DE3783349T2

DE3783349T2 - Radialer luftreifen fuer lkw.

Info

Publication number: DE3783349T2
Application number: DE8787309873T
Authority: DE
Inventors: Kuninobu Kadota; Hiroyuki Koseki; Kiyoshi Sato; Tatsuro Shimada
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2007-11-07
Also published as: EP0466285A2; DE3752326D1; CA1313115C; EP0466285A3; AU581576B2; EP0467490A3; DE3752326T2; EP0467490B1; AU8092087A; EP0273558A3; EP0467490A2; EP0273558B1; DE3783349D1; EP0273558A2; US4915151A

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Radialreifen, und insbesondere einen Hochleistungsradialreifen für Lastkraftwagen oder Busse, dessen Dauerhaftigkeit durch Vermeidung von Trennungen verbessert ist, die an Enden eines Gürtels zur Vertärkung der Lauffläche und an Enden von Karkassenlagen zur grundsätzlichen Verstärkung des Reifens auftreten.
Um die Dauerhaftigkeit der Wulstabschnitte pneumatischer Radialreifen zu verbessern, wurden Mittel zum Aufdrehen von Karkassenlagen und Materialien sowie Konstruktionen von Wulstschutzstreifen oder Versteifern als Verstärkungen allgemein untersucht. Jedoch sind bei allen vorgeschlagenen Lösungen die Anwendungen auf Reifen gewisser besonderer Größen beschränkt, obwohl sie relativ wirksam für Reifen bestimmter begrenzter Größen sind. Darüber hinaus haben vorgeschlagene Lösungen manchmal die Tendenz, die Reifenkosten zu erhöhen. Daher wurde eine befriedigende Lösung noch nicht gefunden.
Um geforderte Betriebseigenschaften von Reifen zu erhalten, wurden allgemein Karkassenkonfigurationen so bestimmt, dar sie sich bei Füllung mit Innendruck gleichförmig ausdehnen. Die Gleichgewichtskonfigurationskurve einer Karkassenlinie eines Reifens wurde auf diesem gewerblichen Gebiet benutzt, die auf der sogenannten "natürlichen Gleichgewichtstheorie" basiert, wobei angenommen wird, dar Karkassencords nicht dehnbar sind und Deformationen des Reifens durch Innendrücke nicht beeinflußt werden. Eine Karkasse eines solchen Reifens unterliegt in gleichförmiger Weise Zugkräften und infolgedessen sind seine Betriebseigenschaften gut. Jedoch ist ein solcher Reifen ein theoretischer Reifen, der tatsächlich nicht existieren könnte. Es wird in Betracht gezogen, dar ein tatsächlicher Reifen, der sich einem solchen theoretischen Reifen so weit als möglich annähert, dadurch erhalten werden kann, dar man den tatsächlichen Reifen so ausbildet, dar er sich gleichförmig aufbläst oder vor oder nach dem Aufblasen ähnlich ist. Ein tatsächlicher Reifen, der auf diese Weise erhalten wird, hat eine "natürliche Gleichgewichtsgestalt" einer Karkasse. Die nachstehend genannten, bisher offenbarten Veröffentlichungen benutzten Maßnahmen zur Kontrolle der Gestaltsveränderung von Reifen, wenn sie mit Innendruck gefüllt sind.
Wenn gemäß der US-Patentschrift No. US-A-4 155 392 ein Reifen mit Innendruck gefüllt ist, werden maximale Breitenabschnitte des Reifens radial einwärts verschoben, um die Zugbeanspruchungen zu reduzieren, die in Seitenwänden auftreten, wodurch die Lebensdauer des Reifens mit Bezug auf Fig. 3 von US-A-4 155 392 verbessert ist. In diesem Falle werden jedoch Teile der Lauffläche und Schultern ebenfalls axial und radial einwärts verschoben, um die Anfangsspannungen zu reduzieren, die auf einen Gürtel des Reifens einwirken, so dar Antriebseigenschaften des Reifens und die Dauerhaftigkeit an den Enden des Gürtels nachteilig beeinflußt werden.
Die US-Patentschrift No. US-A-4 481 994 offenbart Maßnahmen, die denen in US-A-4 155 392 ähnlich sind. In diesem Falle werden ebenfalls Abschnitte, die sich von den Enden eines Gürtels zu Schultern hin erstrecken, axial und radial einwärts mit Bezug auf den Reifen verschoben, wenn eine Füllung mit normalem Innendruck vorliegt. Als Ergebnis werden Anfangsspannungen des Gürtels klein, welche in nachteiliger Weise verschiedene Betriebseigenschaften des Reifens beeinflussen.
Darüber hinaus offenbart die US-Patentschrift No. US-A-4 513 802 eine Änderung der Reifenkonfiguration, um den Rollwiderstand des Reifens zu reduzieren. Da sich in diesem Falle jedoch radial äußere Abschnitte der Seitenwände nach auswärts ausdehnen, wenn eine Füllung mit normalem Innendruck vorliegt, sind die Ausdehnungsdeformationen in den Wulstabschnitten und im Laufflächenabschnitt ungenügend. Daher sind Beanspruchungsverteilungen in dem Reifen, die sich aus den Expansionsdeformationen ergeben, ungeeignet und es wird infolgedessen eine ausreichend Dauerhaftigkeit für Hochleistungsreifen nicht erreicht.
Aufmerksamkeit wird auch auf den bekannten Reifen gelenkt, wie in Fig. 8 der dieser Anmeldung beigefügten Zeichnungen dargestellt, der nachfolgend im einzelnen in der Anmeldung beschrieben wird, und der dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 entspricht.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen pneumatischen Hochleistungsreifen zu schaffen, dessen Dauerhaftigkeit an den Wulst- und Gürtelabschnitten in wirksamer Weise verbessert ist, ohne dabei andere Abschnitte des Reifens nachteilig zu beeinflussen.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einer Hinsicht einen Hochleistungsradialreifen mit wenigstens einer radialen Karkasse, die sich von einem Wulstabschnitt zum anderen Wulstabschnitt erstreckt und undehnbare Cords sowie einen außerhalb der radialen Karkasse zur Verstärkung der Lauffläche des Reifens angeordneten Gürtel umfapt, wobei der Reifen im Radialquerschnitt auf eine zugelassene Felge montiert, deren Breite nicht größer als die einer Modellfelge ist, und im unbelasteten Zustand während der Einfüllung eines Innendrucks von 5 bis 100 % eines normalen Innendrucks ein Außenprofil hat, das einen ersten Profilabschnitt umfaßt, der sich in einer Laufflächenzone von einem Ende der Lauffläche über ein Scheitelzentrum zum anderen Ende der Lauffläche radial nach außen ausdehnt, einen zweiten Profilabschnitt, der sich wenigstens in einem Teil der radial äußeren Zone einer Seitenwand von dem einen Ende der Lauffläche zu einer Position maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck axial in das Reifeninnere einsenkt, und einen dritten Profilabschnitt, der sich in einer radial inneren Zone der Seitenwand von der Position maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck zu einem Trennpunkt der Seitenwand von der Felge axial zur Reifenaußenseite hin ausdehnt, wodurch Beanspruchungen, die im Reifen während der Füllung mit dem normalen Innendruck auftreten, richtig verteilt werden, wobei der Reifen auf einer Felge mit einem an den Wulstabschnitten des Reifens angreifenden Wulstsitz montiert ist, und der Wulstsitz mit einem Winkel von 5 relativ zur Drehachse des Reifens geneigt ist, wobei das Karkassenprofil im Ra- dialquerschnitt des auf der Felge montierten und mit einem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllten Rei- fens im unbelasteten Zustand eine zusammengesetzte Kurve ist, die glatt durch Punkte B, A und D verläuft, von denen der Punkt A ein Berührungspunkt einer Karkassenlinie (C) des Karkassenprofils mit einer Tangente mm' in einer radialen Richtung zur Karkassenlinie an der Position maximaler Breite der Karkassenlinie ist, und die Punkte B und D Schnittpunkte der Karkassenlinie (C) und einer Senkrechten pp' zu einer Wulstbasislinie RL sind, wobei die Senkrecht pp' axial auswärts mit Abstand von der Äquatorebene (M) des Reifens in einer Entfernung (YB) angeordnet ist, die das 0,45 fache der Felgenbreite W ist, wobei diese Breite einer Entfernung zwischen Flanschen der Felge entspricht, und wobei das Karkassenprofil
(a) einen Punkt E umfaßt, der ein Berührungspunkt ist, an welchem die Tangente mm' die durch die Punkte B und D verlaufende Kurve N der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration der Karkasse berührt, und der Punkt E in einer Richtung radial einwärts vom Punkt A in einer Entfernung u von diesem Punkt A liegt;
(b) die Karkassenlinie (C) einwärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial inneren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung s im Abstand angeordnet ist; und
(c) die Karkassenlinie C auswärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial äußeren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung t im Abstand angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
i) 5 < 240/H x u < 35
ii) 5.0 < 240/H x s < 13.0
iii) 2.0 < 240/H x t < 10.0
wobei H die maximale Höhe der Karkassenlinie C über der Wulstbasislinie RL ist.
Die Erfindung vermittelt in einer anderen Hinsicht einen Hochleistungsradialreifen mit wenigstens einer radialen Karkasse, die sich von einem Wulstabschnitt zum anderen Wulstabschnitt erstreckt und undehnbare Cords sowie einen außerhalb der radialen Karkasse zur Verstärkung der Lauffläche des Reifens angeordneten Gürtel umfaßt, wobei der Reifen im Radialquerschnitt auf eine zugelassene Felge montiert, deren Breite nicht größer als die einer Modellfelge ist, und im unbelasteten Zustand während der Einfüllung eines Innendrucks von 5 bis 100 % eines normalen Innendrucks ein Außenprofil hat, das einen ersten Profilabschnitt umfaßt, der sich in einer Laufflächenzone von einem Ende der Lauffläche über ein Scheitelzentrum zum anderen Ende der Lauffläche radial nach außen ausdehnt, einen zweiten Profilabschnitt, der sich wenigstens in einem Teil der radial äußeren Zone einer Seitenwand von dem einen Ende der Lauffläche zu einer Position maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck axial in das Reifeninnere einsenkt, und einen dritten Profilabschnitt, der sich in einer radial inneren Zone der Seitenwand von der Position maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck zu einem Trennpunkt der Seitenwand von der Felge axial zur Reifenaußenseite hin ausdehnt, wodurch Beanspruchungen, die im Reifen während der Füllung mit dem normalen Innendruck auftreten, richtig verteilt werden, wobei der Reifen auf einer Felge mit einem an den Wulstabschnitten des Reifens angreifenden Wulstsitz montiert ist, und der Wulstsitz mit einem Winkel von 15º relativ zur Drehachse des Reifens geneigt ist, wobei das Karkassenprofil im Radialquerschnitt des auf der Felge montierten und mit einem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllten Reifens im unbelasteten Zustand eine zusammengesetzte Kurve ist, die glatt durch Punkte B, A, D verläuft, von denen der Punkt A ein Berührungspunkt einer Karkassenlinie C des Karkassenprofils mit einer Tangente mm' in einer radialen Richtung zur Karkassenlinie an der Position maximaler Breite der Karkassenlinie ist, und die Punkte B und D Schnittpunkte der Karkassenlinie C und einer Senkrechten pp' zu einer Wulstbasislinie RL sind, wobei die Senkrechte pp' axial auswärts mit Abstand von der Äquatorebene M des Reifens in einer Entfernung (YB) angeordnet ist, die das 0,45 fache der Felgenbreite W ist, wobei diese Breite einer Entfernung zwischen Flanschen der Felge entspricht, und wobei das Karkassenprofil
(a) einen Punkt E umfaßt, der ein Berührungspunkt ist, an welchem die Tangente mm' die durch die Punkte B und D verlaufende Kurve N der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration der Karkasse berührt, und der Punkt E in einer Richtung radial einwärts vom Punkt A in einer Entfernung u von diesem Punkt A liegt;
(b) die Karkassenlinie C einwärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial inneren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung s im Abstand angeordnet ist; und
(c) die Karkassenlinie C auswärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial äußeren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung t im Abstand angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
i) 5 < 210/H x u < 25
ii) 3.0 < 210/H x s < 9.0
iii) 1.0 < 210/H x t < 5.0
wobei H die maximale Höhe der Karkassenlinie C über der Wulstbasislinie RL ist.
Die Erfindung, durch welche eine nützliche Verbesserung im Hochleistungsradialreifen vollzogen wird, beruht auf der Entdeckung, daß Beanspruchungsverteilungen im Reifen erreicht werden können, die zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Reifens geeignet sind, und zwar durch entsprechende Messungen zur Kontrolle oder Einsteuerung der Veränderung in der Konfiguration des Reifens, wenn er mit Innendruck gefüllt ist.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen weiter beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Radialquerschnitt ist, der ein Viertel eines Hochleistungsradialreifens unter Verwendung einer 5º Flachbettfelge gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Radialquerschnitt ist, der ein Viertel eines Hochleistungsradialreifens unter Verwendung einer 15º Tiefbettfelge gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 3 und 4 Radialquerschnitte von Reifen der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration nach dem Stand der Technik unter Verwendung von 5º Flachbett- bzw. 15º Tiefbettfelgen darstellen;
Fig. 5 und 6 Radialquerschnitte zur Erläuterung der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration des Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 7 und 8 Radialquerschnitte von Reifen nach dem Stand der Technik in natürlicher Gleichgewichtskonfiguration sind;
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines Reifens ist, die der Erläuterung eines Vorteil des Reifens gemäß der Erfindung dient;
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Reifens ist zur Erläuterung eines anderen Vorteils des Reifens gemäß der Erfindung; und
Fig. 11 eine graphische Darstellung ist, die Reifenspannungen im Reifen gemäß der Erfindung und einem Reifen nach dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 1 und 2 stellen Hochleistungsradialreifen unterschiedlicher Größen gemäß der Erfindung dar. In jeder Figur zeigen ausgezogene Linien Karkassenverlaufslinien 1 und ein Reifenprofil 2, das hierdurch in einem Radialquerschnitt unter einem Normalzustand bestimmt ist, wenn der Reifen auf einer Felge montiert und mit einem Innendruck gefüllt ist, der 5 % des normalen Innendrucks beträgt. Ein Gürtel auf einer Karkasse zur Verstärkung einer Lauffläche ist in Laminierung in die Lauffläche des Reifens im wesentlichen über die gesamte Breite der Lauffläche hinweg im wesentlichen in der gleich Weise wie bei Reifen nach dem Stande der Technik eingebettet, obwohl der Gürtel nicht dargestellt ist, um eine Komplizierung, veranlaßt durch Deformationen des Reifens, zu vermeiden.
Der Normalzustand eines Reifens wird hier durch die Veränderung in der Konfiguration oder dem Zustand definiert, wenn der Reifen mit geringem Druck aus dem Grunde gefüllt ist, daß es für die vorliegende Erfindung erforderlich ist, Konfigurationen des Reifens under der Karkasse in irgendwelchen Radialquerschnitten zu halten, wenn der Reifen, der in einer Form ausgebildet und vulkanisiert ist, auf einer Modellfelge unter zugelassenen Felgen mit einem verengten Abstand zwischen Wülsten des Reifens oder einer Felge mit einer Breite montiert ist, die nicht größer als diejenige der Modellfelge ist.
Falls ein Reifen nur schwer auf eine Felge paßt oder ein Reifen aufgrund von Stapel oder Lagerbedingungen beträchtlich deformiert ist, wird der Innendruck, nachdem der Reifen mit normalem Innendruck gefüllt und für mehr als 24 Stunden so gehalten ist, der Innendruck auf 5 % des normalen Innendrucks entleert. Wenn Karkassendeformationen der Reifen infolge von Lagerbedingungen extrem sind, wird der Innendruck auf 5 % des normalen Innendrucks entspannt, nachdem besonders deformierte Formen durch Laufen über mehrere 10 km entfernt sind. Auf diese Weise wird eine präzise Normalgestalt des Reifens erhalten. Der Status des Reifens zu diesem Zeitpunkt an dem Konfigurationen des Reifens und der Karkasse gehalten werden, kann als Normalzustand benutzt werden.
In Fig. 1 und 2 zeigen ausgezogene Linien Karkassenverlaufslinien 1 und 2 wenn 5 % des normalen Innendrucks eingefüllt sind, und gebrochene Linien zeigen Karkassenverlaufslinien 1' und Reifenprofile 2', wenn auf normalen Innendruck aufgefüllt ist. Das charakteristische Merkmal der deformierten Reifenkonfiguration gemäp der Erfindung ist klar aus diesen ausgezogenen Linien 1 und 2 und gebrochenen Linien 1' und 2' ersichtlich. Dies wird deutlicher im Vergleich mit Fig. 3, die einen deformierten Zustand eines Vergleichsreifens zeigt, der gemäß dem Stande der Technik in der sogenannten "natürlichen Gleichgewichtskonfiguration" ausgebildet ist.
Gemäß der Erfindung tritt eine im wesentlichen gleichförmige Ausdehnung g radial nach auswärts vom Reifen auf einer Lauffläche 5 auf, und zwar von einem Ende 4 einer Bodenkompaktfläche über ein Laufflächenzentrum 3 zum anderen (nicht dargestellten) Ende der Bodenkontaktfläche, während eine Einsenkung d axial zur Innenseite des Reifens hin auftritt, und zwar über wenigstens einen Teil einer radial außen gelegenen Zone 7 einer Seitenwand vom Ende 4 der Bodenkontaktfläche zu einer Position 6 maximaler Reifenbreite nach Füllung mit dem normalen Innendruck. Darüber hinaus tritt eine Ausdehnung f axial zur Außenseite des Reifens hin auf, und zwar über eine radial innen gelegene Zone der Seitenwand von der Position 6 maximaler Reifenbreite zu einem Punkt 8, an dem die Seitenwand einen Felgenflansch verläßt, oder zu einem Trennpunkt der Seitenwand von dem Felgenflansch.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist ein Viertel eines Reifens dargestellt. Daher ist beispielsweise die Seitenwand als einfach erwähnt, obwohl ein Reifen zwei Seitenwände einschließt.
Es gibt die nach aupen gerichteten Ausdehnungen am Laufflächenabschnitt 5 und an der radial innen gelegenen Zone der Seitenwand und die nach einwärts gerichtete Einsenkung an der radial äuperen Zone 7 auf diese Weise, wenn der Reifen mit dem normalen Innendruck gemäß der Erfindung gefüllt ist. Die besondere Veränderung in der Konfiguration gemäß der Erfindung wird durch Anwendung der folgenden allgemei- nen Eigenschaften vollzogen:
(1) Der Reifen tendiert dazu, sich als Ganzes auszudehnen,
(2) die Karkassenkonfiguration hat das Bestreben, sich einer natürlichen Gleichgewichtskonfiguration anzunähern,
(3) wenn im wesentlichen undehnbare Cords für den Karkassencord verwendet werden, dehnt sich die Karkasse nicht sehr aus, und
(4) die Deformationen der Karkasse durch Einfüllen des Innendruckes werden als eine Kettenreaktion verursacht. Eine Deformation tritt nicht lediglich in einem Teil auf.
Auf diese Weise ist die Karkassenlinie des Reifens, der auf einer Felge montiert und mit dem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllt ist, im Laufflächenabschnitt 5 auf der Innenseite der Karkassenlinie oder der Gleichgewichtskonfigurationskurve des mit normalem Innendruck gefüllten Reifens gelegen. Die Karkassenlinie in der radial äußeren Zone 7 der Seitenwand hat eine größere Krümmung als diejenige der Karkassenlinie der Gleichgewichtskonfigurationskurve und ist auf der Außenseite der Karkassenlinie der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration des Reifens gelegen, wenn dieser mit dem normalen Innendruck gefüllt ist. Darüber hinaus liegt die Karkassenlinie von der radial inneren Zone 9 der Seitenwand zum Wulstabschnitt beträchtlich auf der Innenseite der Karkassenlinie der Gleichgewichtskonfigurationskurve des Reifens bei Füllung mit normalem Innendruck. Weiterhin werden im wesentlichen undehnbare Cords, beispielsweise Stahlcords und Cords aus aromatischem Polyamid für die Karkassenlagen benutzt, so daß bei Füllung mit dem normalen Innendruck die Karkassenlinie in der radial äußeren Zone der Seitenwand nach einwärts eingesenkt und im Zusammenhang damit im Scheitelabschnitt under der radial inneren Zone sehr nach außen hin ausgedehnt wird.
Falls beispielsweise die radial äußere Zone der Seitenwand der natürlichen Gleichgewichtskonfiguraticn ähnlich ist, wird die Karkasse in dieser Zone ausgedehnt oder im wesentlichen nicht deformiert, so dar die in der Scheitelzone erforderliche Ausdehnung und die grobe Ausdehnung in der radial inneren Zone der Seitenwand nicht erreicht werden könnte. Daher könnte die Beanspruchungsverteilung, die zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit erforderlich ist, nicht realisiert werden.
In der Praxis kann die besondere Veränderung in der Konfiguration leicht dadurch erhalten werden, dar man die Konfiguration der Karkasse gewährleistet, wenn der auf einer Felge montierte Reifen mit 5 % des normalen Innendrucks auf der Basis von Beschränkungen der vorliegenden Erfindung, wie nachstehend erklärt, gefüllt wird. Wenn Reifen mit einem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllt werden, werden die Karkassenkonfigurationen separat für Reifen des Schlauchtyps definiert, die auf 5º Flachbettfelgen montiert werden sollen, deren Wulstsitze, die an Wulstabschnitten der Reifen angreifen, Winkel von etwa 5º mit Drehachsen der Reifen einschließen, und für Reifen des schlauchlosen Typs, die auf 15º Tiefbettfelgen montiert werden müssen, deren Wulstsitz etwa Winkel von 15º mit den Drehachsen der Reifen einschließt, und zwar deswegen, weil die Längen der Flansche der Felgen der beiden Arten in radialen Richtungen verschieden sind, so dar Entfernungen von den Drehachsen der Reifen zu jeweiligen Bezugspunkten der Reifen verschieden sind.
Bei einem Hochleistungsradialreifen, der auf einer Felge mit einem Wulstsitz montiert ist, der seinerseits in einem Winkel von 5º, relativ zu einer Drehachse des Reifens geneigt ist, ist erfindungsgemäß ein Karkassenprofil in den Radialquerschnitten des auf die zugelassene Felge montierten und mit einem Innendruck von 5% des normalen Innendrucks gefüllten Reifens im unbelasteten Zustand eine zusammengesetzte Kurve, die glatt durch Punkte B, A und D verläuft, wobei der Punkt A ein Schnittpunkt einer Karkassenlinie C des Karkassenprofils mit einer Tangent mm' in einer radialen Richtung zur Karkassenlinie an einem Punkt maximaler Breite der Karkassenlinie ist und die Punkte B und C Schnittpunkte der Karkassenlinie C und einer Senkrechten pp' zu einer Wulstbasislinie RL sind, wobei die Senkrechte pp' axial auswärts in einem Abstand von einer Äquatorebene M des Reifens in einer Entfernung angeordnet ist, die das 0,45 fache einer Felgenbreite W ist, entsprechend einem Abstand zwischen Flanschen der Felge, und wobei das Karkassenprofil drei Beziehungen erfüllt, nämlich eine erste Beziehung 5 < 240/H x u < 35, wobei u die Entfernung vom Punkt A zu einem Punkt E ist, wobei der Punkt E ein Berührungspunkt ist, an dem die Tangente mm' eine Gleichgewichtskonfigurationskurve N berührt, welche durch die Punkte B und D verläuft, und H die maximale Höhe der Karkassenlinie C über der Wulstbasislinie RL ist, eine zweite Beziehung 5,0 < 240/H x s < 13,0, wobei s die maximale Entfernung der Karkassenlinie C ist, die im Abstand nach einwärts von der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial inneren Zone der Seitenwand angeordnet ist, und eine dritte Beziehung 2,0 < 240/H x t < 10,0, wobei t die maximale Entfernung der Karkassenlinie C ist, die von der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial äußeren Zone der Seitenwand nach auswärts angeordnet ist.
Bei einem Hochleistungsradialreifen, der auf einer Felge mit einem Wulstsitz angeordnet ist, der seinerseits in einem Winkel von 15º relativ zu einer Drehachse des Reifens geneigt ist, ist erfindungsgemäß ein Karkassenprofil in den radialen Querschnitten des auf die zugelassene Felge montierten und mit einem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllten Reifens im unbelasteten Zustand eine zusammengesetzte Kurve, die glatt durch Punkte B, A und D verläuft, wobei der Punkt A ein Berührungspunkt einer Karkassenlinie C des Karkassenprofils mit einer Tangente mm' in einer radialen Richtung zur Karkassenlinie an einem Punkt maximaler Breite der Karkassenlinie ist, und die Punkte B und C Schnittpunkte der Karkassenlinie C und einer Senkrechten pp' zu einer Wulstbasislinie RL sind, wobei die Senkrechte pp' im Abstand axial außerhalb einer Äquatorebene M des Reifens in einer Entfernung angeordnet ist, die das 0,45 fache einer Felgenbreite W ist, die einer Entfernung zwischen Flanschen der Felge entspricht, und wobei das Karkassenprofil drei Beziehungen erfüllt, nämlich eine erste Beziehung 5 < 210/H x u < 25, wobei u die Entfernung von dem Punkt A zu einem Punkt E ist, und der Punkt E ein Berührungspunkt ist, an dem die Tangente mm' eine Gleichgewichtskonfigurationskurve N berührt, welche durch die Punkte B und D verläuft, und H die maximale Höhe der Karkassenlinie C über der Wulstbasislinie RL ist, eine zweite Beziehung 3,0 < 210/H x s < 9,0, wobei s die maximale Entfernung der Karkassenlinie C ist, die im Abstand nach einwärts von der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial inneren Zone der Seitenwand angeordnet ist, und eine dritte Beziehung 1,0 < 210/h x t < 5,0, worin t die maximale Entfernung der Karkassenlinie C ist, die außerhalb von der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial äußeren Zone der Seitenwand angeordnet ist.
Die Gleichgewichtskonfigurationskurve N wird durch die folgende Gleichung angegeben, wobei der sogenannten "Gleichgewichtskonfigurationstheorie" gefolgt wird:
wobei Ψ ein Winkel ist, der von einer Tangente auf einer Profillinie einer Karkasse und einer Linie parallel zur Drehachse des Reifens gebildet wird, wobei die letztere Linie in einer Entfernung R von der Drehachse liegt.
RE ist eine Entfernung von der Drehachse zu einem Punkt E, an dem die Profillinie der Karkasse in einer Richtung der Drehachse die maximale Breite hat, und
RS ist eine Entfernung von der Drehachse zu einem Punkt S, an dem eine Tangente an eine Verlängerung der Gleichgewichtsprofillinie parallel zur Drehachse des Reifens wird.
Eine Gleichgewichtsprofillinie der Karkasse, welche durch den maximal auswärts gelegenen Punkt H der Karkasse, die Punkte B und D verläuft und die Tangente mm' (bestimmt durch den Standard oder dgl.) ist mit gebrochenen Linien in Fig. 4 als eine Bezugslinie dargestellt. In diesem Falle liegt der Punkt B in einer Entfernung von (0,15-0,30) x H von der Drehachse entfernt, und der Punkt D ist in einer Entfernung von (0,82-0,98) x H.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Karkassenprofile in ausgezogenen Linien in radialen Querschnitten und Gleichgewichtskonfigurationskurven von Karkassen in gebrochenen Linien, welche durch Punkte B und D verlaufen, sowie Tangenten der Karkassenlinien berühren, wenn Reifen der natürlichen Gleichgewichtskonfigurationen gemäß dem Stand der Technik, montiert auf Felgen, mit dem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllt sind, wobei es sich um Reifen mit Schlauch bzw. schlauchlose Reifen handelt. Die ausgezogenen und gebrochenen Linien fallen im wesentlichen miteinander zusammen und daher ist es klar, dap die Reifen nach dem Stand der Technik auf der Basis der Gleichgewichtskonfigurationskurven konstruiert sind.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, verläuft erfindungsgemäß bei einem Reifen unter Verwendung einer 5º Flachbettfelge eine Karkassenlinie auf der Außenseite der Linie N der Gleichgewichtskonfiguration in einer radial außen gelegenen Zone einer Seitenwand innerhalb eines Bereiches von 2,0 < 240/H x t < 10,0, worin t die maximale Abweichung von der Linie N der Gleichgewichtskonfiguration ist. In der radial außen gelegenen Zone der Seitenwand liegt darüber hinaus, um eine größere Krümmung zu erhalten, ein Punkt A maximaler Karkassenprofilbreite, wo eine Breite des Karkassenprofils in der Richtung der Drehachse des Reifens maximal ist, radial außerhalb eines Punktes E maximaler Karkassenprofilbreite der Gleichgewichtskonfiguration, und zwar um einen Abstand u zwischen den Punkten A und E innerhalb eines Bereiches von 5,0 < 240/h x u < 35. Auf diese Weise ist es möglich, die ausreichende, nach auswärts gerichtete Ausdehnung im Scheitelabschnitt und den radial inneren Zonen der Seitenwände sowie eine ausreichende, nach einwärts gerichtete Einsenkung in der radial äußeren Zone der Seitenwände gemäß der Erfindung zu realisieren, wenn der Reifen mit dem normalen Innendruck gefüllt ist. In der radial inneren Zone der Seitenwand liegt weiterhin die maximale Abweichung s des Karkassenprofils von der Linie N der Gleichgewichtskonfiguration innerhalb eines Bereiches von 5,0 < 240/H x s < 13,0 gemäß der Erfindung. Dieses Merkmal bringt eine Konfigurartion hervor, die bei Füllung mit dem normalen Innendruck bestrebt ist, sich der Gleichgewichtskonfiguration anzunähern, in Verbindung mit dem Merkmal der Karkassenlinie, die auf der Innenseite der Gleichgewichtskonfiguration verläuft, wodurch die Dauerhaftigkeit des Reifens sich verbessert.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, verläuft bei einem Reifen unter Verwendung einer 15º Tiefbettfelge gemäß der Erfindung eine Karkassenlinie außerhalb der Linie N der Gleichgewichtskonfiguration in einer radial äußeren Zone einer Seitenwand innerhalb eines Bereiches von 1,0 < 210/H x t < 5,0, worin t die maximale Abweichung von der Linie N der Gleichgewichtskonfiguration ist. In der radial äußeren Zone der Seitenwand liegt darüber hinaus, um eine größere Krümmung zu erhalten, ein Punkt A maximaler Karkassenprofilbreite radial auperhalb eines Punktes E maximaler Karkassenprofilweite der Gleichgewichtskonfiguration, und zwar um eine Entfernung u zwischen den Punkten A und E innerhalb eines Bereiches von 5,0 < 210/H x u < 25. Auf diese Weise ist es möglich, eine ausreichende, nach auswärts gerichtete Ausdehnung im Scheitelabschnitt und den radial inneren Zonen der Seitenwand zu realisieren, wenn eine Füllung mit normalem Innendruck vorliegt. In der radial inneren Zone der Seitenwand liegt darüber hinaus die maximale Abweichung s des Karkassenprofils von der Linie N der Gleichgewichtskonfiguration innerhalb eines Bereiches von 3,0 < 210/H x s < 9,0 gemäß der Erfindung. Dieses Merkmal bringt eine Konfiguration hervor, die das Bestreben hat, sich bei Füllung mit normalem Innendruck an die Gleichgewichtskonfiguration anzunähern, und zwar in Verbindung mit dem Merkmal, daß die Karkassenlinie auf der Innenseite der Gleichgewichtskonfiguration verläuft, wodurch die Dauerhaftigkeit des Reifens verbessert wird.
Mit Werten t, s und u kleiner als ihre Minimalwerte, könnte die ausreichende Veränderung in der Konfiguration nicht erreicht werden, wenn eine Füllung mit normalem Innendruck vorliegt, so daß die Dauerhaftigkeit nicht verbessert werden könnte. Wenn andererseits die Werte t, s und u größer als ihre Maximalwerte sind, wird eine Deformation bei Füllung mit normalem Innendruck übermäßig und erhöht die Scherbeanspruchungen an den Enden der Lagen, so dar die Dauerhaftigkeit des Reifens sich eher erniedrigt.
Im allgemeinen treten Fehler eines Reifens an den Enden von Karkassen- oder Wulstabschnitten auf.
Um die Fehler an den Enden der Karkassenlage zu eliminieren, werden angemessene Kompressionsbeanspruchungen an den Enden der Karkassenlage aufgebracht, um Fehler an den Enden der Karkassenlage zu vermeiden und so die Dauerhaftigkeit der Wulstabschnitte zu verbessern.
Wenn im einzelnen die Expansion f in der radial inneren Zone der Seitenwand durch Füllung mit dem normalen Innendruck axial nach außen gezwungen wird, wird die Nähe des Endes e der Karkassenlage innerhalb einer Zone von ± 10-20 mm radial einwärts wie auch auswärts ausgedehnt, wie mit gebrochenen Linien in Fig. 9 dargestellt, so dar die Anwendung der Kompressionskraft auf das Ende der Karkassenlage realisiert ist.
Um eine angemessene Kompressionskraft aufzubringen, ist es darüber hinaus vorzuziehen, daß ein Mittelpunkt eines Krümmungsradius der Karkassenlinie in der radial inneren Zone der Seitenwand auf der Innenseite des Reifens liegt oder die Karkassenlinie einer geraden Linie ähnlich ist.
Die Zugkraft in dem Gürtel wird durch Ausdehnung der Scheitelzone oder insbesondere des Teiles von einer Äquatoriallinie zu den Enden der maximalen Bodenkontaktbreite gesteigert, wenn eine Füllung mit dem Innendruck vorliegt.
Die Steigerung der Spannung des Gürtels trägt sehr zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit an den Enden des Gürtels bei, da Beanspruchungen, die zwischen den Gürtellagen bei Aufbringung einer Belastung auftreten, gemildert werden, um Abtrennungen an den Enden des Gürtels zu verhindern.
Mit anderen Worten, wenn, entsprechend Fig. 10, die eine Deformation eines Gürtels zeigt, die durch eine auf den Reifen aufgebrachte Belastung verursacht ist, eine auf den Gürtel aufgebrachte Anfangsspannung groß ist, ist ein Zentrum O des Kreises in einer ausgezogenen Linie von einem Zentrum O' des Zirkels in einer strichpunktierten Linie höher angeordnet, wenn eine auf den Gürtel aufgebrachte Anfangsspannung klein ist. Daher ist die Deformation des Gürtels in einer Deformationszone R auf der Bodenkontaktseite klein, so dar die Scherbeanspruchungen zwischen Gürtellagen, deren Cords in sich schneidenden Richtungen verlaufen, gemildert werden, wodurch die Dauerhaftigkeit an den Enden des Gürtels verbessert wird.
Die oben beschriebene Beanspruchungsverteilung wird insbesondere durch gekoppelte Deformationen erzielt, die verursacht werden, wenn der Reifen mit dem normalen Innendruck gefüllt ist, um die Verbesserung der Dauerhaftigkeit am Scheitelabschnitt und an den Wulstabschnitten zu erreichen.
Beispiele von Reifen gemäß der Erfindung und Vergleichsbei spiele von Reifen nach dem Stand der Technik werden im nachstehenden erläutert.

Beispiel 1 der Erfindung

Reifengröße : 10,000 R 20
Felgengröße : 7,50 V 20 (5º Flachbettfelge)
Normaler Innendruck : 7,25 kg/cm²
Äußerste Karkassenhöhe H : 240 mm
Wie sich aus Fig. 5 ergibt, ist die Höhe H eine Entfernung von der äußersten Stelle der Karkasse zu einer Wulstbasislinie oder Felgendurchmesserlinie (RL), die parallel zu einer Drehachse des Reifens ist und durch einen Punkt auf einem normalen Außendurchmesser der Felge verläuft. In diesem Falle entspricht der Punkt auf dem normalen Augendurchmesser der Felge einem Schnittpunkt zwischen einer Fläche der an der Felge anliegenden Wulstbasis des Reifens und einer Flanschfläche der Felge senkrecht zur Drehachse des Reifens.
Mit Bezug auf Fig. 5 wurden Reifen des Beispiels 1 der Erfindung für Lastwagen und Busse durch Versuch produziert, welche Werte von s = 10,0 mm, t = 7,8 mm und u = 23,9 mm hatten, und zwar mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C, bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL von 53,2 mm (0,22 x H) bzw. 226 mm (0,94 x H) lagen.
Weiterhin hatten diese Stahlgürtelreifen Werte von:
d = 1,3 mm, f = 6,7 mm, g = 1,9 mm, h = 26,5 mm, c = 75 mm und HE = 67,2 mm mit Bezug auf Fig. 1. In diesem Falle lagen s, t und u innerhalb der folgenden Bereiche:
s : innerhalb 5,0-13,0 von
t : innerhalb 2,0-10,0 von
u : innerhalb 5-35 von

Vergleichsbeispiel 1

Reifengröße : 10,00 R 20
Felgengröße : 7,50 V 20 (5º Flachbettfelge)
normaler Innendruck : 7,25 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 240 mm
Mit Bezug auf Fig. 7 wurden Reifen des Vergleichsbeispiels für Lastwagen und Busse zum Vergleich hergestellt. Diese Reifen hatten Wert von s=1,6 mm, t=0,3 mm und u=0,2 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C', bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von 49,0 mm (0,20 x H) bzw. 224,2 mm (0,91 x H). Diese Stahlgürtelreifen hatten die natürliche Gleichgewichtskonfiguration, welche die gleichförmig ausgedehnten Deformationen nach dem Stande der Technik zeigten, wenn sie mit normalem Innendruck, wie in Fig. 3 dargestellt, gefüllt waren. Wie am besten aus den nachstehenden Werten ersichtlich, weichen die Karkassenlinien beträchtlich von der Karkassenlinie C gemäß der Erfindung ab.

Beispiel 2 der Erfindung

Reifengröße : 7,50 R 16
Felgengröße : 600 GS 16 (5º Flachbettfelge)
normaler Innendruck : 7,0 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 178 mm
Mit Bezug auf Fig. 5 wurden Reifen des Beispiels 2 für Lastwagen und Busse im Wege des Versuchs erzeugt, die folgende Werte hatten: s = 4,6 mm, t = 2,8 mm und u = 8,5 mm, und zwar mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C, bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von 41,5 mm (0,23 x H) bzw. 166 mm (0,93 x H). Darüber hinaus hatten diese Stahlgürtelreifen Werte von d = 0,8 mm, f = 5,0 mm und c = 1,0 mm mit Bezug auf Fig. 1.

Vergleichsbeispiel 2

Reifengröße : 7,50 R 16
Felgengröße : 600 GS 16 (5º Flachbettfelge)
normaler Innendruck : 7,0 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 178 mm
mit Bezug auf Fig. 7 hatten Reifen des Vergleichsbeispiels 2 für Lastwagen und Busse Werte s = 1,2 mm, t = 0 mm und u = 0,5 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C', bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen: 40,2 mm (0,23 x H) bzw. 161,5 mm. Diese Reifen waren Stahlgürtelreifen der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration nach dem Stande der Technik, wenn sie mit normalem Innendruck (wie in Fig. 3 dargestellt), gefüllt waren.

Beispiel 3 der Erfindung

Reifengröße : 10,00 R 20
Felgengröße : 7,50 V 20 (5º Flachbettfelge)
normaler Innendruck : 7,25 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 241 mm
Stahlgürtelreifen für Lastwagen und Busse des Beispiels 3 der Erfindung wurden für Versuchszwecke hergestellt, die Werte hatten: s = 7,00 mm, t = 5,9 mm und u = 16,7 mm, und zwar mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C, bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen: 50 mm (0,21 x H) bzw. 229,7 mm (0,95 x H), vgl. Fig. 5. Die Reifen hatten mit Bezug auf Fig. 1 die weiteren Werte: d = 1,5 mm, f = 5,0 mm und e = 1,8 mm.

Vergleichsbeispiel 3

Reifengröße : 10,00 R 20
Felgengröße : 7,50 V 20 (5º Flachbettfelge)
normaler Innendruck : 7,25 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 240 mm
Reifen des Vergleichsbeispiels 3 wurden zu Vergleichszwecken erzeugt, bei denen es sich um Stahlgürtelreifen für Lastwagen und Busse handelte, mit der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration bei Füllung mit dem normalen Innendruck, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Reifen hatten Werte: s = 3,0 mm, t = 0,9 mm und u = 2,5 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C ', bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von: 48,7 mm (0,20 x H) bzw. 226,0 mm (0,94 x H), vgl. Fig. 7.
Spannungsverteilungen in Gürteln in Radialquerschnitten der Reifen des Beispiels 1 der Erfindung und des Vergleichsbeispiels 1 nach dem Stand der Technik wurden durch die Fertigelementmethode erhalten, deren Ergebnisse in Fig. 11 dargestellt sind. Die jeweiligen Reifen haben vier Gürtellagen in der Reihenfolge der ersten, zweiten, dritten und vierten Lage, ausgehend von der radial inneren zur radial äußeren Seite. Die Spannungsverteilung der zweiten und dritten Lagen sind in Fig. 11 dargestellt. In diesem Falle wurden die Spannungsverteilungen unter keiner Last analysiert, wenn die Reifen mit dem normalen Innendruck gefüllt waren.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist die Umfangsspannung im Reifen gemäß der Erfindung größer als diejenige des Reifens der Vergleichsbeispiele. Dies gilt auch in den Beziehungen zwischen den Beispielen 2 und 3 der Erfindung mit den Vergleichsbeispielen 2 und 3.
Vergleichsversuche wurden ausgeführt, um den Einfluß der Spannungssteigerung der Gürtel auf die Dauerhaftigkeit der Gürtelenden zu bestimmen, und zwar durch einen Schlupfwinkeltrommeltest, bei dem ein Reifen mit einem Schlupfwinkel relativ zu einer Trommel in Berührung war, wobei eine Lauffläche des Reifens durch die Trommel angetrieben wurde. Die Reifen wurden mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h mit einem Schlupfwinkel von 3º bei normalem Innendruck unter dem zweifachen der normalen Belastung angetrieben.
Als Versuchsergebnisse traten dann, wenn die Reifen der Beispiele 1, 2 und 3 der Erfindung 895 km, 802 km bzw. 840 km gelaufen waren, kleine Abtrennungen an den Gürtelenden auf. Andererseits traten Abtrennungen an den Gürtelenden auf, wenn die Reifen der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3 630 km, 625 km bzw. 592 km gelaufen waren.
Darüber hinaus wurden diese Reifen mit einer Trommeltestmaschine untersucht, um die Dauerhaftigkeit an Wulstabschnitten zu überprüfen.
Diese Reifen wurden bei 60 km/h mit dem normalen Innendruck unter dem Zweifachen der normalen Belastung angetrieben.
Als Ergebnis des Versuches traten, nachdem die Reifen des Beispiels 1 der Erfindung 20000 km gelaufen waren, keinerlei Fehler auf, jedoch zeigten sich kleine Ablösungen an den Enden der Lagen, wenn die Reifen der Beispiele 2 und 3 19800 km bzw. 19500 km gelaufen waren.
Abtrennungen oder Ablösungen traten dann auf, wenn die Reifen der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3 14500 km, 14550 km bzw. 15000 km gelaufen waren.

Beispiel 4 der Erfindung

Reifengröße : 11/70 R 22,5
Felgengröße : 8,25 x 22,5 (15º Tiefbettfelge)
normaler Innendruck : 8,0 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 166 mm
Stahlgürtelreifen für Lastkraftwagen und Busse des Beispiels 4 der Erfindung wurden zur Probe hergestellt, die Werte hatten von: s = 5,8 mm, t = 1,7 mm und u = 9,0 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C, bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen: 30,5 mm (0,18 x H) bzw. 157,2 mm (0,94 x H), vgl. Fig. 6. Weiterhin lagen mit Bezug auf Fig. 2 folgende Werte vor: d = 1,1 mm, f = 4,2 mm, g = 1,7 mm, h = 13,2 m, c = 41 mm und HE = 19 mm.
In diesem Falle lagen s, t und u innerhalb der folgenden Bereiche:
s : innerhalb 3,0-9,0 von
t : innerhalb 1,0-5,0 von
u : innerhalb 5-25 von

Vergleichsbeispiel 4

Reifengröße : 11/70 R 22,5
Felgengröße : 8,25 x 22,5 (15º Tiefbettfelge)
normaler Innendruck : 8,0 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 166 mm
Reifen des Vergleichsbeispiels 4 wurden für einen Vergleich hergestellt. Es handelte sich um Stahlgürtelreifen für Lastkraftwagen und Busse mit der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration bei Füllung mit dem normalen Innendruck, wie in Fig. 4 dargestellt, und mit Werten: s = 1,2 mm, t = 0,5 mm und u = 1,0 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C', bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von: 30,5 mm (0,18 x H) bzw. 157,2 mm (0,94 x H), vgl. Fig. 8.
In diesem Falle wichen die Karkassenlinien beträchtlich von der Karkassenlinie C gemäß der Erfindung ab.

Beispiel 5 der Erfindung

Reifengröße : 285/75 R 24,5
Felgengröße : 8,25 x 24,5
Normaler Innendruck : 7,7 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 183 mm
Stahlgürtenreifen für Lastwagen und Busse des Beispiels 5 der Erfindung wurden für Versuchszwecke hergestellt, welche Werte hatten: s = 5,0 mm, t = 2,5 mm und u = 9,0 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C, bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von: 38,8 mm (0,21 x H) bzw. 172,5 mm (0,95 x H), und zwar mit Bezug auf Fig. 6. Die Reifen hatten weiterhin Werte: d = 2,5 mm, f = 7,3 mm und g = 1,8 mm, vgl. Fig. 2.

Vergleichsbeispiel 5

Reifengröße : 285/75 R 24,5
Felgengröße : 8,25 x 24,5 (15º Tiefbettfelge)
normaler Innendruck : 7,7 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 183 mm
Reifen des Vergleichsbeispiels 5 wurden für einen Vergleich hergestellt, wobei es sich um Stahlgürtelreifen für Lastkraftfahrzeuge und Busse handelte, die bei Füllung mit dem normalen Innendruck, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, die natürliche Gleichgewichtskonfiguration hatten und weiterhin Werte aufwiesen: s = 1,5 mm, t = 0 mm und u = 0 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C', be- stimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von: 39,0 mm (0,21 x H) bzw. 172,2 mm (0,94 x H), und zwar mit Bezug auf Fig. 8.

Beispiel 6 der Erfindung

Reifengröße : 11 R 22,5
Felgengröße : 8,25 x 22,5 (15º Tiefbettfelge)
normaler Innendruck : 7,0 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 210 mm
Stahlgürtelreifen für Lastkraftwagen und Busse des Beispiels 6 der Erfindung wurden für Versuchszwecke hergestellt und hatten Werte von: s = 7,00 mm, t = 3,5 mm und u = 12,5 mm, und zwar mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C, bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von: 40,5 mm (0,19 x H) bzw. 190 mm (0,90 x H), vgl. Fig. 6. Weiterhin hatten diese Reifen mit Bezug auf Fig. 2 folgende Werte: d = 1,2 mm, f = 7,5 mm und g = 1,8 mm.

Beispiel 6

Reifengröße : 11 R 22,5
Felgengröpe : 8,25 x 22,5 (15º Tiefbettfelge)
normaler Innendruck : 7,0 kg/cm²
äußerste Karkassenhöhe H : 210 mm
Reifen des Vergleichsbeispiels 6 wurden für einen Vergleich hergestellt, wobei es sich um Stahlgürtelreifen für Lastwagen und Busse mit der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration bei Füllung mit dem normalen Innendruck, wie in Fig. 4 dargestellt, handelte. Die Reifen hatten Werte: s = 0,8 mm, t = 0,5 mm und u = 1,8 mm mit Bezug auf ihre Karkassenlinie C', bestimmt durch die Punkte B und D, die in Entfernungen von der Linie RL lagen von: 40,5 mm (0,19 x H) bzw. 190,0 mm (0,90 x H), vgl. Fig. 8.
Vergleichsteste wurden ausgeführt, um den Einfluß des Spannungsanstiegs der Gürtel auf die Dauerhaftigkeit der Gürtelenden zu untersuchen, und zwar durch die oben beschriebenen Schlupfwinkeltrommeltests.
Die Reifen wurden mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h mit einem Schlupfwinkel von 3º mit dem normalen Innendruck unter der doppelten normalen Belastung angetrieben.
Als Ergebnisse des Tests zeigten sich dann, wenn die Reifen der Beispiele 4, 5 und 6 der Erfindung 806 km, 818 km bzw. 828 km gelaufen waren, kleine Ablösungen an den Enden der Lagen. Andererseits traten Abtrennungen an den Gürtelenden auf, wenn die Reifen der Vergleichsbeispiele 4, 5 und 6 605 km, 640 km bzw. 603 km gelaufen waren.
Darüber hinaus wurden diese Reifen mit der Trommeltestmaschine getestet, um die Dauerhaftigkeit an den Wulstabschnitten zu überprüfen.
Diese Reifen wurden mit 60 km/h bei normalem Innendruck unter der zweifachen normalen Belastung angetrieben.
Als Versuchsergebnisse traten an den Enden der Lagen geringfügige Ablösungen auf, wenn die Reifen der Beispiele 4, 5 und 6 19050 km, 19300 km bzw. 19750 km gelaufen waren.
Ablösungen zeigten sich, wenn die Reifen der Vergleichsbeispiele 4, 5 und 6 14500 km, 15700 km bzw. 16400 km gelaufen waren.
Wie aus den obigen Erläuterungen ersichtlich ist, hat der Hochleistungsradialreifen gemäß der Erfindung eine beträchtlich verbesserte Haltbarkeit an den Wulstabschnitten und den Gürtelenden.

Claims

1. Ein Hochleistungsradialreifen mit wenigstens einer radialen Karkasse, die sich von einem Wulstabschnitt zum anderen Wulstabschnitt erstreckt und undehnbare Cords sowie einen außerhalb der radialen Karkasse zur Verstärkung der Lauffläche des Reifens angeordneten Gürtel umfaßt, wobei der Reifen im Radialquerschnitt auf eine zugelassene Felge montiert, deren Breite nicht größer als die einer Modellfelge ist, im unbelasteten Zustand während der Einfüllung eines Innendrucks von 5 bis 100 % eines normalen Innendrucks ein Außenprofil hat, das einen ersten Profilabschnitt (5) umfaßt, der sich in einer Laufflächenzone von einem Ende (4) der Lauffläche über ein Scheitelzentrum (3) zum anderen Ende der Lauffläche radial nach außen ausdehnt, einen zweiten Profilabschnitt (7), der sich wenigstens in einem Teil der radial äußeren Zone einer Seitenwand von dem einen Ende (4) der Lauffläche zu einer Position (6) maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck axial in das Reifeninnere einsenkt, und einen dritten Profilabschnitt (9), der sich in einer radial inneren Zone der Seitenwand von der Position (6) maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck zu einem Trennpunkt (8) der Seitenwand von der Felge axial zur Reifenaußenseite hin ausdehnt, wodurch Beanspruchungen, die im Reifen während der Füllung mit dem normalen Innendruck auftreten, richtig verteilt werden, wobei der Reifen auf einer Felge mit einem an den Wulstabschnitten des Reifens angreifenden Wulstsitz montiert ist, und der Wulstsitz mit einem Winkel von 5º relativ zur Drehachse des Reifens geneigt ist, wobei das Karkassenprofil im Radialquerschnitt des auf der Felge montierten und mit einem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllten Reifens im unbelasteten Zustand eine zusammengesetzte Kurve ist, die glatt durch Punkte B, A und D verläuft, von denen der Punkt A ein Berührungspunkt einer Karkassenlinie (C) des Karkassenprofils mit einer Tangente mm' in einer radialen Richtung zur Karkassenlinie an der Position (6) maximaler Breite der Karkassenlinie ist, und die Punkte B und D Schnittpunkte der Karkassenlinie (C) und einer Senkrechten pp' zu einer Wulstbasislinie RL sind, wobei die Senkrecht pp' axial auswärts mit Abstand von der Äquatorebene (M) des Reifens in einer Entfernung (YB) angeordnet ist, die das 0,45 fache der Felgenbreite W ist, wobei diese Breite einer Entfernung zwischen Flanschen der Felge entspricht, und wobei das Karkassenprofil

(a) einen Punkt E umfaßt, der ein Berührungspunkt ist, an welchem die Tangente mm' die durch die Punkte B und D verlaufende Kurve N der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration der Karkasse berührt, und der Punkt E in einer Richtung radial einwärts vom Punkt A in einer Entfernung u von diesem Punkt A liegt;

(b) die Karkassenlinie (C) einwärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial inneren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung s im Abstand angeordnet ist; und

(c) die Karkassenlinie C auswärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial äußeren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung t im Abstand angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

i) 5 < 240/H x u < 35

ii) 5.0 < 240/H x s < 13.0

iii) 2.0 < 240/H x t < 10.0

wobei H die maximale Höhe der Karkassenlinie C über der Wulstbasislinie RL ist.

2. Ein Hochleistungsradialreifen mit wenigstens einer radialen Karkasse, die sich von einem Wulstabschnitt zum anderen Wulstabschnitt erstreckt und undehnbare Cords sowie einen außerhalb der radialen Karkasse zur Verstärkung der Lauffläche des Reifens angeordneten Gürtel umfaßt, wobei der Reifen im Radialquerschnitt auf eine zugelassene Felge montiert, deren Breite nicht größer als die einer Modellfelge ist, im unbelasteten Zustand während der Einfüllung eines Innendrucks von 5 bis 100 % eines normalen Innendrucks ein Außenprofil hat, das einen ersten Profilabschnitt (5) umfaßt, der sich in einer Laufflächenzone von einem Ende (4) der Lauffläche über ein Scheitelzentrum (3) zum anderen Ende der Lauffläche radial nach außen ausdehnt, einen zweiten Profilabschnitt (7), der sich wenigstens in einem Teil der radial äußeren Zone einer Seitenwand von dem einen Ende (4) der Lauffläche zu einer Position (6) maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck axial in das Reifeninnere einsenkt, und einen dritten Profilabschnitt (9), der sich in einer radial inneren Zone der Seitenwand von der Position (6) maximaler Reifenbreite bei Füllung mit dem normalen Innendruck zu einem Trennpunkt (8) der Seitenwand von der Felge axial zur Reifenaußenseite hin ausdehnt, wodurch Beanspruchungen, die im Reifen während der Füllung mit dem normalen Innendruck auftreten, richtig verteilt werden, wobei der Reifen auf einer Felge mit einem an den Wulstabschnitten des Reifens angreifenden Wulstsitz montiert ist, und der Wulstsitz mit einem Winkel von 15º relativ zur Drehachse des Reifens geneigt ist, wobei das Karkassenprofil im Radialquerschnitt des auf der Felge montierten und mit einem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllten Reifens im unbelasteten Zustand eine zusammengesetzte Kurve ist, die glatt durch Punkte B, A, D verläuft, von denen der Punkt A ein Berührungspunkt einer Karkassenlinie C des Karkassenprofils mit einer Tangente mm' in einer radialen Richtung zur Karkassenlinie an der Position (6) maximaler Breite der Karkassenlinie ist, und die Punkte B und D Schnittpunkte der Karkassenlinie C und einer Senkrechten pp' zu einer Wulstbasislinie RL sind, wobei die Senkrechte pp' axial auswärts mit Abstand von der Äquatorebene M des Reifens in einer Entfernung (YB) angeordnet ist, die das 0,45 fache der Felgenbreite W ist, wobei diese Breite einer Entfernung zwischen Flanschen der Felge entspricht, und wobei das Karkassenprofil

(b) die Karkassenlinie C einwärts der Gleichgewichtskonfigurationskurve N in der radial inneren Zone der Seitenwand um eine maximale Entfernung s im Abstand angeordnet ist; und

dadurch gekennzeichnet, daß

i) 5 < 210/H x u < 25

ii) 3.0 < 210/H x s < 9.0

iii) 1.0 < 210/H x t < 5.0

3. Ein Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dar eine radial auswärts erstreckte Entfernung (g) in der Laufflächenzone des Reifens während Füllung des Innendrucks von 5 bis 100 % des normalen Innendrucks 0,5 - 4,0 mm ist.

4. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung über die gesamte Lauffläche dazu dient, eine Spannung in axialen Enden des Gürtels zu steigern der eine maximale Breite unter Lagen bildenden Gürteln hat.

5. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial einwärts eingesenkte Entfernung d in der radial äußeren Zone der Seitenwand 0.5 - 4 mm ist.

6. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dar eine axial auswärts ausgedehnte Entfernung f in der radial inneren Zone der Seitenwand 3-12 mm ist.

7. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkassenkonfiguration in der radial inneren Zone der Seitenwand zwischen einem unteren Ende n einer Senkrechten von der Position maximaler Reifenbreite zur Karkassenlinie und einem unteren Ende n' einer Senkrechten von einem Trennpunkt einer Reifenfläche von einem Flansch der Felge zur Karkassenlinie entweder eine gerade Linie oder eine gekrümmte Linie ist mit einem Krümmungsmittelpunkt auf der Innenseite des Reifens, wenn dieser mit 5 % des normalen Innendrucks gefüllt ist.

8. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dar die Entfernung HE des Endes der Karkassenlage 10 - 35 % der maximalen Reifenhöhe SH über der Wulstbasislinie ist, wenn der Reifen mit dem normalen Innendruck gefüllt ist.

9. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dar die Karkassenlinie des auf der Felge montierten und mit dem Innendruck von 5 % des normalen Innendrucks gefüllten Reifens in dem Laufflächenabschnitt auf der Innenseite der Karkassenlinie der Gleichgewichtskonfiguration liegt, und die Karkassenlinie in der radial äußeren Zone der Seitenwand eine größere Krümmung als diejenige der Karkassenlinie der natürlichen Gleichgewichtskonfiguration hat und auf der Außenseite der Karkassenlinie der Gleichgewichtskonfiguration liegt, und dar die Karkassenlinie von der radial inneren Zone der Seitenwand zum Wulstabschnitt beträchtlich auf der Innenseite der Karkassenlinie der Gleichgewichtskonfiguration gelegen ist.