DE2941852A1

DE2941852A1 - Luftreifen in radialbauweise fuer schwerfahrzeuge

Info

Publication number: DE2941852A1
Application number: DE19792941852
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Miyamura; Hiroshi Ogawa; Shinichiro Ohkuni; Hiroyoshi Takigawa
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1980-04-24
Also published as: US4262722A; AU5139979A; AU518812B2; CA1104048A; JPS5555005A

Description

PATENTANWÄLTE W UESTHOFF - ▼. PECHMANN - BEHRENS - GOLTZ

PKOPBSfIONAl KBPKBSBNTATITBt BBPOKB THB BUKOPBAN PATBNT OPPICB MANDATAIKBS ACKEBS PKBS L'OPPICB BUKOPtBN DBS BKBVBTS

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DR.-INC. PKANZ VUESTROPP DK. PMIU PREDA VUMTHOPP ( DIPU-INO. GERHARD PULS I DIPU-CHRM. DR. B. PREIHBRR VOM PBCHMAMN DR.-ING. DIETER BBHKBNS DIPU-INO.; DIPU-VIRTSCH.'INC. RUPBKT COBTX

D-8000 MÖNCHEN SCHYEIGERSTRASSE 2 telepon: (089)Mioji tblbokamm: protbctpatbnt tblbx: 114070

16. Oktober 1979

Anmelderint

Bridgestone Tire Company Limited 10-1, Kyobashi 1-Chome, Chuo-Ku, Tokyo / Japan

Titel

Luftreifen in Radialbauweise für Schwerfahrzeuge

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FATENTANVJOTE WUESTHOFF-T.PECHMANN-BEHRtNS-GOETZ

»KOVBSSIONAL KBrBBtBMTATITB* BBVOBB THB BOBOrBAM VATBNT OVVICB MANDATAIBBS ACBlSS VKBS l'OVVICB BOROFSBN BBS BBBTBTS

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BR.-* NC VBAMZ WMTVV DB. VMIL. VKBOA WIOVV (iyi?-I9f Q DtVL-IMG. «BBHABD WLS (1JJI-IJ71) DIVL.-CHBM. BB. B. VKBIHKKK VOM VBCMMAMM DB.-IN6. DIBTBB BBHBBMS

L-IMe.; DIVL.-VIKTSCH.-INe. KVVBKT 6OBTZ

D-8000 MÖNCHEN 90 SCHVEIGERSTRASSE 2

tiuron: (olj) (6 so ji

TSUCSAMM: VBOTBCTVATBMT

TILBZ: {14070

Beschreibung Luftreifen in Radialbauweise für Schwerfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen in Radialbauweise für Schwerfahrzeuge, wie z.B. Lastkraftwagen, Omnibusse o.dgl.

Im folgenden soll unter Wander-Phänomen ein Phänomen verstanden werden, das häufig vom Fahrer eines Schwerfahrzeuges, beispielsweise eines Lastkraftwagens o.dgl. wahrgenommen wird, wenn das Fahrzeug in einer Spurrille fährt, die an der Oberfläche einer stark befahrenen befestigten Fahrbahn durch Einsinken oder Abnutzung infolge des Fahrzeuggewichtee entstanden ist, besonders wenn der Fahrer versucht, die Fahrtrichtung des Fahrzeuges zu ändern oder das Fahrzeug zum Ausweichen vor einem Hindernis aus der Spurrille herauszulenken.

Das Wander-Phänomen trat besonders stark bei Luftreifen in Radialbauweise für Lastkraftwagen und Omnibusse auf, die an der Stelle, wo der Laufflächenstreifen und die Seitenwand zusammenstoßen, eine scharfkantige rechteckige Schulter aufwiesen. Es wurde daher vorgeschlagen, einen

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Rundschulter-Luftreifen mit abgerundeter Schulterkante zu verwenden, um den Widerstand gegen Stöße zu mildern, denen die Schulterkante beim Abrollen des Luftreifens über die Spurrille ausgesetzt ist, und folglich das Wander-Phänomen zu unterdrücken.

Eine solche Rundschulter wird jedoch nicht nur bei Kurven-, sondernauch bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges durch die Einfederung des Luftreifens beeinflußt, welche durch die dynamische Last infolge der Größe der Belastung bzw. Be ladung oder der Schwingung erzeugt wird. Folglich wirkt die Bundschulter als Teilbodenberührungsfläche. Das heißt, diese Teilbodenberührungsfläche ist ein gerundeter Abschnitt und unterliegt daher einem Bodenberührungsdruck, der niedriger ist als der Bodenberührungsdruck bei einer verhältnismäßig ebenen Lauffläche. Folglich neigt die Rundschulter zu empfindlichem Reagieren auf das lokale Springen oder die lokale Bewegung, die zwischen der Rundschulter und der Fahrbahnoberfläche in der Bodenberührungsfläche auftreten kann, und ruft dadurch eine anomale vorzeitige Abnutzung hervor, also eine Schulterabnutzung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Luftreifen in Radialbauweise zu schaffen, bei dem sich das Wandern wirkungsvoll unterdrücken läßt, ohne die Schulterabnutzung hervorzurufen.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß ein Luftreifen in Radial bauweise für Schwerfahrzeuge ein Paar kreisringförmiger Wulstbündel hat, eine Radialkarkasse, die sich toroidförmig zwischen den Wulstbündeln erstreckt, und einen Laufflächenstreifen mit einem verstärkenden Gürtel, der um die Radialkarkasse aufgelegt ist und eine äußere Kontur aufweist, die sich zusammensetzt aus einem in Querrichtung ungefähr ebenen Hauptabschnitt, der bei normalem Abrollen des Luftreifens allein zur Berührung mit der

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Fahrbahnoberfläche vorgesehen ist, und einem konischen Abschnitt, der an beiden Endrändern des Hauptabschnitts angeordnet und unter einem gegebenen Winkel in bezug auf eine zur Drehachse des Luftreifens parallele Tangente an den Laufflächenstreifen geneigt ist, und daß sich eine Vielzahl von schmalen Einschnitten mit Zwischenabstand in Umfangsrichtung über den konischen Abschnitt erstreckt, und das innere Ende der Einschnitte zumindest an der Außenseite des Laufflächenstreifens an einer Stelle angeordnet ist, die nicht in den Hauptabschnitt hineinreicht.

unter normalem Abrollen soll im wesentlichen die geradlinige Fahrt eines Fahrzeuges verstanden werden, einschließlich dem Fahrspurwechsel auf einer nicht mit Spurrillen versehenen guten Fahrbahn, jedoch nicht das Überfahren von Spurrillen auf einer schlechten Fahrbahn.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand BChematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teilabwicklung eines Laufflächenstreifens eines Luftreifens in Radialbauweise nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Laufflächenprofil der linken Hälfte des Laufflächenstreifens gemäß Fig. 1.

Der dargestellte Luftreifen in Radialbauweise für Schwerfahrzeuge hat ein Paar kreisringförmiger Wulstbündel, eine Radialkarkasse, die sich toroidförmig zwischen den Wulstbündeln erstreckt, und einen auf die Radialkarkasse aufgelegten Laufflächenstreifen mit einem verstärkenden Gürtel aus nichtdehnbarem Material. Die angegebenen Bauteile sind alle nicht gezeichnet.

Der in Fig. 1 gezeigte Laufflächenstreifen T erstreckt sich in einer geschlossenen Schleife in Umfausrichtung entlang

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dem Außenumfang des Luftreifens und ist zusammengesetzt aus einem Hauptabschnitt I₁ und einem konischen Abschnitt T₂, der an beiden Enden des Hauptabschnitts T₁ ausgebildet ist.

Im Hauptabschnitt T₁ des Laufflächenstreifens T sind symmetrisch zur Reifenmittelebene C-C zwei Paar Hauptnuten 1 angeordnet·

Der konische Abschnitt T₂ hat eine Kegel stumpf fläche, die mit einer Linie L2 dargestellt ist, die unter einem Winkel β von 30 bis 60* gegen eine zur Drehachse des Luftreifens parallele Tangente L an den Laufflächenstreifen T geneigt ist. Das heißt, die konischen Flächen, die mit den Linien L₂, L₂ dargestellt sind, bilden über der Drehachse des Luftreifens einen Spitzenwinkel von 60 bis 120*. Im konischen Abschnitt T₂ ist eine Vielzahl von schmalen Einschnitten S mit einem Zwischenabstand F in Umfangerichtung angeordnet.

Für die Beschränkung des Winkels θ auf den vorstehend angegebenen Bereich von 30 bis 60* sind folgende Gründe maßgebend. Wenn der Winkel θ kleiner ist als der untere Grenzwert von 30*, besteht die Gefahr, daß abhängig vom Zustand des Luftreifene im Betrieb die Schulterabnutzung in einem Bereich vom konischen Abschnitt T₂ zum Hauptabschnitt T₁ hervorgerufen wird. Wenn der Winkel θ den oberen Grenzwert von 60* übersteigt, kann sich der konische Abschnitt T₂ schlecht an Rippen anpassen, die aus den beiden Seitenwänden der Spurrille herausragen, wodurch das Wandern weniger gut unterdrückt wird.

Die Verwendung des konischen Abschnitts T₂ ergibt eine weitere Verbesserung des Wanderns gegenüber dem herkömmlichen Rundschulter-Luftreifen und schafft den wichtigen Vorteil, daß die anomale Abnutzung des konischen Abschnitts T₂ bei geradlinigem Abrollen dee Luftreifens verhindert wird.

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Es ist wünschenswert, das prozentuale Verhältnis der Breite W. des konischen Abschnitts Tp zur Breite W^ des Hauptabschnitte T. in den Bereich zwischen 2 und TjL zu legen, damit das Wander-Phänomen wirkungsvoll unterdrückt und die Breite W. erhalten werden kann, die notwendig ist, um bei normalem Abrollen des Luftreifens den Laufflächenstreifen T mit der Fahrbahn in Berührung zu bringen.

Versuche haben gezeigt, daß durch die Verwendung des konischen Abschnitts Tp bei Kurvenfahrt nur in geringem Maße die beim Rundschulter-Luftreifen auftretende anomale Abnutzung hervorgerufen wird, und daß diese wirkungsvoll verhindert werden kann, wenn die Steifigkeit des konischen Abschnitts Tp klein gehalten wird. Zu diesem Zweck können mehrere schmale Einschnitte S vorgesehen sein.

Es ist zweckmäßig, solche mehrere, schmale Einschnitte S im konischen Abschnitt Tp bei der Formgebung des Luftreifens in einer Vulkanisierform auszubilden. Die Anwendung eines Einschnitts S mit einer Breite zwischen 0,3 und 1 mm gewährleistet ein problemloses Einfonnen des Einschnitts S, ohne daß seine Zweckbestimmung beeinträchtigt wird.

Die Tiefe d dieses Einschnitts S, der Abstand P zwischen benachbarten Einschnitten S in Umfangerichtung des Luftreifens und die Richtung der Einschnitte S sind im Hinblick auf ihren Einfluß auf die Steifigkeit des konischen Abschnitts T₂ von besonderer Bedeutung. Außerdem ist die Stelle e, an der das innere Ende dee Einschnitte S an der Außenseite dee Laufflächenstreifens T angeordnet ist, ebenfalls von Wichtigkeit wegen ihres Einflusses auf die durch den Einschnitt S bedingte ungleichmäßige Abnutzung.

Die Versuche haben es als vorteilhaft erwiesen, daß der Grund des Einschnitts S im wesentlichen bis zu einer Verlängerungslinie L, durch die Böden der Hauptnuten 1 des Laufflächenstreifens T reicht, und daß die Tiefe d des Einschnitts S

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vorzugsweise höchstens das 1_v3fache der Tiefe H der Hauptnut 1 beträgt. Dies bewirkt, daß der schmale Einschnitt S selbst bei völliger Abnutzung des Laufflächenstreifens T seine Wirkung beibehält.

Es ist zweckdienlich, die schmalen Einschnitte S so auszurichten, daß sie sich im wesentlichen über den konischen Abschnitt T₂ erstrecken, und sie mit einem Zwischenabstand F in ümfangsrichtung anzuordnen, der zwischen 1 und 57& der Breite W. des Hauptabschnitts T₁ vom Laufflächenstreifen T beträgt. Wenn der Zwischenabstand P weniger als 1J& der Breite W. beträgt, wird die Herstellung des Luftreifens schwierig und der Kautschuk zwischen den Einschnitten S bricht. Ist der Zwischenabstand F größer als 5f> der Breite W^, wird die verringernde Wirkung auf die Steifigkeit des konischen Abschnitts T₂ aufgehoben.

Wenn die Oberseite der Einschnitte S als Ganzes gegen die Ümfangsrichtung des Luftreifens unter einem Winkel größer als 45* geneigt ist, kann die Steifigkeit des konischen Abschnitts Tp nicht herabgesetzt werden und es tritt an den beiden, den Stellen e entsprechenden Bändern des Hauptabschnittes T-) die anomale Abnutzung auf. Es ist von besonderer Wichtigkeit, daß das innere Ende des Einschnitts S an der Außenseite der Laufflächenstreifens T nach innen nicht über die Stellen e an den beiden Rändern des Hauptabschnitts T₁ hinaus- und in die verhältnismäßig ebene Oberfläche des Hauptabschnitts T₁ hineinreicht. Wenn der Einschnitt S so ausgebildet ist, daß sein inneres Ende nach innen über diese Stelle e hinausreicht, wird in der Nähe beider Ränder des Hauptabschnitts T. des Laufflächenstreifens T eine sägezahnförmige Abnutzung hervorgerufen, wodurch sich vor und hinter dem Einschnitt S Stufen ausbilden.

Weitere Versuche haben ergeben, daß das innere Ende des Einschnittes S nach innen nicht über eine Linie L. hinausreichen

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sollte, die, von der Außenseite des Laufflächenstreifens T ausgehend und im wesentlichen im Kautschuk verlaufend, von der dem Rand des Hauptabschnitts T. entsprechenden Stelle e senkrecht auf die Drehachse des Luftreifens gefällt ist, und daß das äußere Ende des Einschnitts S nach außen nicht über eine Linie L,- hinausreichen sollte, die vom Rand M des konischen Abschnitte T₂ senkrecht auf die Drehachse des Luftreifens gefällt ist.

Die Tiefe H der Hauptnut 1 und die Tiefe d des Einschnitts S werden von der Außenseite des Laufflächenstreifens T rechtwinklig dazu gemessen.

Es wurde ein Luftreifen in Radialbauweise der Größe 1O.OOR2O 14PR als Versuchsluftreifen hergestellt, um sein Wanderverhalten und das Auftreten oder Ausbleiben von Schulterabnutzung zu prüfen. Der Luftreifen war aufgebaut aus einer Karkasse mit einer radial angeordneten Stahlcord-Einlage und einem um die Karkasse aufgelegten Gürtel mit vier Stahlcord-Einlagen. Der Laufflächenstreifen T wies vier Hauptnuten 1 mit je einer Tiefe H von 14 mm auf.

Die Abmessungen des konischen Abschnitts T₂ sind in der nachstehenden Tabelle enthalten.

konischer Abschnitt	Breite (W₁	/W₂ χ	100)	5,3
^T2	Wickel 0	(°)		45
	Breite	(nun)		0,5
	Zwischen abstand	(p/w_t	x 100)	2,6
Einschniti S	Tiefe	(nun)		17
Richtung			90° zur Umfangsrich- tung des Luft reifens

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Der in vorstehend beschriebener Heise aufgebaute Luftreifen wurde auf eine Felge der Größe 7.50 V aufgezogen und mit einem Innendruck von 7»25 kp/cm gefüllt. Hach dem Einbauen des Luftreifens in einen Lastkraftwagen wurde die Last bzw. die Beladung so verteilt, daß sich eine Radlast von 2425 kg ergab. Mit diesem Lastkraftwagen wurde dann ein Lauftest über 100 000 km durchgeführt.

Während dieses Lauftestes wurde das Wanderverhalten geprüft. Gegenüber dem herkömmlichen Luftreifen in Radialbauweise, al so ohne den konischen Abschnitt T₂ mit den schmalen Einschnitten S, ergaben sich wesentliche Verbesserungen hinsichtlich des Gegenmomentes auf das Lenkrad beim Abrollen des Luftreifens in Radialbauweise nach der Erfindung in der Spurrille, beim Überfahren der Spurrillenrippe und Wiedereinlenken in die Spurrille sowie bei der Frequenz des Selbstrückstellmomentee am Lenkrad o.dgl.

Außerdem wurde durch die Anwendung der Einschnitte S im konischen Abschnitt Tp sichergestellt, daß während der 100 000 km-Laufstrecke des Luftreifens im wesentlichen keine Schulterabnutzung auftrat; es ergab sich folglich eine völlig gleichmäßige Abnutzung des Luftreifens.

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Leerseite

Claims

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FATENTANWXLTE ob. vhiu vkbda vsesthovv \

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ „„l.-™«. «.khak» vol. («,s*-«»«)

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agKiis vxfts L'orrici bokovbzn des bketets dipl-inc; dim.-tiktsch.-imc. kdfbkt com

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TBLBCKAHM: rBOnCTMTXNT TXLBK 5X407D

Patentansprüche

\1 Luftreifen in Radialbauweise für Schwerfahrzeuge mit einem Paar kreisringförmiger WuIetbündel, einer Radialkarkasse, die eich toroidförmig zwischen den Wulstbündeln erstreckt, und einem Lauf flächenstreif en mit einem verstärkenden Gürtel, der um die Radialkarkasse aufgelegt ist und eine äußere Kontur aufweist, die sich zusammensetzt aus einem in Querrichtung ungefähr ebenen Hauptabschnitt, der bei normalem Abrollen des Luftreifens allein zur Berührung mit der Fahrbahnoberfläche vorgesehen ist, und einem konischen Abschnitt, der an beiden Endrändern des Hauptabschnitts angeordnet und unter einem gegebenen Winkel in bezug auf eine zur Drehachse des Luftreifens parallele Tangente an den Laufflächenstreifen geneigt ist, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine Vielzahl von schmalen Einschnitten (S) mit Zwischenabstand in Umfangsrichtung über den konischen Abschnitt (T₂) erstreckt, und daß das innere Ende der Einschnitte (S) zumindest an der Außenseite des Laufflächenstreifens (T) an einer Stelle (e) angeordnet ist, die nicht in den Hauptabschnitt (T₁) hineinreicht.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (S) mit einem Zwischenabstand (P) in Umfachsrichtung angeordnet sind, der zwischen 1 und 5# der Breite (W.) des Hauptabschnitts (T₁) des Laufflächenstreifens (T) beträgt.

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3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (d) des Einschnittes (S), radial zum Luftreifen und an der Verlängerungslinie (L,) durch die Böden der Hauptnuten (1) des Laufflächenstreifens (T) gemessen, das 1- bis 1,3fache der Tiefe (H) der Hauptnut (1) beträgt.
4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (S) zwischen zwei Linien (L*, L₁-) angeordnet ist, die vom inneren und äußeren Ende des konischen Abschnitts (T2) senkrecht auf die Drehachse des Luftreifens gefällt sind.
5. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Abschnitt (Tp) ^eine konische Fläche aufweist, deren Spitzenwinkel in bezug auf die Drehachse des Luftreifens zwischen 60 und 120* beträgt.
6. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (W₁) des konischen Abschnitts (T₂), parallel zur Drehachse des Luftreifens gemessen, zwischen 2 und 7$ der Breite (W. ) des Hauptabschnitts (T₁) beträgt.
7. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (S) eine Breite von 0,3 bis 1 mm hat.

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