DE3782655T2

DE3782655T2 - Valukanisierungsform fuer luftreifen.

Info

Publication number: DE3782655T2
Application number: DE19873782655
Authority: DE
Inventors: Munenori Iuchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2007-09-05
Also published as: EP0305617A1; DE3782655D1; EP0305617B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Reifenvulkanisierungsform zum Erzeugen von Rippenmusterreifen, wie beispielsweise einem Lastwagen- oder Busreifen, mit einer Stahlgürtelverstärkung, und bezweckt die Reduktion einer ungleichmäßige Abnützung. Eine Form gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist gezeigt in Fig. 3 (a).
In der letzten Zeit sind für Lastwägen und Busse Radialreifen mit einer starken Laufflächenverstärkung, insbesondere mit einer Stahl-Cord-Gürtellage, wegen ihrer guten Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung und Durchbohrungen oft benutzt worden. Für solche Reifen werden, insbesondere für gut erhaltene Straßen, rippenartige Laufflächenmuster verwendet, um die innere Temperaturerzeugung zu minimieren.
Bei solchen Reifenmustern ist es jedoch voraussehbar, daß eine ungleichmäßige Abnutzung entlang der Kanten der Rippen auftritt. Um diese ungleichmäßige Abnützung zu reduzieren, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, wobei ein letzter Vorschlag war, die Winkel der Seiten der Rippen in bezug auf die Normalrichtung des Laufflächenprofils und in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens zu verkleinern.
In herkömmlichen Reifenvulkanisierformen für diese Reifen mit kleinen Winkeln der Seiten der Rippen, wie oben genannt beschrieben, weisen die die Rippe bildenden Flächen A - wie gezeigt in Fig. 3 (a) - eine Krümmung des gleichen Radiuses auf, wie diejenige Krümmung der virtuellen Kurve K, welche dem Laufflächenprofil entspricht. Folgendermaßen besitzt die Lauffläche des fertig geformten Reifens, wenn der Reifen auf seinen bestimmten Druck aufgeblasen ist, den gleichen einen Radius, wie denjenigen der Form, aber die Lauffläche zeigt nicht den einen Krümmungsradius, sondern die Ausformung, welche übertriebenermaßen in Fig. 3 (b) gezeigt ist; das heißt, wenn der Reifen aufgeblasen ist, wird die äußere Oberfläche der Rippen B durch die Erzeugung einer Dehnspannung an den Kanten C der Rippen gekrümmt und die Kanten C stehen radial auswärts über das erwartete Laufflächenprofil K1 vor.
Konsequenterweise wird die Abnützung an den Kanten C der Rippen beschleunigt, und die Laufflächenabnützung ist ungleichmäßig.
Die FR-A-23 12 385 beschreibt einen Reifen mit Rippenoberflächen, welche einen kleineren Krümmungsradius R aufweisen, als der Radius der virtuellen Kurve der Laufflächenoberfläche.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reifenvulkanisierungsform zu schaffen, welche die ungleichmäßige Abnützung von Rippenmusterreifen durch das Schaffen der Korrekturkrümmung der Rippenoberfläche vermindert, wenn der Reifen nach dem Formen aufgeblasen wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.
Gemäß der Erfindung wird eine Reifenvulkanisierungsform für einen Reifen geschaffen, umfassend eine Lauffläche mit einem gekrümmten Laufflächenprofil von 450 bis 700 mm Radius, einem Muster von sich umfangsmäßig erstreckenden Zick-Zack- Rippen und einer stahllagenverstärkten Gürtellage, die gebildet wird von einem die Lauffläche bildenden Hohlraum, welcher sich umfangsmäßig erstreckende Zick-Zack-Nuten umfaßt, mit Nutenseitenwänden unter einem Winkel kleiner als 20º zur Normalen auf die virtuellen Kurve, welche die Oberflächenkrümmung der Gesamtlauffläche bildet, und wobei die Zick- Zack-Winkel kleiner sind als 20º zur Umfangsrichtung, gekennzeichnet durch die Nuten, welche die Rippenoberfläche erzeugende Flächen aufweisen, die einen Krümmungsradius besitzen, der im Bereich von 50 bis 80% des Radiuses der virtuellen Kurve liegt. Dadurch variiert der Radius R quer über den Reifen, so daß der Radius Rr für die äußeren Rippen größer ist als der Radius R der inneren Rippen.
Weiter sind die Rippen vorzugsweise von gleicher Breite.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beispielsweise in Verbindung mit den beigefügten Schemazeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 (a) eine Querschnittsansicht der Form gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 2 (a) eine Teilschnittansicht der Form der Fig. 1 ist,
Fig. 2 (b) eine teilweise Seitenansicht der Lauffläche eines Reifens ist, der durch die obengenannte Form gebildet und auf Maximaldruck aufgeblasen ist,
Fig. 3 (a) eine teilweise Seitenansicht einer herkömmlichen Form ist,
Fig. 3 (b) eine teilweise Seitenansicht einer Lauffläche eines Reifens ist, der durch die obengenannte herkömmliche Form von Fig. 3 gebildet ist, wobei übertriebenermaßen die Deformation der Rippen gezeigt ist, wenn der Reifen auf Maximaldruck aufgeblasen ist, und
Fig. 4 eine Seitenansicht ist, die eine ungleichmäßige Abnützung an den Laufflächenrippenkanten zeigt.
Die Form 1 der Fig. 1 (a) und 1 (b) ist für einen Lastwagenreifen mit fünf kontinuierlichen Zick-Zack-Rippen. Die Form weist sich in Umfangsrichtung erstreckende Nuten L1, L2, L3, L4 und L5 auf, um fünf sich in Umfangsrichtung erstreckende Rippen in der Reifenlauffläche zu bilden, welche durch vier Leisten G1 bis G4 gebildet werden. In diesem Fall sind die Rippen von gleicher Breite.
Die Seitenwände der Nuten weisen einen Winkel α zur Normalrichtung der virtuellen Kurve K, welche die Gesamtlaufflächenquerschnittskrümmung bildet, von nicht mehr als 20º und einen Winkel β zur Umfangsrichtung des Reifens von nicht mehr als 20º auf (siehe Fig. 1 (b)).
Jede Nut ist an ihrer Basis mit einer die Rippenoberfläche bildenden Fläche versehen, um die radial äußere Oberfläche ihrer zugeordneten Rippe im fertiggestellten Reifen zu bilden. Jede Rippenoberfläche hat - wie gezeigt in Fig. 2 (a) - einen Radius Rri (i = 1, 2, 3, . . ) im Bereich von 50 bis 80% des Radiuses der virtuellen Kurve K.
Die Breite RW der Nuten und die Breite der Leisten Gi (i = 1, 2, 3, . . . ) sind im Bereich von 15 bis 30 mm bzw. 10 bis 15 mm.
Die dem Laufflächenprofil entsprechende virtuelle Kurve K hat einen Radius R im Bereich von 450 bis 750 mm.
Somit erzeugt die Form der Erfindung einen Reifen mit einem Gesamtquerschnittslaufflächenkrümmungsradius R; jedoch weist die äußere Oberfläche einer jeden Rippe einen kleineren Krümmungsradius Rri auf.
Der kleinere Krümmungsradius ist gemäß den Winkeln α und β und den Änderungen auf das Aufgeblasensein des Reifens bei seinem Betriebsdruck gewählt.
Zum Beispiel im Fall wo α = 0º und β = 0º, wenn der Reifen aufgeblasen ist und die Dehnungskraft auf die Rippen am größten wird. Die Rippen unterliegen am meisten einem Deformieren. Jedoch sogar in diesem Zustand wird durch festlegen des Radiuses Rri auf ungefähr 50º des Radiuses R der Radius R'ri nahezu gleich dem Radius R' der Lauffläche bei aufgeblasenem Zustand.
Im Fall α = 200 und β = 20º, d. h. in einem Zustand wo die Rippen am härtesten zu deformieren sind, wird der Radius R'ri, wenn der Reifen aufgeblasen ist, durch festlegen des Radiuses Rri auf ungefähr 80% des Radiuses R nahezu gleich dem Radius R'.
Wenn Rri/R größer als 0,8 gewählt ist, wird der Radius R'ri größer als der Radius R' (R'ri > R') und die Dehnungsspannung an beiden Enden einer jeden Rippe wird größer. Folglichermaßen wird einer ungleichmäßigen Abnutzung einmal mehr unvorteilhafterweise Vorschub geleistet.
Wenn Rri/R kleiner als 0,5 gewählt ist, wird der Radius R'ri unerwünscht kleiner als der Radius R'.
Insbesondere, wenn die beiden Winkel α und β kleiner als 20º sind, wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung am bedeutendsten.
Die Radien Rri variieren quer über den Reifen, so daß Rr1 > Rr2 > Rr3 < Rr4 < Rr5 und der Radius für die inneren Rippen kleiner ist.
Die obengenannten Fakten wurden durch Experimente bewiesen, um den Wert der Erfindung zu zeigen, und die Werte von Rr/R wurden dann festgesetzt, wobei viele Faktoren in Betracht gezogen wurden, wie beispielsweise die Winkel α und β der Seiten der Rippen, der Radius R der Form, die Tiefe der Laufflächennut, d. h. die Höhe H der Leisten G, und der Querschnitt.
Um die Vorteile der Erfindung zu beweisen wurden Testreifen 1, 2, 3 und 4 hergestellt, wobei Formen von identischer Konstruktion - ausgenommen der Radien Rr - benutzt wurden. Die Reifengröße war 10.00R 20. Die Breite Rw der Nuten betrug 22 mm und die Breite t und die Höhe H der Leisten G betrug 12 mm bzw. 15 mm.
Die Reifen 1 und 2 wurden hergestellt, indem Formen gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wurden. Reifen 3 wurde hergestellt durch Benutzen einer Form mit Rr/R = 1,0. Der Reifen 4 wurde hergestellt durch Benützen einer Form mit Rr/R = 0,4.
Die Radien R' und R'r wurden gemessen, als die Reifen auf Maximaldruck aufgeblasen waren, welcher bestimmt ist durch den JIS (Japanischen Industrie Standard).
Weiter wurde der Betrag t' der ungleichen Abnützung gemessen, der wie in Fig. 4 gezeigt nach einem 50.000 km Lauf auftrat. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 1 gezeigt, wobei das Maß der ungleichmäßigen Abnützung durch einen Index angezeigt ist, der auf der Annahme basiert, daß die Quantität der ungleichmäßigen Abnützung der Reifens l 100 war. Tabelle 1 Erfindung Reifen Form Winkel Radius Verhältnis Ungleichmäßige Abnutzung je größer die Werte, desto größer die Abnutzung Kontroll-Reifen ungleichmäßige Abnutzung je größer die Werte, desto größer die Abnutzung
Wie erwähnt ist die Reifenvulkanisierungsform gemäß der Erfindung für Reifen vorgesehen, bei denen die Lauffläche mit Rippen versehen ist, die Winkel der Seiten der Rippen zur Normalrichtung des Laufflächenprofils und zur Umfangsrichtung des Reifens klein sind und der Krümmungsradius der die Rippenoberfläche erzeugenden Flächen kleiner ist als der Krümmungsradius der virtuellen Kurve. Dementsprechend wird wenn der Reifen aufgeblasen ist, eine Laufflächenoberfläche mit nahezu einer einzigen Krümmung erhalten, und eine ungleichmäßige Abnutzung wird wirksam reduziert.

Claims

1. Reifenvulkanisierungsform für einen Luftreifen mit einem gekrümmten Laufflächenprofil von 450 bis 700 mm Radius, einem Muster von sich umfangsmäßig erstreckenden Zickzack-Rippen und einer stahllagenverstärkten Gürtellage, wobei die Form gebildet wird von einem die Lauffläche bildenden Hohlraum, welcher sich umfangsmäßig erstreckende Zick-Zack-Nuten (L1 bis L5) aufweist, die Nutenseitenwände unter einem Winkel α < 20º zur Normalen auf die virtuelle Kurve K haben, welche die Querschnittskrümmung der Gesamt-Laufflächenoberfläche bildet, und sich umfangsmäßig unter Winkeln β < 200 zur Umfangsrichtung der Form erstrecken, gekennzeichnet durch die Nuten (L1 bis L5) mit eine Rippenoberfläche ausbildenden Flächen, welche einen Krümmungsradius Rr aufweisen, welcher innerhalb eines Bereiches von 50 bis 80% des Radiuses R der virtuellen Kurve K ist, und wobei die Radien Rri der die Rippenoberfläche bildenden Flächen für die axial äußeren Nuten größer als sind als für die axial inneren Nuten, so daß Rr1 > Rr2 > Rr3 < Rr4 < Rr5.

2. Eine Reifenform nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Radius Rr, weicher im Bereich von 50 bis 60% des Radiuses R liegt, und die Winkel α und β, die im Bereich von 0 bis 5 Grad liegen.

3. Reifenform nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Radius Rr, welcher im Bereich von 70 bis 80% des Radiuses R liegt, und die Winkel α und β, welche im Bereich von 15 bis 20 Grad sind.

4. Radialreifen mit einer stahlverstärkten Gürtellage und einem Laufflächenmuster, umfassend sich umfangsmäßig erstreckende Zick-Zack-Rippen, welche in einer Form gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 geformt sind, so daß die Laufflächenrippen Nutenseitenwände unter einem Winkel α < 20º zur Normalen auf die virtuellen Krümmung K und Winkel β < 20 zur Umfangsrichtung aufweisen, gekennzeichnet durch die bodenkontaktierenden Rippenoberflächen mit einem Krümmungsradius Rr, der im sich im Bereich von 50 bis 80% des Radius R der virtuellen Kurve K des Gesamt-Laufflächenquerschnittsradiuses befindet.