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Die
Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einem Stollenmuster (bzw.
Rippenmuster), und spezieller betrifft sie einen Luftreifen unter
Verwendung von Stollen (bzw. Rippen) mit verbesserter Verschleißfestigkeit. Noch
spezieller betrifft die Erfindung einen Luftreifen, der dazu konzipiert
ist, ungleichmäßigen Verschleiß zu verhindern.
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Die
Haupttypen ungleichmäßigen Verschleißes an einem
Luftreifen mit Stollenmuster (bzw. Rippenmuster) sind (1) Stufenabnutzung
ausgehend vom Ende (bzw. der Kante) des Reifens in der Richtung
der Rotationsachse desselben, wobei das Ende die Straße berührt, und
(2) Verlaufs- oder Flußabnutzung,
die in Stollenenden (bzw. -kanten) an den beiden Seiten jeder Umfangsrille
erzeugt wird. Insbesondere bestand ein Problem dahingehend, dass
Verlaufsabnutzung, die ein örtlich
in Umfangsrichtung an den Stollenenden erzeugter ungleichmäßiger Verschleiß ist, leicht
auftritt.
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In
der Vergangenheit wurde die o.g. Stufenabnutzung, die eine Art eines
ungleichmäßigen Verschleißes bildet,
dadurch wirkungsvoll verhindert, dass nahe den die Straße berührenden
Schulterenden der Profilfläche
des Reifens dünne
Umfangsrillen ausgebildet wurden. In Bezug auf Verlaufsabnutzung
ist eine Technik bekannt, gemäß der in
der Umfangsrichtung des Reifens mit kleinen Abständen mehrere kurze Einschnitte
in Stollenenden erzeugt werden. Ein Ende jedes der Einschnitte öffnet in
eine Umfangsrille hinein.
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Der
Prozess, gemäß dem Verlaufsabnutzung
entsteht, wird wie folgt verstanden. Als Erstes entstehen an den
Stollenenden durch Querkräfte,
wie sie während
des Betriebs des Reifens entstehen, winzige Stufen. Aufgrund von
Variationen des radialen Durchmessers kommt es über die Stufen hinweg zu Gleitvorgängen, was
die Stufen in der Querrichtung vergrößert. Die vergrößerten Stufen wachsen
sich zum oben beschriebenen ungleichmäßigen Verschleiß aus. Es
ist ziemlich wichtig, örtlichen
Verschleiß an
den Stollenenden zu verhindern, um eine starke Entwicklung von Verlaufsabnutzung
zu unterdrücken.
Zufriedenstellende Ergebnisse können
nicht erzielt werden, wenn alleine die kurzen Einschnitte angebracht
werden.
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Eine
Technik zum Verhindern ungleichmäßigen Verschleißes eines
Stollenmusters ist beispielsweise in
JP-A-10-264609 offenbart. Demgemäß wird insbesondere
die Profilfläche
in Schulterstollen an den beiden Seiten, zweite Stollen, die innerhalb
der Schulterstollen liegen, und einen einzelnen mittleren Stollen,
der zwischen den zweiten Stollen liegt, unterteilt. Die Entstehung
von Stollenrissen und Einschnittsrissen wird durch Begrenzen der
relativen Breiten der Stollen verhindert. Ein Fortschreiten ungleichmäßigen Verschleißes von den
Schulterrändern
aus kann selbst dann behindert werden, wenn sich der Verschleiß in seinem
mittleren oder einem späteren
Stadium befindet.
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In
JP-A-2005-132267 ist
ein Luftreifen mit hervorragender Verschleißfestigkeit, insbesondere gegen ungleichmäßigen Verschleiß, und mit
hervorragenden Gripeigenschaften vorgeschlagen. Der Reifen verfügt über Hauptrillen
und dünnen
Rillen, die sich umfangsmäßig erstrecken,
während
sie mit gleichmäßiger Amplitude
nach rechts und links Biegungen aufweisen. Der linke und der rechte
Stollen sind in der Umfangsrichtung und axial mit Einschnitten versehen.
Die Breite der Profilfläche
ist größer als
das 0,70-Fache der Reifenbreite angestellt. So sind die Beziehungen
der Profilflächenbreite
zu den Haupt- und dünnen
Rillen geregelt.
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JP-A-8-192607 beschreibt
einen Schwerlast-Luftreifen mit hervorragender Beständigkeit
gegen ungleichmäßigen Verschleiß und hervorragenden
Eigenschaften gegen Schleudern bei Nässe. Der Reifen verfügt über mehrere
Hauptrillen mit Zick-Zack-Muster, die sich umfangsmäßig erstrecken,
sowie Stege, die durch die Hauptrillen unterteilt sind. Die Stege
bilden Reihen mehrerer Blöcke,
die durch offene Einschnitte getrennt sind. Die Stege verfügen auch über geschlossene
Einschnitte, deren beide Enden jeweils innerhalb der Blöcke enden.
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Dieser
Luftreifen kann über
verbesserte Gripeigenschaften und verbesserte Lenkstabilität verfügen, da
die Stollen durch jeden offenen Einschnitt, dessen beide Enden in
die Hauptrillen geöffnet
sind, geteilt sind. Jedoch besteht die Tendenz, dass die Stabilität der Stollen
variiert, wodurch die Fähigkeiten
beeinträchtigt sind,
die Straßenlage
zu halten. Schwerkräfte,
wie sie um die Einschnitte herum erzeugt werden, neigen dazu, sich
in den Öffnungen
der Einschnitte an den Stollenenden zu konzentrieren, wodurch dort
erhöhte
Belastungen entstehen und im Ergebnis leicht eine Verformung auftritt.
Der Verschleiß beginnt
an der Stelle, an der die Spannung vorliegt, was zu Rissen führt. Demgemäß besteht
das Problem, dass die Tendenz einer einfachen Entstehung eines ungleichmäßigen Verschleißes vorliegt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen mit Stollen
der Profilfläche
zu schaffen, für die
eine Variation der Stabilität
während
des Betriebs des Reifens verhindert ist, wobei die Fähigkeiten,
die Straßenlage
zu halten, verbessert sind und die Verschleißfestigkeit des Stollenmusters
des Reifens verbessert ist, so dass insbesondere das plötzliche
Entstehen eines ungleichmäßigen Verschleißes, wie
einer Verlaufsabnutzung, unterdrückt
ist.
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Diese
Aufgabe ist durch den Luftreifen gemäß dem beigefügten Anspruch
1 gelöst.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Anspruch 2 angegeben.
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Bei
diesem Aufbau sind die geschlossenen Einschnitte in der Umfangsrichtung
unter den Stollen voneinander beabstandet. Die Stabilität der Stollen
innerhalb der Profilfläche
kann dadurch gleichmäßig gemacht werden,
dass das Intervall zwischen den Einschnitten auf einen kleinen Wert
gebracht wird. So kann die Fähigkeit,
die Straßenlage
zuhalten, verbessert werden. Auch kann gleichmäßiger Verschleiß erzielt
werden.
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Ein
ungleichmäßiger Verschleiß des Stollenmusters
kann wie folgt verstanden werden. Während des Betriebs bewegen
sich, wenn Scher- oder Gleitkräfte,
die hauptsächlich
aus Querbelastungen entstehen, auf die Stollen einwirken, die Enden
derselben mehr als die anderen Abschnitte innerhalb der Profilfläche, was
zu örtlichem
Verschleiß führt, der
sich in der Umfangsrichtung entlang den Stollenrändern erstreckt. Die Stollen beim
Luftreifen gemäß der Erfindung
können
Umfangsvariationen der Stabilität
verringern, da keinerlei Block existiert, der durch offene Einschnitte
gebildet wäre.
Ferner verbessern die geschlossenen Einschnitte die Fähigkeit,
dass durch die Stollen die Straßenlage
verbessert werden kann, da eine übermäßige Bewegung
innerhalb der Profilfläche
vermieden ist. Demgemäß kann ein
ungleichmäßiger Verschleiß unterdrückt werden.
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Durch
die Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 3 und
4 werden Umfangsvariationen der Stabilität innerhalb der Profilfläche unterdrückt. Im
Ergebnis kann die Fähigkeit
vergleichmäßigt werden,
eine gute Straßenlage
zu erzielen. Außerdem
ist diese, durch die Stollen erzielte Fähigkeit verbessert, da die
geschlossenen Einschnitte in mehreren Stollen angeordnet sind. Wenn
geschlossene Einschnitte in Bereichen ausgebildet sind, die 30%
der tatsächlichen
Breite der Stollen überschreiten,
zeigen die geschlossenen Einschnitte eine axiale Öffnung in
Bezug auf den Reifen. Dies bildet einen Ausgangspunkt für Verschleiß. Bevorzugter
ist das Umfangsintervall zwischen den geschlossenen Einschnitten
in den Stollen auf das 3- bis 4-Fache der Länge der Einschnitte eingestellt.
Daher wirken die Räume
zwischen den Einschnitten in solcher Weise, dass sie eine Verformung
der Stollen und auch der Bereiche, in denen die geschlossenen Einschnitte
angeordnet sind, lindern. Dies verringert den Kontaktdruck der Stollen
auf der Straße
vor und hinter den geschlossenen Einschnitten in der Umfangsrichtung,
und es vergleichmäßigt ihn.
Demgemäß ist die
Verschleißfestigkeit
verbessert.
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Wenn
die Einschnitte, im Gegensatz zur Lehre des Anspruchs 5, in verschiedenen
Richtungen gekippt wären,
wäre der
Kontaktdruck der Stollen auf der Straße erhöht, wodurch die Verschleißfestigkeit
beeinträchtigt
wäre.
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Wenn
Luft in einen Reifen gepumpt wird, wodurch ein Innendruck entsteht,
besteht die Tendenz, dass sich der Abstand zwischen den Gürtelcordschnüren aufweitet.
Diesem Vorgang wirkt die Ausgestaltung gemäß dem Anspruch 6 entgegen,
wobei eine Öffnung
der geschlossenen Einschnitte vermieden ist. Dies sorgt für Stabilität der Stollen.
Ferner kann ein plötzliches
Entstehen von Rissen unterdrückt
werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
näher erläutert.
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1 ist
eine Abwicklungsdraufsicht eines Profilflächenmusters bei einem Luftreifen
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
ein Querschnitt durch die in der 1 dargestellte
Profilfläche.
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3 ist
eine vergrößerte, gebrochene
Ansicht des in der 1 dargestellten Profilflächenmusters.
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Bei
der nun beschriebenen Ausführungsform
ist ein Schwerlastreifen für
einen Lastwagen oder einen Bus als Beispiel verwendet. Jedoch ist
die Erfindung nicht hierauf eingeschränkt.
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Das
in der 1 dargestellte Profilflächenmuster für einen
Luftreifen 1 (der nachfolgend meistens einfach als Reifen
bezeichnet wird) ist ein solches für einen Reifen der Größe 295/75R22,5.
Wie es aus der 2 erkennbar ist, ist dieser
Reifen 1 ein Radialreifen mit einem üblichen Innenaufbau, wobei
er über
eine radiale Karkasse 41, einen Gürtel 40, eine die
Außenfläche des
Gürtels 40 umgebende
Profilfläche 10 und
eine kontinuierlich an diese anschließende Seitenwand 46 verfügt. Die
Karkasse 41 besteht aus einer einzelnen Stahlcordlage,
die mit den Wulstkernen eines Paars von Wülsten in Eingriff steht. Der
Gürtel 40 besteht
aus vier Stahlcordlagen 42, 43, 44 und 45,
die in der Krone der Karkasse 41 angeordnet sind. Eine
detaillierte Beschreibung dieses Radialreifens wird weggelassen.
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Gemäß erneuter
Bezugnahme auf die 1 ist die Profilfläche 10 durch
vier Hauptrillen 11, 12, die sich kontinuierlich
und linear in der Umfangsrichtung der Profilfläche erstrecken, in die folgenden
Stollen unterteilt: einen mittleren Stollen 13, der sich
auf einer Äquatorlinie
C im Zentrum der Profilfläche 10 befindet, Zwischenstollen 14a und 14b (die
nachfolgend teilweise gemeinsam durch 14 gekennzeichnet
werden), die sich an den beiden Außenseiten des mittleren Stollens 13 befinden,
und Schulterstollen 15a und 15b (die nachfolgend
teilweise gemeinsam durch 15 gekennzeichnet werden), die
außerhalb
der Zwischenstollen 14a bzw. 14b liegen. Die Stollen 13, 14 und 15 bilden
Stege, die in der Umfangsrichtung des Reifens kontinuierlich verlaufen.
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Im
Zentrum des mittleren Stollens 13 in der Querrichtung (d.h.
in der Breite des Reifens gesehen) sind zickzackförmige, geschlossene
Einschnitte 21a, 21b, 21c usw. (die nachfolgend
teilweise gemeinsam durch 21 gekennzeichnet werden) in
der Umfangsrichtung des Reifens beabstandet voneinander ausgebildet.
In ähnlicher
Weise sind in den Zentren der Zwischenstollen 14a und 14b in
der Querrichtung zickzackförmige
geschlossene Einschnitte 22a, 22b, 22c,
... (die nachfolgend teilweise gemeinsam durch 22 gekennzeichnet
werden), 23a, 23b, 23c, ... (die nachfolgend
teilweise gemeinsam durch 23 gekennzeichnet werden) in
der Umfangsrichtung des Reifens beabstandet voneinander ausgebildet.
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Alle
geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 erstrecken
sich unter einem Winkel zur Umfangsrichtung des Reifens. Die beiden
Enden jedes Einschnitts enden innerhalb der entsprechenden Stollenbereiche. Eine
Kompressionsverformung der Stollen wird durch diese geschlossenen
Einschnitte absorbiert. Demgemäß wird eine
Bewegung der Enden der Stollen weiter begrenzt.
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Die
geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23,
die sich in den Zentren der Stollen 13, 14a und 14b in der
Querrichtung befinden, sind in Bereichen ausgebildet, die 20–30% der
tatsächlichen
Breite jedes Stollens ausmachen, mit Ausnahme kurzer Einschnitte 31,
die sich in Kammlinienabschnitten der Stollen befinden. Dies gewährleistet
die Stabilität
der von Einschnitten freien Bereiche, die sich auf den beiden Seiten
jedes Stollens befinden und über
keinen der geschlossenen Einschnitte 21–23 verfügen. Demgemäß kann eine
Verformung der Stollen unterdrückt
werden. Wenn die oben angegebenen Bereiche ohne Einschnitte 30% überschreiten würden, würden die
Einschnitte durch Scherkräfte
geöffnet
werden, was die Stabilität
der Stollen beeinträchtigen
würde.
Dies würde
den Verschleiß fördern. Wenn
die Bereiche ohne Einschnitte 20% oder weniger ausmachen
würden,
wäre die
Fähigkeit
der zentralen Bereiche der Stollen, die Straßenlage zu verbessern, verringert.
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Beim
dargestellten Beispiel sind die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 zickzackförmig ausgebildet.
Jedoch können
sie auch von gerader Form, Wellenform oder anderer Form sein, wobei
keine Einschränkung
hinsichtlich der Form besteht. Die geschlossenen Einschnitte können unter
den Stollen 13, 14a und 14b alle gleich
sein oder auch verschiedene Formen aufweisen. Jedoch ist die Stabilität der Stollen
vergleichmäßigt, wenn
zumindest geschlos sene Einschnitte derselben Form in der Umfangsrichtung
desselben Stollens ausgebildet sind. Dies ist wünschenswert, um ungleichmäßigen Verschleiß zu verhindern.
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Die
geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23,
die in den Stollen 13, 14a und 14b ausgebildet
sind, sind vorzugsweise alle in derselben Richtung unter einem Winkel
von ungefähr
14–45° in Bezug
auf die Umfangsrichtung des Reifens geneigt. Während des Betriebs des Reifens
ist dadurch der Kontaktdruck zur Straße verringert, und die Straßenlagefähigkeiten
können
verbessert werden. Dies führt
auch zu einer Verbesserung der Verschleißfestigkeit.
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Beim
Beispiel der 1 sind die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 im
mittleren Stollen 13 bzw. den Zwischenstollen 14 ausgebildet.
Die Schulterstollen 15 können ebenfalls mit geschlossenen
Einschnitten versehen sein.
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Die
geschlossenen Einschnitte 21 im mittleren Stollen 13 sowie
die geschlossenen Einschnitte 22 in den Zwischenstollen 14 sind
in der Umfangsrichtung des Reifens ausgebildet und in dieser Richtung
unter den Stollen aufeinanderfolgend versetzt, wodurch ein periodisches
Muster gebildet ist. Genauer gesagt, bilden ein geschlossener Einschnitt 22a im
Zwischenstollen 14a, ein geschlossener Einschnitt 21a im
mittleren Stollen 13 und ein geschlossener Einschnitt 23a im
Zwischenstollen 14b gemeinsam eine Wiederholungseinheit
des periodischen Musters. Die Mustereinheit ist in der Umfangsrichtung
des Reifens wiederholt. So sind die geschlossenen Einschnitte in
den drei Stollen regelmäßig angeordnet.
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Beim
Reifen 1 gemäß der beschriebenen
Ausführungsform
der Erfindung ist es wesentlich, dass die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 im
mittleren Stollen 13 bzw. den Zwischenstollen 14a, 14b so
angeordnet sind, dass dann, wenn sie optisch auf die Ä quatorlinie
des Reifens projiziert werden, die geschlossenen Einschnitte 21a, 22a und 23a in
einer Wiederholungseinheit des periodischen Musters in der Umfangsrichtung des
Reifens unter den Stollen versetzt sind.
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Nun
wird eine Wiederholungseinheit des periodischen Musters geschlossener
Einschnitte beschrieben. Wie es in der 1 dargestellt
ist, ist zwischen dem unteren Ende eines geschlossenen Einschnitts 21a im
mittleren Stollen 13 und dem oberen Ende eines geschlossenen
Einschnitts 22a im Zwischenstollen 14a eine Lücke X gebildet.
In dieser Lücke
X überlappen
die Einschnitte 21a und 22a in der Umfangsrichtung
des Reifens nicht. Zwischen dem oberen Ende eines geschlossenen
Einschnitts 21a im mittleren Stollen 13 und dem
unteren Ende eines geschlossenen Einschnitts 23a im Zwischenstollen 14b ist
eine Lücke
Y gebildet. In der Lücke
Y überlappen
die Einschnitte 21a und 23a in der Umfangsrichtung
des Reifens nicht. Zwischen dem unteren Ende eines geschlossenen
Einschnitts 22a im Zwischenstollen 14a und dem
oberen Ende eines geschlossenen Einschnitts 23b im Zwischenstollen 14b ist
eine Lücke
Z gebildet. In der Lücke
Z überlappen
die Einschnitte 22a und 23b in der Umfangsrichtung
des Reifens nicht.
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Vorzugsweise
beträgt
innerhalb einer Wiederholungseinheit des periodischen Musters der
in den jeweiligen Stollen angeordneten geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 die
Summe der Umfangslängen
der Bereiche, die durch die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 belegt
sind, die unter den Stollen in der Umfangsrichtung des Reifens versetzt
sind, 20% oder weniger der Länge
einer Wiederholungseinheit des Musters der geschlossenen Einschnitte.
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Wenn
die Summe der Umfangslängen
der Bereiche, in denen die Einschnitte 21, 22 und 23 einander nicht überlappen,
20% der Länge
einer Wiederholungseinheit des periodischen Musters der Einschnitte überschreitet,
ist es schwierig, die Straßenlageeigen schaften
durch die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 zu
verbessern. Um die Verschleißfestigkeit
zu verbessern, ist es wünschenswert,
die Bereiche zu verringern, in denen keine geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 vorhanden
sind. Jedoch ist es wünschenswert,
die geschlossenen Einschnitte mit kleinen wechselseitigen Lücken anzuordnen,
da dies die Herstellung des Reifenformwerkzeugs (später beschrieben)
vereinfacht. Bei einem normalen Herstellverfahren für ein Formwerkzeug
werden zufrieden stellende Ergebnisse erzielt, wenn die Summe der
Lücken
ungefähr
5% der Länge
der Außenfläche des
Reifens beträgt.
Abhängig
von der Technik zum Herstellen des Formwerkzeugs ist es möglich, die
Summe der Lücken
auf 0% einzustellen.
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Auf
diese Weise werden die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 in
den Zentren der Stollen 13, 14a bzw. 14b in
der Querrichtung ausgebildet. Die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 sind
zwischen den Stollen 13, 14a und 14b versetzt.
Demgemäß werden
Variationen der Stabilität
innerhalb der Profilfläche in
der Umfangsrichtung des Reifens geschwächt und vergleichmäßigt. Die
Straßenlageeigenschaften
der Stollen sind durch die Ausbildung der geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 in
den Stollen verbessert. Die nicht mit geschlossenen Einschnitten
versehenen Bereiche wirken so, dass sie eine Verformung der Stollen
sowie der mit den Einschnitten versehenen Bereiche lindern. Die
Verschleißfestigkeit
ist dadurch verbessert, dass der Kontaktdruck zur Straße vor und
hinter den geschlossenen Einschnitten in der Umfangsrichtung des
Reifens verringert ist.
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Den
Abmessungen der geschlossenen Einschnitten 21, 22 und 23 unterliegen
keinen Einschränkungen,
da sie abhängig
von der Reifengröße differieren.
Beispielsweise kann bei einem großen Reifen der Größe 295/75R22,5,
wie bei der vorliegenden Ausführungsform,
die Verschleißfestigkeit
dadurch maximal verbessert wer den, dass die Umfangslänge L jedes
geschlossenen Einschnitts auf ungefähr 10 mm eingestellt wird und die
Schrittweite P (eine Wiederholungseinheit) des periodischen Musters
der geschlossenen Einschnitte auf ungefähr 30 bis 40 mm eingestellt
wird. Wenn die Schrittweite zu klein ist, ist die Stabilität der Stollen
beeinträchtigt,
was Verschleiß fördert. Die
Breite jedes Einschnitts beträgt
ungefähr
0,3 bis 2,5 mm. Insbesondere sind Breiten von ungefähr 0,5 bis
1,5 mm von Vorteil.
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Wenn
die geschlossenen Einschnitte gemäß der vorliegenden Ausführungsform
in den drei Stollen ausgebildet werden, wird die Verschleißfestigkeit
dadurch maximal verbessert, dass die Länge L jedes der geschlossenen
Einschnitte 21, 22 und 23 in den Stollen 13, 14a und 14b auf
ein Drittel der Schrittweite P des periodischen Musters der geschlossenen
Einschnitte eingestellt wird. D.h., dass die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 in
den Stollen vorzugsweise ohne jegliche Lücke oder Überlappung zwischen ihnen angeordnet
werden; die oben angegebenen Lücken
X, Y und Z betragen also alle 0 mm.
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Jedoch
wird bei einem normalen Reifenvulkanisier-Formwerkzeug ein solches
verwendet, das in 6–10 Teile
unterteilt ist, um einen spezifizierten Teil der Profilfläche zu erzeugen.
Wegen der Stabilität
des Formwerkzeugs und wegen Herstellüberlegungen müssen die
geschlossenen Einschnitte entfernt von den Enden der Formwerkzeugteile
liegen. Wenn die Toleranz berücksichtigt
wird, mit der das Formwerkzeug hergestellt wird (Toleranz, gemäß der Stege
für die
Einschnitte eingebettet werden) ist, es wünschenswert, die geschlossenen Einschnitte
mit kleinen wechselseitigen Lücken
anzuordnen.
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Betreffend
die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 liegt
das Verhältnis
(L/H) der Länge
L jedes Einschnitts in der Umfangsrichtung des Reifens zur Querlänge H vorzugsweise
im Bereich von 1 bis 2. Es können
sowohl eine Verringerung des Kontaktdrucks auf der Straße in den
Bereichen, in denen die geschlossenen Einschnitte vorhanden sind,
als auch eine Unterdrückung
von Varia tionen der Stabilität
in den Bereichen, in denen keine Einschnitte vorhanden sind, bewerkstelligt
werden. Demgemäß kann die
Verschleißfestigkeit
weiter verbessert werden.
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In
der 3 sind Beispiele zu den Abmessungen der Einschnitte 22 bei
der oben angegebenen Reifengröße dargestellt.
Die Länge
L jedes Einschnitts beträgt
9,63 mm. Die Breite H beträgt
6,86 mm. Die Schrittweite P beträgt
34,56 mm. Der Abstand K der Einschnitte beträgt 24,93 mm. Es gilbt L/H =
1,4.
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Die
Tiefe der geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 kann
auf das 0,5- bis 0,9-Fache der Tiefe der Hauptrillen 11 und 12 eingestellt
werden. Wenn die geschlossenen Einschnitte tiefer als die Hauptrillen
sind, ist die Stabilität
der Stollen verringert. Im Ergebnis besteht die Tendenz, dass ab
der Anfangsphase des Gebrauchs ungleichmäßiger Verschleiß auftritt.
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Vorzugsweise
sind im Reifen 1 die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 in
der Umfangsrichtung des Reifens aufeinanderfolgend versetzt, und
zwar in der Richtung, in der sich die Gürtelcordfäden der Gürtel 42 der äußersten
Schicht des Reifens 1 in einer Wiederholungseinheit des
periodischen Musters der Einschnitte 21, 22 und 23 erstrecken.
Die Linie, die die beiden Enden jedes der Einschnitte 21, 22 und 23 verbindet, schneidet
die Richtung, in der sich die Gürtelcordschnüre der äußersten
Schicht erstrecken.
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Wenn
sich die Gürtelcordschnüre in der äußersten
Schicht und die geschlossenen Einschnitte 21, 22 und 23 in
derselben Richtung erstrecken und der Reifen auf Punktdruck erzeugt
wird, nimmt der Abstand zwischen den Cordschnüren zu. Im Ergebnis besteht
die Tendenz, dass sich die Einschnitte in derjenigen Richtung verformen,
die zu einer Vergrößerung der
Tiefe der Einschnitte führt.
Da jedoch die Gürtelcordschnüre in der äußersten
Schicht so konzipiert sind, dass sie sich in einer Richtung erstrecken, die
die Einschnitte 21, 22 und 23 schneidet,
führt,
wenn der Abstand zwischen den Gürtelcordschnüren zunimmt,
eine Verformung der Einschnitte zu geringeren Effekten. Dies ist
von Vorteil, um die Reißfestigkeit
aufrecht zu erhalten.
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Im
Allgemeinen werden als Gürtel
des Reifens 1 Stahlcordschnüre mit Strukturen wie 3 × 0,20 +
6 × 0,
35, 3 + 9 + 15 × 0,22
(+1) verwendet. Als Gürtel
in der äußersten
Schicht können
sogenannte Cordschnüre hoher
Dehnfestigkeit, wie 4 × 2 × 0,23 und
1 × 5 × 0,35 mit
hervorragender Schneidfestigkeit, wenn die Außenseite der Profilfläche beschädigt wird,
verwendet werden. Normalerweise werden Stahlcordschnüre mit einer
vorgegebenen Dichte angeordnet, und es werden drei oder vier Schichten
von Gürtellagen
aufeinander laminiert. Die Cordschnüre werden unter einem Winkel
von 15 bis 35° zur Äquatorlinie
C angeordnet. Die Gürtel
in der innersten Schicht benachbart zur Karkassenschicht können mit
einem Winkel von 50 bis 65° verwendet
werden.
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Wenn
die o.g. Cordschnüre
hoher Dehnfestigkeit betreffend die oben angegebenen Cordschnüre als Gürtelcordschnüre in der äußersten
Schicht verwendet werden, besteht die Tendenz, dass der Innendruck
den Cordschnurabstand erhöht.
Daher ist es, wenn die Richtungen der Gürtelcordschnüre und der
Einschnitte einander schneiden, leicht, eine Verformung der Einschnitte
zu unterdrücken.
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Beim
Luftreifen 1 mit dem bisher beschriebenen Aufbau sind die
tatsächlichen
Stollenbreiten 16, 17 und 18 ohne die mehreren kurzen Einschnitte 31,
die entlang den Kammlinien des mittleren Stollens 13, der Zwischenstollen 14 und
der Schulterstollen 15 angeordnet sind, vorzugsweise so
eingestellt, dass die tatsächliche
Stollenbreite 17 der Zwischenstollen 14 zu beiden Seiten
des mittleren Stollens 13 95 bis 105 beträgt, während die
tatsächliche
Stollenbreite 18 der Schulterstollen 140 bis 160 be trägt, wenn
angenommen wird, dass die tatsächliche
Stollenbreite 16 des mittleren Stollens 13 den Wert 100
hat.
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Demgemäß ist die
Stabilität
der Schulterstollen 15 verbessert, und es ist eine Verformung
derselben unterdrückt;
außerdem
ist ihr Kontaktdruck zur Straße
vergleichmäßigt. Es
ist das Fortschreiten eines ungleichmäßigen Verschleißes von
der Außenseite
her verhindert. Ferner kann dann, wenn der Reifen an einer Bordsteinkante
oder dergleichen hoch- und herunter fährt, die Entstehung von Einschnitten
in den Stollen oder die Entstehung von Rissen ausgehend von den
Böden der
dünnen
Rillen wirkungsvoll verhindert werden. Der Anteil der Stollenfläche wird
aus dem folgenden Grund durch die tatsächliche Stollenbreite bestimmt.
Wenn die zahlreichen kurzen Einschnitte 31 entlang den
Kammlinien der Stollen angeordnet sind, ist die Stabilität in den örtlichen
Gebieten verringert, in denen sie angeordnet sind. Der Beitrag zur
Verschleißfestigkeit
ist verringert.
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Es
ist bekannt, dass in Bezug auf die kurzen Einschnitte 31,
die in großer
Anzahl in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind und zu
den Kammlinien der Stollen hin geöffnet sind, die Reaktion auf
eine Gleitkraft verbessert ist, wenn aufgrund der Scherkraft, wenn
der Reifen die Straße
berührt,
in den Stollenendabschnitten ein Gleiten auftritt, wodurch der Gleitvorgang
beseitigt wird und ein ungleichmäßiger Verschleiß der Stollenendabschnitte
verhindert wird.
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Der
Reifen 1 kann mit dünnen
Rillen 32 versehen sein, die sich nahe den äußeren Stollenkanten 15 an
den beiden Seiten in der Umfangsrichtung des Reifens erstrecken.
Wenn die dünnen
Rillen 32 vorhanden sind und sie tiefer als die Hauptrillen 12 ausgebildet
sind, verfügen
die außerhalb
der dünnen
Rillen 32 liegenden Stollenabschnitte über verringerte Stabilität, wodurch
diese äußeren Stollenabschnitte
leicht abnutzen, wenn eine Verformung auftritt. Dies unterdrückt das
Fortschreiten ungleichmäßiger Abnutzung
zu den Schulterstollen 15.
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Wenn
Zickzackeinschnitte 33, die flacher als die Hauptrillen
sind, in den Rillenwänden
der Stollen 13 und 14 ausgebildet sind, erscheint
während
des Betriebs eine Zickzackform, wenn der Verschleiß zunimmt. Demgemäß kann auf
nassen Straßen
für Fahrfähigkeit
und Kontrollierbarkeit gesorgt werden.
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Wenn
in den Zentren der Böden
der Rillen 12 Rippen 34 ausgebildet sind, die
sich in der Längsrichtung der
Hauptrillen 12 erstrecken, und wenn kleine Steinchen von
einer Straßenoberfläche in die
Rillen eintreten, behindern die Rippen 34 das Eindringen
derselben, wodurch Steine weniger leicht festgehalten werden.
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BEISPIELE
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Nachfolgend
werden spezielle Beispiele der Erfindung detailliert beschrieben.
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Reifen
gemäß der Erfindung
wurden als Prototypen hergestellt. Jeder dieser Reifen verfügte über das in
der 1 dargestellte Profilflächenmuster sowie zickzackförmige, geschlossene
Einschnitte, wie sie in der 3 dargestellt
sind. Es wurde auch ein Prototyp eines Vergleichsbeispiels mit demselben
Profilflächenmuster
wie dem bei den Beispielen gemäß der Erfindung
hergestellt. Die Spezifikationen (einschließlich die Abmessungen der geschlossenen
Einschnitte sowie deren Anordnung) des Vergleichsbeispiels wurden
so modifiziert, wie es in der Tabelle 1 aufgelistet ist. Diese Reifen
wurden betreffend das Funktionsvermögen bewertet.
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Jeder
Reifen war ein Radialreifen mit der Reifengröße 295/75R22,5. In der Karkassenlagen
wurden Stahlcordfäden
von 3 + 8 × 0,22
mm mit einer Dichte von 30/50 mm verlegt. In den Gürtellagen
wurden ausgehend von der innersten Schicht benachbart zur Karkassenschicht
bis zur dritten Schicht Stahlcordfäden von 3 × 0,20 + 6 × 0,35 mm mit einer Dichte
von 25/50 mm verlegt. In den Gürteln
in der äußersten
Schicht wurden Stahlcordfäden
hoher Dehnfestigkeit von 1 × 5 × 0,35 mm
mit derselben Dichte von 25/50 mm verlegt. Die Längsrichtungen der Gürtelcordfäden wurden
wie folgt eingestellt. Gemäß der 1 steigen
die Gürtelcordfäden in der
innersten Schicht in der Richtung nach links an. Die Gürtelcordfäden in der
zweiten Schicht steigen in der Richtung nach rechts an. Die Gürtelcordfäden in der
dritten Schicht steigen in der Richtung nach links an. Die Gürtelcordfäden in der äußersten
Schicht steigen in der Richtung nach links an.
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Die
Breite der Hauptrillen 11 und 12 betrug 11 mm,
und ihre Tiefe betrug 12 mm. Die tatsächlichen Breiten des mittleren
Stollens und der Zwischenstollen betrugen 26 mm. Die tatsächliche
Breite der Schulterstollen betrug 39,4 mm. Die Einschnitte in allen
Stollen waren identisch geformt; sie wiesen alle eine Tiefe von 8
mm auf.
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Die
Prototypreifen wurden an den (gelenkten) Vorderrädern eines Traktors (2-D) montiert,
der praxisgerecht gefahren wurde. Es wurden Eigenschaften betreffend
ungleichmäßige Verschleißfestigkeit
der Stollenendabschnitte bewertet.
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Die
Eigenschaften betreffend ungleichmäßige Verschleißfestigkeit
wurden dadurch bewertet, dass die Reifen einem Fahrtest über 160.000
km unterzogen wurden, wobei die Fläche der entlang den Enden des
mittleren Stollens und der Enden der Zwischenstollen jedes Reifens
erzeugten Verlaufsabnutzung gemessen wurde, wobei der Mittelwert
der Flächen
der Verlaufsabnutzungen der zwei Vorderreifen verwendet wurde. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt; die Fläche der
Verlaufsabnutzung beim Reifen gemäß dem Vergleichsbeispiel 1
wurde auf den Wert 100 gesetzt. Demgemäß zeigt ein Typ mit kleinerem
Wert eine bessere Leistungsfähigkeit
betreffend ungleichmäßige Verschleißfestigkeit.
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Um
die Effektivität
des Prozessschritts zu bewerten, bei dem ein Reifenvulkanisier-Formwerkzeug
verwendet wurde, wurde bewertet, ob frühe Schäden an den zum Herstellen der
Einschnitte verwendeten Stege existierten (beispielsweise ein Ablösen der
Stege, ein Absplittern und ein Verbiegen), wenn 1500 Reifen vulkanisiert
wurden.
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Aus
der Tabelle 1 ist es erkennbar, dass bei den Reifen der Beispiele
zur Erfindung das Entstehen einer Verlaufsabnutzung effektiv unterdrückt wurde.
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Gemäß der Erfindung
werden Variationen der Stabilität
der Stollen innerhalb der Profilfläche unterdrückt. Es ist auch für ausreichende
Stabilität
der Stollen gesorgt. Die Straßenlagefähigkeiten
sind durch in den Stollen erzeugte geschlossene Einschnitte verbessert.
Auf diese Weise zeigen die Luftreifen hervorragende Verschleißfestigkeit.
Insbesondere ist bei den Reifen das Entstehen einer ungleichmäßigen Abnutzung
unterdrückt.
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Luftreifen
gemäß der Erfindung
können
in verschiedenen Größen und
bei verschiedenen Anwendungen, die von Autoreifen bis zur Schwerlastreifen
für Lastwagen
und Busse reichen, eingesetzt werden, und zwar unabhängig davon,
ob die Räder
gelenkte Räder
oder Antriebsräder
sind. Insbesondere können
Reifen gemäß der Erfindung
in geeigneter Weise bei den gelenkten Vorderrädern großer Fahrzeuge, wie Lastfahrzeugen,
Bussen und Traktoren, verwendet werden.
