DE3850352T3 - Luftreifen mit radialer Karkasse mit einer Krümmung in umgekehrter Richtung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Radialluftreifen mit einer Karkassenlage, die eine umgekehrte Krümmung aufweist, d. h. eine Krümmung, die in radialer Richtung und zentriert um die radiale Ebene des Reifens nach innen konvex oder nach außen konkav ist. Die umgekehrte Krümmung kommt zwischen zwei Wendepunkten in der Karkassenlage oder -lagen vor, die gleichmäßig von der Äquatorialebene des Reifens beabstandet sind. Die Karkassenlage oder -lagen haben ihre maximale radiale Größe bei zwei beabstandeten Punkten axial nach außen von den jeweiligen Wendepunkten und haben eine kleinere radiale Größe an der Äquatorialebene. Die Krümmung der Karkasse in der Laufflächenkronenfläche gleicht demzufolge einer Kosinus-Kurve mit geringer Amplitude.
• Die Erfindung verringert Spannungen in den Gürtelkantenflächen des Luftreifens und liefert eine bedeutend größere Uniformität der Verschiebung (Wachstum) in den radialen Reifengrößen als eine Folge von seiner Füllung von atmosphärischem oder niedrigem Druck zu einem normalen Druck, der seine normale Belastung aufnimmt. In einem bevorzugten Aspekt dieser Erfindung hat der eingebrochene Radialreifen Vergrößerungen in allen seinen äußeren Größen (ausgenommen die, die durch die Felge begrenzt ist, auf welcher er angebracht ist) bei normalem Füllen des Reifens.
• Luftreifen erfahren einen Wechsel in ihren Größen, wenn sie auf ein Rad und eine Felge angebracht werden und von atmosphärischem Druck (oder niedrigen Druck), der notwendig ist, um seine Wulste fest auf der Felge mit leichter Spannung auf den Karkassenlagen zu halten) auf normalen Fülldruck gefüllt werden. Diese Größenveränderung bei Füllen von atmosphärischem Druck auf normalen Reifen druck besitzt bei Radialluftreifen nicht gleichmäßige Eigenschaften. Typisch bei der Laufflächenfläche ist eine Vergrößerung in, oder Verschiebung von seinen radialen Größen, gemessen von der Drehachse des Reifens. Diese Vergrößerungen der radialen Größen neigen zur Nichtuniformität, wenn die radialen Vermessungen nach und nach von der äquatorialen Ebene des Reifens in Richtung der seitlichen Kanten von dessen Lauffläche durchgeführt werden. Der Luftradialreifen hat eine größere Prozentualvergrößerung von dessen radialen Größen, je mehr die Vermessungen sich den seitlichen Laufflächenkanten nähern. Diese übermäßige Vergrößerung der Schulter oder Laufflächenkantenfläche bei dem Füllen trägt zu Spannungsanhäufungen in den Kanten der Gürtellagen unter der Reifenlauffläche bei und kann auch zu einer schnellen und ungleichen Laufflächenabnutzung während des normalen Reifengebrauchs führen. Reifenabdrücke, welche diese übermäßigen Wachstumseigenschaften aufweisen, neigen zu einer "Schmetterlings- "Form wegen der größeren Einheitsdrücke an den Laufflächenschultern bei normalen Reifenbelastungen. Diese Abdruckeigenschaften neigen zur Verschlechterung, nachdem der Reifen durch Gebrauch eingebrochen ist und sind verstärkt und schwieriger zu korrigieren, in Abhängigkeit eines abnehmenden Querschnittsverhältnisses.
• Verschiedene Versuche wurden unternommen, um dieses für Radialreifen typische Problem zu lösen. Die australische Patentanmeldung Nr. 51422/85, angemeldet am 18.12.1985 von Bridgestone Corporation mit dem Titel "pneumatic radial tire", z. B., offenbart einen Reifen mit Gürtellagen, die nach außen und weg von dem entgegengesetzt geformten oder konvexen Karkassenabschnitt konkav sind. US- Patent 4,564,055, erteilt am 14.01.1986 an G. Ghilardi mit dem Titel "Molding profile of tire carcasses" offenbart andererseits einen Radialreifen mit einer Gürtelstruktur und Karkassenlagen, welche konkave Flächen beabstandet von der Äquatorialebene des Reifens aufweisen. Die konkave Form der Reifenkomponenten ist beabsichtigt, um das Straßenverhalten des Reifens zu verbessern durch Bereitstellen einer gleichmäßigeren Verteilung der Reifenspannungen in der Region der versetzten Kanten der Gürtellagen (Sorgfalt sollte aufgebracht werden, um Verwechslungen bezüglich des Gebrauchs der Wörter "konkav" und "konvex" in diesen Quellen zu vermeiden).
• Die vorliegende Erfindung löst gleichzeitig einerseits das ungleichmäßige Wachstum und andererseits die Spannungsverteilungsprobleme, die von den obengenannten Quellen angesprochen wurden, während sie gleichzeitig diese doppelten Vorteile mit einem Luftreifen erzielt, welcher eine Radiallagenstruktur aufweist, die eine einfachere Auslegung aufweist als eine beliebige der in den Referenzen angegebenen. Dies wird durch das Verfolgen des Weges erreicht, welchen das Ghilardi-Patent in den Spalten 1 und 2 als in der Vergangenheit nicht erfolgreich angegeben hat.
• In dem Versuch das Problem eines "Schmetterlings"-Reifenabdrucks zu lösen, hat der Anmelder einen Niedrigprofillastwagenradialreifen der Größe 255/70R22.5 hergestellt und vertrieben. Dieser Reifen hat eine so angeordnete Laufflächen- und Unter-Laufflächenkautschuk, daß eine umgekehrte Krümmungs-(nach außen konkave)Form verursacht wird, welche in der Gürtelstruktur einerseits und der unterliegenden Stahlkarkassenlage mit 90º Kordwinkel andererseits gebildet wird. Der Reifen, der zuerst in 1985 hergestellt wurde, weist Konstruktionsmerkmale auf, welche ähnlich denen sind, die in dem Stand der Technik Reifen aus Fig. 1 gezeigt werden. Es wäre korrekt, diesen Reifen dadurch zu kennzeichnen, daß er einen "Keil" von elastomeren Material oder "Mittel" aufweist, welche radial nach außen von der Gürtelstruktur angeordnet sind, um zu verursachen, daß die unterliegende Gürtelstruktur einerseits und die Karkassenlage andererseits eine umgekehrte Krümmung bekommen, welche um die Äquatorialebene des Reifens zentriert ist.
• Das deutsche Gebrauchsmuster GM 7623041 offenbart einen Lastwagenradialluftreifen, mit einer radialen Karkassenlage, einer Gürtelstruktur, welche radial nach außen von und umfänglich umfassend die Karkasse ist, um eine umfängliche Beschränkung der Karkassenform unter der Gürtelstruktur bereitzustellen, und einer Reifenlauffläche. Der Reifen weist elastomere Mittel auf, welche eine umgekehrte Krümmung der einzelnen radialen Karkassenlage erteilen. Das elastomere Mittel ist zwischen der Karkassenlage und der anderen radialen Lage angeordnet, welche eine der Gürtelstrukturlagen bildet. Der Zweck von diesem elastomeren Mittel in diesem Hochquerschnittsverhältnislastwagenreifen ist "eine Versteifung in der Mitte der Lauffläche in radialer Richtung einerseits und axialer Richtung andererseits zu erzeugen, wobei der Abnutzungswiderstand verbessert ist und eine relativ · niedrige mittlere Temperatur während dem Gebrauch erreicht wird."
• Das deutsche Patent 1,680,466, veröffentlicht am 16.09.1971, offenbart auch einen Reifen, welcher elastomere Mittel aufweist, die eine umgekehrte Krümmung deren radialen Karkassenlage erteilt, welcher für einen sehr unterschiedlichen Zweck gedacht ist. Der in diesem Patent beschriebene Reifen weist einen umfänglich undehnbaren und entfernbaren Laufflächenring auf, welcher am Platz gehalten wird, wenn die radiale Karkasse zu ihrer normalen Form aufgepumpt wird. Das Patent behauptet, daß das Verhältnis H/C (Querschnittsverhältnis) am besten ist, wenn es nicht 0,92 überschreitet, aber daß es aus verschiedenen Gründen "unmöglich ist, einen Wert für H/C < 0,92 zu erreichen, und daher es nicht möglich ist, die Befestigung des Laufflächenringes unter allen Gebrauchsbedingungen zu sichern". Der offensichtliche Sinn des elastomeren Mittels ist es, der aufgepumpten Karkasse zu erlauben, sich radial nach außen auszudehnen, um den entfernbaren Laufflächenring festzuhalten.
• Das Dokument US-A-3977455 (entsprechend dem Oberbegriff aus Anspruch 1) beschreibt einen Reifen, welcher in seinem Laufflächenkronenabschnitt zwischen den Karkassenlagen und der Gürtelstruktur eine Verstärkungseinlage aufweist, welche inkompressibel und in longitudinaler Richtung undehnbar ist. Der Reifen hat Dank dieser Verstärkungseinlage eine umgekehrte Krümmung in der Karkassenlage.
• Die oben genannten Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen beschriebenen Reifen erfüllt.
• Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und auf die Zeichnungen besser verstanden werden.
• Fig. 1 ist ein verkleinertes, zur Hälfte gezeigtes Profil eines Stand der Technik- Radialluftreifens der Größe 16.5R22.5, ein Reifen, welcher als "Super-Single" für den Gebrauch auf Lastwagen bekannt ist und ein Querschnittsverhältnis von 65% aufweist.
• Fig. 2 ist eine Grafik, welche die radiale Versetzung oder Wachstum des Reifens aus Fig. 1 darstellt, wenn er von atmosphärischem auf normalen Druck gefüllt wird, in Abhängigkeit der Position entlang der Laufflächenfläche.
• Fig. 3 ist ein Abdruck eines Stand der Technik-Reifens, aus Fig. 1 und 2.
• Fig. 4 ist ein verkleinertes, zur Hälfte gezeigtes Profil eines Radialluftreifens, der "Super Single"-Lastwagengröße 16.5R22.5 und mit 65% Querschnittverhältnisses, aufgebaut gemäß eines ersten Aspektes dieser Erfindung.
• Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Keils, welcher Teil des Reifens aus Fig. 4 ist.
• Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, welche die Spannungswerte in dem Stand der Technik-Reifen aus Fig. 1 zeigt.
• Fig. 7 ist eine schematische Ansicht der Spannungen in dem Reifen aus Fig. 4.
• Fig. 8 ist ein Abdruck des Reifens aus Fig. 4, vor dem Einfahren dieses Reifens.
• Fig. 9 ist ähnlich zu Fig. 8, zeigt jedoch den Abdruck nach Einfahren des Reifens.
• Fig. 10 ist ein verkleinertes, zur Hälfte gezeigtes Profil eines Reifens, welcher einen zweiten Aspekt der Erfindung darstellt. Es ist ein Lastwagenreifen mit metrischer Größe 245/70R1 9.5, einer Reifengröße für besondere Anwendung auf europäische Lastwagen und welcher ein Querschnittsverhältnis von 70% aufweist.
• Fig. 11A bis 11F zeigen Abdrücke von 3 Reifen, jeweils vor und nach Einfahren. Ein Reifen entspricht einem Stand der Technik-Entwurf, welcher als Kontrolle benutzt wird, und die anderen zwei sind Entwürfe gemäß der Erfindung.
• Fig. 12 ist eine maßstäbliche, halbe Profilansicht eines Leichtlastwagenreifens der Größe 245/75R16 mit 75% Querschnittsverhältnis und einem Aufbau gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung.
• Fig. 13 ist ein maßstäbliches, zur Hälfte gezeigtes schematisches Profil eines Leichtlastwagenreifens aus Fig. 12, welches das Wachstum von dessen Größen bei Füllen von atmosphärischem Druck auf normalen Druck darstellt.
• Fig. 14 ist eine Kurvenschar, welche die Reifenkarkassenkonturen darstellt, für Karkassenlagen, welche verschiedene Kordwinkel aufweisen. Die Kurven sind für Reifen, die nicht durch Gürtelstrukturen gehalten werden und für die gleichen nominellen Größen sind (Tragfähigkeit).
• Fig. 15 stellt weiterhin eine Schar von Karkassenkonturen für verschiedene Kordwinkel bis zu Werten weniger als ein kritischer Winkel von etwa 24º dar, wobei die Karkassenkonturen wieder für einen Reifen sind, der nicht durch eine Gürtelstruktur gehalten wird.
• Fig. 16 stellt schematisch die Karkassen-Gürtelstrukturkonturenfür einen Gürtelradialreifen dar, gemäß einem Aspekt der Erfindung, welcher in Fig. 4 dargestellt ist.
• Fig. 17 stellt schematisch die Karkassen-Gürtelstrukturkonturen für den Radialreifen gemäß dem Aspekt der Erfindung aus Fig. 12 dar.
• Die Erfindung kann mit den folgenden Definitionen, welche jeweils für die Beschreibung und die angehängten Patentansprüche anwendbar sind, verstanden werden:
• "Luftreifen" entspricht einer beschichteten mechanischen Einrichtung mit im allgemeinen Toroidform (normalerweise ein offener Torus) welcher Wulste und eine Lauffläche aufweist und aus Kautschuk, Chemikalien, Gewebe und Stahl oder anderen Materialien gemacht wird. Wenn der Reifen auf einem Rad eines Kraftfahrzeuges angebracht wird, stellt er mittels seiner Lauffläche Zug bereit und enthält das Fluid, das die Fahrzeugbelastung hält.
• "Äquatorialebene" bzw. "äquatoriale Ebene" (EP) entspricht der Ebene senkrecht auf die Reifendrehachse die durch die Mitte von dessen Lauffläche durchgeht.
• "Kord" entspricht den Litzen, welche die Lagen in dem Reifen bilden.
• "Kordwinkel" entspricht dem Winkel, links oder rechts in einer planaren Ansicht des Reifens, welcher durch einen Kord bezüglich der Äquatorialebene gebildet wird.
• "Lage" entspricht einer Lage von kautschukbeschichteten parallelen Korden.
• "Wulst" entspricht dem Teil des Reifens, welcher ein ringförmiges dehnbares durch Lagenkorde ummanteltes Glied aufweist und mit oder ohne anderen Verstärkungselementen wie z. B. Wulstfahnen, Splittern, Kernreitern, Parallelitätswächter und Wulstschutzbänder geformt wird, um auf die Entwurffelge zu passen.
• "Radialreifen" bzw. "Radiallagenreifen" entspricht einem Luftreifen mit Gürtel oder einem umfänglich gehaltenen Luftreifen, bei welchem die Lagekorde, welche sich von Wulst zu Wulst erstrecken, unter Kordwinkeln zwischen 65º und 90º bezüglich der Äquatorialebene des Reifens angeordnet sind.
• "Felge" entspricht einer Halteeinrichtung für einen Reifen oder eine Reifen- und Schlauchanordnung, auf welcher die Reifenwulste angeordnet sind.
• "Karkasse" entspricht der Reifenstruktur ohne die Gürtelstruktur, die Lauffläche, die Unterlauffläche und den Seitenwändekautschuk über den Lagen, jedoch mit den Wulsten.
• "Gürtelstruktur" entspricht mindestens zwei Lagen oder Schichten von parallelen Korden, gewebt oder ungewebt, die unter der Lauffläche, unbefestigt an dem Wulst angeordnet sind und jeweils linke und rechte Kordwinkel im Bereich von 17º bis 27º bezüglich der Reifenäquatorialebene aufweisen.
• "Seitenwand" entspricht dem Abschnitt eines Reifens zwischen der Lauffläche und dem Wulst.
• "Lauffläche" entspricht dem Abschnitt eines Reifens, der in Kontakt mit der Straße kommt, wenn der Reifen normal gefüllt und normal belastet wird.
• "Laufflächenbreite" entspricht der Bogenlänge der Laufflächenfläche in axialer Richtung, d. h. in einer Ebene, welche durch die Drehachse des Reifens durchgeht.
• "Schnittbreite" entspricht dem linearen Abstand parallel zur Reifenachse und zwischen dem Äußeren seiner Seitenwände, wenn und nachdem er bei normalem Druck 24 Stunden lang gefüllt wurde, jedoch unbelastet unter Ausschluß der Erhöhungen der Seitenwände wegen Beschriftung, Dekoration oder Schutzbändern.
• "Schnitthöhe" entspricht dem radialen Abstand von dem nominellen Felgenumfang bis zu dem äußeren Umfang des Reifens bei seiner Äquatorialebene.
• "Querschnittsverhältnis" des Reifens entspricht dem Verhältnis zwischen seiner Schnitthöhe und seiner Schnittbreite, multipliziert mit 100% für die Angabe als Prozentanteil.
• "Wände" entspricht einem Punkt in einem gekrümmten Weg, bei dem sich die Krümmungsrichtung ändert, d. h. daß das Krümmungszentrum sich von einer Seite zur anderen Seite des Weges verschiebt. Ein Beispiel für ein Wendepunkt ist das Zentrum des Buchstabens "S".
• "Innenseele" bzw. "Innengummi" entspricht der Lage oder den Lagen von elastomerem oder anderem Material, die die Innenfläche eines schlauchlosen Reifens bilden und das Druckfluid innerhalb des Reifens beinhaltet.
• "Abdruck" entspricht der Kontaktmanschette bzw. -pflaster oder Kontaktfläche der Reifenlauffläche mit einer flachen Fläche bei Nullgeschwindigkeit und unter normaler Belastung und normalem Druck oder unter angegebenen Belastungs-, Druck- und Geschwindigkeitsbedingungen.
• Der moderne Radialluftreifen ist gemäß den Normen entworfen, die durch eine der folgenden Organisationen, wie z. B. The Tire & Rim Association, The European Tire & Rim Technical Organisation and the Japan Automobil Tire Manufactures Association bekannt gemacht werden. Gemäß den Normen von diesen und anderen Organisationen, die im wesentlichen ähnlich sind, wird ein Reifen mit einer vorgegebenen Größe so entworfen, daß er auf eine "Entwurfsfelge" angeordnet wird, welche eine Felge ist mit spezifizierter Konfiguration und Breite. Die "Entwurfsfelgenbreite" ist die besondere lieferbare Felgenbreite, welche jeder Reifengröße zugeordnet wird, und typisch zwischen 70% und 75% der besonderen Reifenschnittbreite liegt. Die "Reifenentwurfsbelastung" ist die Basis- oder Referenzbelastung, die einem Reifen zugeordnet wird, bei einem besonderen Fülldruck und Benutzungsbedingung. Andere Belastungs-Druck-Verhältnisse, welche auf einen Reifen anwendbar sind, basieren auf der Basis- oder Referenzbelastung. Die Ausdrücke "normaler Fülldruck" und "normale Belastung" wie hier benutzt beziehen sich jeweils auf den besonderen Entwurfsfülldruck und Entwurfsbelastung, welche durch die geeigneten Normorganisationen für die Benutzungsbedingungen des Reifens zugeordnet werden.
• Die Erfindung stellt einen Radialluftreifen bereit, der ein gleichmäßiges Wachstum in seinen radialen Größen bei Füllen von atmosphärischem Druck auf seinen normalen Druck erfährt. Die Erfindung in ihrem bevorzugten Aspekt verringert die Spannungsstärken bei den Reifenwulsten und Gürtelkanten, wobei die Reifenleistung und -lebensdauer wesentlich verbessert wird. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß dem Profil der Karkassenlage oder -lagen eine umgekehrte Krümmung erteilt wird und die Wendepunkte gleichmäßig von der Äquatorialebene des Reifens beabstandet sind. Die umgekehrte Krümmungs-(nach außen konkav)Form der Karkasse tritt in einer Region zwischen zwei Punkten auf. Diese Punkte sind jeweils auf entgegengesetzten Seiten und gleichmäßig von der Reifenäquatorialebene beabstandet und stellen Punkte dar, bei denen die radiale Karkassenlagen ihre jeweiligen maximalen radialen Abmessungen haben.
• Der Verlauf zwischen den Punkten mit maximaler radialer Abmessung ist nicht beliebig jedoch ist er so ausgefegt, um die "natürliche" Form einer Karkassenlage anzunähern, welche sie in einem gürtellosen Reifen einnehmen würde, falls die Karkassenlage anstelle radial zu sein, einen Kordwinkel kleiner als ein bestimmter kritischer Winkel gleich etwa 25º einnehmen würde. Dieser kritische Winkel ist in dem Stand der Technik für gespannte Lagenreifen bekannt und entspricht dem Lagenkordwinkel, bei welcher Spannung die Karkassenlagen anfangen würden eine natürliche umgekehrte bzw. nach außen konkave Krümmung in der Unterlaufflächenregion der Reifenkarkasse unter normalem Fülldruck haben würden. Für weitere Details bezüglich der oben genannten Phänomene sei auf John F. Purdy, Mathematics underling the Design of Pneumatic Tires, Hiney Printing Company, Akron, Ohio, 1963 (2. Auflage) verwiesen, insbesondere Kapitel I und II sowie auf die weitere Besprechung, welche gegen Ende dieser detaillierten Beschreibung geliefert wird.
• Die Erfindung, wenn in seiner bevorzugten Form angewendet, stellt einen "Radiallagen"-Gürtelreifen bereit, welcher die "natürliche Form" in seinen Seitenwändenregionen für beliebigen "radialen" Kordwinkel für die Karkassenlage oder -lagen hat. Der Reifen hat jedoch auch die natürliche Form in dem Abschnitt der unter der Gürtelstruktur liegenden radialen Karkasse, jedoch kommt diese natürliche Form nur für einen Kordwinkel zustande, welcher im wesentlichen gleich dem oder den niedrigen Winkeln (in dem Bereich von 17º bis 27º) ist, welche in der Gürtelstruktur benutzt werden. Der maximale Wert der niedrigen Kordwinkel ist bevorzugt der kritische Winkel von 25, º eher als 27º.
• Wie aus dem folgenden ersichtlich werden wird, erhält man die umgekehrte Krümmung, welche zwischen den beabstandeten Punkten von maximaler radialer Abmessung in der Karkasse des Radiallagenluftreifens auftritt, mit einem Keil aus elastomeren Material, welcher zwischen der Reifengürtelstruktur und den Karkassenlagen geformt wird. In einer bevorzugten Reifenstruktur mit zwei Kordlagen unter Winkeln im Bereich von 65º bis 80º kann der Keil alternativ auch über der Reifengürtelstruktur angeordnet werden, um die umgekehrte Krümmung auf jeweils der Gürtelstruktur und der Karkasse zu zwingen.
• In besonderem Bezug jetzt auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Komponenten oder Elementen in den verschiedenen Ansichten beziehen, ist ein Stand der Technik-Radiallagenluftreifen in Fig. 1 dargestellt. Dieser Reifen mit "Super Single"-Lastwagenreifengröße 16.5R22.5 hat ein Querschnittsverhältnis von 65%, eine Äquatorialebene EP und ist im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Der Reifen hat eine Halobutyl-Innenseele 110 auf der radial inneren Seite von einer Stahlkarkassenlage 120. Eine Gürtelstruktur, im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 113 bezeichnet, hat geschnittene Lagen 131, 132, 133 und 134, die umfänglich die normal gefüllte Form von der 90º Radialkarkassenlage 120 umfassen und festhalten. Die radial innerste Gürtellage 131 ist aufgeteilt und weist daher zwei Teile auf den entgegengesetzten Seiten und gleichmäßig beabstandet von der Äquatorialebene auf; ein elastomeres Material 160 füllt den Raum zwischen den zwei Teilen des aufgeteilten Gürtels auf. Eine Lauffläche 140 ist radial nach außen von der Gürtelstruktur 130 angeordnet.
• Der Reifen 100 hat einen Wulst 150, welcher ein ringförmiges Spannungsglied 151 beinhaltet, um welches die Karkassenlage 120 gewickelt ist. Der Wulst hat einen Splitter 152 und einen Parallelitätswächter/Wulstschutzband 153, welche Teil dessen Wulstes bilden. Ein Kernreiter 154 erstreckt sich auch von dem Wulst in die Reifenseitenwandregion. Ein sekundäres Versteifungselement 155 ist auch bereitgestellt. Der Verlauf eines Teils von einem Felgenflansch ist unter 101 in Strich-Punkt-Linie angedeutet, wie eine Ebene 102, die durch die Mitte des ringförmigen Spannungsgliedes 151 verläuft und die parallel zu der Äquatorialebene EP ist. Die Kanten der jeweiligen Gürtellagen 131 bis 134 sind axial nach innen in Bezug auf die Ebene 102 angeordnet.
• Wenn der Stand der Technik-Reifen, welcher in Fig. 1 dargestellt ist, auf seine Felge 101 angebracht und aufgefüllt wird, erfährt er Versetzungen (Wachstum und/oder Schrumpfung) in einigen seiner Abmessungen als ein Resultat der auf die Reifenstruktur angebrachten Zugspannung wegen des Fülldrucks. Falls der normale Fülldruck über eine Zeitperiode gehalten wird, wird das Wachstum weitergehen, ist jedoch typischerweise nach etwa 24 Stunden unterbrochen. Veränderungen in Reifenabmessungen und Abdruckeigenschaften können auch, nachdem der Reifen eingefahren ist, bemerkt werden. Für die Zwecke dieser Beschreibung heißt Einfahren von einem Luftreifen die Benutzung des Reifens unter normaler Belastung und normalem Druck für eine Zeitdauer von 12 Stunden bei einer Geschwindigkeit von 40 Meilen pro Stunde.
• Abmessungsveränderungen des Reifens in Antwort auf Füllen von atmosphärischem Druck auf normalen Druck wird üblicherweise für den neuen Reifen und für den Reifen nach Einfahren gemessen. Abdrücke werden auch erhalten. Falls der Reifen, wenn er auf der Felge montiert ist, seine Wulste nicht richtig angeordnet halten kann oder seine allgemeine Form nicht halten kann, nachdem er montiert ist und seine Wulste angeordnet sind, dann ist es notwendig, Wachstumsmessungen durchzuführen, durch Füllen des Reifens von einem niedrigen Druck (eher als atmosphärischen Druck) auf normalen Druck. Der niedrige Druck wird typisch weniger als 5% des normalen Fülldruckes betragen. Der Ausdruck "atmosphärischer Druck", wie hier benutzt, beinhaltet solch einen minimalen Druck, welcher notwendig ist, um die Wulste eines angebrachten Reifens richtig angeordnet auf seiner Entwurfsfelge zu halten, wobei sein Profil der normal-gefüllten Form des unbelasteten Reifens angenähert wird.
• Fig. 2 stellt die radiale Versetzung (Laufflächenkronenausdehnung) der Laufflächenfläche des Stand der Technik-Reifens aus Fig. 1 dar, wenn der Reifen von atmosphärischem auf normalen Druck von 100 lbs pro Quadrat-Inch (690 Kilopascal) gefüllt wird. Das radiale Laufflächenkronenwachstum des Reifens ist jeweils gezeigt, wie gemessen (angegeben durch die durchgezogene Linie bezeichnet als MEAS) und wie durch Finite-Elemente-Analyse vorhergesagt (gestrichelte Kurve bezeichnet als FEA). Bei der Äquatorialebene beträgt die radial gemessene Versetzung des Reifens ungefähr 4 mm in Antwort auf Füllen des Reifens von atmosphärischem auf normalen Druck. Die radiale Versetzung der Laufflächefläche nahm in Abhängigkeit der Stellung quer zur Lauffläche bis zu einem Punkt etwa 105 mm von der Äquatorialebene zu, bei dem die radiale Versetzung ein Maximum durchlief und danach abnahm bis zur seitlichen Kante der Lauffläche, die bei etwa 155 mm von der Äquatorialebene angeordnet ist. Die maximale gemessene radiale Versetzung der Lauffläche bei etwa 105 mm von der Äquatorialebene ist fast 7 mm oder ungefähr 75% größer als die 4 mm Wachstum, die bei der Reifenäquatorialebene vorkommen. Die Resultate, welche durch die Finite-Elemente-Analyse- Kurve FEA vorhergesagt wurden, sind ähnlich, obwohl das vorhergesagte Äquatorialebenen-Wachstum ungefähr 5 mm beträgt mit einem Maximum von etwa 6,2 mm Versetzung, welche bei der Laufflächenschulter vorkommt. Während die Finite-Elemente-Analyse ein geringeres Wachstum der radialen Abmessungen der Laufflächenfläche als das tatsächlich gemessene als ein Resultat des Reifenfüllens vorhersagt, bleibt sie trotzdem nicht gleichmäßig über die Laufflächenfläche und die Veränderungen sind größer als 25%, die man für das maximale Differential, welches praktisch quer über die Lauffläche zulässig ist, hält, und zwar wenn ungleichmäßige Reifenabnutzung und unerwünschte Reifenabdrücke vermieden werden sollen. Das Abdruckmuster, welches durch solch einen Reifen erzeugt wird, ist in Fig. 3 dargestellt und stellt ein Beispiel für eine unerwünschte "Schmetterlings"-Form dar, die charakteristisch für Reifen ist, welche ungleichmäßige Belastungsverteilungen in dem Reifenabdruck erzeugen.
• Fig. 4 stellt einen Reifen 200 dar, welcher gemäß einem Aspekt der Erfindung hergestellt wird. Dieser "Super Single"-Größe 16.5R22.5 Radiallagenreifen hat eine Innenseele 210 mit einer radial äußeren Lage 211, die vor dem Formen des Reifes vorvulkanisiert ist. Eine Stahlkord-90º-Karkassenlage 220 erstreckt sich zwischen den jeweiligen Wulsten 250 des Reifens, welche ein ringförmiges Spannungsglied 251 und ein Splitter 252 beinhaltet. Elastomere Komponenten 254 und 255 erzeugen eine Versteifung der unteren Seitenwändenfläche und einen Schutz für die Wulste, wo sie auf der Felge angebracht sind, als Strich-Punkt-Linie unter 201 dargestellt. Eine Ebene 202 parallel zu der Äquatorialebene EP des Reifens verläuft durch die Mitte des ringförmigen Spannungsgliedes 251 in dem Wulst. Die Gürtelstruktur, im allgemeinen mit der Bezugsziffer 230 bezeichnet, hat seitliche Kanten ihrer vier Lagen, die angeordnet an oder axial nach innen von der Ebene 202 sind. Die Gürtelstruktur beinhaltet eine erste Lage 231, eine zweite Lage 232, eine dritte Lage 233 und eine vierte Lage 234. Die Lagen in der Gürtelstruktur haben Stahlkorde in dem bevorzugten "Super Single"-Reifen, es können jedoch andere bekannte Materialien benutzt werden. Die Kordlage 234 ist hauptsächlich für den Schutz der unterliegenden Gürtel- und Karkassenkordlagen gegen das Eindringen von Fremdkörpern durch die Lauffläche 240 bereitgestellt. Kernreitermaterialien 254 und 255 ergeben einen Steifheitsgradienten in der unteren Seitenwandregion des Reifens.
• Um gleichförmiges Reifenwachstum bei Füllen von atmosphärischem auf normalen Druck bereitzustellen, hat der Reifen eine umgekehrte Krümmung in seiner Karkassenlage 220. Die nach außen konkave umgekehrte Krümmung ist um die Äquatorialebene zentriert, wegen dem Vorkommen eines Keils 260, welcher ein elastomeres Material beinhaltet, das bevorzugt Eigenschaften von niedriger Hysterese aufweist. Dieses Keilmittel zum Erzeugen der umgekehrten Krümmung ist zwischen der radialen Karkassenlage 220 und der Gürtelstruktur 230 angeordnet und hat die Form, die in Fig. 5 dargestellt ist. Die radial äußere Fläche 261 des Keils 260 kann in einer radial nach außen Reifenrichtung konvex sein, wie es deutlich in der übertriebenen Punkt-Linie 262 aus Fig. 5 dargestellt ist. Die radial innere Fläche 263 des Keils weist eine komplexere Form auf, welche im allgemeinen einer Kosinuskurve mit niedriger Amplitude ähnelt, wie durch die übertriebene Formlinie 264 in Fig. 5 dargestellt ist (die Form des Keils ist bevorzugt durch den Gebrauch eines Verfahrens bestimmt, zum Definieren der Karkassenlagenlinie, beschrieben im Zusammenhang mit Fig. 16 und 17). Die Höhe bei der Äquatorialebene des Keils 216 ist bevorzugt weniger oder gleich 5% der Breite W davon und ist bevorzugt nur etwa 2% davon, in dem dargestellten Reifen 200.
• In Bezugnahme wiederum auf Fig. 4 kann gesehen werden, daß die Gürtelstruktur 230 konvex in die radial nach außen Richtung ist. Die radiale Karkassenlage 220 hat andererseits eine umgekehrte Krümmung in der Unterlaufflächenregion, welche sich zwischen den Punkten 221 erstreckt, angeordnet auf den jeweils entgegengesetzten Seiten der Äquatorialebene EP und gleichmäßig von ihr beabstandet ist. Die Punkte 221 sind bei den jeweiligen maximalen radialen Abmessungen der Karkassenlage 220 von der Reifendrehachse (nicht gezeigt) angeordnet. Die radiale Karkassenlage 220 hat bei dem Punkt 222 auf der Reifenäquatorialebene eine radiale Abmessung, die von den maximalen radialen Abmessungen bei den Punkten 221 auf den entgegengesetzten Seiten der Äquatorialebene verringert ist. Wegen der umgekehrten Krümmung der Karkassenlage sind die Wendepunkte 223 bei gleichmäßig beabstandeten Abständen von der Äquatorialebene auf entgegengesetzten Reifenseiten und zwischen dem Punkt 222 und den jeweiligen Punkten 221 angeordnet, bei welchen die jeweiligen maximalen radialen Abmessungen der Karkassenlage vorkommen. Es sei bemerkt, daß die Punkte 221 der maximalen radialen Karkassenabmessung axial nach innen von der Mitte des ringförmigen Spannungsgliedes 251 einerseits und den Kanten von den "arbeitenden" Gürtellagen 232 und 233 andererseits und der unterliegenden Gürtellage 231 angeordnet sind. Fülldruck und Belastungsspannungen des Reifens sind hauptsächlich axial nach innen von den Gürtelstrukturkanten auf die Gürtelstruktur angelegt, im Gegensatz zu der Karkasse, die unter der Gürtelstruktur angeordnet ist. Diese Spannungskonzentration in den Nieder-Winkel-Korden der Gürtellagen hindert die radiale Karkassenlagen an dem Einnehmen ihrer natürlichen Form, wenn unter Druck gesetzt, und hat zur Folge, daß die umgekehrte Krümmung der Karkassenlage erwünscht ist aus Gründen, die besser verständlich sind aus der unteren Besprechung mit dem Titel "Tire Design Theory".
• In Fig. 5 ist die Abmessung W die Entfernung zwischen den Punkten 221, welche auf den entgegengesetzten Seiten der äquatorialen Ebene angeordnet sind. Die Abmessung H ist sofort oberhalb des Punktes 222 auf der äquatorialen Ebene gemessen. Die Wendepunkte der radial inneren Krümmung 263 des Keils 260 können in der übertriebenen Kurve 264 gesehen werden.
• Fig. 6 und 7 stellen die Spannungsstärken dar, die durch die Finite-Elemente- Analyse bestimmt sind für den Stand der Technik-Reifen 100 aus Fig. 1 und für den Reifen 200 aus Fig. 4, welcher gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgelegt ist. In beiden Fig. 6 und 7 sind Linien mit gleicher Spannung gezeigt durch Strich- Punkt-Linien, wobei die numerischen Werte relative Spannungsgrößen angeben. Die Spannungen in den Schulter- und Gürtelkantenflächen eines Stand der Technik-Reifens (Fig. 6) sind im allgemeinen viel größer in Größe und Gradient als in dem Reifen der Erfindung (Fig. 7)
• Fig. 8 zeigt den Abdruck eines Reifens konstruiert gemäß Fig. 4 und kann gegenübergestellt werden mit dem Abdruck aus Fig. 3, welcher den Stand der Technik- Reifen aus Fig. 1 darstellt, welcher ein Reifen darstellt, der wegen seiner Ähnlichkeit in Auslegung, Verbund, Entwurf und Größe mit den Reifen aus Fig. 4 als "Kontrolle" benutzt wird. Der Abdruck aus Fig. 8 ist gut abgerundet im Vergleich zu der "Schmetterlings"-Form von dem Abdruck aus Fig. 3. Der Abdruck aus Fig. 8 ist für einen neuen Reifen, jedoch ist die erwünschte Abdruckform auch nach Einfahren des Reifens beibehalten, wie in Fig. 9 dargestellt.
• In Fig. 10 ist eine Halbschnittansicht eines mittleren Lastwagenreifens 300 der Größe 245/70R19.5 gezeigt mit einem Querschnittsverhältnis von 70%. Der Reifen hat eine Innenseele 310, eine radiale Stahlkordkarkassenlage 320 und eine Gürtelstruktur 330 mit einer getrennten ersten Lage 331, zweiten und dritten "arbeitenden" Gürtellagen 332 und 333 und einer vierten Gürtellage 334, welche schmaler ist als die arbeitende Gürtellage und hauptsächlich für den Schutz der Lagen unter ihr ausgelegt ist.
• Der Reifen 300 hat eine Lauffläche 340 mit einer Breite im Bereich von 65% bis 80% von seiner Querschnittbreite und bevorzugt etwa 75% davon. Eine Ebene 302 erstreckt sich durch die Mitte des ringförmigen Spannungsgliedes 351 in dem Wulst 350. Ein Splitter 352 ist bereitgestellt wie auch eine Wulstfahne 353, welche das Glied 351 umgibt. Ein elastomerer Kernreiter 354 erstreckt sich nach oben, um die untere Seitenwandsteifheit zusammen mit dem elastomeren Glied 355 zu verändern. Die Schnittkanten der arbeitenden Gürtellagen 332 und 333 befinden sich bei oder auf der axial inneren Seite der Ebene 302 und unterscheiden sich, wie dargestellt, leicht in Breite. ·
• Die erste getrennte Lage 331 hat in der bevorzugten Form des Reifens 300 einen Kordwinkel von 20% links im Gegensatz zu den 55º rechts Kordwinkel einer ähnlich angeordneten Lage in dem "Kontroll"-Reifen der gleichen Größe, welcher zur Auswertung des Reifens 300 benutzt wird. Die arbeitenden Gürtellagen 332 und 333 haben Kordwinkel im Bereich von 17º bis 27º (bevorzugt ist 18º bis 21º). Die Kordwinkel in den arbeitenden Lagen 332 und 333, welche zwischen der radial innersten getrennten Lage 331 und der radial äußersten Schutzgürtellage 334 angeordnet sind, sind jeweils unter Rechts- und Linkswinkeln bezüglich der Äquatorialebene EP angeordnet. Die Kordwinkel der Schutzlage 334 sind bevorzugt nach rechts ausgerichtet.
• Der Reifen 300 weist einen Keil 360 aus elastomeren Material auf, welcher einstückig mit dem Elastomer 361 geformt werden kann, der benutzt wird, um den Raum zwischen den zwei Hälften der getrennten Gürtellage 331 zu füllen. Der Keil 360 im Zusammenhang mit der Gürtelstruktur 330, welche im allgemeinen konzentrisch mit dem Laufflächenradius ist, stellen eine umgekehrte Krümmung der Karkassenlage 320 bereit. Die Karkassenlage hat eine radiale Abmessung bei der Äquatorialebene, welche verringert ist im Vergleich zu der maximalen radialen Abmessung der Äquatorialebene, welche bei gleichmäßig beabstandeten Punkten auf den entgegengesetzten Seiten der Äquatorialebene vorkommen. Die Karkassenlage weist Wendepunkte auf, welche bei gleichmäßig beabstandeten Abständen von der Äquatorialebene und zwischen den jeweiligen maximalen radialen Abmessungen der Karkassenlage 320 angeordnet sind, welche bei den seitlichen Kanten des Keils vorkommen, der die umgekehrte Krümmung der Karkassenlage erzeugt. Diese Punkte mit maximaler radialer Abmessung in dem Profil des Reifens befinden sich axial nach innen von den seitlichen Kanten der Gürtelstruktur und von der Ebene 302. Die umgekehrte Krümmung und die damit verbundenen maximalen radialen Abmessungen und Wendepunkte sind durch das Vorkommen des Keils 360 erzeugt, dessen Abmessungshöhe bei der Äquatorialebene nicht für die Zwecke der Erfindung betrachtet werden sollte, wie auch die Dicke des elastomeren Abschnittes 361 entsprechend der der getrennten Gürtellage 331.
• Fig. 11A und 11B zeigen Abdrücke eines Stand der Technik-Kontrollreifens (einen Goodyear G291® Tire) hergestellt durch eine Tochtergesellschaft der Inhaberin und am nähesten gleich dem Reifen aus Fig. 10. Fig. 11A zeigt den Abdruck eines neuen Reifen und Fig. 11B zeigt den Abdruck für den gleichen Reifen, nachdem er in der vorhergehend beschriebenen Art eingefahren wurde. Man kann ersehen, daß beide Abdrücke des Radialreifens der Größe 245770R19.5 eine "Schmetterlings"- Form aufweisen, welche im allgemeinen aus den vorangehend genannten Gründen unerwünscht ist.
• Fig. 11C und 11D zeigen jeweils in ähnlicher Weise Abdrücke eines neuen und eines eingefahrenen Reifens, jedoch hat der Reifen einen elastomeren Keil. Der Keil ist ähnlich dem, der unter dem Bezugszeichen 360 in Fig. 10 gezeigt ist, jedoch ist die Abmessung "A" kleiner als in Fig. 10 gezeigt und tatsächlich ist sie vergleichbar mit einer des Stand der Technik-Kontrollreifens.
• Fig. 11E und 11F zeigen Abdrücke des Reifens aus Fig. 10. Aus Fig. 11C bis 11F kann ersehen werden, daß die "Schmetterlings"-Eigenschaften der Stand der Technik-Abdrücke durch die Benutzung des Keils 360 verringert werden. Die Abdrücke, welche in Fig. 11 dargestellt sind, wurden mit einem Reifen erhalten, der auf eine 6,75 Inch-Felge angebracht wurde, und zeigen eine gute Korrelation mit den Vorhersagen eines Finite-Elemente-Analyse-Modells.
• Im Gegensatz zu dem Kontrollreifen hat der Reifen aus Fig. 10, dessen Abdrücke in Fig. 11E und 11F gezeigt sind, eine in Übereinstimmung mit der Lehre des erteilten US-Patentes von G. V. Adam at al mit dem Titel "Low Section Tire for Medium- and Heavy-Transport Vehicles" angeordnete Gürtelstruktur 330, welche auf der US-Anmeldung Nr. 811072 eingereicht am 19.12.1985 basiert. Die Finite- Elemente-Vorhersagen zeigten auch im Vergleich zu dem Kontrollreifen, eine im wesentlichen verbesserte Wachstumsgleichmäßigkeit des Reifens, wenn gefüllt von atomosphärischem Druck auf normalen Druck von etwa 700 Kilopascal.
• In Bezugnahme jetzt auf Fig. 12 ist eine maßstabgetreue Halbschnittprofilansicht eines Leichtlastwagenreifens 500 der Größe 245/75R1 6. Dieser Reifen weist, wie dargestellt, die obere Grenze der Querschnittsverhältnisse auf, für die die umgekehrte Krümmungseigenschaft der Erfindung wesentliche Vorteile ergibt. Dieser Reifen stellt auch einen weiteren Aspekt der Erfindung dar, da seine Karkassenlagen und seine Gürtellagen eine umgekehrte Krümmung aufweisen, d. h. sie haben jeweils um die Äquatorialebene EP zentrierte Abschnitte, die nach außen konkav sind, kombiniert mit Karkassenlagen, welche "radiale" Kordwinkel in dem Bereich von 65º bis 80º aufweisen.
• Der Reifen 500 hat eine Innenseele 510 und eine Karkasse 520 bestehend aus zwei Lagen mit Kordwinkeln in den oben genannten Bereich von 65º bis 80º, wobei eine der Karkassenlagen nach rechts und die andere nach links gewickelt ist. Kordwinkel von etwa 70º sind bevorzugt und das bevorzugte Material für die Textilkarkassenlagen ist Polyester. Eine Gürtelstruktur 530 ist in dem Reifen aus zwei Gürtellagen mit Kordwinkeln gebildet, auch jeweils nach rechts und nach links, in dem bevorzugten Bereich von 18º bis 21º und in jedem Fall kleiner als oder gleich einem "kritischen Winkel" von 25º, welcher im größeren Detail nachstehend beschrieben wird. Gürtellagen 531 und 532 haben verschiedene Breiten und die umgekehrte Krümmung in der Gürtelstruktur und Karkasse findet über eine Region zwischen zwei Punkten statt, welche um die Äquatorialebene EP des Reifens zentriert sind; einer dieser Punkte ist in Fig. 12 mit 521 bezeichnet. Die Region mit umgekehrter Krümmung befindet sich auf der axial inneren Seite der seitlichen Kante der Gürtelstruktur und auch auf der axial inneren Fläche der Ebene 502, welche parallel zu der Äquatorialebene ist und durch die Mitte des ringförmigen Spannungsgliedes 551 in dem Wulst 550 verläuft.
• Das Material für das Kord in den Gürtellagen (anders als die fast Null-Grad oder sehr geringe Kordwinkel-Überlagen aus Nylon oder anderem Material, die üblicherweise in Personenkraftwagenreifen benutzt werden, um die erforderlichen Geschwindigkeitswerte zu erreichen) kann aus Stahl oder aromatisches Polyamid bestehen, jedoch kann das zweite Material erwünschter sein für gewisse Anwendungen. Personenkraftreifen, welche Querschnittsverhältnisse in dem bevorzugten Bereich von 40% bis 65% haben und im allgemeinen wie in dem vorangehenden Abschnitt beschrieben ausgelegt sind, werden wegen der Kordwinkel zwischen 65º bis 80º der Karkassenlagen eine größere seitliche Steifheit haben als die konventionellen 90º Radialreifen. Diese Tatsache zusammen mit den wegen der umgekehrten Krümmung verringerten Gürtelkanten- und Gürtelspannungen lassen die Wahl auf das weichere aromatische Polyamidmaterial fallen. Die umgekehrte Krümmung und ihre verringerten Spannungsvorteile lassen dieses Material mit seinem höheren Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis und Antikorrosionseigenschaften im Vergleich zu Stahlreifenkord attraktiver werden; trotz der Verfügbarkeit von aromatischem Polyamid als Gürtelverstärkungsmaterial, bleibt der Stahlkord weitgehend in Gebrauch zumindest zum Teil wegen der Gürtelkantenspannungsgrößen und -gradienten.
• Der Reifen in Fig. 12 weist elastomere Versteifungs- und Schutzelemente 552, 553, 554 und 555 auf; mit der umgekehrten Krümmungskarkasse, welche in Fig. 16 und 17 dargestellt ist, und insbesondere mit Querschnittsverhältnissen in dem Bereich von 40% bis 65% und Karkassenkordwinkeln in dem Bereich von 65º bis 80º kann die Anzahl und Größe solcher niedriger Seitenwandversteifungselementen reduziert werden. Natürlich hängt das Ausmaß in dem dies geschieht von der vom Reifen erwünschten Antwort, Kosten und Herstellungseinfachheit, Handhabungseigenschaften, usw. ab.
• Maximale radiale Abmessungen der Karkasse 520 kommen bei den Punkten 521 vor, welche gleichmäßig beabstandet und auf entgegengesetzten Seiten von der Äquatorialebene EP liegen. Die radiale Abmessung der Karkasse 520 bei der Äquatorialebene, d. h. beim Punkt 522, ist sehr wenig verringert von der maximalen radialen Abmessung bei den Punkten 521. Der 75% Querschnittsverhältnisreifen 500 aus Fig. 12 stellt daher den Grenzfall bezüglich des Querschnittsverhältnisses eines Reifens mit einer umgekehrten Krümmung gemäß der Erfindung dar. Wenn das Querschnittsverhältnis unter 75% abnimmt, sind größere Vorteile durch den Gebrauch der Erfindungskonzepte erreichbar.
• Ein Keil 560 eines Unterlaufflächen-elastomeren Materials ist über der Gürtelstruktur 530 angebracht, um eine um die Äquatorialebene zentrierte umgekehrte Krümmung in jeweils der Karkasse 520 und der Gürtelstruktur 530 zu erzeugen. Der Keil 560 hat eine konvexe obere Fläche 561, die konzentrisch mit dem Radius der Fläche der Lauffläche 540 ist. Die radial innere Fläche 562 des Keils andererseits hat bevorzugt die Form in seiner zentralen Region, die im allgemeinen einer Kosinusfunktion mit niedriger Amplitude ähnelt; dies erzeugt die umgekehrte Krümmung in den Karkassenlagen und in der Gürtelstruktur, welche Kordwinkel niedriger als oder gleich einem "kritischen Winkel" von etwa 25º aufweisen, welche im größeren Detail nachstehend beschrieben wird. Die exakte Form der Karkasse und der Gürtelstruktur in der Region, welche unterhalb der Lauffläche liegt, soll sich im wesentlichen der natürlichen Form einer Lage mit niedrigen Kordwinkeln der Gürtellagen annähern.
• Fig. 13 ist eine schematische Ansicht des Reifens aus Fig. 12 und stellt in gestrichelten Linien das gewünschte Abmessungswachstum seiner äußeren Abmessungen und Komponenten dar, als Folge des Füllens von atmosphärischem Druck auf einen normalen Fülldruck von 80 lbs pro Quadrat-Inch (etwa 560 Kilopascal). Wie man bei den gepaarten Pfeilen im oberen Teil von Fig. 13 sieht, wächst die Laufflächenfläche recht gleichmäßig von der Äquatorialebene zu der Laufflächenschulter. Das Wachstum in der Nähe der Laufflächenschulter ist geringer als das Wachstum bei der Äquatorialebene des Reifens. Die verbleibenden äußeren Abmessungen des Reifens erfahren auch im wesentlichen gleichmäßige Abmessungszunahmen, die durch die gepaarten Pfeile über dem Flansch der Felge 501, auf welche der Reifen angebracht ist, gezeigt werden.
• In Bezugnahme jetzt auf Fig. 14 ist eine Kurvenschar gezeigt, welche aus der vorangehend genannten Purdy-Publikation angepaßt ist. Die Kurven gelten für Reifen mit gespannten Lagen und stellen die neutralen Umrisse von Lagen von verschiedenen Kordwinkeln dar, wie die Lagen in Profilansicht erscheinen. Die Kurven stellen eine Reifenkarkassenstruktur mit dünnen Komponenten dar, die die Karkasse nicht in einer Art versteifen, welche die Lage daran hindern würde, ihre "natürliche Form" einzunehmen. Radiale Abmessungen sind in Bezug auf die Reifenachse angegeben, wie unter 10 in der verkleinerten Zeichnung in der Mitte von Fig. 14 dargestellt. Die Abmessung Ym ist der Abstand von der Äquatorialebene der Karkasse zu seiner Neutrallagenlinie bei der maximalen Schnittbreite. Die gezeigten Umrisse sind für Reifen der gleichen Größe, d. h. Reifen, die die gleiche Belastungstragekapazität aufweisen. Es kann aus Fig. 14 ersehen werden, daß die geringeren Kordwinkel Schnittlageumrisse mit verringertem Querschnittsverhältnis erzeugen, was zu entsprechenden natürlich-verringerten Querschnittsverhältnissen für Reifen führt, welche Karkassen bei diesen niedrigen Kordwinkeln beinhalten. Der radiale oder 90º-Umriß hat eine "natürliche Form", d. h. mit einem Querschnittsverhältnis größer als 1, jedoch wenn in einem Radiallagenreifen benutzt, befestigt die umfängliche Gürtelstruktur, welche im Reifen gebraucht wird, den Unterlaufflächenabschnitt des Karkassenlagenumrisses, so daß er keine höheren Querschnittsverhältnisse einnehmen kann. Die Form der Radiallagenreifenkarkasse ist daher umfänglich befestigt in der Region unter ihrer Gürtelstruktur.
• Die Punkte (Ro, Yo) in dem oberen Teil der verschiedenen Umrisse stellen die maximalen radialen Abmessungen dar, welche der Karkassenumriß mit natürlicher Form einnehmen würde, welcher nicht durch eine Gürtelstruktur befestigt ist. Die Punkte (Rb, Yb) über der Mitte der ringförmigen Spannungsglieder in den Wulsten des Reifens stellen die Orte auf den entgegengesetzten Seiten der Äquatorialebene dar, bei welchen der Lagenumriß anfangen kann, seine natürliche Form ungehin dert durch den Befestigungscharakter des ringförmigen Spannungsgliedes und des Felgenflansches einzunehmen. In der Purdy-Publikation ist eine Gleichung 14 bei Seite 13 angegeben, welche den Umriß von einem ungehaltenen Reifen in Abhängigkeit von seinen Abmessungen und Kordwegen definiert. Diese Abmessungen radial R und axial Y und der Kordwinkel &alpha; der Karkassenlagen sind in der Gleichung eingeschlossen, welche als ein hyperelliptisches Integral bekannt ist, für welches zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Buches keine bekannte mathematische Methode zur generellen Lösung vorlag. Besondere Lösungen konnte man jedoch erhalten und iterative numerische Methoden wurden eingesetzt, um besondere Lösungen zu geben.
• Fig. 15 stellt Reifenkarkassen dar mit Kordwinkeln unter 90º, 40º, 24º und weniger als 24º, wie gezeigt, dar. Die Formen der Reifenkarkassen, welche Korde unter diesen Winkeln aufweisen, wie vorhergesagt durch die Lösungen der Purdy- Gleichung, werden so gezeigt, wie sie um die Äquatorialebene EP der verschiedenen Konstruktionen erscheinen. Bei 90º ist die natürliche Karkassenform der Vorhersage durch die hyperelliptische Purdy-Gleichung unter 20 gezeigt, jedoch hat diese Gleichung auch eine Wurzel, welche durch den unendlich entfernten, kreisbogengeformten Umriß 22 dargestellt ist.
• Bei einem Karkassenkordwinkel von 40º hat der natürlich geformte Reifen den Umriß 24 und die sekundäre Wurzel ist durch einen kreisbogenförmigen Umriß 26 dargestellt, welcher abflacht, wenn er sich allmählich dem Umriß 24 nähert.
• Es gibt einen bestimmten kritischen Kordwinkel definiert durch die Gleichung 27 auf Seite 42 der Purdy-Publikation, welche lautet:
• Dieser kritische Winkel betrug üblicherweise etwa 24º in den gespannten Reifen, die in der Zeit, als die Purdy-Publikation geschrieben wurde, gebräuchlich waren; bei Reifen, die geringere, in der vorliegenden Erfindung behandelte Querschnittsverhältnisse aufweisen, sind die Abmessungen Rm und Ro solche, daß der kritische Winkel etwa 25º beträgt.
• Bei Kordwinkeln weniger als 24º stimmt die sekundäre Wurzel mit der primären Wurzel überein, um einen 24º-gespannten Lagenreifenkarkassenumriß 34 zu bilden, welcher eine umgekehrte Krümmung 36 hat, die durch die Purdy-Gleichung vorhergesagt und durch die Purdy-Publikation experimentell verifiziert wurde, wie gezeigt. Diese umgekehrte Krümmung wurde jedoch nie in der gespannten Lagenreifenart als wichtig empfunden, da die geeigneten Kordwinkel für gebräuchliche Reifen dieser Art der Größenordnung von 37º entsprechen. Noch wichtiger ist, daß vor dieser Erfindung die umgekehrte Krümmung als eine natürliche Form nicht als auf Radiallagenreifen anwendbar erachtet wurde, da die Karkassenlagen sogar höhere Kordwinkel aufweisen als die der gespannten Lagenreifen.
• Aus den vorangehenden Beschreibungen der Reifen, welche in Fig. 4, 10 und 12 dargestellt sind, wird offensichtlich, daß der Reifen, welcher gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ausgelegt wird, einen Karkassenumriß in seinen Seitenwändenregionen beinhaltet, der von natürlicher Form für die "radiale" Karkasse ist, während die Fläche der Karkasse unter der Lauffläche und der Gürtelstruktur die umgekehrte Krümmung-Purdy-Gleichungs-natürliche Form annähert für den Kordwinkel oder - winkeln der Gürtelstruktur im Bereich von 17º bis 25º oder 27º (25º ist bevorzugt). Falls jeweils die Karkasse und die Gürtelstruktur umgekehrte Krümmungen aufweisen, wie z. B. bei den Reifen, die in Fig. 12 und 17 dargestellt sind, betragen die Kordwinkel der arbeitenden Lagen der Gürtelstruktur weniger als 25º und können die natürliche Form für Korde unter solchen Winkeln einnehmen. Bei den Reifen, die in Fig. 4 und 10 dargestellt sind, hat die Gürtelstruktur Lagen, die ihre nach außen konvexe Form beibehalten, wobei jedoch der radiale Karkassenabschnitt unterhalb der Gürtelstruktur eine umgekehrte Krümmung einnehmen darf, welche weniger charakteristisch für eine Radiallage ist, sondern eher charakteristisch für eine Lage mit dem Kordwinkel oder -winkeln der Lagen innerhalb der Gürtelstruktur ist. Dies hat ziemlich unerwartet zur Folge, daß das gleichmäßge Abmessungswachstum und die verminderten Spannungs-Vorteile, welche vorangehend beschrieben wurden, bereitgestellt werden.
• Wenn die nach außen konvexen Gürtelstrukturen zusammen mit einer umgekehrten Krümmungkarkassenlage benutzt werden, wie in den Reifenstrukturen aus Fig. 4 und 10 dargestellt, ist es noch unklar, ob die Korde Winkel in den Gürtellagen einnehmen müssen oder nicht müssen, welche kleiner sind als der kritische Winkel von etwa 25º. Der Kordwinkel kann in anderen Worten bis etwa 27º betragen, wobei immer zumindest einige der Vorteile, die hier beschrieben sind, bereitgestellt werden. Der Grund für diese Unsicherheit wird aus der folgenden Besprechung ersichtlicher werden.
• Ein Reifenentwurf beginnt mit einer rechteckigen Fläche, in welcher der Reifenhalbabschnitt passen muß (siehe Fig. 16 und 17). Diese rechteckige Fläche ist dargestellt auf einer Seite durch die Äquatorialebene, auf der entgegengesetzten Seite durch die Schnittbreitenabmessung, durch eine parallel zur Reifendrehachse und von ihr unter einem radialen Abstand gleich dem nominellen Querschnitt der Entwurfsfelge für den Reifen angeordneten Basislinie, und durch eine obere Linie parallel zur Drehachse, welche den äußeren Umfang des Reifens darstellt, wie durch die Tire & Rim Association spezifiziert, dessen Normen angewendet werden. Die Schnittbreite ist auch durch solche Normen festgelegt. Mit dieser Abmessungs- "Schachtel", welche auch das Reifenquerschnittsverhältnis definiert, geht der Entwurf weiter.
• Der Laufflächenradius oder -radien werden in das Rechteck eingezeichnet; der Reifenwulst einschließlich seiner Schichtlagen wird zurechtgezogen; ein Punkt wird oberhalb der Mitte des ringförmigen Spannungsgliedes des Wulstes und senkrecht auf den Entwurfsfelgenflansch angeordnet. Diesem Punkt kann auch eine radiale Koordinatenabmessung Rb und eine axiale Koordinatenabmessung Yb gegeben werden, welche den Abstand von der Äquatorialebene darstellt. Ein zweiter Punkt mit als Rs und Ys bezeichneten Koordinaten wird entsprechend ausgewählt. Dieser Punkt befindet sich in der Schulterregion des Reifens, ist typischerweise auf einer Karkassenneutrallinie, und ist etwa axial nach innen von der seitlichen Kante der Gürtelstruktur angeordnet. Die Kante der Gürtelstruktur wird typischerweise etwas axial nach innen von der seitlichen Laufflächenkante angeordnet, wobei die Kante durch die Laufflächenbreite bestimmt wird, die im Bereich von 65% bis 80% der Reifenschnittbreite liegen sollte.
• Nachdem die zwei Punkte (Rb, Yb) und (Rs, Ys) ausgewählt wurden, erzeugt der Reifenentwerfer eine Kurve zwischen diesen zwei Punkten und eine radiale Linie durch einen dritten Punkt (Rm, Ym), welcher den Ort der Karkassenneutrallinie darstellt, welcher benachbart dem Ort ist, wo der gefüllte Reifen seine maximale Schnittbreite haben soll. Die gezogene Kurve stellt typischerweise den "natürlichen" Umriß für eine Radialkarkassenlage dar, welche durch die drei Punkte verläuft; die Berechnung des Umrisses ignoriert die Tatsache, daß der Radiallagenreifen eine Gürtelstruktur aufweisen muß, welche seinen Karkassenumriß oder - form in der Region zwischen den zwei Schulterpunkten des Reifens befestigt. Daher wird der Reifenkarkassenlage oder -lagen ein Umriß gegeben, welcher für einen Radialreifen in der Seitenwandregion zwischen den oben genannten Wulst- und Schulterpunkten natürlich ist.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die radialen Karkassenlagen einen natürlichen Umriß zwischen den Schulterpunkten (Rs, Ys) und (Rs', Ys') auf, welche auf den jeweiligen entgegengesetzten Seiten des Reifens angeordnet sind. Dieser natürliche Umriß der radialen Karkassenlage unter der Laufflächenregion nähert sich dem Umriß, den eine unbeschränkte Reifenkarkassenlage, die einen Kordwinkel gleich dem oder denen der umfänglich befestigten arbeitenden Lagen oder Schichten in der Gürtelstruktur (bevorzugt einen Kordwinkel oder - winkeln weniger als der kritische Winkel von etwa 25º) hat, in solch einer Region zwischen den Schulterpunkten einnehmen würde. Dieser Umriß ist eine umgekehrte oder nach außen konkave Krümmung, welche um die Äquatorialebene zentriert ist. Eine oder mehrere der Kordlagen oder -schichten der Gürtelstruktur können auch die umgekehrte Krümmung über mindestens einen Abschnitt ihrer axialen Breite aufweisen.
• Fig. 16 ist eine schematische Darstellung eines Reifens, welcher vorangehend in Bezug auf Fig. 4 beschrieben wurde. Die gestrichenen Bezugszeichen beziehen sich auf Gegenstände, welche symmetrisch sind zu denen, die auf der rechten Seite der Äquatorialebene EP dargestellt sind.
• Es kann gesehen werden, daß die Felge 201 einen Querschnitt 203 aufweist, der parallel zur Reifenachse ist und den unteren Teil der "rechteckigen Schachtel" darstellt, in welchem der Reifen 200 eingeschrieben ist. Die Schnittbreite ist durch die Linien 204, 204' definiert und der äußere Umfang des Reifens ist durch die Linie 205 gekennzeichnet. Die Linien 206, 206' entsprechen der maximalen Breite der Neutrallinie der Radialkarkassenlage oder -lagen 220, welche sich zwischen den Punkten (Rb, Yb) und (Rs, Ys) erstrecken, wie unter 270 gezeigt (und auf der entgegengesetzten Seite des Reifens unter 270'). In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Karkassenlagen 270, 270' eine natürliche Form für die Kordwinkel in der Karkasse in dem Bereich zwischen diesen Punkten. In der Nähe der Punkte (Rs, Ys) und (Rs', Ys'), welche ungefähr die Punkte darstellen, bei denen die Dehnungen in der radialen Karkassenlage 220 durch die elastomeren Mittel des Reifens auf die umfänglich befestigende Gürtelstruktur 230 übertragen werden, beginnt der Umriß der radialen Karkasse eine umgekehrte gekrümmte Form einzunehmen. Diese umgekehrte Krümmung in dem dargestellten Reifen ist durch einen Keil 260 erzeugt, welcher zwischen der Karkassenlage und der Gürtelstruktur 230 angeordnet ist, dessen Lagen mit der Laufflächenfläche 240 über mindestens 80% der jeweiligen axialen Breite solcher Lagen konzentrisch ist. Die Karkassenlage, obwohl sie radial ist, nimmt also eine umgekehrte Krümmung ein, welche im allgemeinen durch die Purdy-Gleichung für eine Lage vorhergesagt wird, die unbefestigt ist und einen Kordwinkel von weniger als der kritische Winkel von etwa 25º aufweist (im Zusammenhang mit Fig. 16 sei hervorgehoben, daß die Linie 206 axial nach innen von der Linie 204 liegt, um eine Dicke von Seitenwandkautschuk im Reifen zuzulassen).
• Fig. 17 ist eine schematische Darstellung eines Reifens gemäß einem Aspekt der Erfindung, der im Zusammenhang mit Fig. 12 beschrieben wurde, und gestrichene Bezugszeichen zeigt, um die Gegenstände, welche symmetrisch den Gegenständen entsprechen, welche zur rechten der Äquatorialebene EP angeordnet sind, zu bezeichnen. Der Reifen aus Fig. 17 ist wieder durch eine rechteckige Schachtel umschrieben, welche den Felgenumfang 403, den äußeren Querschnitt 405 und eine Querschnittsbreite definiert durch die Linien 404, 404' beinhaltet. Die Linien 406 und 406' stellen die jeweiligen maximalen äußeren Abmessungen der radialen Karkassenlage dar und die Punkte, welche für die umgekehrte Krümmung der radialen Karkassenlage in der Laufflächenkrone oder Unterlaufflächenregion des Reifens von Wichtigkeit sind, sind durch die Bezugsziffern 421, 422 und 423 und deren gestrichenen Gegenstücken angegeben. Es sei zu bemerken, daß die Karkasse gemäß dem Aspekt der Erfindung, welche in Fig. 17 dargestellt ist, "radiale" Kordwinkel in seinen zwei Lagen aufweist, die im Bereich von 65º bis 80º aus den Gründen, welche im Zusammenhang mit Fig. 12 beschrieben wurden, liegen. Der bevorzugte Querschnittsverhältnisbereich liegt zwischen 40% und 65%.
• Der Keil 460 kann ein einstückiger Teil des Laufflächen- oder Unterlaufflächen- Elastomers sein und ist oberhalb jeweils von der "radialen" Karkassenlagen und den Gürtellagen 431, 432 angeordnet, welche Kordwinkel unterhalb des kritischen Winkels von etwa 24º aufweisen und die Gürtelstruktur 430 beinhalten. Der Keil 460 (und der Keil 260 in Fig. 16) kann auch aus einem elastomeren Material bestehen, mit unterschiedlichen Eigenschaften und Verbund als die Elastomere, welche in der Laufflächenstruktur, der Unterlauffläche, oder als eine Beschichtung der verschiedenen Lagenschichten benutzt werden. Z. B. kann ein Kautschukverbund mit niedriger Hysterese und hohem Rückprall in zumindest einigen Anwendungen erwünscht sein.
• Es kann insbesondere aus Fig. 16 und 17 gesehen werden, daß die jeweiligen Keile 260 und 460 Mittel darstellen, um eine umgekehrte Krümmung den Karkassenlagen zu erteilen und, in dem Aspekt aus Fig. 17, auch an den Lagen der Gürtelstruktur zu erteilen. In der Region zwischen den Punkten 221 und 221' (Fig. 16) oder 421 und 421' (Fig. 17) bewirken die Keile; daß die Abmessungen zwischen der Laufflächenfläche und in Fig. 16 auch zwischen der Gürtelstruktur durchgehend in Abhängigkeit des Abstandes von der äquatorialen Ebene abnehmen.
• Die radial äußeren "Flächen" der Keile sind parallel mit den Laufflächenflächen. Die radial inneren "Flächen" der Keile 260 und 460 haben jedoch eine Form, die anfänglich durch den Gebrauch von einer quadratischen Gleichung oder "Polygonalfit"-Kurve, welche die Radien und die Gradienten der Radien der "natürliche Umriß"-Karkassenlagen beschreiben, in der Nähe der Punkte 221, 221' in Fig. 16 und 421, 421' in Fig. 17 bestimmt werden. Polygonalfit-Kurven sind auf den rechnerunterstützten Zeichnungsprogrammen, wie z. B. CADAM®, verfügbar und können in dem vorliegenden Kontext durch die Auswahl verschiedener (bevorzugt vier) Punkte angewendet werden, z. B. in der Fig. 16 in der Region in der Nähe von jedoch axial nach innen von Rs, Ys. Der Anfangspunkt 222 wird dann ausgewählt und eine Polygonalfitkurve durch die vier Punkte gezeichnet. Falls diese Kurve, welche eine Linie darstellt, die den radial inneren Umriß der Gürtelstruktur definiert, die Gürtelstruktur geometrisch schneidet, wird der Punkt 222 radial nach innen bewegt und der Vorgang wird wiederholt bis ein zufriedenstellender Karkassenlagenkeilumriß gefunden ist.
• Der Gebrauch einer kubischen Gleichung-Polygonalfitkurve zwischen den Punkten 221, der Äquatorialebene und dem Punkt 221' erlaubt die Erzeugung einer Karkassenlinie, mit niedriger Radiuswechselgeschwindigkeit, der keine Unstetigkeit in der Krümmung oder Steigung aufweist. Die Radiuswechselgeschwindigkeit oder Krümmungswechselgeschwindigkeit ist so ausgelegt, daß sie direkt proportional zu der Wechselgeschwindigkeit der umfänglichen Begrenzungsfähigkeit der Gürtellagen ist, wie in den betrachteten Reifen benützt, fortschreitend von der äußeren Kante in Richtung der äquatorialen Ebene.
• Diese Annäherung ergibt eine Karkassengeometrie, welche im allgemeinen in gesamter Profilansicht einer Kosinuswelle mit geringer Amplitude ähnelt für Reifen mit Querschnittsverhältnissen unter 75%. Die Endgleichgewichtsgeometrie weist jedoch tatsächlich eine komplexere Natur auf und ist insbesondere bestimmt und bekräftigt durch den Gebrauch von einem Finite-Elemente-Analyse-Programm, welches die Effekte des Reifenfüllens auf das Reifenprofil im Modell darstellen kann. Ein Finite-Elemente-Analyse-Computerprogramm, wie z. B. das gewerblich von MacNeal Schwendler Corporation in der Form von MSC/NASTRAN erhältliche, kann daher benutzt werden, um iterativ die Form des elastomeren Keils zu modellieren, bis das bevorzugte im wesentlichen gleichmäßige und nach außen gerichtete Karkassenwachstum erreicht ist.
• Es wurde vorangehend gesagt, daß das Querschnittsverhältnis des Reifens in Bezug auf die Vorteile, die von der Erfindung hergeleitet werden, wichtig ist. Der 75%-Querschnittsverhältnisreifen, der in Fig. 12 dargestellt ist, stellt einen Grenzfall dar, da Probleme mit den Reifenabdrücken im allgemeinen mit viel geringerer Wahrscheinlichkeit bei höheren Querschnittsverhältnissen vorkommen. Bei höheren Querschnittsverhältnissen kann die umgekehrte Krümmung der Karkasse gering sein. Wegen dem Effekt der konvexen Lauffläche wird jedoch eine umgekehrte Krümmung in der Karkasse stattfinden, wenn der gefüllte Reifen gebogen wird. Wenn das Querschnittsverhältnis in und unter den Bereich von 65% abnimmt, wird die umgekehrte Krümmung der Karkasse nach und nach erwünschter. Der Abschnitt der "radialen" Karkasse über den ihre Form gesteuert werden sollte, nicht durch seinen "radialen" Kordwinkel, jedoch durch den Kordwinkel der darüberliegenden Gürtelstruktur, nimmt zu; gleichzeitig werden die Purdy-Kurven, welche die "natürliche Form" für die "radialen" Seitenwände des Reifens definieren, von ihrem natürlichen Querschnittsverhältnis von etwa 110% zurückgehalten. Wenn das Querschnittsverhältnis abnimmt und in den bevorzugten Bereich von 40% bis 65% gelangt, und falls die gleiche Belastungskapazität vorausgesetzt wird, wird der Unterschied in der Region von umgekehrter Krümmung zwischen den maximal radialen Abmessungen größer sein als die Karkasse und die minimale radiale Abmessung, die bei der Äquatorialebene vorkommt. Dieser Unterschied wird mindestens so groß sein, wie die Dicke der Karkassenlage.

Claims (10)

1. Radialluftreifen (200,300) für Gebrauch auf gepflasterten Oberflächen, welcher eine Karkasse beinhaltet mit mindestens einer radialen Lage (220, 320), einer Gürtelstruktur (230, 330) radial nach außen von und umfänglich umfassend die Karkasse, um eine umfängliche Einschränkung der Karkassenform unterhalb der Gürtelstruktur bereitzustellen, und eine Reifenlauffläche (240, 340) mit einer Breite im Bereich von 65% bis 80% der Reifenschnittbreite, wobei der Reifen eine umgekehrte Krümmung zur radialen Karkassenlage hat wenn der Reifen auf seiner Entwurfsfelge angebracht und normal gefüllt ist, wobei die umgekehrte Krümmung in einer Region zwischen zwei Punkten (221) in dem Reifenprofil zentriert um und auf entgegengesetzten Seiten der Äquatorialebene vorliegt, wobei die jeweiligen Punkte bei den maximalen radialen Abmessungen der Karkassenlage auf den jeweiligen Seiten der Äquatorialebene (EP) angeordnet sind, wobei die Punkte von maximaler radialer Abmessung jeweils axial nach innen sowohl von den seitlichen Kanten der Gürtelstruktur als auch von den Mitten der ringförmigen Dehnungsglieder (251, 351) in den Wulsten (250, 350) des Reifens angeordnet sind, wobei die Abmessungen zwischen der Karkasse und der Gürtelstruktur durchgehend abnehmen in Abhängigkeit des axialen Abstandes von der Äquatorialebene in der Region zwischen den zwei Punkten, wobei die umgekehrte Krümmung der Karkassenlage durch einen elastomeren Keil (260, 360) erteilt wird, welcher zwischen der Karkasse und der Gürtelstruktur mit einer Dicke (H) bei der Äquatorialebene, die weniger oder gleich 5% von seiner Breite in axialer Richtung beträgt, wobei die radial innerste Lage der Gürtelstruktur einen Kordwinkel in dem Bereich von 17º bis 27º aufweist und in Kontakt mit der radial äußeren Fläche des Keils ist, und wobei der Reifen ein Querschnittsverhältnis von weniger als oder gleich 75% aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (260, 360) so bemessen ist, daß der Reifen, wenn auf seiner Entwurfsfelge angebracht und ungebogen, ein gleichmäßiges Wachstum seiner Laufflächenfläche in der radialen Abmessung erfährt, gemessen von der Reifendrehachse, wenn sein Fülldruck von atmosphärischem Druck auf normalen Druck erhöht wird, wobei die radiale Versetzung quer über die Laufflächenfläche gleichmäßig innerhalb plus oder minus 25% der radialen Versetzung der Laufflächenfläche bei der Äquatorialebene beträgt.

2. Radialluftreifen gemäß Anspruch 1, wobei der Keil einen Flächenumriß aufweist, welcher ungefähr durch eine Kosinusfunktion definiert wird.

3. Radialluftreifen gemäß Anspruch 1, wobei der Keil eine Dicke (H) bei der Äquatorialebene aufweist von etwa 2% seiner Breite in axialer Richtung.

4. Radialluftreifen gemäß Anspruch 1, wobei der Keil aus einem elastomeren Material mit niedriger Hysterese gebildet ist.

5. Radialluftreifen gemäß Anspruch 1, wobei die Reifenkarkasse aus einer einfachen Lage aus Stahlkord besteht, welche sich zwischen den Wulsten des Reifens erstreckt und wobei die Gürtelstruktur aus mindestens drei Lagen (231, 232, 233, 331, 332, 333) besteht, wobei die radial innerste Lage (231, 331) der Gürtelstruktur entweder einen einzigen Teil oder zwei voneinander getrennte und von der Äquatorialebene des Reifens beabstan dete Teile aufweist, um dadurch eine Geteiltgürtel-Lage zu bilden, wobei die radial äußerste Lage (234, 334) der Gürtelstruktur schmaler ist als die Gürtellagen zwischen der radial innersten Lage und einer solchen radial äußersten Gürtellage, und wobei die Gürtellagen (232, 233, 332, 333) zwischen der radial äußersten Lage und der radial innersten Lage Winkel aufweisen, welche entgegengesetzt bezüglich der Äquatorialebene des Reifens gerichtet sind, wobei die Kordwinkel in solchen Gürtellagen in dem Bereich von 18º bis 21º bezüglich der Äquatorialebene liegen.

6. Radialluftreifen gemäß Anspruch 1, wobei, wenn der Reifen normal auf seiner Entwurfsfelge gefüllt ist, Ebenen (202, 302) parallel zu der Äquatorialebene des Reifens gleichzeitig durch die ringförmigen Dehnungsglieder der jeweiligen Reifenwulste und durch die axial äußersten Kanten von einem der zwei Lagen der Gürtelstruktur verlaufen, welche zwischen der radial äußersten Gürtellage und der radial innersten Gürtellage einer solchen Struktur angeordnet sind.

7. Radialluftreifen gemäß Anspruch 1, wobei die Karkasse aus einer oder zwei Lagen aus Polyesterkorde besteht, sich erstreckend zwischen den ringförmigen Dehnungsgliedern der jeweiligen Reifenwulste, und wobei die Gürtelstruktur aus zwei Lagen besteht, entweder mit oder ohne überlappende Kordlagen unter im wesentlichen 0º Kordwinkel, wobei die zwei Gürtelstrukturlagen verschiedene Breiten aufweisen, und aus Korden aus Stahl oder aromatischem Polyamid gebildet sind, wobei die Korde unter Winkeln bezüglich der Reifenäquatorialebene im Bereich von 18º bis 25º ausgerichtet sind.

8. Radialluftreifen gemäß Anspruch 5, wobei die zwei Lagen (232, 332) der Gürtelstruktur zwischen der radial äußersten Lage und der radial innersten Lage Krümmungen konzentrisch mit dem Laufflächenradius oder -radien über mindestens 80% der jeweiligen axialen Breiten solcher Lagen aufweisen.

9. Radialluftreifen gemäß Anspruch 7, wobei die zwei Lagen (332, 333) der Verstärkungsgürtelstruktur Krümmungen konzentrisch mit der Krümmung der Laufflächenfläche über mindestens 80% der jeweiligen axialen Breiten solcher Gürtellagen aufweisen.

10. Radialluftreifen (500) für Gebrauch auf gepflasterten Oberflächen, welcher eine Karkasse beinhaltet mit mindestens zwei radialen Lagen (520), einer Gürtelstruktur (530) radial nach außen von und umfänglich umfassend die Karkasse, um eine umfängliche Einschränkung der Karkassenform unterhalb der Gürtelstruktur bereitzustellen, und eine Reifenlauffläche (540) mit einer Breite im Bereich von 65% bis 80% der Reifenschnittbreite, wobei der Reifen eine umgekehrte Krümmung sowohl zur Gürtelstruktur als auch zu den Karkassenlagen hat, wenn der Reifen auf seiner Entwurfsfelge angebracht und normal gefüllt ist, wobei die umgekehrte Krümmung in einer Region zwischen zwei Punkten (521) in dem Reifenprofil zentriert um und auf entgegengesetzten Seiten der Äquatorialebene vorliegt, wobei die jeweiligen Punkte bei den maximalen radialen Abmessungen der Karkassenlagen auf den jeweiligen Seiten der Äquatorialebene (EP) angeordnet sind, wobei die Punkte von maximaler radialer Abmessung jeweils axial nach innen sowohl von den seitlichen Kanten der Gürtelstruktur als auch von den Mitten der ringförmigen Dehnungsglieder (551) in den Wulsten (550) des Reifens angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen der Laufflächenfläche und den Karkasselagen durchgehend abnehmen in Abhängigkeit des axialen Abstandes von der Äquatorialebene in der Region zwischen den zwei Punkten, wobei die umgekehrte Krümmung der Karkassenlagen durch einen elastomeren Keil (560) erteilt wird, welcher zwischen der Lauffläche und der Gürtelstruktur angeordnet ist, mit einer Dicke (H) bei der Äquatorialebene, die weniger oder gleich 5% von seiner Breite in axialer Richtung beträgt, wobei die Lagen der Gürtelstruktur einen Kordwinkel in dem Bereich von 17º bis 25º aufweist und wobei der Reifen ein Querschnittsverhältnis von weniger als oder gleich 75% aufweist, wobei der Keil (560) so bemessen ist, daß der Reifen, wenn auf seiner Entwurfsfelge angebracht und ungebogen, ein gleichmäßiges Wachstum seiner Laufflächenfläche in der radialen Abmessung erfährt, gemessen von der Reifendrehachse, wenn sein Fülldruck von atmosphärischem Druck auf normalen Druck erhöht wird, wobei die radiale Versetzung quer über die Laufflächenfläche gleichmäßig innerhalb plus oder minus 25% der radialen Versetzung der Laufflächenfläche bei der Äquatorialebene beträgt, wobei die radialen Korde von zwei Karkassenlagen jeweils rechts und links Kordwinkel in dem Bereich von 65º bis 80º aufweisen.