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Die
Erfindung betrifft einen Luftreifen mit verbesserten Fahr-, Haltbarkeits-
und Traktionseigenschaften, ebenso wie verbesserter Beständigkeit
gegen ungleichförmigen Verschleiß.
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An
Schulterbereichen einer Lauffläche eines Luftreifens tritt
eher ungleichförmiger Verschleiß auf. Insbesondere
im Fall des Luftreifens, der im Schulterbereich mit einer Reihe
von Blöcken versehen ist, tritt ein solcher ungleichförmiger
Verschleiß, der als Zehen- und Fersen-Verschleiß (toe-and-heel
wear) bezeichnet wird, eher auf. Beispielsweise ist als im Schulterbereich
mit einer Reihe von Blöcken versehener Luftreifen der in
dem Patentdokument Nr. 1 (Patentdokument Nr. 1: Ungeprüfte
Japanische Offenlegungsschrift Nr.
7-32818 ,
1) offenbarte Luftreifen bekannt.
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Im
Allgemeinen wird der ungleichförmige Verschleiß durch
Verringern der Tiefe der den Block bildenden Quernuten oder durch
Einschränken der Breite der Quernuten unterbunden. Aber
weil dies andere Eigenschaften des Reifens verschlechtern kann (beispielsweise
die Wasserabführeigenschaften), könnte der ungleichförmige
Verschleiß nicht genügend verhindert werden. Obwohl
Hilfsblöcke in den Quernuten vorgesehen sind, um das Fahrverhalten
und die Haltbarkeit bei dem Reifen des Patentdokuments Nr. 1 zu
verbessern, verhindert dies nicht den ungleichförmigen
Verschleiß.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen mit verbesserten
Fahr-, Haltbarkeits- und Traktionseigenschaften, ebenso wie verbesserter
Beständigkeit gegen ungleichförmigen Verschleiß zu
schaffen.
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Ein
erfindungsgemäßer Luftreifen ist dadurch gekennzeichnet,
dass er ein Luftreifen mit Quernuten ist, die zum Laufflächenrand
offen sind und sich in Richtung der Breite des Reifens zur Innenseite
erstrecken, die ausgebildet sind in einem Schulterbereich einer
Lauffläche, der zwischen einer sich in Reifenumfangsrichtung erstreckenden
Hauptnut und dem Laufflächenrand angeordnet ist, und mit
einer Reihe von Blöcken oder einer Rippe im Schulterbereich
versehen ist, wobei Vorsprünge in einem Stützbereich
von dem Laufflächenrand bis zu der Stelle vorgesehen sind,
wo die Breite das Maximum im Querschnitt in Richtung der Breite
des Reifens erreicht, und wobei die Vorsprünge einen Mittelteil,
der sich vom Nutgrund der Quernuten zur Drehachse des Reifens erstreckt,
und Seitenteile, die sich an beiden Seiten des Mittelteils in Reifenumfangsrichtung
befinden, aufweisen und der Mittelteil und die Seitenteile einstückig
ausgebildet sind, sich die Seitenteile von derselben Querschnittshöhe
wie der Mittelteil zur Reifendrehachse erstrecken, und sich die
Vorsprünge mindestens bis zu einer virtuellen Linie erstrecken,
auf der sich die innerste Gürtellage virtuell in Richtung
der Reifendrehachse zum Stützbereich erstreckt, und wobei
die Breite W der Seitenteile 7% bis 30% der Tiefe D der Quernuten
beträgt und die Dicke L der Vorsprünge auf der
virtuellen Linie 1 mm bis 10 mm beträgt.
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Im
Stützbereich ist die Steifigkeit verglichen mit der Lauffläche
oder dem Wulstbereich relativ niedrig. Mit der Belastung neigt der
Stützbereich dazu sich zu biegen. Weil aber die Vorsprünge
im Stützbereich vorgesehen sind, wird die Steifigkeit des
Blocks oder die Steifigkeit der Rippe erhöht und die Bewegung
des Blocks oder der Rippe wird verhindert. Demzufolge wird der ungleichförmige
Verschleiß des Blocks oder der Rippe verhindert und das
Fahrverhalten und die Haltbarkeit werden ebenfalls verbessert. Ferner
steigt beim Fahren auf verschneiten Straßen die Schneesäulenscherkraft
bei den Vorsprüngen an und die Traktion wird verbessert.
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Ein
erfindungsgemäßer Luftreifen ist dadurch gekennzeichnet,
dass er ein Luftreifen ist, der mit einer Reihe von Blöcken
oder einer Rippe versehen ist, die durch eine sich in Reifenumfangsrichtung
erstreckende Hauptnut und zum Laufflächenrand offenen Quernuten
angeordnet sind, wobei Vorsprünge in einem Stützbereich
von dem Laufflächenrand bis zu der Stelle vorgesehen sind,
wo die Breite das Maximum im Querschnitt in Richtung der Breite
des Reifens erreicht, und wobei die Vorsprünge einen Mittelteil,
der sich vom Nutgrund der Quernuten zur Drehachse des Reifens erstreckt,
und Seitenteile, die sich an beiden Seiten des Mittelteils in Reifenumfangsrichtung
befinden, aufweisen und der Mittelteil und die Seitenteile einstückig
ausgebildet sind, sich die Seitenteile von einer Stelle in Richtung
der Drehachse des Reifens erstrecken, die näher zur Laufflächenseite
liegt als der Nutgrund und sich die Vorsprünge mindestens
bis zu einer virtuellen Linie erstrecken, auf der sich die innerste
Gürtellage virtuell in Richtung der Reifendrehachse zum
Stützbereich erstreckt.
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Durch
Verlängern der Seitenteile der Vorsprünge in Richtung
der Lauffläche wird der ungleichförmige Verschleiß weiter
verhindert und das Fahrverhalten und die Haltbarkeit werden ebenfalls
verbessert. Die Schneesäulenscherkraft steigt ebenfalls
an und die Traktion wird verbessert.
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Ein
erfindungsgemäßer Luftreifen ist dadurch gekennzeichnet,
dass er ein Luftreifen ist, der mit einer Reihe von Blöcken
oder einer Rippe versehen ist, die durch eine sich in Reifenumfangsrichtung
erstreckende Hauptnut und zum Laufflächenrand offene Quernuten
angeordnet sind, wobei Vorsprünge in einem Stützbereich
von dem Laufflächenrand bis zu der Stelle vorgesehen sind,
wo die Breite das Maximum im Querschnitt in Richtung der Breite
des Reifens erreicht, und wobei die Vorsprünge einen Mittelteil,
der sich vom Nutgrund der Quernuten zur Drehachse des Reifens erstreckt,
und Seitenteile, die sich an beiden Seiten des Mittelteils in Reifenumfangsrichtung
befinden, aufweisen und der Mittelteil und die Seitenteile einstückig
ausgebildet sind, sich die Seitenteile von einer Stelle in Richtung
der Drehachse des Reifens erstrecken, die näher zur Laufflächenseite
liegt als der Nutgrund und sich die Vorsprünge mindestens
bis zu einer virtuellen Linie erstrecken, auf der sich die innerste
Gürtellage virtuell in Richtung der Reifendrehachse zum
Stützbereich erstreckt, und die Dicke des Mittelteils auf
der virtuellen Linie größer ist als die der Seitenteile
auf der virtuellen Linie.
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Dadurch
dass der Mittelteil des Vorsprungs dicker ausgebildet wird als der
Seitenteil, steigt die Schneesäulenscherkraft an und die
Traktion wird verbessert.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt,
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2 eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt,
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3 eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt,
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4 eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt,
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5 eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt,
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6 eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt, und
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7 eine
Ansicht, die das Laufflächenmuster in Bezug auf die Beispiele
darstellt.
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Nachstehend
wird eine Erläuterung von Ausführungsformen zum
Verwirklichen des erfindungsgemäßen Luftreifens
unter Verwendung von Zeichnungen gegeben. 1 ist eine
Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen
Luftreifens darstellt. Quernuten 2, die sich innen in Richtung
der Reifenbreite erstrecken sind in einem Schulterbereich einer
Lauffläche zwischen einer sich in Reifenumfangsrichtung erstreckenden
Hauptnut 1 und dem Laufflächenrand E ausgebildet.
Die Quernuten 2 sind mit der Hauptnut 1 verbunden
und eine Reihe von Blöcken 3 ist im Schulterbereich
der Lauffläche ausgebildet. Wie in den herkömmlichen
Reifen sind Gürtellagen 21a und 21b zwischen
der Lauffläche und der nicht dargestellten Karkasse eingelegt,
um den Reifen zu verstärken.
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Ein
Vorsprung 11 ist an einem Stützbereich 20 vorgesehen.
Der Vorsprung 11 ist aus einem sich vom Nutboden bzw. Nutgrund 4 der
Quernut 2 in Richtung einer Reifendrehachse erstreckenden
Mittelteil 1la und Seitenteilen 11b in Reifenumfangsrichtung
an beiden Seiten des Mittelteils 11a zusammengesetzt. Der
Mittelteil 11a und die Seitenteile 11b sind integral
bzw. einstückig ausgebildet. Die Seitenteile 11b erstrecken
sich von derselben Querschnittshöhe wie die des Mittelteils 11a zur
Reifendrehachse. Außerdem erstreckt sich der Vorsprung 11 mindestens
bis zu der virtuellen Linie 22, auf der sich die innerste
Gürtellage 21a virtuell in Richtung der Reifendrehachse
zum Stützbereich erstreckt.
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Die
Lauffläche des Reifens ist durch die Gürtellagen 21a und 21b verstärkt.
Der der Drehachse näher liegende Bereich der Seitenteile
des Reifens ist durch einen nicht dargestellten Wulstkern verstärkt.
Daher ist die Steifigkeit des Stützbereichs 20 zwischen
der Lauffläche und dem Wulstkern relativ niedrig und der
Stützbereich 20 biegt sich voraussichtlich bei
einer Belastung. Daher wird die Steifigkeit des Blocks 3 in
Richtung der Breite des Reifens und in Drehrichtung des Reifens
durch Vorsehen der Vorsprünge 11 erhöht,
wodurch die Bewegung des Blocks 3 verhindert wird. Demzufolge
wird der ungleichförmige Verschleiß verhindert
und das Fahrverhalten und die Haltbarkeit werden erhöht.
Außerdem steigt beim Fahren auf verschneiten Straßen durch
die Vorsprünge 11 die Schneesäulenscherkraft
an und die Traktion wird verbessert. Hier in der vorliegenden Anmeldung
bezieht sich der Stützbereich 20 auf den Bereich,
der vom Laufflächenrand E zur Stelle 30 reicht,
wo die Breite des Querschnitts in Richtung der Reifenbreite am größten
wird.
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Obwohl
die Breite W der Seitenteile 11b des Vorsprungs 11 rechts
und links unterschiedlich sein kann, beträgt sie vorzugsweise
7% bis 30% von der Tiefe D der Quernut 2. Wenn die Breite
W kleiner als 7% von der Tiefe D der Quernut 2 ist, kann
die Wirkung der Erhöhung der Steifigkeit klein sein. Wenn
die Breite W 30% von der Tiefe D der Quernut 2 übersteigt,
wird die Steifigkeit des Blocks 3 häufig so hoch,
dass ein ungleichförmiger Verschleiß im Gegenteil
dennoch eintritt. Hier ist die Tiefe D der Quernut 2 die
Tiefe, die an einer Stelle in Richtung der Breite ungefähr
5 mm innerhalb des Laufflächenrandes gemessen wird.
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Die
Dicke L der Vorsprünge 11 auf der virtuellen Linie 22,
beträgt vorzugsweise 1 mm bis 10 mm. Wenn die Dicke L kleiner
als 1 mm ist, kann die Wirkung der Erhöhung der Steifigkeit
klein sein. Andererseits wird, sogar wenn die Dicke L 10 mm übersteigt,
die Wirkung der Verhinderung ungleichförmigen Verschleißes
nicht wesentlich verbessert. Ebenfalls wenn der Vorsprung 11 sich
nicht bis zu der virtuellen Linie 22 erstreckt, ist die
Wirkung der Erhöhung der Steifigkeit des Blocks 3 klein
und die Beständigkeit gegen ungleichförmigen Verschleiß wird
nicht wesentlich verbessert.
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Bei
einer anderen, in 2 dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich der Seitenteil 11b des Vorsprungs 11 von
einer Stelle in Richtung der Drehachse des Reifens, die der Lauffläche
näher liegt als der Nutgrund 4 der Quernut 2.
Weil sich der Seitenteil 11b zur Laufflächenseite
erstreckt und mit einem Verlängerungsteil 11c versehen
ist, wird die Bewegung des Blocks 3 weiter verhindert.
Der ungleichförmige Verschleiß des Blocks 3 wird
weiter verhindert und das Fahrverhalten und die Haltbarkeit werden
weiter erhöht. Ebenfalls steigt mit dem Verlängerungsteil 11c des
Seitenteils 11b, das zur Laufflächenseite hin
verlängert ist, die Schneesäulenscherkraft an
und die Traktion wird verbessert.
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Die
Länge H des Verlängerungsteils 11c des
Seitenteils 11b, ist vorzugsweise nicht größer
als 60% der Tiefe D der Quernut 2 und noch wünschenswerter
5% bis 60% von der Tiefe D der Quernut 2. Bei der Drehung
eines Reifens tritt Kraftschluss auf und die Scherkraft in Fallrichtung
zur Quernut wirkt auf den Block 3 und den Verlängerungsteil 11c.
Außerdem ist die Schersteifigkeit des Verlängerungsteils 11c umgekehrt
proportional zur Fläche (L × H) eines Teils, bei
dem der Verlängerungsteil 11c bis zur Quernut 2 verläuft
(in 2 schraffiert). Wenn die Länge H 60%
der Dicke L der Quernut 2 übersteigt, wird daher
die Scherkraft des Blocks 3 herabgesetzt und die Bewegung
des Blocks 3 wird so groß, dass ein ungleichförmiger
Verschleiß nicht verhindert werden kann. Wenn andererseits
die Länge H kleiner als 5% von der Tiefe D der Quernut 2 ist,
wird die Traktion nicht so verbessert.
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Ferner
ist bei einer anderen Ausführungsform, wie in 3 dargestellt
ist, die Dicke L1 des Mittelteils 11a des Vorsprungs 11 auf
der virtuellen Linie 22, dicker ausgebildet als die Dicke
L des Seitenteils 11b des Vorsprungs 11 auf der
virtuellen Linie 22. Dadurch dass der Mittelteil 11a dicker
ausgebildet wird, nimmt die Traktion auf verschneiten Straßen
zu. Hier ist es vorzuziehen, dass der Abstand von L1–L
auf 2 mm bis 5 mm festgelegt wird. Wenn der Abstand von L1–L
kleiner als 2 mm ist, steigt die Traktion nicht wesentlich an. Wenn andererseits
bei zur Geräuschreduzierung nicht konstanter Breite der
Quernut 2 der Abstand von L1–L 5 mm übersteigt,
wird die Rundheit des Reifens herabgemindert und die Gleichförmigkeit
wird herabgesetzt, weil die Masse des einzelnen Vorsprungs 11 unterschiedlich
ist. Außerdem wird die Form des Vorsprungs kompliziert, was
Fertigungsfehler beim Vulkanisieren in der Form zur Folge haben
kann.
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Obwohl
Beispiele dargestellt wurden, bei denen die Reihe der Blöcke
im Schulterbereich angeordnet war, kann der Reifen einer sein, bei
dem die Quernuten 2 nicht mit der Hauptnut 1 verbunden
sind, sondern eine Blindnut bilden und die Rippe mit Blindnuten
im Schulterbereich ausgebildet wurde. Die 4 bis 6 sind
Beispiele, bei denen die Reihe von Blöcken der 1 bis 3 durch
eine Rippe 13 mit Blindnuten ersetzt ist. In diesen Fällen
wird ebenfalls, wie zuvor angeführt wurde, die Beständigkeit
gegen ungleichförmigen Verschleiß im Schulterbereich
verbessert und das Fahrverhalten und die Haltbarkeit sowie die Traktion
werden verbessert.
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Reifen
als Beispiele und solche als Vergleichsbeispiele in Bezug auf die
Erfindung wurden gefertigt und für jeden von ihnen wurde
eine Beurteilung erstellt. Die Laufflächenmuster sind wie
in 7 dargestellt ist und die Reifen der Beispiele
sind mit Vorsprüngen versehen, deren Formen so sind, wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, jedoch ist der Reifen des Vergleichsbeispiels
1 nicht mit Vorsprüngen versehen. Die Reifengröße
ist LT265/75R16 und die Beurteilung wurde durchgeführt,
indem er auf einer Felge der Größe 16 × 7
J befestigt wurde. Zur Information: der Luftdruck betrug 420 kPa
bei Vorderrädern, während er bei Hinterrädern
520 kPa betrug.
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Die
Auswertungsergebnisse sind wie in Tabelle 1 dargestellt ist. Die
Beständigkeitsgüte gegen ungleichförmigen
Verschleiß ist der Betrag des ungleichförmigen
Verschleißes des Blocks nach 18000 km bei Befestigung an
einem Kleintransporter mit einem Dieselmotor mit 6600 cm
3 Hubraum, und sein Wert wurde durch Messen
an der Innenseite in Richtung der Breite ca. 5 mm vom Laufflächenrand
entfernt erhalten. Trockenfahrverhalten und Haltbarkeit ist der
Wert der Sensorauswertung indem (der Reifen) am selben Fahrzeug
befestigt wird und auf trockenen Asphaltstraßen gefahren
wird. Hier betrug der Luftdruck 420 kPa an den Vorderrädern
und 520 kPa an den Hinterrädern. Die Traktionsleistung
auf Schnee ist der Traktionskoeffizient, der durch Messung basierend
auf ASTM F-1805 erzielt wird. Jeder ermittelte Wert wurde durch
einen Index dargestellt, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels
1 als 100 festgelegt wurde und die größeren Zahlenwerte
eine hervorragende Leistung zeigen. Tabelle 1
| Beispiel
1 | Beispiel
2 | Beispiel
3 | Vergleichsbeispiel
1 |
Vorsprungsgröße (mm) | Form | Fig.
1 | Fig.
2 | Fig.
3 | - |
Breite
W der Seitenteile (mm) | 3,0 | 3,0 | 3,0 | - |
Länge
H des Verlängerungsteils der Seitenteile (mm) | - | 2,5 | 2,5 | - |
Dicke
L der Seitenteile (mm) | 5,0 | 5,0 | 5,0 | - |
Dicke
L1 des Mittelteils (mm) | 5,0 | 5,0 | 8,0 | - |
Beständigkeit
gegen ungleichförmigen Verschleiß | 105 | 108 | 108 | 100 |
Trockenfahrverhalten
und Haltbarkeit | 103 | 106 | 106 | 100 |
Traktionseigenschaften
auf Schnee | 103 | 106 | 108 | 100 |
- Tiefe der Quernut D: 11,2 mm
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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