DE102009051136A1

DE102009051136A1 - Schwerlast-Luftreifen

Info

Publication number: DE102009051136A1
Application number: DE102009051136A
Authority: DE
Inventors: Akinori Osaka-shi Miyake
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2010-05-20
Also published as: US20100122761A1; JP2010120431A

Abstract

Eine Gürtelschicht (4) eines Schwerlast-Luftreifens weist Folgendes auf: einen ersten Verstärkungsgürtel (4A), einen ersten Funktionsgürtel (4B), einen zweiten Verstärkungsgürtel (4C) und einen zweiten Funktionsgürtel (4D), wobei - in Reifenbreitenrichtung betrachtet - bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des ersten Verstärkungsgürtels (4A) bis zu einem Reifenäquator (CL) als "Wrs", bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des Funktionsgürtels mit der kürzeren Länge bei dem ersten und dem zweiten Funktionsgürtel (4B, 4D) als "WW" und bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels (4C) bis zu dem Reifenäquator (CL) als "Wr" die Längen derart vorgegeben, dass die Relation Wr rs W gilt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schwerlast-Luftreifen, der eine Karkassenlage, die an ihren beiden Enden an einem Paar von ringförmigen Wulstbereichen nach hinten umgeschlagen ist, sowie eine in Radialrichtung des Reifens betrachtet außenseitig von der Karkassenlage angeordnete Gürtelschicht zum Verstärken der Karkassenlage aufweist und der sowohl hinsichtlich der Lebensdauer der Gürtelschicht als auch hinsichtlich der Vermeidung von Abnutzungseigenschaften verbessert ist.
In letzter Zeit werden bei solchen Fahrzeugen, wie etwa Lastkraftwagen und Bussen, die mit Schwerlast-Luftreifen ausgestattet sind, immer häufiger Reifen mit kleinem Durchmesser und geringem Flachheitsverhältnis verwendet, um den Platz für einen Laderaum zu vergrößern und/oder einen Boden abzusenken. Im allgemeinen sorgt bei Schwerlast-Luftreifen eine Bindungskraft einer Gürtelschicht für die Aufrechterhaltung der Form des Reifens.
Bei Reifen mit geringem Flachheitsverhältnis bzw. niedrigem Querschnitt, die heutzutage immer häufiger verwendet werden, ist eine Gürtelschicht mit herkömmlicher Gürtelstruktur hinsichtlich der Bindungskraft unzulänglich. Daher expandiert der Laufflächenbereich des Reifens in seinem Außendurchmesser. Insbesondere kommt es zu einer starken Expansion des Außendurchmessers des Laufflächen-Schulterbereichs während der Fahrt. Infolgedessen wird der Bodenkontaktdruck in dem Laufflächen- Schulterbereich größer, so daß es zu ungleichmäßiger Abnutzung des Reifens sowie zu einer Schichtablösung in einem Gürtelendbereich kommt.
Dadurch wird die Lebensdauer der Gürtelschicht tendenziell geringer. In Anbetracht der vorstehend geschilderten Umstände sind Schwerlast-Luftreifen vorgeschlagen worden, bei denen ein Verstärkungsgürtel mit in Umfangsrichtung des Reifens angeordneten Gürtelkorden vorgesehen ist, um dadurch die Bindungskraft der Gürtelschicht insgesamt zu erhöhen.
Die ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen JP-A-11-502 166 und JP-A-2000-504 655 offenbaren den nachfolgend geschilderten Luftreifen. Genauer gesagt, es ist dieser Luftreifen mit einer zusätzlichen Gürtellage versehen, die Gürtelkorde aufweist, die im wesentlichen parallel zu der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind sowie zwischen zwei Funktionsgürtellagen vorgesehen sind, die jeweils unter einem Winkel von 10° bis 45° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist.
Bei den in den vorstehend genannten Schriften offenbarten Luftreifen ist jedoch im wesentlichen der gesamte Laufflächenbereich von der zusätzlichen Gürtellage bedeckt. Daher wird nicht nur in dem Laufflächen-Schulterbereich, dessen Außendurchmesser während der Fahrt stark expandiert, sondern auch in dem zentralen Bereich der Lauffläche die Bindungskraft der Gürtelschicht gleichmäßig erhöht. Infolgedessen ist die Expansion des Außendurchmessers des Laufflächen-Schulterbereichs immer noch stärker als die Expansion des Außendurchmessers des zentralen Laufflächenbereichs.
Dadurch nimmt bei diesen Luftreifen der Bodenkontaktdruck in dem Laufflächen-Schulterbereich zu, so daß tendenziell eine ungleichmäßige Abnutzung entsteht. Ferner ist bei den Luftreifen der beiden vorstehend genannten Schriften die Bindungskraft der Gürtelschicht in dem Laufflächen-Schulterbereich immer noch unzulänglich, so daß es tendenziell zu einer Schichtablösung in dem Endbereich der Gürtellage kommt.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP-A-2007-176 438 offenbart folgenden Schwerlast-Radialreifen. Insbesondere beinhaltet der Schwerlast-Radialreifen eine erste Gürtellage mit Gürtelkorden, die unter einem Winkel von 10° bis 45° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, eine dritte Gürtellage, die in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der ersten Gürtellage angeordnet ist und die unter einem Winkel von 10° bis 45° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist, eine zweite Gürtellage, die zwischen der ersten Gürtellage und der dritten Gürtellage angeordnet ist und unter einem Winkel von 5° oder weniger in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist, sowie eine vierte Gürtellage, die in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der dritten Gürtellage angeordnet ist und unter einem Winkel von 5° oder weniger in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist.
Bei dem in dieser Druckschrift offenbarten Reifen ist jedoch die Bindungskraft der Gürtellage in dem Laufflächen-Schulterbereich unzulänglich. Daher wird der Bodenkontaktdruck des Reifens in dem Laufflächen-Schulterbereich erhöht, und es kommt tendenziell zu ungleichmäßiger Abnutzung des Reifens und/oder Schichtablösung in dem Endbereich der Gürtellage.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP-A-06-032 108 offenbart einen Reifen mit geringem Höhen/Breiten-Verhältnis, dessen Flachheit 75% oder weniger beträgt. Dieser Reifen mit geringem Höhen/Breiten-Verhältnis beinhaltet eine Karkasse und eine Funktionsgürtelschicht aus mindestens zwei oder mehr Lagen, die in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der Karkasse angeordnet sind und Gürtelkorde aufweisen, die in bezug auf die Reifenumfangsrichtung vorzugsweise unter einem Winkel von 10° bis 30° angeordnet sind, wobei eine Gürtelverstärkungsschicht aus mindestens zwei Lagen mit im wesentlichen parallel zu der Reifenumfangsrichtung angeordneten Gürtelkorden zwischen der Karkasse und der Funktionsgürtelschicht vorgesehen ist.
Jedoch ist bei dem in dieser Druckschrift offenbarten Reifen mit geringem Höhen/Breiten-Verhältnis die Gürtelverstärkungsschicht nicht zwischen den Lagen der Funktionsgürtelschicht angeordnet. Aus diesem Grund wird eine relativ hohe Spannung auf die Funktionsgürtelschicht ausgeübt, wobei die Spannung ungleichmäßig auf die Funktionsgürtelschicht insgesamt aufgebracht wird. Daher besteht bei diesem Reifen eine Tendenz zu einem Kordbruch in der Funktionsgürtelschicht, zu einem Ablösen in dem Endbereich der Gürtelschicht sowie zu ungleichmäßiger Abnutzung.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände vorgeschlagen worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Schwerlast-Luftreifens, bei dem sich sowohl die Haltbarkeit einer Gürtelschicht als auch die Eigenschaften gegen ungleichmäßige Abnutzung verbessern lassen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Schwerlast-Luftreifen, wie er im Anspruch 1 angegeben ist.
Genauer gesagt, es besitzt ein Schwerlast-Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Karkassenlage, deren beide Enden an einem Paar ringförmiger Wulstbereiche nach hinten umgeschlagen sind, sowie eine Gürtelschicht, die zum Verstärken der Karkassenlage in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der Karkassenlage angeordnet ist.
Die Gürtelschicht weist folgendes auf: einen ersten Verstärkungsgürtel, der in Reifenradialrichtung betrachtet zu innerst angeordnet ist, in zwei Teile geteilt ist, die jeweils beidseits von einem Reifenäquator angeordnet sind, sowie in Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist; einen ersten Funktionsgürtel, der in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem ersten Verstärkungsgürtel angeordnet ist und Gürtelkorde aufweist, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind; einen zweiten Verstärkungsgürtel, der in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem ersten Funktionsgürtel angeordnet ist und in Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist sind; sowie einen zweiten Funktionsgürtel, der in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem zweiten Verstärkungsgürtel angeordnet ist und Gürtelkorde aufweist, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung in einer zu einer Neigungsrichtung der Gürtelkorde des ersten Funktionsgürtels entgegengesetzten Richtung angeordnet sind; wobei – in Reifenbreitenrichtung betrachtet – bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des ersten Verstärkungsgürtels bis zu dem Reifenäquator als ”W_rs”, bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des Funktions gürtels mit der kürzeren Länge bei dem ersten und dem zweiten Funktionsgürtel bis zu dem Reifenäquator als ”W_w” und bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels bis zu dem Reifenäquator als ”W_r” die Längen derart vorgegeben sind, daß W_r < W_rs < W_w, gilt. In der vorliegenden Beschreibung ist der Ausdruck ”in Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde” so zu verstehen, daß die Gürtelkorde unter einem Winkel von 5° oder weniger in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen ist nur der Laufflächen-Schulterbereich, dessen Außendurchmesser in dem Laufflächenbereich am stärksten expandiert und in dem die größte Spannung auf die Gürtelschicht aufgebracht wird, durch den ersten Verstärkungsgürtel verstärkt, der in zwei Teile geteilt ist, die beidseits von dem Reifenäquator angeordnet sind und voneinander beabstandet sind.
Die Expansion bei dem Außendurchmesser des Laufflächenbereichs kann somit gleichmäßig auf ein Minimum reduziert werden, während gleichzeitig das Gesamtgewicht der Gürtelschicht vermindert wird. Somit können bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen eine ungleichmäßige Abnutzung und eine Schichtablösung in dem Gürtelschicht-Endbereich verhindert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen sind – in Reifenbreitenrichtung betrachtet – bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des ersten Verstärkungsgürtels bis zu dem Reifenäquator als ”W_rs”, bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des Funktionsgürtels mit der kürzeren Länge in dem ersten und dem zweiten Funktionsgürtel als ”W_w” und bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels bis zu dem Reifenäquator als ”W_r” die Längen derart vorgegeben, daß die Relation W_r < W_rs < W_w gilt.
Bei dieser Anordnung sind, in Reifenbreitenrichtung betrachtet, beide äußeren Enden der beiden Verstärkungsgürtel weiter innen angeordnet als die äußeren Enden der Funktionsgürtel. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem in Reifenbreitenrichtung betrachtet die äußeren Enden der Verstärkungsgürtel weiter außen angeordnet sind als die äußeren Enden der Funktionsgürtel, kann ein Bruch der Gürtelkorde verhindert werden. Ferner ist in Reifenbreitenrichtung betrachtet das äußere Ende des ersten Verstärkungsgürtels an einer Stelle zwischen dem äußeren Ende der Funktionsgürtel und dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels angeordnet.
Auf diese Weise kann der Laufflächen-Schulterbereich durch den ersten Verstärkungsgürtel verstärkt werden, wobei eine bestimmte Distanz zwischen dem äußeren Ende der Funktionsgürtel und dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels aufrechterhalten wird. Mit dieser Anordnung kann die Expansion des Außendurchmessers in dem Laufflächenbereich gleichmäßig auf ein Minimum reduziert werden. Damit können eine ungleichmäßige Abnutzung des Reifens und eine Schichtablösung in dem Endbereich der Gürtelschicht verhindert werden.
Wenn der erste Verstärkungsgürtel, der in zwei voneinander beabstandete Teile beidseits von dem Reifenäquator geteilt ist, zwischen dem Funktionsgürtel und dem Verstärkungsgürtel oder zwischen zwei Funktionsgürteln angeordnet ist, so wird Luft zwischen den Gürteln eingeschlossen, und es kommt leicht zu einer Schichtablösung bei der Gürtelschicht. Bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen ist jedoch der erste Verstärkungsgürtel in zwei Teile unterteilt auf der in Reifenradialrichtung innersten Seite der Gürtelschicht sowie in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der Karkasse angeordnet. Auf diese Weise kann ein Einschließen von Luft in der Gürtelschicht verhindert werden.
Wie vorstehend beschrieben, können bei dem Schwerlast-Luftreifen Bruch der Gürtelkorde sowie Schichtablösung in dem Endbereich der Gürtelschicht verhindert werden. Dadurch läßt sich die Lebensdauer der Gürtelschicht steigern, und gleichzeitig können auch die Eigenschaften des Reifens zum Verhindern von ungleichmäßiger Abnutzung verbessert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen ist – in Reifenbreitenrichtung betrachtet – bei Definition der Länge des ersten Verstärkungsgürtels als ”L_l” die Länge vorzugsweise derart vorgegeben, daß die Relation 0,3 ≤ L_l/W_w ≤ 0,6 gilt. Durch ein derartiges Vorgeben der Länge bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen können die Haltbarkeit der Gürtelschicht sowie die Eigenschaften zum Verhindern von ungleichmäßiger Abnutzung noch weiter verbessert werden, während gleichzeitig das Gesamtgewicht der Gürtelschicht vermindert wird.
In der vorliegenden Beschreibung ist der Ausdruck ”die Länge des ersten Verstärkungsgürtels in Reifenbreitenrichtung betrachtet” als die Länge von einem Teil des ersten Verstärkungsgürtels in der Reifenbreitenrichtung zu verstehen, obwohl der erste Verstärkungsgürtel zwei Teile hat, die auf beiden Seiten des Reifenäquators angeordnet und voneinander beabstandet sind.
Der erfindungsgemäße Schwerlast-Luftreifen ist ferner vorzugsweise derart ausgebildet, daß die Gürtelschicht einen Schutzgürtel beinhaltet, der in Reifenradialrichtung betrachtet zu äußerst angeordnet ist und der unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist, daß das äußere Ende des Schutzgürtels in der Reifenbreitenrichtung betrachtet weiter außen angeordnet ist als die in Reifenbreitenrichtung betrachtet zu äußerst an dem Laufflächenbereich angeordnete Hauptnut, wobei bei Definition der in Reifenbreitenrichtung betrachteten Länge von dem äußeren Ende des Schutzgürtels bis zu dem Reifenäquator als ”W_p” die Länge vorzugsweise derart vorgeben ist, daß die Relation W_p < W_r gilt. Mit dieser Anordnung läßt sich die Haltbarkeit der Gürtelschicht unter gleichzeitiger Reduzierung des Gesamtgewichts der Gürtlelschicht beträchtlich erhöhen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige
1 eine Schnittdarstellung eines Beispiels eines Schwerlast-Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung entlang eines Reifenäquators.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 1 veranschaulicht ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifens in einer Schnittdarstellung entlang eines Reifenäquators.
Ein Schwerlast-Luftreifen T, wie er in 1 gezeigt ist, weist folgendes auf: ein Paar ringförmiger Wulstbereiche 2, von denen jeder einen Wulstkern 1, eine Karkassenlage 3, die an ihren beiden Enden an dem Paar der ringförmigen Wulstbereiche 2 nach hinten umgeschlagen ist, sowie eine Gürtelschicht 4, die in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der Karkassenlage 3 angeordnet ist, um die Karkassenlage 3 zu verstärken. Der Schwerlast-Luftreifen T besitzt Seitenwandbereiche 5, die sich in Reifenradialrichtung von dem Paar der ringförmigen Wulstbereiche 2 in Richtung nach außen erstrecken, und einen mit den Seitenwandbereichen 5 verbundenen Laufflächenbereich 6.
Der Schwerlast-Luftreifen T ist mit einer Vielzahl von Hauptnuten 7 ausgebildet, die sich in dem Laufflächenbereich 6 in Reifenumfangsrichtung erstrecken. Zusätzlich zu den Hauptnuten 7 kann der Laufflächenbereich 6 mit einer Vielzahl von lateralen Nuten und/oder schräg verlaufenden Nuten ausgebildet sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Es kann ein Blockmuster und/oder ein Rippenmuster ausgebildet sein, in dem die Hauptnuten 7 und die lateralen Nuten oder dergleichen in Segmente unterteilt sind.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt in exemplarischer Weise ein Beispiel eines Schwerlast-Luftreifens T, bei dem die Flachheit, die als Verhältnis der Reifenhöhe zu der Reifenbreite (Höhe/Breite im Reifenquerschnitt) definiert ist, den Wert 60 besitzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung können insbesondere bei Schwerlast-Luftreifen mit einer Flachheit von 60 oder weniger sowohl die Haltbarkeit als auch die Eigenschaften hinsichtlich einer ungleichmäßigen Abnutzung der Gürtelschicht verbessert werden.
Die Karkassenlage 3 und die Gürtelschicht 4 weisen Gürtelkorde auf, die jeweils unter einem vorbestimmten Winkel angeordnet sind. Als Materialien zum Bilden der Gürtelkorde werden vorzugsweise organische Fasern, wie Polyester, Rayon, Nylon, Aramid und dergleichen sowie ferner solche Metalle, wie Stahl und dergleichen verwendet. Bei diesen Materialien ist insbesondere als Material zum Bilden des Gürtelkords eines Verstärkungsgürtels ein Kord aus Metall, beispielsweise Stahl und dergleichen, mit einer hohen Gürtelbindungskraft und einer hohen Bruchfestigkeit bevorzugt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Karkassenlage 3 in überbrückender Weise zwischen dem Paar der ringförmigen Wulstbereiche 2 angeordnet, wobei beide Enden der Karkassenlage 3 nach hinten umgeschlagen sind. Die Karkassenlage 3 ist aus einem Karkassenlagen-Flächenkörper gebildet, in dem die Stahlkorde unter einem Winkel von ca. 90° in bezug auf einen Reifenäquator CL angeordnet sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die Gürtelschicht 5 von innen – in Reifenradialrichtung betrachtet – einen ersten Verstärkungsgürtel 4A, einen ersten Funktionsgürtel 4B, einen zweiten Verstärkungsgürtel 4C, einen zweiten Funktionsgürtel 4D und einen Schutzgürtel 4E, die in dieser Reihenfolge aufgebaut sind.
Der erste Verstärkungsgürtel 4A befindet sich in Reifenradialrichtung betrachtet auf der innersten Seite der Gürtelschicht 4. Der erste Verstärkungsgürtel 4A ist in zwei Teile separiert, die beidseits von dem Reifenäquator CL angeordnet sind und voneinander beabstandet sind. Der erste Verstärkungsgürtel 4A weist Gürtelkorde auf, die in Reifenumfangsrichtung angeordnet sind. Der erste Funktionsgürtel 4B ist in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem ersten Verstärkungsgürtel 4A angeordnet.
Der erste Funktionsgürtel 4B weist Gürtelkorde auf, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind. Der zweite Verstärkungsgürtel 4C ist in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem ersten Funktionsgürtel 4B angeordnet. Der zweite Verstärkungsgürtel 4C weist Gürtelkorde auf, die in Reifenumfangsrichtung angeordnet sind. Der zweite Funktionsgürtel 4D ist in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem zweiten Verstärkungsgürtel 4C angeordnet. Der zweite Funktionsgürtel 4D weist Gürtelkorde auf, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind.
Die Gürtelkorde des zweiten Funktionsgürtels 4D sind ferner in einer zu der Neigungsrichtung der Gürtelkorde des ersten Funktionsgürtels 4B entgegengesetzten Richtung geneigt angeordnet. Die Gürtelkorde des ersten Funktionsgürtels 4B und des zweiten Funktionsgürtels 4D sind vorzugsweise unter einem Winkel von 17° bis 20° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet. Der Schutzgürtel 4E ist in Reifenradialrichtung zu äußerst auf der Gürtelschicht 4 angeordnet. Der Schutzgürtel 4E weist Gürtelkorde auf, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind.
Wenn bei der vorliegenden Erfindung eine in Reifenbreitenrichtung betrachtete Länge von dem äußeren Ende des ersten Verstärkungsgürtels 4A bis zu dem Reifenäquator CL als ”W_rs” definiert wird, eine Länge von dem äußeren Ende des Funktionsgürtels mit der kürzeren Länge bis zu dem Reifenäquator CL in dem ersten Funktionsgürtel 4B und dem zweiten Funktionsgürtel 4D als ”W_w” definiert wird, und eine Länge von dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels 4C bis zu dem Reifenäquator CL als ”W_r” definiert wird, ist das Verhältnis unter den drei Längen derart vorgegeben, daß die Relation W_r < W_rs < W_w gilt.
Bei dieser Anordnung sind in Reifenbreitenrichtung betrachtet beide äußeren Enden des ersten Verstärkungsgürtels 4A und des zweiten Verstärkungsgürtel 4C weiter innen angeordnet als die äußeren Enden des ersten Funktionsgürtels 4B und des zweiten Funktionsgürtels 4D. Infolgedessen kann im Vergleich zu einem Fall, in dem die äußeren Enden des ersten Verstärkungsgürtels 4A und des zweiten Verstärkungsgürtels 4C in Reifenbreitenrichtung betrachtet weiter außen angeordnet sind als die äußeren Enden des ersten Funktionsgürtels 4B und des zweiten Funktionsgürtels 4D, ein Bruch der Gürtelkorde verhindert werden.
Ferner befindet sich in Reifenbreitenrichtung betrachtet das äußere Ende des ersten Verstärkungsgürtels 4A an einer Stelle zwischen dem äußeren Ende des ersten Funktionsgürtels 4B und dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels 4C sowie ferner auch an einer Stelle zwischen dem äußeren Ende des zweiten Funktionsgürtels 4D und dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels 4C. Auf diese Weise kann in Reifenbreitenrichtung betrachtet ein Laufflächen-Schulterbereich durch den ersten Verstärkungsgürtel 4A verstärkt werden, während gleichzeitig eine gewisse Distanz zwischen dem äußeren Ende des ersten Funktionsgürtels 4B und dem äußeren Ende des zweiten Funktionsgürtels 4C sowie eine gewisse Distanz zwischen dem äußeren Ende des zweiten Funktionsgürtels 4D und dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels 4C aufrechterhalten werden.
Mit dieser Anordnung kann eine Expansion im Außendurchmesser bei dem Laufflächenbereich 6 gleichmäßig auf ein Minimum vermindert werden. Somit können bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen ungleichmäßige Reifenabnutzung sowie eine Schichtablösung an dem Ende der Gürtelschicht 4 verhindert werden.
Ferner ist in dem Laufflächenbereich 6 nur der Laufflächen-Schulterbereich, in dem der Außendurchmesser am stärksten expandiert und die größte Spannungsbelastung auf die Gürtelschicht 4 ausgeübt wird, durch den in Form von zwei Teilen ausgebildeten ersten Verstärkungsgürtel verstärkt, die beidseits des Reifenäquators angeordnet sind und voneinander beabstandet sind. Die Expansion im Außendurchmesser in dem Laufflächenbereich 6 insgesamt kann somit gleichmäßig auf ein Minimum reduziert werden, und das Gesamtgewicht der Gürtelschicht 4 läßt sich vermindern.
Bei Definition der Länge von einem Bodenkontaktende E des Laufflächenbereichs 6 bis zu dem Reifenäquator CL als ”L” ist die Länge L vorzugsweise derart vorgegeben, daß die Relation 0,7 ≤ W_r/L ≤ 0,9 gilt, damit der Laufflächen-Schulterbereich zuverlässig verstärkt wird. Ist das Verhältnis W_r/W_w derart vorgegeben, daß die Relation 0,8 ≤ W_r/W_w ≤ 0,95 gilt, ist der zweite Verstärkungsgürtel 4C in bevorzugter Weise zuverlässig zwischen dem ersten Funktionsgürtel 4B und dem zweiten Funktionsgürtel 4D angeordnet.
In diesem Fall kann die auf den ersten Funktionsgürtel 4B und den zweiten Funktionsgürtel 4D ausgeübte Spannungsbelastung reduziert werden, wobei die Spannung gleichmäßig auf den ersten Funktionsgürtel 4B und den zweiten Funktionsgürtel 4D insgesamt aufgebracht werden kann. Infolgedessen lassen sich die Haltbarkeit der Gürtelschicht 4 und die Eigenschaften gegen ungleichmäßige Abnutzung noch weiter verbessern.
In der vorliegenden Beschreibung ist unter dem Begriff ”Bodenkontaktende E” ein äußerster Punkt des Reifens zu verstehen, der in Reifenbreitenrichtung betrachtet mit dem Boden auf einer ebenen Straßenoberfläche in Kontakt gelangt, wenn der Reifen, der auf eine passende Felge aufgezogen ist und mit Luft mit einem angemessenen Innendruck aufgepumpt ist, vertikal auf der ebenen Straßenoberfläche angeordnet ist und einer angemessenen Belastung ausgesetzt ist.
Der Begriff ”angemessene Belastung” ist hierbei als maximale Belastung (eine bestimmte normale Belastung im Fall eines Reifens für einen Pkw) zu verstehen, und unter dem Begriff ”angemessener Innendruck” ist ein dafür geeigneter Innendruck zu verstehen, wobei diese Werte durch eine Norm, wie z. B. JATMA, TRA, ETRTO und dergleichen entsprechend dem Verwendungsort und/oder dem Herstellungsort des Reifens spezifiziert sind. Unter der Ausdrucksweise ”passende Felge” ist grundsätzlich eine Standardfelge zu verstehen, wie diese durch JATMA, TRA, ETRTO und dergleichen spezifiziert ist.
Wenn in Reifenbreitenrichtung betrachtet die Länge des ersten Verstärkungsgürtels als ”L_l” definiert ist und die Länge von dem äußeren Ende des Funktionsgürtels mit der kürzeren Länge in dem ersten Funktionsgürtel 4B und dem zweiten Funktionsgürtel 4D bis zu dem Reifenäquator CL als ”W_w” definiert ist, ist das Verhältnis vorzugsweise derart vorgegeben, daß die Relation 0,3 ☐ L_l/W_w ☐ 0,6 gilt. Bei dieser Ausbildung können bei dem erfindungsgemäßen Schwerlast-Luftreifen T die Haltbarkeit und die Eigenschaften der Gürtelschicht 4 gegen ungleichmäßige Abnutzung noch weiter verbessert werden, wobei gleichzeitig auch das Gesamtgewicht der Gürtelschicht 4 vermindert werden kann.
Wenn L_l/W_w einen Wert von 0,3 oder weniger besitzt, werden die Haltbarkeit und die Eigenschaften der Gürtelschicht 4 gegen ungleichmäßige Abnutzung tendenziell geringer. Wenn L_l/W_w einen Wert von 0,6 oder mehr besitzt, nehmen die Eigenschaften des Reifens hinsichtlich einer ungleichmäßigen Abnutzung tendenziell ab.
Der Schutzgürtel 4E ist, in Reifenradialrichtung betrachtet, insbesondere auf der äußersten Seite der Gürtelschicht 4 angeordnet, um die Gürtelschicht 4 vor Schäden aufgrund einer am Boden der Hauptnut 7 in dem Laufflächenbereich 6 verursachten Rißbildung zu schützen. Ist dagegen die Gürtelschicht 4 in ihrer Gesamtheit von dem Schutzgürtel 4E bedeckt, führt dies zu einer Erhöhung des Gesamtgewichts der Gürtelschicht 4. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich das äußere Ende des Schutzgürtels 4E, in Reifenbreitenrichtung betrachtet, an der äußersten Stelle, d. h. weiter außen als die äußerste Hauptnut 7 des Laufflächenbereichs 6.
Bei Definition der in Reifenbreitenrichtung betrachteten Länge von dem äußeren Ende des Schutzgürtels 4E bis zu dem Reifenäquator CL als ”W_p”, ist die Länge derart vorgegeben, daß die Relation W_p < W_r gilt. Mit dieser Ausbildung kann die Haltbarkeit der Gürtelschicht 4 besonders erhöht werden, wobei gleichzeitig auch das Gesamtgewicht der Gürtelschicht 4 reduziert werden kann.
Wenn der die in Reifenumfangsrichtung angeordneten Gürtelkorde aufweisende Verstärkungsgürtel in Reifenradialrichtung betrachtet weiter außen angeordnet ist als der zweite Funktionsgürtel, der die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordneten Gürtelkorde aufweist, kann es zu einem Bruch der Gürtelkorde des Verstärkungsgürtels kommen. Daher ist, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, der Verstärkungsgürtel in Reifenradialrichtung vorzugsweise nicht außenseitig von dem zweiten Funktionsgürtel angeordnet.
Der Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung ist, mit der Ausnahme, daß er die vorstehend beschriebene spezielle Gürtelschicht aufweist, mit üblichen Luftreifen identisch. Somit können bei der vorliegenden Erfindung bekannte Materialien, Formgebungen, Strukturen, Herstellungsverfahren und dergleichen verwendet werden.
BEISPIELE
Im folgenden werden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, die die Ausbildung und die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die Auswertung der Eigenschaften der Reifen erfolgte in der nachfolgend geschilderten Weise unter Verwendung eines Testreifens mit der Größe 315/60R22.5.
(1) Reifengewicht
Bei Definition des Reifengewichts des Vergleichsbeispiels 1 mit 100 wurden die Reifen anhand von Indexzahlen ausgewertet. Dabei zeigen höhere Indexzahlen ein höheres Reifengewicht an.
(2) Haltbarkeit
Nach der Montage der Testreifen auf einem Rad mit der Felgengröße 22,5 × 9,00 wurde der Luftdruck auf 1000 kPa eingestellt, und es wurde ein Lauftest auf einer Trommel (Trommelinnendurchmesser: 1700 mm) unter folgenden Bedingungen ausgeführt; d. h. mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h und einer Belastung von 4260 kg. Die Laufstrecke bis zu einem Defekt des Reifens wurde gemessen. Bei Definition der Laufstrecke des Vergleichsbeispiels 1 mit 100 wurden die Reifen unter Verwendung von Indexzahlen ausgewertet. Dabei zeigt eine höhere Indexzahl eine bessere Haltbarkeit der Gürtelschicht an.
(3) Eigenschaften gegen ungleichmäßige Abnutzung
Nach 80.000 km Fahrt auf einer trockenen Straßenoberfläche wurde das Ausmaß der ungleichmäßigen Abnutzung in dem Laufflächenbereich gemessen. Bei Definition der Umkehrzahl des Ausmaßes der ungleichmäßigen Abnutzung in dem Vergleichsbeispiel 1 mit 100 wurden die Reifen unter Verwendung von Indexzahlen ausgewertet. Dabei zeigt eine höhere Indexzahl bessere Eigenschaften gegen ungleichmäßige Abnutzung des Reifens an.
Beispiele 1 bis 7, Vergleichsbeispiel 3
Es wurden jeweils Schwerlast-Luftreifen bereitgestellt, die mit der in 1 gezeigten Gürtelschicht ausgestattet waren. Der Schwerlast-Luftreifen beinhaltet einen ersten Verstärkungsgürtel (Länge L_l in Reifenbreitenrichtung), der Gürtelkorde unter einem Winkel von 0° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung aufweist; einen ersten Funktionsgürtel (Länge 260 mm in Reifenbreitenrichtung), der Gürtelkorde unter einem Winkel von 17° nach rechts aufwärts in bezug auf die Reifenumfangsrichtung bei Betrachtung von der Lauffläche aufweist; einen zweiten Verstärkungsgürtel (Länge 220 mm in Reifenbreitenrichtung), der Gürtelkorde unter einem Winkel von 0° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung aufweist; einen zweiten Funktionsgürtel (Länge 240 mm in Reifenbreitenrichtung), der Gürtelkorde unter einem Winkel von 17° nach links aufwärts in bezug auf die Reifenumfangsrichtung bei Betrachtung von der Lauffläche aufweist; und einen Schutzgürtel (Länge 200 mm in Reifenbreitenrichtung), der Gürtelkorde in dem Winkel von 20° nach rechts aufwärts in bezug auf die Reifenumfangsrichtung bei Betrachtung von der Lauffläche aufweist.
Die jeweiligen Längen wurden mit den Werten vorgegeben, die in Tabelle 1 in den oberen Zeilen angezeigt sind; d. h. – in Reifenbreitenrichtung betrachtet – die Länge ”L_l” des ersten Verstärkungsgürtels; die Länge ”W_rs” von dem äußeren Ende des ersten Verstärkungsgürtels bis zu dem Reifenäquator; die Länge ”W_w” von dem äußeren Ende des Funktionsgürtels mit der kürzeren Länge bei dem ersten und dem zweiten Funk tionsgürtel bis zu dem Reifenäquator; die Länge ”W_r” von dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels bis zu dem Reifenäquator; und die Länge ”W_p” von dem äußeren Ende des Schutzgürtels bis zu dem Reifenäquator. Die Resultate der Auswertung der Eigenschaften, die unter Verwendung der jeweiligen Reifen erzielt wurden, sind in den unteren Zeilen der Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde ein Schwerlast-Luftreifen mit der gleichen Gürtelschicht wie der in 1 gezeigten Gürtelschicht (erster Funktionsgürtel, zweiter Verstärkungsgürtel, zweiter Funktionsgürtel und Schutzgürtel) bereitgestellt, mit der Ausnahme, daß der erste Verstärkungsgürtel nicht vorhanden war. In dem Vergleichsbeispiel 1 wurden ”W_w”, ”W_r” und ”W_p” jeweils mit dem in den oberen Zeilen der Tabelle 1 angegebenen Wert vorgegeben. Das Resultat der Auswertung der Eigenschaften unter Verwendung dieses Reifens ist in den unteren Zeilen der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde ein Schwerlast-Luftreifen mit der gleichen Gürtelschicht wie der in 1 gezeigten Gürtelschicht (erster Funktionsgürtel, zweiter Verstärkungsgürtel (zweifach), zweiter Funktionsgürtel und Schutzgürtel) bereitgestellt, mit der Ausnahme, daß der erste Verstärkungsgürtel nicht vorhanden war und zwei zweite Verstärkungsgürtel in einander überlappender Weise vorgesehen waren. In dem Vergleichsbeispiel 2 wurden ”W_w”, ”W_r” und ”W_p” jeweils mit dem in den oberen Zeilen der Tabelle 1 angegebenen Wert vorgegeben. Das Resultat der Auswertung der Eigenschaften unter Verwendung dieses Reifens ist in den unteren Zeilen der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
Die in der Tabelle 1 gezeigten Resultate veranschaulichen, daß im Vergleich zu dem Schwerlast-Luftreifen des Vergleichsbeispiels 1 die Schwerlast-Luftreifen der Beispiele 1 bis 7 sowohl hinsichtlich der Haltbarkeit der Gürtelschicht als auch hinsichtlich der Eigenschaften zum Verhindern von ungleichmäßiger Abnutzung verbessert sind. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß die Schwerlast-Luftreifen der Beispiele 2 bis 5, bei denen die Länge mit 0,3 ≤ L_l/W_w ≤ 0,6 vorgegeben war, sowohl hinsichtlich der Haltbarkeit der Gürtelschicht als auch hinsichtlich der Eigenschaften zum Verhindern von ungleichmäßiger Abnutzung besonders überlegen waren, während gleichzeitig noch das Gesamtgewicht des Reifens reduziert werden konnte.
Dagegen war bei dem Schwerlast-Luftreifen des Vergleichsbeispiels 2 aufgrund der doppelten zweiten Verstärkungsgürtel das Gesamtgewicht des Reifens höher. Auch bei den Eigenschaften zum Verhindern von ungleichmäßiger Abnutzung war das Vergleichsbeispiel 2 den Schwerlast-Luftreifen der Beispiele 2 bis 5 unterlegen.
Vergleicht man den Schwerlast-Luftreifen des Beispiels 7 und den Schwerlast-Luftreifen des Vergleichsbeispiels 3, so ist bei diesen nur die Relation von ”W_rs” und ”W_r” unterschiedlich. Da bei dem Schwerlast-Luftreifen des Vergleichsbeispiels 3 die Werte derart vorgegeben waren, daß die Relation W_r > W_rs galt, hat es sich im Vergleich zu dem Schwerlast-Luftreifen des Beispiels 1 gezeigt, daß die Haltbarkeit der Gürtelschicht beträchtlich vermindert ist.

1: Wulstkern
2: ringförmiger Wulstbereich
3: Karkassenlage
4: Gürtelschicht
4A: erster Verstärkungsgürtel
4B: erster Funktionsgürtel
4C: zweiter Verstärkungsgürtel
4D: zweiter Funktionsgürtel
5: Seitenwandbereiche
4E: Schutzgürtel
6: Laufflächenbereich
7: Hauptnuten
E: Bodenkontaktende
T: Luftreifen
CL: Reifenäquator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 11-502166 A [0005]
- JP 2000-504655 A [0005]
- JP 2007-176438 A [0008]
- JP 06-032108 A [0010]

Claims

Schwerlast-Luftreifen, der folgendes aufweist: – eine Karkassenlage (3), deren beide Enden an einem Paar ringförmiger Wulstbereiche (2) nach hinten umgeschlagen sind, und – eine Gürtelschicht (4), die zum Verstärken der Karkassenlage (3) in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von der Karkassenlage (3) angeordnet ist, wobei die Gürtelschicht (4) folgendes aufweist: – einen ersten Verstärkungsgürtel (4A), der in Reifenradialrichtung betrachtet zu innerst angeordnet ist, in zwei Teile geteilt ist, die jeweils beidseits von einem Reifenäquator (CL) angeordnet und voneinander beabstandet sind, sowie in Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist, – einen ersten Funktionsgürtel (4B), der in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem ersten Verstärkungsgürtel (4A) angeordnet ist und Gürtelkorde aufweist, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, – einen zweiten Verstärkungsgürtel (4C), der in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem ersten Funktionsgürtel (4B) angeordnet ist und in Reifenumfangsrichtung angeordnete Gürtelkorde aufweist sind, sowie – einen zweiten Funktionsgürtel (4D), der in Reifenradialrichtung betrachtet außenseitig von dem zweiten Verstärkungsgürtel (4C) angeordnet ist und Gürtelkorde aufweist, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung in einer zu einer Neigungsrichtung der Gürtelkorde des ersten Funktionsgürtels (4B) entgegengesetzten Richtung angeordnet sind, – wobei – in Reifenbreitenrichtung betrachtet – bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des ersten Verstärkungsgürtels (4A) bis zu dem Reifenäquator (CL) als ”W_rs”, bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des Funktionsgürtels mit der kürzeren Länge bei dem ersten und dem zweiten Funktionsgürtel (4B, 4D) bis zu dem Reifenäquator (CL) als ”W_w” und bei Definition der Länge von dem äußeren Ende des zweiten Verstärkungsgürtels (4C) bis zu dem Reifenäquator (CL) als ”W_r” die Längen derart vorgegeben sind, daß die Relation W_r < W_rs < W_w gilt.
Schwerlast-Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Definition der in der Reifenbreitenrichtung betrachteten Länge des ersten Verstärkungsgürtels (4A) als ”L_l” die Länge derart vorgegeben ist, daß die Relation 0,3 ≤ L_l/W_w ≤ 0,6 gilt.
Schwerlast-Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gürtelschicht (4) ferner einen Schutzgürtel (4E) aufweist, der in Reifenradialrichtung betrachtet zu äußerst von dieser angeordnet ist und der Gürtelkorde aufweist, die unter einem Winkel von 10° bis 30° in bezug auf die Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, daß das äußere Ende des Schutzgürtels (4E) in Reifenbreitenrichtung betrachtet weiter außen angeordnet ist als die in Reifenbreitenrichtung betrachtet zu äußerst an dem Laufflächenbereich angeordnete Hauptnut (9), und daß bei Definition der in Reifenbreitenrichtung betrachteten Länge von dem äußeren Ende des Schutzgürtels (4E) bis zu dem Reifenäquator (CL) als ”W_p” die Länge vorzugsweise derart vorgeben ist, daß die Relation W_p < W_r gilt.