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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:
- 1 eine Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen Luftreifens darstellt,
- 2 eine Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen Luftreifens darstellt,
- 3 eine Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen Luftreifens darstellt,
- 4 eine Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen Luftreifens darstellt,
- 5 eine Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen Luftreifens darstellt,
- 6 eine Ansicht, die einen Teil des Schulterbereichs des erfindungsgemäßen Luftreifens darstellt, und
- 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 11a 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 16x7J 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 | 1 | 2 | 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 Verschleiß gegen ungleichförmigen | 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
