DE60023251T2

DE60023251T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE60023251T2
Application number: DE60023251T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kobe-shi Ueyoko
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: US6508285B2; DE60023251D1; EP1110762B1; EP1110762A2; US20010032693A1; EP1110762A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, der in der Haltbarkeit verbessert und leicht im Gewicht ist.
Beschreibung des Stands der Technik
Der Anmelder der Erfindung hat in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr.10-193 924 (Patent Nr. 2 837 840) einen Reifen vorgeschlagen, der in der Wulsthaltbarkeit und in der Verringerung des Gewichts verbessert ist. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines hoch belastbaren Reifens nach dem Stand der Technik, die die äußere Kontur von einem Seitenwandabschnitt (a) zu einem Wulstabschnitt (b) zeigt. Die Kontur des herkömmlichen Reifens in diesem Bereich war als ein Bogen (c) gebildet worden, der einen Punkt p1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens und einen Punkt p2, wo das Felgenhorn verlassen wird, verbindet, wie in der Fig. durch eine punktierte Linie gezeigt. Andererseits umfasste der in der japanischen Patentanmeldung vorgeschlagene Reifen einen zurückgesprungenen Abschnitt (d), der von dem normalen Bogen (c) in Bezug auf die Achsrichtung des Reifens nach innen zurückspringt. Der zurückspringende Abschnitt ist benachbart zu dem Punkt p2, wo das Felgenhorn verlassen wird, angeordnet.
In dem von uns vorgeschlagenen Reifen ist das Volumen der Gummiseitenwand durch den zurückspringenden Abschnitt (d) derart verringert, dass in einem großen Volumen des Reifens eine Verformung erfolgen kann. Somit kann die Scherverformung in einem großen Volumen des Reifens verteilt werden und die daraus resultierende Wärmeentwicklung auf Grund der Verformung wird klein gemacht. Als eine Synergie dieser Effekte wird die Wulsthaltbarkeit merklich verbessert.
Der obige Reifen wie auch ein herkömmlicher Reifen weisen dieselbe Kontur (c) an dem äußeren Ende des Karkassumschlagabschnittes (e) auf. Im Ergebnis kann es sein, dass die Dicke (t) des Gummis wegen der unkontrollierbaren Änderung der Seitenwandgummidicke auf Grund der Toleranz bei dem Herstellungsprozess oder der Toleranz der Höhe des Karkassumschlagabschnittes (e) zu dünn ist. Wenn die Gummidicke (t) zu dünn ist, kann eine so genannte Gummizerstörung auf Grund der Scherverformung an dem äußeren Ende des Karkassumschlagabschnittes (e) auftreten. Dies wird durch die Verformung der Seitenwand (a) auf Grund von Aufpumpen und wiederholter Verformung, wenn der Reifen unter einer Belastung rollt, verursacht, und somit kann eine solche Reifenstruktur zu schwerem Reifenschaden führen.
Daher muss eine erforderliche Mindestdicke (t) des Gummis gesichert sein, um solch einen Reifenschaden zu verhindern. Dies forcierte die Verwendung eines Seitenwandgummimaterials, das insgesamt dick ist. Wenn solch ein dickes Gummimaterial in dem Reifen aus der früheren japanischen Patentanmeldung verwendet wird, können jedoch die oben erwähnten Vorteile solch eines Reifens, d. h. das Verringern des Gewichts des Wulstabschnittes und die Verbesserung der Haltbarkeit, nicht erreicht werden.
Im Übrigen wird, wenn die Dicke (t) des Gummimaterials lokal erhöht wird, der Karkasskörper durch den Gummi nach innen gedrückt und erstreckt sich somit entlang einer Strecke, die von der optimalen Streckenli nie der Karkasse nach innen abweicht. Anders als beabsichtigt verschlechtert sich in solch einem Fall die Wulsthaltbarkeit erheblich.
Aus der EP-A-0 853 008 ist ein Reifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Bei diesem bekannten Reifen sind die Verringerung des Gewichtes und die Verbesserung der Haltbarkeit noch nicht optimal.
Die US-A-4 947 913 offenbart einen Reifen mit Vorsprüngen, aber keinen Rücksprüngen. Daher ist auch dieser Reifen nicht leicht genug.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen mit einer erforderlichen Mindestdicke (t) von Gummi bereitzustellen, die die Zunahme des Gummivolumens auf ein geringes Ausmaß beschränkt, was die Vorteile mit sich bringt, dass das Verringern des Gewichtes und das Verbessern der Haltbarkeit wirksamer erreicht werden können.
Dieses Ziel wird erreicht durch einen Luftreifen mit einer Karkasse, die eine Karkassverstärkungslage, die sich von einem Laufflächenabschnitt zu einem Wulstkern durch einen Seitenwandabschnitt hindurch erstreckt, und einen umgeschlagenen Abschnitt aufweist, der an dem Wulstkern umgeschlagen und kontinuierlich mit der Karkassverstärkungslage gebildet ist, wobei in einem Standardzustand, in dem der Reifen auf eine normale Felge aufgezogen und der Innendruck des Reifens normal ist, die Kontur der Außenfläche des Reifens im Meridianquerschnitt zwischen einem Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens, der der am weitesten außen liegende Punkt der Reifenoberfläche in der Achsrichtung des Reifens ist, und einem Felgenhorntrennungspunkt P3, an dem er ein Felgenhorn der Felge verlässt, einen vorspringenden Abschnitt umfasst, der in Achsrichtung des Reifens nach außen in Bezug auf einen Normbogen vorspringt, der ein Bogen ist, dessen Mittelpunkt auf einer Linie liegt, die durch den Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens verläuft, wobei der Normbogen durch den Punkt P1 verläuft und das Felgenhorn tangential berührt, und einen zurückspringenden Abschnitt umfasst, der in Achsrichtung des Reifens nach innen in Bezug auf den Normbogen zurückspringt, wobei sich der zurückspringende Abschnitt zu der Innenseite in der radialen Richtung erstreckt;
wobei die Höhe eines maximal vorspringenden Punktes in Bezug auf eine Wulstbasislinie das 0,85- bis 1,15-fache der Höhe des äußeren Endes des umgeschlagenen Abschnittes beträgt, wobei der maximal vorspringende Punkt ein Punkt auf dem vorspringenden Abschnitt ist und am weitesten von dem Normbogen in der Achsrichtung des Reifens beabstandet ist; die Höhe eines maximal zurückspringenden Punktes in Bezug auf eine Wulstbasislinie kleiner ist als die Höhe und das 0,30- bis 0,90-fache der Höhe beträgt, wobei der maximal zurückspringende Punkt ein Punkt auf dem zurückspringenden Abschnitt ist und am weitesten von dem Normbogen in der Richtung des Reifens beabstandet ist; und
der maximale Vorsprungabstand von dem Normbogen zu dem maximal vorspringenden Punkt und der maximale Rücksprungabstand von dem Normbogen zu dem maximal zurückspringenden Punkt jeweils das 0,001- bis 0,040-fache der Querschnittsbreite des Reifens betragen, dadurch gekennzeichnet, dass der vorspringende Abschnitt eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweist, der zurückspringende Abschnitt sich kontinuierlich mit dem vorspringenden Abschnitt erstreckt und der Reifen derart gebildet ist, dass in dem Zustand, in dem der Reifen auf eine normale Felge aufgezogen ist und der Innendruck des Reifens 50 kPa beträgt, die äußere Kontur zwischen dem maximal vorspringenden Punkt und dem maximal zurückspringenden Punkt eine gerade Linie ist, die eine Schrägstellung aufweist, die parallel zu jener des umgeschlagenen Abschnittes liegt.
Wobei die normale Felge die „Standardfelge" gemäß JATMA, die „Messfelge" gemäß ETRTO, die „Designfelge" gemäß T&RA oder dergleichen ist; und der normale Innendruck der „maximale Luftdruck" gemäß JATMA, der „Aufpumpdruck" gemäß ETRTO, der maximale in der Tabelle „Tyre Load Limits at Various Cold Inflation Pressures" (Reifenbelastungsgrenzen bei verschiedenen kalten Aufpumpdrücken) gemäß T&RA angegebene Druck oder dergleichen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des Wulstabschnittes;
3 ist eine schematische Darstellung zur Erklärung der Kontur des Reifens;
4 ist eine schematische Darstellung, die den detailliert dargestellten vorspringenden Abschnitt und den zurückspringenden Abschnitt zeigt; und
5 ist eine schematische Darstellung, die die Kontur des Wulstabschnittes des Reifens nach dem Stand der Technik zeigt.
DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erkläxt.
1 zeigt eine Meridianquerschnittsansicht eines Luftreifens 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, der ein Reifen für hohe Beanspruchung zur Verwendung an einem Lastkraftwagen oder Bus ist und auf eine normale Felge aufgezogen ist und sich in dem Standardzustand mit normalem Innendruck befindet.
Der Reifen 1 umfasst einen Laufflächenabschnitt 2, ein Paar Seitenwandabschnitte 3, die von den beiden Seiten des Laufflächenabschnittes 2 beginnen und sich in der radialen Richtung des Reifens nach innen erstrecken, und einen Wulstabschnitt 4, der an dem inneren Ende von jeder der Seitenwände 3 angeordnet ist. Die Wulstabschnitte 4, 4 werden durch eine Karkasse 6 überbrückt.
Die Karkasse 6 besteht aus einer oder mehr als einer Karkasslage 6A, die aus einem Karkasskord aus organischen Fasern wie Nylon, Rayon, Polyester, aromatischem Polyamid oder Stahlkord besteht/en und unter einem Winkel von 70 bis 90° in Bezug auf den Reifenäquator CO angeordnet ist/sind. Dieses Beispiel zeigt eine Karkasse, die aus einer Platte aus einer Karkasslage besteht, deren Stahlkorde unter einem Winkel von 90° zu dem Reifenäquator CO angeordnet sind.
Die Karkasse 6 umfasst einen Karkasskörper 6a, der sich von dem Laufflächenabschnitt 2 über den Seitenwandabschnitt 3 zu dem Wulstkern 5 in dem Wulstabschnitt erstreckt, und einen umgeschlagenen Abschnitt 6b, der ein von der Innenseite zu der Außenseite um den Wulstkern 5 umgeschlagener Abschnitt ist. Der Karkasskörper 6a und der umgeschlagene Abschnitt 6b werden als ein einziger Körper hergestellt. Gürtelschichten 7 sind in dem Bereich innerhalb des Laufflächenabschnittes 2 außerhalb des Karkasskörpers 6a angeordnet.
Die Gürtelschichten 7 bestehen aus zwei oder mehr als zwei Gürtellagen. In diesem Beispiel bestehen die Gürtelschichten 7 aus 4 Lagen, und zwar einer innersten Gürtelllage 7A, die unter einem Winkel von 50 ± 15° in Bezug auf den Reifenäquator angeordnet ist, und äußeren Gürtellagen 7B, 7C, 7D, die jeweils unter einem Winkel weniger als 30° in Bezug auf den Reifenäquator angeordnet sind. Die Gürtellagen sind derart über einander ausgebildet, dass zumindest ein Überkreuzungspunkt auftritt, wo ein Gürtelkord in einer Lage sich mit einem Gürtelkord in einer anderen Lage überkreuzt. Der Gürtelkord in diesem Beispiel besteht aus einem Stahlkord. Je nach Notwendigkeit können jedoch organische Fasern wie Nylon, Polyester, Rayon oder aromatisches Polyamid als Gürtellagenmaterial verwendet werden.
Ein Gummiwulstkernreiter 8 ist in dem Wulstabschnitt 4 zwischen dem Karkasskörper 6a und dem umgeschlagenen Abschnitt 6b angeordnet. Der Wulstkernreiter 8 erstreckt sich von dem Wulstkern 5 in der radialen Richtung des Reifens nach außen und verjüngt sich, so dass er dünner wird. Der Wulstkernreiter 8 besteht aus einem Gummi mit einem Härtewert von 60 bis 99°. Der Wulstkernreitergummi ist derart gebildet, dass die innere Kontur eine im Wesentlichen gerade, zu dem Karkasskörper 6a parallele Linie ist und die äußere Kontur eine konkave Bogenlinie ist.
Die Höhe (ha) des äußeren Endes 8e des Wulstkernreiters 8 von der Wulstbasislinie BL beträgt 6 bis 31 % der Höhe (H) des Reifenquerschnittes (in 1 gezeigt), vorzugsweise 8 bis 22 %. Da der Wulstkernreiter 8 auf diese Weise miniaturisiert wird, wird die Druckverformung in dem umgeschlagenen Abschnitt verringert. Im Ergebnis wird die Haltbarkeit des umgeschlagenen Abschnittes verbessert und die Entwicklung von Wärme an dem Wulst wird unterdrückt. Im Übrigen ist der Begriff „Wulstbasislinie BL", wie gemäß JATMA, TRA und ETRTO geregelt, eine zu der Achslinie des Reifens parallele Linie, die durch den Felgenradius hindurch verläuft.
Der umgeschlagene Abschnitt 6b der Karkasse 6 erstreckt sich in der radialen Richtung über den Wulstkernreiter 8 hinaus, um einen benachbarten Bereich G zu bilden, wo der umgeschlagene Abschnitt benachbart zu dem Karkasskörper 6a angeordnet ist. Das äußere Ende 6e des umgeschlagenen Abschnittes 6b ist an einem Punkt radial innerhalb von dem Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens angeordnet, wo die Seitenwand 3 die äußerste Position in der Reifenachsrichtung aufweist. Namentlich ist die Höhe (ho) des äußeren Endes 6e von der Wulstbasislinie BL kleiner als die Höhe (hc) des Punktes P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens.
In dem benachbarten Bereich G gibt es, wie in 2 gezeigt, einen minimal benachbarten Abschnitt X nahe dem äußeren Ende 8e des Wulstkernreiters 8, wo der Kordabstand T zwischen dem umgeschlagenen Abschnitt 6b und dem Karkasskörper 6a einen Minimalwert Tmin aufweist. Der Minimalwert Tmin ist das 0,15- bis 5,0-fache des Durchmessers des Karkasskords. Wenn der Wert kleiner als das 0,15-fache ist, reicht die Festigkeit des Gummis oft nicht aus, um einer Verformung in dem Bereich nahe dem äußeren Ende 8e zu widerstehen. Wenn andererseits der Wert größer als das 5,0-fache ist, ist die Wärmeentwicklung groß und es tritt oft ein so genanntes Reifenablösungsphänomen von dem äußeren Ende 8e aus auf. Somit soll der Minimalwert Tmin vorzugsweise das 0,5- bis 3,5-fache des Durchmessers des Karkasskords betragen, noch bevorzugter beträgt er das 0,8-fache bis 2,5-fache des Durchmessers.
Obwohl der minimal benachbarte Abschnitt X ein kleiner lokaler Bereich sein kann, ist es vorzuziehen, dass der Minimalwert Tmin des Kar kasskordabstands T in einem kontinuierlichen Bereich gehalten wird, um einen parallelen Bereich G1 zu bilden, wo der Karkasskörper 6a und der umgeschlagene Abschnitt sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, wie gezeigt. Solch ein paralleler Bereich G1 kann die Wärmeentwicklung, die durch auf diesen Bereich ausgeübte Scherverformung verursacht wird, wirksam verteilen. Im Ergebnis wird das Gummispalt- oder -rissbildungsphänomen, das nahe dem äußeren Ende 8e des Wulstkernreitergummis 8 auftreten kann, unterdrückt. Im Übrigen erstrecken sich der umgeschlagene Abschnitt 6b und der Karkasskörper 6a in diesem Beispiel jeweils in einer geraden Linie in diesem parallelen Bereich G1.
In diesem Beispiel ist in dem benachbarten Bereich G eine Zone G2 mit allmählich zunehmendem Abstand vorgesehen. In der Zone G2 nimmt der Abstand allmählich zu und die Zone G2 ist kontinuierlich mit dem parallelen Bereich G1 gebildet und ist radial außerhalb des minimal benachbarten Abschnittes X angeordnet. In der Zone G2 mit allmählich zunehmendem Abstand nimmt der hierin zuvor definierte Karkasskordabstand (T) allmählich zu dem äußeren Ende 6e des umgeschlagenen Abschnittes 6b hin zu. Auf Grund der Zone G2 mit allmählich zunehmendem Abstand nimmt die Dicke des Gummis zwischen den Lagen an der Position des äußeren Endes 6e des umgeschlagenen Abschnittes 6b entsprechend dem minimal benachbarten Abschnitt X zu. Daher ist es möglich, das Gummispaltbildungsphänomen zu unterdrücken, das bei einer langfristigen Verwendung des Reifens in einem Bereich nahe dem äußeren Ende 6e auftreten könnte. Es ist nämlich möglich, die Spaltbildung zu unterdrücken, die ein Reifenablösungsphänomen in dem Bereich nahe dem äußeren Ende 6e des umgeschlagenen Abschnittes 6b wie auch in dem Bereich in der Nähe des äußeren Endes 8e des Wulstkernreiters 8 bewirken kann.
Die radiale Länge (hb) der Zone G2 mit allmählich zunehmendem Abstand in diesem Beispiel beträgt vorzugsweise das 0,1- bis 0,9-fache des radialen Abstands (h0–ha) zwischen den äußeren Enden 6e und 8e und die Fig. zeigen den Fall des 0,2-fachen. Der Karkasskordabstand Tmax an dem äußeren Ende 6e beträgt vorzugsweise das 1,5- bis 4,5-fache des Minimalwertes Tmin.
In der zunehmenden Zone G2 ist es wünschenswert, eine Unterplatte 20 mit dem niedrigen Modul weiter als den Gummierungsgummi der Karkasse 6 zwischen dem Karkasskörper 6a und dem umgeschlagenen Abschnitt 6b vorzusehen, um den Karkasskordabstand (T) sicherzustellen. Der 100-%-Modul dieser Unterplatte 20 beträgt 5 bis 30 kgf/cm² und die Dicke der Unterplatte 20 ist größer als die Dicke des Gummierungsgummis der Karkasse 6, so dass die Unterplatte 20 die Spannung zwischen dem Karkasskörper 6a und dem umgeschlagenen Abschnitt 6b aufnimmt. Im Ergebnis kann, wenn die Kordablösung an dem äußeren Ende 6e des umgeschlagenen Abschnittes 6b aufgetreten ist, unterdrückt werden, dass die Kordablösung, die den Gummi trennt, fortschreitet.
Die Kontur Y der Reifenaußenfläche des Reifens 1 in dem Bereich zwischen dem Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens (nachfolgend als Punkt P1 maximaler Breite bezeichnet) und dem Trennungspunkt P3, wo das Felgenhorn F verlassen wird, ist derart gebildet, dass ein Vorsprungabschnitt 10, der nach außen in der Achsrichtung des Reifens in Bezug auf einen Normbogen RO vorspringt, und ein zurückspringender Abschnitt 11 in dem Standardzustand des Reifens gebildet sind. Der zurückspringende Abschnitt 11 ist kontinuierlich mit dem Vorsprungabschnitt 10 und erstreckt sich derart in die radiale Richtung, dass er nach innen in der Achsrichtung des Reifens in Bezug auf den Normbogen RO zurückspringt. Der Normbogen RO ist ein Bogen, der einen Mittel punkt auf der Linie aufweist, die durch den Punkt P1 maximaler Breite parallel zu der Linie WL der Achsrichtung des Reifens verläuft. Der Normbogen RO verläuft durch den Punkt P1 maximaler Breite und berührt tangential die Innenseite des Felgenhorns F.
Der Vorsprungabschnitt 10 weist, wie in 4 gezeigt, einen Ausgangspunkt K1 über dem Radius und einen Ausgangspunkt K2 unter dem Radius an dem Normbogen RO, sowie einen maximal vorspringenden Punkt QA zwischen den Punkten K1 und K2 auf. Der maximal vorspringende Punkt QA ist auf einer Linie NL der Reifenradius-Richtung angeordnet, die durch den Punkt P1 maximaler Breite verläuft, oder in einem Bereich radial innen in der Achsrichtung des Reifens im Vergleich zu der Linie NL der Reifenradius-Richtung.
Die Kontur des Reifen ist derart gebildet, dass eine gerade Oberseitenkontur 10U des Vorsprungs zwischen dem Ausgangspunkt K1 über dem Radius und dem maximal vorspringenden Punkt QA gebildet ist, und eine gerade Unterseitenkontur 10L des Vorsprungs ist zwischen dem maximal vorspringenden Punkt QA und dem Ausgangspunkt K2 unter dem Radius gebildet, wenn der Reifen auf eine Standardfelge aufgezogen ist und der Innendruck des Reifens 50 kpa (Innendruck 50 kPa) beträgt. Dieses Beispiel zeigt eine bevorzugte Ausführung, bei der die Oberseitenkontur 10U des Vorsprungs derart gebildet ist, dass sie tangential zu dem Normbogen RO ist. Der Ausgangspunkt K1 über dem Radius ist an dem Punkt P1 maximaler Breite oder nahe diesem Punkt P1 angeordnet.
Der zurückspringende Abschnitt 11 weist einen Endpunkt K3 über dem Radius und einen Endpunkt K4 unter dem Radius auf dem Normbogen RO sowie einen maximal zurückspringenden Punkt QB zwischen den Punkten K3 und K4 auf. Die Kontur des Reifens trennt sich am meisten von dem Normbogen RO in der Achsrichtung des Reifens an dem maximal zurückspringenden Punkt QB in dem zurückspringenden Abschnitt. Wenn der Endpunkt K3 über dem Radius gleich dem Ausgangspunkt K2 unter dem Radius ist, ist eine Oberseitenkontur 11U des Rücksprungs, die ein Konturabschnitt zwischen dem Endpunkt K3 über dem Radius und dem maximal zurückspringenden Punkt QB ist, übergangslos mit der Unterseitenkontur 10L des Vorsprungs verbunden. Dieses Beispiel zeigt eine bevorzugte Ausbildung insofern, als die Oberseitenkontur 11U des Rücksprungs und die Unterseitenkontur 10L des Vorsprungs derart gebildet sind, dass sie eine gerade Linie J sind, die im Wesentlichen parallel zu dem umgeschlagenen Abschnitt 6b ist.
Wenn der Innendruck 50 kPa ist, entspricht die Form eines Reifens im Wesentlichen jener bei dem Vulkanisierungsvorgang in einer Heizform, somit ist die innere Spannung klein und die Verformung ist minimal. Daher ist der Reifen oder die Heizform zum Herstellen des Reifen dieses Beispiels derart gebildet, dass die Oberseitenkontur 10U des Vorsprungs und die Unterseitenkontur 10L des Vorsprungs jeweils eine gerade Linie sind und die Oberseitenkontur 11U des Rücksprungs und die Unterseitenkontur 10L des Vorsprungs eine gemeinsame gerade Linie J bilden.
Eine Unterseitenkontur 11L des Rücksprungs des zurückspringenden Abschnittes 11, die zwischen dem maximal zurückspringenden Punkt QB und dem Endpunkt K4 unter dem Radius angeordnet ist, ist übergangslos mit einem anschwellenden Abschnitt 12 verbunden, der in einem Bereich außerhalb des Normbogens RO in der Achsrichtung des Reifens angeordnet ist, und bildet einen konvexen, mit dem Trennungspunkt P3 verbundenen Bogen.
Da ein zurückspringenden Abschnitt 11 an der Seite des Trennungspunktes P3 gebildet ist, an dem er das Felgenhorn F auf diese Weise verlässt, kann der Reifen sich in einem großen Volumen verformen. Daher kann die Scherverformung in einem großen Volumen des Reifens verteilt und die Wärmeentwicklung verringert werden. Somit wird die Wulsthaltbarkeit des Reifens auf Grund der Synergie dieser Effekte verbessert.
Der Querschnitt des Vorsprungabschnittes 10 ist im Wesentlichen ein Dreieck, das einen maximal vorspringenden Punkt QA in dem Bereich aufweist, wo die Höhe nahe der Höhe des äußeren Endes 6e des umgeschlagenen Abschnittes 6b ist. Daher ist es möglich, eine erforderliche Mindestdicke (t) des Gummis zwischen dem äußeren Ende 6e und der Außenfläche des Reifens sicherzustellen und zugleich die Zunahme des Gummivolumens in dem Minimalniveau zu unterdrücken. Es ist daher möglich, den kritischen Reifenschaden zu unterdrücken, der von dem äußeren Ende 6e ausgehen kann. Gleichzeitig ist es möglich, das Gewicht des Reifen auf Grund der Bildung des zurückspringenden Abschnittes 11 zu verringern und die Reifenhaltbarkeit zu verbessern.
Es ist wichtig, die Höhe (h1) des maximal vorspringenden Punktes QA von der Wulstbasislinie BL derart zu planen, dass sie das 0,85- bis 1,15-fache der Höhe (h0) des umgeschlagenen Abschnittes 6e beträgt. Wenn die Höhe (h1) außerhalb dieses Bereichs liegt, kann die richtige Dicke (t) des Gummis nicht bereitgestellt werden, was einen kritischen Reifenschaden verursachen wird wie z. B. eine Lagenablösung, die zu einer Seitenwandzerstörung führt. Alternativ wird sich ein dem äußeren Ende 6e entsprechendes ungleichmäßiges Muster an der Außenfläche des Reifens zeigen, welches das Aussehen des Reifens stört.
Wenn die Oberseitenkontur 11U des Rücksprungs und die Unterseitenkontur 10L des Vorsprungs als eine gemeinsame gerade Linie J parallel zu dem umgeschlagenen Abschnitt 6h gebildet sind, wie in diesem Beispiel gezeigt, ändert die Gummidicke (t) sich nicht, selbst wenn die Höhe des umgeschlagenen Abschnittes 6b sich gemäß der Toleranz in dem Herstellprozess unkontrollierbar ändert. Somit ist solch eine Struktur vorzuziehen. Wenn der Querschnitt des Vorsprungabschnittes 10 ein Dreieck bildet, ändert sich die Verteilung der Steifigkeit übergangslos und die Belastung auf Grund des konstanten Rollens unter Last wird in einem großen Volumen verteilt. Daher ist es möglich, nicht nur den Schaden zu unterdrücken, der von dem äußeren Ende 6e ausgehen kann, sondern auch Schäden, die durch das Bilden des Vorsprungabschnittes 10 selbst verursacht werden. Insbesondere wenn die Oberseitenkontur 10U des Vorsprungs tangential zu dem Normbogen RO ist, ändert sich die Steifigkeit übergangsloser und dies ist somit vorzuziehen.
Es ist auch wichtig, dass der maximale Vorsprungabstand (q1) von dem Normbogen RO zu dem maximal vorspringenden Punkt QA und der maximale Rücksprungabstand (q2) von dem Normbogen RO zu dem maximal zurückspringenden Punkt QB jeweils das 0,001- bis 0,040-fache der Querschnittsbreite (W) des Reifens betragen.
Wenn der maximale Vorsprungabstand (q1) kleiner als das 0,001-fache der Breite (W) ist, reicht die Dicke (t) des Gummis nicht aus, daher kann Gummizerstörung auf Grund der Scherverformung an dem äußeren Ende auftreten und ein kritischer Reifenschaden wie z. B. eine Lagenablösung auf Grund der Spaltung der Seitenwand kann auftreten. Auch kann an der Außenfläche des Reifens ein dem äußeren Ende 6e entsprechendes ungleichmäßiges Muster auftreten, was das Aussehen des Reifens beeinträchtigen wird. Andererseits ergibt sich, wenn der maximale Vorsprung abstand (q1) das 0,04-fache der Breite (W) übersteigt, eine unnötige Zunahme des Gewichtes und auch die Verbesserung der Haltbarkeit gemäß dem zurückspringenden Abschnitt wird behindert. Es ist daher vorzuziehen, dass der maximale Abstand (q1) das 0,003- bis 0,020-fache der Breite (W) beträgt.
Auch wenn der maximale Rücksprungabstand (q2) kleiner als das 0,001-fache der Breite (W) ist, können die Verbesserung der Haltbarkeit in Übereinstimmung mit der Verringerung des Gewichtes und der geringen Wärmeentwicklung nicht erwartet werden. Andererseits ist die Gummidicke von dem Karkasskord in dem Bereich des umgeschlagenen Abschnittes 6b zu gering, wenn er das 0,04-fache der Breite (W) übersteigt. Daher kann eine Gummizerstörung auf Grund einer Spannungsverformung des Seitenwandgummis durch das wiederholte Rollen unter Belastung auftreten, und ein kritischer Reifenschaden wie z. B. eine Lagenablösung auf Grund des Ablösens der Seitenwand kann auftreten. Auch kann an der Außenfläche des Reifens ein dem Karkasskord entsprechendes ungleichmäßiges Muster auftreten, was das Aussehen des Reifens beeinträchtigen wird. Es ist daher vorzuziehen, dass der maximale Rücksprungabstand (q2) das 0,003- bis 0,020-fache der Breite (W) beträgt.
Es ist auch wichtig, dass die Höhe (h2) des maximal zurückspringenden Punktes QB von der Wulstbasislinie BL kleiner als die Höhe (h1) ist und zugleich das 0,30- bis 0,90-fache der Höhe (h0) beträgt. Wenn die Höhe kleiner als das 0,3-fache der Höhe (h0) ist, kann der Reifen durch das Felgenhorn F nicht ausreichend zusammengedrückt werden und eine Bewegung des Wulstes 4 während des Fahrens des Reifens wird groß, was zu einem Anstieg der Temperatur des Wulstes 4 führt, und im Ergebnis wird die Wulsthaltbarkeit erheblich verschlechtert sein. Wenn die Höhe hingegen das 0,90-fache der Höhe (h0) übersteigt, kommt das äußere Ende 6e zu nahe zu dem maximal zurückspringenden Punkt QB, und die Belastung konzentriert sich auf diesen maximal zurückspringenden Punkt QB und eine Gummizerstörung wird auftreten. Es ist daher vorzuziehen, dass die Höhe (h2) das 0,4- bis 0,8-fache der Höhe (h0) beträgt.
Oben stehend ist hierin eine besonders zu bevorzugende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt, der Fachmann wird jedoch einsehen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die offen gelegte und veranschaulichte Ausführungsform beschränkt ist, sondern gemäß der Definition in den Ansprüchen zu verstehen ist, wobei die vorliegende Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung abgewandelt oder geändert werden kann. Zum Beispiel kann der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung für Reifen in anderen Kategorien wie z. B. Reifen für Lieferwagen oder Leichtlastkraftwagen verwendet werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf einen Reifen mit einem Schlauch, sondern auch auf einen schlauchlosen Reifen angewendet werden.
Experimentelle Daten
Reifen für Schwertransporte mit der in 1 gezeigten Struktur und der Reifengröße 10,00R20 wurden für Studien hergestellt und getestet. Ihre Spezifikationsdaten sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben. Die Ergebnisse der Studie in Bezug auf Haltbarkeit, optisches Erscheinungsbild und Wulstscheuern sind in den Tabellen angegeben. Die Spezifikationen der Karkasse und der Gürtelschicht etc. waren identisch und sind in Tabelle 3 angegeben. Die Größe GL in den Tabellen 1 und 2 bezeichnet die Länge des benachbarten Bereiches G, der in 1 gezeigt ist.
(1) Haltbarkeit:
Jeder Reifen wurde auf eine Felge von 7,00 × 20 aufgezogen und mit einem Innendruck von 800 kPa und einer Last von 9000 kg mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h auf einer Walze gefahren. Der Test wurde beendet, wenn ein sichtbarer Schaden auftrat. Die Fahrstrecke bis zum Anhalten wurde durch einen Index verglichen, der das Verhältnis der Fahrstrecke zu der des Reifens nach dem Stand der Technik ist. Der Index für den Reifen nach dem Stand der Technik ist als Referenz mit 100 angegeben und je höher der Index des Reifens ist, umso besser ist der getestete Reifen.
(2) Aussehen:
Das Aussehen des Reifens wurde optisch beurteilt, um zu sehen, ob Ungleichmäßigkeiten auf Grund des äußeren Endes der Karkasse oder auf Grund des Karkasskords an der Außenfläche des Reifens auftraten. Dies erfolgte unter der Bedingung, dass der Innendruck des Reifen 800 kPa betrug. Das Aussehen der Reifen wurde durch einen Index bestimmt, wobei der Index des Reifens nach dem Stand der Technik 100 beträgt, und je höher der Indexwert, umso besser ist das Aussehen des getesteten Reifens.
(3) Wulstscheuern:
Der Grad an Wulstscheuern wurde nach Abschluss des Haltbarkeitstests optisch beurteilt. Der Grad an Scheuern wurde durch einen Index bestimmt, wobei der Index des Reifens nach dem Stand der Technik mit 100 festgesetzt wurde, und je höher der Indexwert, umso besser ist das Wulstscheuern.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Aus den Tabellen 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Haltbarkeit des Reifens merklich verbessert wurde, und die Verringerung des Reifengewichtes wurde in diesen Reifen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzielt. Zugleich wurde das Wulstscheuern verringert und ein hohes Niveau hinsichtlich des Reifenaussehens blieb erhalten.
Da der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung wie hierin oben stehend erklärt ausgebildet ist, ist es möglich, eine erforderliche Gummidicke an dem äußeren Ende der Karkasse mit Sicherheit zu gewährleisten, und somit ist es möglich, die Haltbarkeit zu verbessern und das Reifengewicht zu verringern.

Claims

Luftreifen (1) mit einer Karkasse (6), die eine Karkassverstärkungslage (6a), die sich von einem Laufflächenabschnitt (2) zu einem Wulstkern (5) durch einen Seitenwandabschnitt (3) hindurch erstreckt, und einen umgeschlagenen Abschnitt (6b) aufweist, der an dem Wulstkern (5) umgeschlagen und kontinuierlich mit der Karkassverstärkungslage (6a) gebildet ist, wobei in einem Standardzustand, in dem der Reifen auf eine normale Felge aufgezogen und der Innendruck des Reifens normal ist, die Kontur (Y) der Außenfläche des Reifens im Meridianquerschnitt zwischen einem Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens, der der am weitesten außen liegende Punkt der Reifenoberfläche in der Achsrichtung des Reifens ist, und einem Felgenhorntrennungspunkt P3, an dem er ein Felgenhorn der Felge verlässt, einen vorspringenden Abschnitt (10) umfasst, der in Achsrichtung des Reifens nach außen in Bezug auf einen Normbogen (Ro) vorspringt, der ein Bogen ist, dessen Mittelpunkt auf einer Linie liegt, die durch den Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens verläuft, wobei der Normbogen (Ro) durch den Punkt P1 verläuft und das Felgenhorn (F) tangential berührt, und einen zurückspringenden Abschnitt (11) umfasst, der in Achsrichtung des Reifens nach innen in Bezug auf den Normbogen (Ro) zurückspringt, wobei sich der zurückspringende Abschnitt zu der Innenseite in der radialen Richtung erstreckt; wobei die Höhe (h1) des maximal vorspringenden Punktes (QA) in Bezug auf die Wulstbasislinie (BL) das 0,85- bis 1,15-fache der Höhe (h0) des äußeren Endes (6e) des umgeschlagenen Abschnittes (6b) beträgt, wobei der maximal vorspringende Punkt (QA) ein Punkt auf dem vorspringenden Abschnitt (10) ist und am weitesten von dem Normbogen (Ro) in der Achsrichtung des Reifens beabstandet ist; die Höhe (h2) des maximal zurückspringenden Punktes (QB) in Bezug auf die Wulstbasislinie (BL) kleiner ist als die Höhe (h1) und das 0,30- bis 0,90-fache der Höhe (h0) beträgt, wobei der maximal zurückspringende Punkt (QB) ein Punkt auf dem zurückspringenden Abschnitt (11) ist und am weitesten von dem Normbogen (Ro) in der Richtung des Reifens beabstandet ist; und der maximale Vorsprungabstand (q1) von dem Normbogen (Ro) zu dem maximal vorspringenden Punkt (QA) und der maximale Rücksprungabstand (q2) von dem Normbogen (Ro) zu dem maximal zurückspringenden Punkt (QB) jeweils das 0,001- bis 0,040-fache der Querschnittsbreite (W) des Reifens betragen, dadurch gekennzeichnet, dass der vorspringende Abschnitt (10) eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweist, der zurückspringende Abschnitt sich kontinuierlich mit dem vorspringenden Abschnitt (10) erstreckt, und der Reifen derart gebildet ist, dass in dem Zustand, in dem der Reifen auf eine normale Felge aufgezogen ist und der Innendruck des Reifens 50 kPa beträgt, die äußere Kontur (Y) zwischen dem maximal vorspringenden Punkt (QA) und dem maximal zurückspringenden Punkt (QB) eine gerade Linie ist, die eine Schrägstellung aufweist, die parallel zu jener des umgeschlagenen Abschnittes (6b) liegt.
Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Vorsprungabstand (q 1) und der maximale Rücksprungabstand (q2) jeweils das 0,003- bis 0,020-fache der Querschnittsbreite (W) des Reifens betragen.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h2) des maximal zurückspringenden Punktes das 0,4- bis 0,8-fache der Höhe (h0) beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen derart gebildet ist, dass in dem Zustand, in dem der Reifen auf eine normale Felge aufgezogen ist und der Innendruck des Reifens 50 kPa beträgt, die äußere Kontur (Y) zwischen dem Punkt P1 der maximalen Querschnittsbreite des Reifens und dem maximal vorspringenden Punkt (QA) eine gemeinsame gerade Linie ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (Y) des Reifens einen äußeren konvex anschwellenden Abschnitt (12) umfasst, wobei die Kontur zur Außenseite des Normbogens (Ro) in der axialen Richtung des Reifens anschwillt, der anschwellende Abschnitt (12) in einem Bereich radial innenseitig von dem zurückspringenden Abschnitt angeordnet ist und mit dem Trennungspunkt, an dem er die Felge verlässt, verbunden ist.