf einen Standarddruck aufgepumpt aber nicht mit einer Reifenlast
beaufschlagt ist.
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Die Wulstbasislinie BL ist
eine axiale Linie, die sich an einer radialen Stelle erstreckt,
die dem Durchmesser der Standardfelge entspricht.
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Die Reifenschnitthöhe H ist
die radiale Höhe
von der Wulstbasislinie BL zum radial äußersten Punkt des Reifens.
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Jeder der Wulstabschnitte 4 ist
zwischen dem Umschlagabschnitt 6b und dem Hauptabschnitt 6a der Karkasslage
mit einem Gummiwulstkernreiter
8 versehen, der Wulstkernreiter 8 erstreckt
sich radial vom Wulstkern 5 nach außen und verjüngt sich
zu seinem radial äußeren Ende
hin. Die Höhe
(ha) des äußeren Endes 8t des
Wulstkernreiters 8 beträgt
6 bis 31 %, bevorzugt 8 bis 22%, stärker bevorzugt 8 bis 14% der
Reifenschnitthöhe
H (in dieser Ausführungsform
11%). Der Wulstkernreiter 8 weist eine axial äußere Oberfläche auf,
die konkav gekrümmt
ist. Die axial innere Oberfläche
desselben ist im Wesentlichen gerade und im Wesentlichen parallel
zum Hauptabschnitt 6a der Karkasse geneigt.
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Der Wulstkernreiter weist bevorzugt
eine JIS-A-Härte
von 60 bis 99 Grad, und einen 100%-Modul von 14 bis 120 kgf/cm2 (1372 bis 11768 kPa) auf.
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Das radial äußere Ende 6t des Umschlagabschnitts 6b ist
radial außerhalb
des radial äußeren Endes 8t des
Wulstkernreiters 8, aber radial innerhalb des Punktes M der
maximalen Reifenschnittbreite, angeordnet. Die Höhe (h0) des äußeren Endes 6t liegt
im Bereich von 15 bis 50%, bevorzugt 20 bis 40% der Reifenschnitthöhe H (in
dieser Ausführungsform
etwa 32%).
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Ausgehend vom Wulst, nimmt der Kordabstand
(t) zwischen den Karkasskorden 6c im Umschlagabschnitt 6b und
jenen im Hauptabschnitt 6a vom Wulstkern 5 zum äußeren Ende 8t des
Wulstkernreiters 8 hin ab, und der Kordabstand (t)
nimmt nahe dem äußeren Ende 8t des
Kernreiters einen Minimalwert (tmin) an.
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Der Minimalwert (tmin) ist
im Bereich des 0,15 bis 7,0-fachen, bevorzugt des 0,15 bis 5,0-fachen,
stärker
bevorzugt des 0,15 bis 4,5-fachen, noch stärker bevorzugt des 0,5 bis
3,5-fachen, stärker
bevorzugt des 0,8 bis 2,5-fachen des Durchmessers D der Karkasskorde 6c festgelegt.
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Eine Region X (hier im Folgenden
parallele Region X), in welcher der Kordabstand (t)
der Minimalwert (tmin) ist, setzt sich auf einer bestimmten
Länge fort.
Die parallele Region X ist in einem Bereich der radialen Höhe zwischen
dem 1,1 und dem 1,5-fache der Höhe
(ha) des Wulstkernreiters 8, zumindest teilweise, vorhanden.
Bevorzugst erstreckt sich die parallele Region X über den
gesamten Bereich. Auf jeden Fall ist es möglich, dass sich die parallele
Region X außerhalb
dieses Bereichs erstreckt.
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In der parallelen Region X ist
das Verhältnis
(tmin/h) zwischen einer Höhe
(h) und dem Kordabstand (t = tmin) an der Höhe (h) im Bereich von 0,01
bis 0,07, bevorzugt von 0,02 bis 0,05 festgelegt, worin die Einheiten
der Höhe
und des Kordabstands die gleichen sind.
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Eine Region Y (hierin im
Folgenden variable Region Y), in welcher der Kordabstand
(t) allmählich
von dem Minimalwert (tmin) zur radialen Außenseite
hin ansteigt, ist so gebildet, dass sie sich vom radial äußeren Ende
der parallelen Region X radial nach außen erstreckt. Die variable
Region. Y ist in einem radialen Höhenbereich zwischen dem 0,4-fachen
und dem 1,0-fachen der Höhe
(h0) des Umschlagabschnitts gebildet. Dies bedeutet, dass sich die
variable Region zum Beispiel vom 0,4 bis 1,0-fachen von h0, oder vom 0,5 bis 1,0-fachen
von h0, oder vom 0,8 bis 1,0-fachen
von h0 erstrecken kann. Bevorzugt erstreckt sich die variable Region Y bis
zum radial äußeren Ende 6t des
Umschlagabschnitts 6b. Mit anderen Worten, der allmähliche Anstieg des
Kordabstands (t) setzt sich zum radial äußeren Ende 6t fort,
wie es in 1 gezeigt
ist. Es kann jedoch möglich
sein, dass die Änderung
des Kordabstands in der variablen Region Y nahe dem radial äußeren Ende 6t des
Umschlagabschnitts 6b abnimmt und als ein Ergebnis eine
im Wesentlichen parallele Region gebildet ist.
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Um den Kordabstand (t) allmählich zu
vergrößern, ist
es möglich,
einen linearen Anstieg zu verwenden – zum Beispiel vergrößert sich
der Kordabstand (t) proportional zu der Höhe (h) von
der Wulstgrundlinie BL aus (hierdurch ist t/h im Wesentlichen konstant) –; und einen
nicht linearen Anstieg – zum
Beispiel vergrößert sich
der Kordabstand (t) proportional zum Quadrat der Höhe (h) (hierdurch
ist t/h^2 im Wesentlichen konstant).
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In dem Fall eines linearen Anstiegs
wird das Verhältnis
(t/h) zwischen der Höhe
(h) und dem Kordabstand (t) an der Höhe (h) auf einen im Wesentlichen
konstanten Wert von 0,01 bis 0,07, bevorzugt von 0,02 bis 0,05,
stärker
bevorzugt von 0,03 bis 0,05 festgelegt.
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Falls das Verhältnis (t/h) weniger als 0,01
beträgt,
wird es schwierig, Initialrisse am äußeren Ende 6t zu kontrollieren.
Falls das Verhältnis
(t/h) mehr als 0,07 beträgt,
kann sich leicht der Gummi zwischen dem Umschlagabschnitt 6b und
dem Hauptabschnitt 6a durch Erwärmen aufgrund von Schubspannungen
während
der Fahrt verschlechtern.
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Der Kordabstand (t) erreicht
einen Maximalwert (tmax) am radial äußeren Ende 6t des
Umschlagabschnitts 6b. Der Maximalwert (tmax)
ist im Bereich des 0,5 bis 9,0-fachen, bevorzugt des 1,0 bis 6,0-fachen, stärker bevorzugt
des 1,5 bis 4,5-fachen, des Durchmessers D der Karkasskorde 6c festgelegt,
was gewöhnlich
das 1,3 bis 3,0-fache des Minimalwerts (tmin) ist.
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Durch Bereitstellen einer solchen
variablen Region Y können
Initialrisse nahe dem Umschlagende 6t und nahe dem Wulstkernreiterende 8t kontrolliert
werden, und die Haltbarkeit des Wulstabschnitts 4 kann
verbessert werden.
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Wie es in 2, 3 und 5 gezeigt ist, ist der Umschlagabschnitt 6b der
Karkasslage mit einem Isoliergummi 10 beschichtet, der
aus einer zu dem Seitenwandgummi 11 und dem Wulstbandgummi 12 unterschiedlichen
Gummimischung hergestellt ist.
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Der Isoliergummi 10 umfasst
einen axial inneren Teil 10a, der auf der axialen Innenseite
des Umschlagabschnitts 6b angeordnet ist, einen axial äußeren Teil 10b,
der auf der axialen Außenseite
des Umschlagabschnitts 6b angeordnet ist, und einen radial äußeren verjüngten Teil 10c.
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Der axial innere Teil 10a erstreckt
sich vom Umschlagende 6t zum Wulstkernreiterende 8t,
um den oben genannten Kordabstand (t) bereitzustellen.
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Der axial äußere Teil 10b hat
eine im Wesentlichen einheitliche Dicke und erstreckt sich vom Umschlagende 6t bis
zu einer Stelle radial innerhalb des Wulstkerns 5. Bevorzugt
ist die Dicke (te) am äußeren Ende 6t auf
mindestens 1 mm festgelegt.
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Der radial äußere, verjüngte Teil 10c erstreckt
sich radial vom Umschlagende 6t nach außen bis zu einer radialen Position,
die mit einem radialen Abstand von mindestens 60 mm, bevorzugt mindestens
75 mm vom Umschlagende 6t beabstandet ist, um die Haftung
an dem Seitenwandgummi zu verbessern.
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Der Isoliergummi 10 weist
einen 100%-Modul von 15 bis 47 kgf/cm2 auf
(1470 bis 4606 kPa).
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Auf der axialen Außenseite
des Isoliergummis 10 sind ein Seitenwandgummi 11,
der die äußere Oberfläche des
Seitenwandabschnitts 3 definiert, und ein Wulstbandgummi 12,
der mit dem Seitenwandgummi verspleißt ist und eine äußere Oberfläche für den Kontakt
mit der Radfelge J definiert, angeordnet. Der Seitenwandgummi 11 weist
eine 100%-Modul von 10 bis 20 kgf/cm2 (980
bis 1961 kPa) auf, und der Wulstbandgummi 12 weist einen
100%-Modul von 55 bis 71 kgf/cm2 (5394 bis
6963 kPa) auf.
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In 2 ist
der Isoliergummi 10 aus einer Sorte Gummimischung mit einem
100%-Modul von 37 bis 47 kgf/cm2 (3628 bis
4610 kPa) hergestellt.
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3 zeigt
eine anderes Beispiel des Isoliergummis 10, welcher aus
einem Packinggummi P1 hergestellt ist, der einen 100%-Modul von
15 bis 47 kgf/cm2 (1470 bis 4610 kPa) aufweist,
und einem isolierenden Gummi P2, der einen 100%-Modul aufweist,
der höher
als der Packinggummi P1 ist und im Bereich von 37 bis 47 kgf/cm2 (3628 bis 4610 kPa) liegt.
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Der Packinggummi P1 ist axial innerhalb
des Umschlagendes 6t angeordnet und erstreckt sich zwischen
dem axial inneren Teil 10a und dem radial äußeren, verjüngten Teil 10c.
Der radiale Abstand von dem äußeren Ende 6t zu
dem radial äußeren Ende
oder dem radial inneren Ende beträgt mindestens 10 mm, bevorzugt
mindestens 15 mm.
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Der isolierende Gummi P2 bildet,
anders als der Packinggummiteil P1, nämlich wie es in 3 gezeigt ist, den ganzen
axial äußeren Teil 10b,
einen axial äußeren Abschnitt
des verjüngten
Teils 10c, und einen größeren Abschnitt
des axial inneren Teils 10a, der sich von seinem radial
inneren Ende erstreckt.
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Die axial äußere Oberfläche des Packinggummis P1 ist
mit dem isolierenden Gummi P2 beschichtet, so dass sie nicht den
Seitenwandgummi 11 berührt.
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Deshalb können Bewegungen des Umschlagendes 6t durch
den verhältnismäßig hohen
Modul des isolierenden Gummis P2 entsprechend kontrolliert werden.
Der verhältnismäßig niedrige
Modul des Packinggummis P1 absorbiert zugleich Bewegungen des isolierenden
Gummis P2 und des Umschlagabschnitts 6b. Hierdurch isoliert
der Isoliergummi 10 das äußere Ende 6t von Bewegungen
des Seitenwandgummis 11 und ermöglicht es, den ablösungsverhindernden
Effekt weiter zu vergrößern.
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In dem. Fall eines schlauchlosen
Typs ist der Reifen 1 ferner mit einer Innenseele 9 ausgestattet,
die sich über
die innere Oberfläche
S des Reifens erstreckt.
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Die Innenseele 9 ist aus
einer Gummimischung auf Butylkautschukbasis hergestellt, die mindestens 60,
bevorzugt mindestens 90 Gewichtsteile halogenierten Butylkautschuk
in Bezug auf 100 Gewichtsteile Kautschukmaterial enthält. Für den Rest
kann Dienkautschuk, so wie Butadien-Kautschuk und Styrol-Butadien-Kautschuk,
sowie Naturkautschuk verwendet werden. Jedoch wird wegen seiner
ausgezeichneten Luftdichtigkeit und seiner ausgezeichneten Haftung
an Dienkautschuk, der in der Gummierung der Karkasse verwendet wird,
vorzugsweise normaler Butyl-Kautschuk
verwendet. Ferner verhindert er, dass der halogenierte Butyl-Kautschuk sich durch
Wärmebildung
während
der Fahrt verschlechtert oder verhärtet. Zusätzlich zu den Kautschukmaterialien
ist der Innenseelengummi aus verschiedenen Zusätzen zusammengesetzt: Verstärkungsmittel,
wie Ruß;
Prozessmittel, wie Öl;
Verzögerer,
wie Magnesiaoxid, Mercaptobenzothiazyldisulfid (MBTS); Beschleuniger,
wie Hydozincit; Vulkanisierungsmittel, wie Schwefel; und dergleichen.
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Die folgende Tabelle 1 zeigt Beispiele
einer solchen Mischung.
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Die Innenseele 9 weist einen
100%-Modul im Bereich von 5 bis 20 kgf/cm2 (490
bis 1960 kPa) auf.
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Gewöhnlich ist die Dicke Tb der
Innenseele 9 von Wulst zu Wulst im Wesentlichen konstant.
Aber es ist möglich,
dass ein Teil in einer bestimmten Region Z dicker als der Rest ist.
Die Region Z ist so definiert, dass sie sich vom Umschlagende 6t der
Karkasse radial nach außen
und nach innen, entlang des Hauptabschnitts 6a auf einer
Strecke K, die gleich der Maximalschnittbreite BW des Wulstkerns 5 ist,
erstreckt. Zumindest in dieser Region Z ist die Gummidicke Tb im
Bereich des 1,0 bis 4,5-fachen, bevorzugt des 1,5 bis 3,0-fachen
des Durchmessers D des Karkasskords 6c festgelegt.
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Im Ergebnis kann eine Abnahme der
Kordfestigkeit und der Haftungsfestigkeit am Gummi, aufgrund von
eingedrungener Feuchtigkeit in dem Reifen, verhindert werden, um
die Initialrisse wirksam zu verhindern.
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Falls die Dicke Tb weniger als das
1,0-fache des Durchmessers D beträgt, ist sie zur Verhinderung
des Eindringens von Feuchtigkeit nicht ausreichend, und die Kordfestigkeit
und Haftung am Gummi nehmen ab. Ferner können leicht die Initialrisse
gefördert
werden. Falls die Dicke Tb mehr als das 4,5-fache des Durchmessers
D beträgt,
ist die Lenkstabilität
verschlechtert, und das Gewicht und die Materialkosten steigen,
und der Treibstoffverbrauch steigt.
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In den Beispielen, die in 2 und 3 gezeigt
sind, ist, um Welligwerden der Innenseele 9 während der Vulkanisierung
zu verhindern, und um ferner die Haftung zwischen der Innenseele 9 und
der Karkasse 6 zu verbessern, eine Gummischicht 16 zwischen
der Innenseele 9 und der Karkasse 6 angeordnet.
Der 100%-Modul derselben liegt im Bereich von 24 bis 45 kgf/cm2 (2646 bis 4410 kPa) und ist niedriger als
der der Gummierung 6g des Karkasskords.
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Ferner ist es möglich, um den Widerstand des
Wulstabschnitts gegen Scheuern, das manchmal im Schwerlastreifen
entsteht, zu verbessern, die grundlegenden Strukturen, die in den 1, 2 und 3 gezeigt sind, mit einer Verstärkungskordschicht 13,
die in 4 gezeigt ist,
zu versehen.
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Die Verstärkungskordschicht 13 ist
aus einer einzelnen Lage verstärkender
Korde zusammengesetzt, die unter einem Winkel im Bereich von 30
bis 90 Grad, bevorzugt 30 bis 60 Grad in Bezug auf die Umfangsrichtung
des Reifens gelegt sind.
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Im Fall von Schwerlastreifen werden
vorzugsweise Stahlkorde verwendet, aber es können organische Faserkorde,
zum Beispiel aromatisches Polyamid, aliphatisches Polyamid und dergleichen,
verwendet werden.
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Die Verstärkungskordschicht 13 weist
einen Hauptteil 14, der entlang der axial äußeren Oberfläche des
Umschlagabschnitts 6b angeordnet ist, und einen sich axial
nach innen erstreckenden Teil 15 auf der radialen Innenseite
des Wulstkerns, auf.
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Das radial äußere Ende 14t des
Hauptteils 14 ist in einem radialen Höhenbereich (A) zwischen dem radial
innersten Punkt Ci des Wulstkerns 5 und einer Stelle angeordnet,
welche vom radial äußersten
Punkt Co des Wulstkerns 5 um einen radialen Abstand, der
gleich der Maximalschnittbreite BW des Wulstkerns 5 ist, radial
nach außen
beabstandet ist.
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Der sich axial nach innen erstreckende
Teil 15 endet in einem Bereich zwischen einer geraden Linie M
und einer axialen Linie N. Die gerade Linie M ist
vom Schwerpunkt Cp des Wulstkerns 5 auf seiner Querschnittsfläche zur
radialen Innenseite des Wulstkerns 5 normal zur Richtung
der Maximalschnittbreite des Wulstkerns 5, wobei die Richtung
fast parallel zur Wulstgrundfläche
ist, gezogen. Die axiale Linie N ist vom äußeren Ende 6t des
Umschlagabschnitts 6b axial nach innen gezogen. Hierdurch
kann der sich axial nach innen erstreckende Teil 15 im
Gegensatz zum gezeigten Beispiel höher als der Hauptteil 14 ausgeführt werden. Falls
das Ende 15t des sich axial nach innen erstreckenden Teils 15 axial
außerhalb
der Linie M oder radial außerhalb der Linie N angeordnet
ist, kann leicht eine Ablösung
von der Karkasslage auftreten.
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Der Abstand (tf) zwischen den Korden
der Verstärkungskordschicht 13 und
den Korden 6c der Karkasslage 6A ist im Bereich
des 0,15 bis 4,5-fachen,
bevorzugt des 0,5 bis 3,5-fachen, stärker bevorzugt des 0,8 bis
2,5-fachen des Durchmessers D des Karkasskords 6c festgelegt,
indem dazwischen eine Gummischicht angeordnet ist.
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Falls der Abstand (tf) weniger als
das 0,15-fache des Durchmessers D der Karkasskorde beträgt, kann leicht
ein Ablösungsschaden
zwischen der Verstärkungskordschicht 13 und
der Karkasse 6 auftreten. Falls er mehr als das 4,5-fache
beträgt,
können
auf Grund der Abnahme der Dicke des Wulstbandgummis 12 unter dem
Wulstkern leicht Kordfreilegung und Lagenablösung im Wulstgrund auftreten,
welche die Haltbarkeit stark verringern, und ferner wird es schwer,
den Reifen auf eine Radfelge aufzuziehen.
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Übrigens
kann diese Verstärkungskordschicht 13 in
Kombination mit solch einer Struktur verwendet werden, die im Wesentlichen
die gleiche wie oben erläutert
ist, bei der die variable Region Y jedoch weggelassen ist. Somit
ist nur die parallele Region X mit dem minimalen Kordabstand
(tmin) gebildet. In diesem Fall ist die Länge der
parallelen Region X, gemessen entlang derselben, im Bereich
des 0,5 bis 5,0-fachen, bevorzugt des 1,0 bis 4,0-fachen, stärker bevorzugt
des 2,0 bis 4,0-fachen der Maximalschnittbreite BW des Wulstkerns festgelegt.
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In einem Luftreifen vom Schlauchtyp
kann die oben genannte Innenseele 9 weggelassen werden, ohne
andere Komponenten zu verändern.
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Wenn ein Luftreifen ohne Schlauch
auf eine Radfelge aufgezogen wird, wird gewöhnlich ein verhältnismäßig hohes
Felgenhorn verwendet. Entsprechend wird während der Fahrt ein große Menge
Reibungswärme
erzeugt, weil der Wulstabschnitt am Felgenhorn reibt. Der Wulstgummi
kann deshalb leicht wegen der Wärme
aushärten
und sich verschlechtern, und als ein Ergebnis werden Risse auf der
Oberfläche
des Wulstabschnitts verursacht. Die Risse wachsen leicht in die
Innenseite des Reifens hinein und verursachen eine Ablösung des
Umschlagabschnitts von dem umgebenden Gummi. Diese Art der Beschädigung heißt „Scheuern".
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In dem Fall eines Schwerlastreifens
mit Schlauch ist es bevorzugt, dass der Wulstkernreiter 8 aus
einem, in Vergleich zum schlauchlosen Reifen, verhältnismäßig harten
Gummi hergestellt wird; und dass das Verhältnis (t/h) ein verhältnismäßig konstanter
Wert von 0,02 bis 0,03 ist.
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Ferner ist es bevorzugt, um den Wulstabschnitt
zu verstärken
und den Widerstand gegen Scheuern zu verbessern, welches manchmal
in Schwerlastreifen vom Schlauchtyp erzeugt wird, dass jeder Wulstabschnitt 4 auf
der axialen Außenseite
des Umschlagabschnitts 6b mit einer Verstärkungskordschicht 20 ausgestattet
ist, wie es in 5 gezeigt
ist.
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Die Verstärkungskordschicht 20 ist
aus einer einzelnen Lage Korde 20c Stahlkorde oder organische Faserkorde)
zusammengesetzt, die unter einem Winkel von 30 bis 90 Grad, bevorzugt
30 bis 60 Grad in Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens gelegt
sind, und sie ist mit einer Gummierung überzogen.
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Das radial äußere Ende 21 derselben
ist in einer Höhe F im
Bereich des 0,15 bis 1,0-fachen, bevorzugt des 0,15 bis 0,80-fachen,
stärker
bevorzugt des 0,20 bis 0,60-fachen, noch stärker bevorzugt des 0,25 bis 0,50-fachen
der Höhe
h0 des Umschlagabschnitts 6b angeordnet.
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Die Verstärkungskordschicht 20 erstreckt
sich radial nach innen mindestens bis zur Linie PC der
Maximalschnittbreite des Wulstkerns.
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Die Linie PC der Maximalschnittbreite
ist eine gerade Linie, die entlang der Richtung der Maximalschnittbreite
des Wulstkerns 5 oder einer Richtung parallel zum Wulstsitz
der Radfelge gezogen ist und am Zentrum des Wulstkerns vorbeiläuft.
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Falls das äußere Ende 21 an einer
Stelle angeordnet ist, die niedriger als das 0,15-fache der Höhe h0 ist,
verringert sich der Effekt der Vergrößerung der Wulststeifigkeit
und es wird schwierig, das Scheuern zu kontrollieren. Falls das äußere Ende 21 an
einer Stelle ist, die höher
als das 1,0-fache
der Höhe
h0 ist, konzentriert sich eine große Spannung auf dem äußeren Ende 21,
wenn der Seitenwandabschnitt 3 stark verformt wird und es
können
leicht Beschädigungen
in diesem Teil auftreten. Falls das innere Ende 22 der
Verstärkungskordschicht 20 sich
nicht bis zu der Linie PC erstreckt, ist es schwierig, eine Region,
in welcher leicht Scheuern auftreten kann, vollständig zu
verstärken.
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Der Kordabstand (j) zwischen den
verstärkenden
Korden 20c der Verstärkungskordschicht 20 und
den Karkasskorden 6c des Umschlagabschnitts 6c ist
wie folgt festgelegt:
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In einem radialen Höhenbereich
V zwischen 50% und 100% der Höhe
F der Verstärkungskordschicht 20 steigt
der Kordabstand (j) allmählich
zur radialen Außenseite
des Reifens hin an. (Hierin wird diese Region im Folgenden „zweite
variable Region 25" genannt). Die zweite variable Region
25 erstreckt
sich über
mindestens 70%, bevorzugt über
100% der Region V.
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Um den Kordabstand (j) allmählich zu
vergrößern, kann
ein linearer Anstieg oder ein nicht variabler Anstieg, die in Verbindung
mit der oben genannten variablen Region Y erläutert wurden, verwendet werden.
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Somit ist, zum Beispiel, das Verhältnis (j/f)
zwischen einer Höhe
(f) und dem Kordabstand (j) in der Höhe (f) auf einen im Wesentlichen
konstanten Wert im Bereich von 0,01 bis 0,13, bevorzugt 0,01 bis
0,10, stärker
bevorzugt 0,02 bis 0,09 festgelegt.
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Falls das Verhältnis (j/f) weniger als 0,01
beträgt,
ist der Gummi zwischen der Verstärkungskordschicht 20 und
dem Umschlagabschnitt 6b nicht mit der notwendigen Dicke
versehen, und es können
leicht Initialrisse und Zerstörung
des Gummis nahe dem äußeren Ende 21 der
Verstärkungskordschicht 20 auftreten.
Falls das Verhältnis
(j/f) mehr als 0,13 beträgt,
steigt die Gummidicke zwischen der Verstärkungskordschicht 20 und
Umschlagabschnitt 6b übermäßig an,
und das äußere Ende
der Verstärkungskordschicht 20 nähert sich
einer Region an, wo eine große
Druckdehnung auftritt und sich der Effekt der Verhinderung des Scheuerns
verringert.
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Daher werden Initialrisse zwischen
der Verstärkungskordschicht 20 und
dem Umschlagabschnitt 6b wirksam verhindert, und die Ablösung und
das Scheuern können über lange
Zeit kontrolliert werden.
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Ein Teil der Verstärkungskordschicht 20,
der sich vom radial inneren Ende der zweiten variablen Region 25 radial
nach innen erstreckt, ist neben den Umschlagabschnitten 6b der
Karkasslage und parallel zu denselben angeordnet. (Hierin im Folgenden,
zweite parallele Region 26).
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In 5 erstreckt
sich die zweite parallele Region 26 bis zum radial inneren
Ende 22 der Verstärkungskordschicht 20,
welches sich axial außerhalb
des Wulstkerns 5 befindet. In dieser Region 26 ist
das Verhältnis
(j/f) im Bereich von 0,01 bis 0,08, stärker bevorzugt 0,02 bis 0,07
festgelegt.
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6 und 7 zeigen Modifizierungen
der Verstärkungskordschicht 20.
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In 6 befindet
sich das radial innere Ende 22 der Verstärkungskordschicht 20 an
einer Stelle in der Nähe
der Wulstzehe auf der radialen Innenseite der oben genannten Linie
PC und axial innerhalb des Wulstkerns 5.
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In 7 ist
die Verstärkungskordschicht 20 zur
axialen Innenseite hin um den Wulstkern 5 herum umgeschlagen,
und der umgeschlagene Abschnitt erstreckt sich entlang der axial
inneren Oberfläche
des Hauptabschnitts 6a der Karkasse radial nach außen. In
diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Ende 22 sich radial innerhalb
des äußeren Endes 8t des
Wulstkernreiters 8 befindet.
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In der zweiten variablen Region 25 ist
ein Isoliergummi 29 zwischen der Verstärkungskordschicht 20 und
dem Umschlagabschnitt 6b der Karkasse angeordnet. Und der
Isoliergummi 29 erstreckt sich über das radial äußere Ende 21 hinaus
radial nach außen.
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Der Isoliergummi 29 weist
einen 100%-Modul von 14 bis 65 kgf/cm2 (1372
bis 6374 kPa), bevorzugt von 20 bis 50 kgf/cm2 (1961
bis 4903 kPa), stärker
bevorzugt von 37 bis 47 kgf/cm2 (3628 bis
4610 kPa) auf.
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Die Verstärkungskordschicht 20 ist
mit dem oben genannten Aufbau der Karkasse kombiniert und definiert
sowohl die parallele Region X als auch die variable Region Y,
wie es in den 1, 2, 3 und 5 gezeigt
ist.
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Es ist jedoch möglich, dass die Verstärkungskordschicht 20 mit
einem solchen Aufbau der Karkasse kombiniert ist, dass die variable
Region Y weggelassen ist. Somit ist nur die parallele Region X mit
dem minimalen Kordabstand (tmin) definiert, wie es in 4 gezeigt ist.
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Die Verstärkungskordschicht 20 (und
auch 13) ist eine Einzellagenstruktur, und in den Beispielen,
die in den Figs. gezeigt sind, ist keine weitere Kordschicht entlang
der äußeren Oberfläche des
Verstärkungskordschicht
angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung wird geeigneterweise
bei Schwerlastreifen, so wie Lastkraftwagen- und Busreifen angewendet,
aber sie kann bei Personenkraftwagenreifen, Kleintransporterreifen,
Motorradreifen und dergleichen angewendet werden.
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Vergleichstests
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Testreifen mit dem grundlegenden
Aufbau, der in 1 gezeigt
ist, wurden hergestellt und auf die Haltbarkeit hin untersucht,
um sie mit dem Reifen gemäß dem Stand
der Technik, der in 8 gezeigt
ist, zu vergleichen.
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Im Haltbarkeitstest wurde jeder Testreifen
auf einer Reifentesttrommel laufen gelassen, bis irgendeine sichtbare
Beschädigung
auftrat, und die Laufzeit wurde gemessen. Die Testergebnisse sind
in Tabelle 2 gezeigt.
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Die Reifengewichte sind ebenfalls
in Tabelle 2 unter Verwendung eines Index angegeben, der darauf basiert,
dass der Reifen gemäß dem Stand
der Technik 100 ist. Je höher
der Wert, desto größer das
Reifengewicht.
| Testreifen: | 11R22,5
14PR schlauchloser Schwerlast-Radialreifen |
| Radfelgengröße: | 8,25X22,5 |
| Reifendruck: | 1000
kPa |
| Geschwindigkeit: | 20
km/h |
| Last: | 9000
kgf |
| Max.
Laufstrecke: | 10000
km |
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Karkasse
| Anzahl
der Lage | 1 |
| Kord | Stahl
(3X0,17+7X0,20) Durchmesser D = 0,9 mm |
| Kordzählwert | 40/5
cm (unter Wulstkern) |
| Kordwinkel | 50
Grad zum Reifenäquator |
| Gummierung | 100%-Modul
= 42 kgf/cm2 |
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Gürtel
| Anzahl
der Lage | 4 |
| Kord | Stahl
(3X0,20+6X0,35) |
| Kordzählwert | 26/5
cm |
| Kordwinkel | +67,
+18, –18, –18 Grad
zum Reifenäquator |
| Isoliergummi | 100%-Modul
= 41 kgf/cm2 |
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Ferner wurden Testreifen mit dem
Aufbau, der in 5 gezeigt
ist, hergestellt und auf die Haltbarkeit und den Widerstand gegen
Scheuern untersucht.
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Haltbarkeitstest
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Gleich wie oben.
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Test des Widerstands gegen
Scheuern
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Als die Laufstrecke im Trommel-Haltbarkeitstest
8000 km erreichte, wurde der Testreifen auf die Anzahl der Risse
und den Grad der durch Scheuern verursachten Verformung untersucht.
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Die Testergebnisse sind in Tabelle
3 unter Verwendung eines zugrunde gelegten Index angezeigt. Je größer der
Index, desto besser die Leistung.
| Reifen: | 10,00R20
14PR Schwerlast-Radialreifen mit Schlauch |
| Radfelgengröße: | 7,50X20 |
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Karkasse
| Anzahl
der Lage | 1 |
| Kord | Stahl
(3X0,2+7X0,23) Durchmesser D = 0,9 mm |
| Kordzählwert | 38/5
cm (unter Wulstkern) |
| Kordwinkel | 90
Grad zum Reifenäquator |
| Gummierung | 100%-Modul
= 42 kgf/cm2 |
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Gürtel
| Anzahl
der Lage | 4 |
| Kord | Stahl
(3X0,20+6X0,35) |
| Kordzählwert | 26/5
cm |
| Kordwinkel | +67,
+18, –18, –18 Grad
zum Reifenäquator |
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Verstärkungskordschicht
| Kord | Stahl
(3X0,17+7X0,20+WX0,15) |
| Kordzählwert | 28/5
cm |
| Kordwinkel | 45
Grad zur Umfangsrichtung |
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Ferner wurden Testreifen mit dem
in 2 gezeigten Aufbau
hergestellt und dem oben genannten Trommel-Haltbarkeitstest und
einem Nässe-Unterdrucksetzungstest
unterzogen.
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Der Nässe-Unterdrucksetzungstest
wurde wie folgt durchgeführt:
Zuerst wurde eine Schnittwunde auf der inneren Oberfläche des
Reifens angebracht; der Reifen wurde auf eine Radfelge aufgezogen;
200 cm3 Wasser wurden in denselben injiziert;
Der Reifen wurde mit Luft auf einen Standarddruck von 1000 kPa aufgepumpt;
dann wurde der Reifen auf einer Testtrommel unter den gleichen Bedingungen
wie beim oben genannten Haltbarkeitstest laufen gelassen, während alle
100 Stunden weitere 200 cm3 Wasser injiziert
wurden; und die Laufzeit wurde gemessen, bis sichtbare eine Beschädigung auftrat.
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Ferner wurde der Reifen einer Inspektion
aufgeschnitten, bei der er aufgeschnitten wurde, um zu prüfen, ob
die Stahlkorde korrodiert waren.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 4
durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass der Reifen
1 gemäß dem Stand
der Technik 100 ist. Je höher
der Wert, desto besser die Haltbarkeit.
| Testreifen: | 11R22,5
14PR schlauchloser Schwerlast-Radialreifen |
| Radfelgengröße: | 8,25X22,5 |
-
Karkasse
| Anzahl
der Lage | 1 |
| Kord | Stahl
(3X0,2+7X0,23) Durchmesser D = 0,8 mm |
| Kordzählwert | 38/5
cm (unter dem Wulstkern) |
| Kordwinkel | 90
Grad zum Reifenäquator |
| Gummierung | 100%-Modul
= 42 kgf/cm2 |
-
Gürtel
| Anzahl
der Lage | 4 |
| Kord | Stahl
(3X0,20+6X0,35) |
| Kordzählwert | 26/5
cm |
| Kordwinkel | +67,
+18, –18, –18 Grad
zum Reifenäquator |
| Isoliergummi | 10
100%-Modul Ma = 41 kgf/cm2 |
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