-
Diese
Erfindung betrifft einen Luftreifen und spezieller eine Verbesserung
bei einem Reifen mit Notlaufeigenschaften, der in starkem Maß eine Laufstrecke
des platten Reifens oder eine Laufstrecke in einem Notlaufzustand
verlängern
kann, während
eine Zunahme des Reifengewichtes gesteuert wird.
-
Bisher
wurden verschiedene Reifen mit Notlaufeigenschaften vorgeschlagen,
die in der Lage sind, zeitweilig während der Reifenpanne zu laufen,
und bestimmte Reifen unter ihnen werden kommerzialisiert.
-
Um
die Laufstrecke während
der Reifenpanne des Reifens mit Notlaufeigenschaften zu verlängern, ist es üblich, die
Wärmebildung
zu unterdrücken,
die sich aus der sich wiederholenden Verformung ergibt, die von der
Drehung des Reifens begleitet wird, indem eine Ausdehnungsverformung
eines Seitenwandabschnittes nach außen in der Breitenrichtung
des Reifens und eine Biegeverformung eines Wulstabschnittes nach
außen in
der Breitenrichtung des Reifens auf einem Felgenflanschabschnitt,
was als „eine
Verformung eines Wulstabschnittes im drucklosen Zustand" bezeichnet wird,
gegen eine auf den platten Reifen angewandte Last gesteuert werden.
Für den
Zweck des Steuerns einer jeden der vorangehenden Verformungen wurde
umfassend eine Dicke eines sichelförmigen Verstärkungsgummis
verstärkt,
der auf der Innenseite des Seitenwandabschnittes angeordnet ist,
um die Dicke des Kernreiters zu verstärken, der auf einer äußeren Umfangsseite
eines Wulstkernes angeordnet ist, um die Anzahl der Karkassenlagen
oder dergleichen zu erhöhen.
-
Bei
den konventionell vorgeschlagenen Reifen mit Notlaufeigenschaften
ist es jedoch unvermeidbar, das Reifengewicht in bedeutendem Maß zu erhöhen, und
es gibt bestimmte Fälle,
wo das Reifengewicht um etwa 30 % größer wird. Eine derartige Zunahme
des Reifengewichtes zeigt Probleme, wie beispielsweise eine Verschlechterung
des Kraftstoffverbrauches, eine Erhöhung des Fahrwiderstandes,
eine Verschlechterung des Fahrkomforts beim Fahrzeug und eine Verschlechterung
der anderen verschiedenen Funktionsfähigkeiten.
-
Obgleich
das Maß der
Wärmeerzeugung
durch Steuern der Verformung des Reifens herabgesetzt wird, vergrößert die
Zunahme des Volumens in den Elementen, die den Reifen bilden, insbesondere
das Maß der
Wärmeerzeugung
während
des Laufens unter einer hohen Belastung, wobei deutlich das vorangehende verringerte
Maß der
Wärmeerzeugung überschritten
wird, was die Verlängerung
der Laufstrecke im Notlaufzustand behindert und zu einem ernsthaften
Problem wird.
-
Ein
Luftreifen mit einer Kernverstärkungsschicht
ist aus dem EP-A-1083065 bekannt, das als der dem Gegenstand des
Patentanspruches 1 als am nächsten
kommende Stand der Technik betrachtet wird. Dieses Dokument enthält den Stand
der Technik nur kraft des Artikels 54(3) EPC. Ein selbsttragender
Fahrzeugluftreifen wird im GB-A-2138367 offenbart.
-
Es
ist daher ein Ziel der Erfindung, die vorangehend erwähnten Probleme
des konventionellen Verfahrens zu lösen und einen Luftreifen bereitzustellen,
der in der Lage ist, die Laufstrecke im Notlaufzustand unter einer
hohen Belastung in starkem Maß zu
verlängern,
indem die Seifigkeit des Wulstabschnittes ausreichend erhöht wird,
während
die Zunahme des Reifengewichtes vorteilhafterweise gesteuert wird.
-
Entsprechend
der Erfindung wird ein Luftreifen bereitgestellt, insbesondere ein
radialer Luftreifen, der aufweist: einen Laufflächenabschnitt; ein Paar Seitenwandabschnitte,
die sich jeweils nach innen von jeder Seite des Laufflächenabschnittes
in einer radialen Richtung erstrecken; ein Paar Wulstabschnitte,
die jeweils auf einer Innenseite des Seitenwandabschnittes in der
radialen Richtung angeordnet sind; eine Karkasse, die sich ringförmig zwischen
einem Paar Wustkernen erstreckt, jeweils in einem entsprechenden
Wulstabschnitt eingebettet und um den Wulstkern von einer Innenseite
des Reifens in Richtung zu dessen Außenseite in der radialen Richtung
gewickelt, um einen aufgerichteten Abschnitt zu bilden; einen Kernreiter,
der zwischen einem Hauptkörperabschnitt
der Karkasse und deren aufgerichteten Abschnitt und angrenzend an
eine äußere Umfangsfläche des
Wulstkernes angeordnet ist; und einen Verstärkungsgummi, der auf der Innenseite
des Seitenwandabschnittes in der Breitenrichtung des Reifens angeordnet
ist und eine im wesentlichen sichelartige Form in dessen Querschnitt
aufweist; eine Verbesserung, bei der mindestens eine Kordverstärkungsschicht,
die aus einem Kord (Korden) besteht, der sich in einer Winkelrichtung
von annähernd
90° mit
Bezugnahme auf eine radiale Strecke erstreckt, zwischen dem Hauptkörperabschnitt
der Karkasse und dem Kernreiter in einem Bereich, der sich nach
außen
von einer unmittelbaren Nähe
des Wulstkernes erstreckt, in der radialen Richtung angeordnet ist
und eine Breite in der radialen Richtung des Reifens aufweist, die
10 bis 50 % einer Reifenhöhe
entspricht.
-
Der
Begriff „Reifenhöhe", wie er hierin verwendet
wird, bedeutet eine Schnitthöhe,
die im JATMA YEAR BOOK definiert wird, und bedeutet konkret die
halbe Differenz zwischen dem Gesamtdurchmesser und dem Nenndurchmesser
der Felge, wenn der Reifen auf einer zugelassenen Felge montiert
ist und auf den empfohlenen Luftdruck bei keiner Belastung aufgepumpt
wird. Und ebenfalls bedeutet der Begriff „radiale Strecke", wie er hierin verwendet
wird, eine Ebene, die eine Rotationsachse des Reifens einschließt.
-
Im
Luftreifen entsprechend der Erfindung trägt der Verstärkungsgummi,
der auf der Innenseite des Seitenwandabschnittes und nahe an einer
Innenfläche
davon angeordnet ist, hauptsächlich
dazu bei, das Gewicht einer Fahrzeugkarosserie während der Reifenpanne zu tragen,
um dadurch die Ausdehnungsverformung des Seitenwandabschnittes in
der Breitenrichtung zu steuern, so dass die Spannungskonzentration
im Seitenwandabschnitt und der Karkasse vorteilhafterweise während der
Reifenpanne verhindert werden kann. Und ebenfalls ist die Kordverstärkungsschicht
mindestens im Wulstabschnitt angeordnet, wobei die Zunahme des Gewichtes
ziemlich gering ist, verglichen mit dem Fall der Verstärkung der
Dicke des Verstärkungsgummis und
der Dicke des Kernreiters, wodurch die Steifigkeit des Wulstabschnittes
gegen die Verformung im drucklosen Zustand während des Laufens im Notlaufzustand
unter der hohen Belastung ausreichend erhöht werden kann, um die Laufstrecke
im Notlaufzustand in starkem Maß zu
verlängern.
-
Betrachtet
man nur die Ausdehnungsverformung des Seitenwandabschnittes, insbesondere
eine Zone des Seitenwandabschnittes, die sich in der unmittelbaren
Nähe einer
Position einer maximalen Reifenbreite befindet, kann eine Kraft,
die die Ausdehnungsverformung einschränkt, wirksam erhöht werden,
indem die Dicke des Verstärkungsgummis
verstärkt
oder die Anzahl der Karkassenlagen erhöht wird, während man die Verformung des
Wulstabschnittes im drucklosen Zustand unter einem Betriebszustand
einer relativ niedrigen Belastung durch Verstärken der Dicke des Kernreiters
oder Erhöhen
der Anzahl der Karkassenlagen entgegenwirken kann. Im letzteren
Fall kann jedoch die Verformung des Wulstabschnittes im drucklosen
Zustand nicht wirksam eingeschränkt
werden, wenn eine höhere
Belastung auf den Reifen angewandt wird, und die Konzentration einer
derartigen Verformung im Wulstabschnitt kann nicht verteilt werden,
und daher wird eine Furcht davor hervorgerufen, dass eine Zone des
Wulstabschnittes reißt,
die sich in der unmittelbaren Nähe
eines Felgenflansches befindet.
-
Dazu
wird im Luftreifen entsprechend der Erfindung die Kordverstärkungsschicht
mindestens im Wulstabschnitt angeordnet, wodurch eine jede von Verformung
im drucklosen Zustand und Ausdehnungsverformung in einer Zone, die
sich vom Wulstabschnitt bis zum Seitenwandabschnitt bewegt, wirksam
gesteuert wird, und wobei die Konzentration derartiger Verformungen
verhindert wird, so dass die Notlaufhaltbarkeit in starkem Maß selbst
bei der höheren
Belastung verbessert wird, ohne dass die Dicke des Verstärkungsgummis und
die Dicke des Kernreiters wesentlich verstärkt werden.
-
Die
Kordverstärkungsschicht
in einem derartigen Reifen funktioniert, um die nach außen gerichtete Ausdehnungsverformung
des Seitenwandabschnittes in der Breitenrichtung des Reifens im
platten Reifen basierend auf einem hohen Elastizitätsmodul
des Kordes zu steuern, der die Kordverstärkungsschicht bildet und sich
im wesentlichen in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckt, und
um wirksam die nach außen
gerichtete Verformung der Karkassenlage im drucklosen Zustand in
der Breitenrichtung mindestens im Wulstabschnitt unter einem großen Kreuzungswinkel
zwischen dem Kord in der Kordverstärkungsschicht und dem Kord
in der Karkassenlage einzuschränken,
und um eine Ablösung
zwischen den gegenseitigen Korden in der Karkassenlage zu verhindern,
die von der Ausdehnungsverformung des Seitenwandabschnittes begleitet
wird, wie es vorangehend erwähnt
wird, und daher kann das Gewicht der Fahrzeugkarosserie während der
Reifenpanne wirksam durch die Kordverstärkungsschicht getragen werden.
-
Bei
der Erfindung erstreckt sich der Kord, der die Kordverstärkungsschicht
bildet, in einer Winkelrichtung von annähernd 90° mit Bezugnahme auf die radiale
Strecke, so dass der Kord im wesentlichen in der Umfangsrichtung
kontinuierlich ist und vorteilhafterweise die Spannung aushalten
kann, um sich so nicht in der Umfangsrichtung zu dehnen. Wenn der
Kordwinkel mit Bezugnahme auf die radiale Strecke in starkem Maß aus den
90° herauskommt,
wird der Kord in der Umfangsrichtung diskontinuierlich und weist
freie Enden an der Innenseite und der Außenseite in der radialen Richtung
auf, so dass die vorangehende Spannung nicht ausgehalten werden
kann und der Effekt, der in der Kordverstärkungsschicht erwartet wird,
nicht ausreichend entfaltet werden kann und außerdem die Adhäsion am
freien Ende des Kordes unzureichend ist, so dass eine Furcht bezüglich des
Bildens eines Ablösungsbruches
hervorgerufen wird.
-
Die
Kordverstärkungsschicht
entsprechend der Erfindung wird durch spiralförmiges Wickeln eines einzelnen
Kordes oder eines Bündels
von mehreren nebeneinander angeordneten Korden gebildet. In einer
derartigen spiralförmig
gewickelten Konstruktion kann ein Verbindungsteil des Kordes aus
der Kordverstärkungsschicht
entfernt werden, um eine größere Spannung
in der Umfangsrichtung auszuhalten, und daher kann die Verformung
des Wulstabschnittes im drucklosen Zustand wirksamer eingeschränkt werden.
Insbesondere, wenn das Bündel
von mehreren Korden spiralförmig
gewickelt wird, kann die Bildung der Kordverstärkungsschicht mehr erleichtert
werden. Und ebenfalls kann die Kordverstärkungsschicht durch Verwenden
einer Vielzahl von ringförmigen
Korden mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet werden.
-
Außerdem liegt
die Breite der Kordverstärkungsschicht
in der radialen Richtung des Reifens innerhalb eines Bereiches von
nicht weniger als 10 %, aber nicht mehr als 50 % der Reifenhöhe. Wenn
die Breite nicht kleiner ist als 10 %, kann die Steifigkeit mindestens
im Wulstabschnitt wirksam verbessert werden, vorzugsweise in einem
Bereich, der sich vom Wulstabschnitt bis zum Seitenwandabschnitt erstreckt,
während,
wenn die Breite nicht mehr als 50 % beträgt, der Vorteil durch die Zunahme
der Steifigkeit, verglichen mit der Zunahme des Reifengewichtes,
gesichert werden kann.
-
Beim
Luftreifen entsprechend der Erfindung werden daher die Ausdehnungsverformung
des Seitenwandabschnittes und die Verformung des Wulstabschnittes
im drucklosen Zustand vorteilhafterweise unter der Wirkung der Kordverstärkungsschicht
ohne Verstärken
der Dicke des Kernreiters und der Dicke des Verstärkungsgummis
gesteuert, wodurch die wirksame Verlängerung der Laufstrecke des
platten Reifens sogar unter einer höheren Belastung realisiert
und ebenfalls die Zunahme des Reifengewichtes so gering wie möglich gesteuert
werden kann.
-
Bei
einer bevorzugbaren Ausführung
der Erfindung ist der Kord, der die Kordverstärkungsschicht bildet, ein Kord
aus organischen Fasern oder ein Stahlkord und weist einen Elastizitätsmodul
von nicht weniger als 3,2 GPa auf, und eine Fadenzahl der Korde
in der Kordverstärkungsschicht
pro Breite von 10 nun beträgt 3
bis 10 Korde.
-
Im
Fall der Verwendung des Kordes aus organischen Fasern kann das Reifengewicht
wirksam verringert werden, verglichen mit dem Fall der Verwendung
des Stahlkordes.
-
Wenn
der Elastizitätsmodul
des Kordes nicht kleiner ist als 3,2 GPa, können die Steifigkeit des Wulstabschnittes
und des Seitenwandabschnittes in ausreichender Weise verbessert
werden, um die Ausdehnungsverformung des Seitenwandabschnittes und
die Verformung des Wulstabschnittes im drucklosen Zustand beim Laufen
im Notlaufzustand sogar unter einer höheren Belastung nach der Reifenpanne
ausreichend zu steuern.
-
Wenn
die Fadenzahl nicht kleiner ist als 3 Korde pro 10 mm, kann die
Steifigkeit des Wulstabschnittes und des Seitenwandabschnittes in
ausreichender Weise verbessert werden, während, wenn sie nicht größer ist
als 10 Korde pro 10 mm, der Korddurchmesser innerhalb eines anwendbaren
Bereiches ohne extremes Abschwächen
dieses gesichert werden kann, um vorteilhafterweise die Steifigkeit
eines jeden betreffenden Abschnittes zu verbessern.
-
Die
Erfindung wird mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
die zeigen:
-
1 eine
zeichnerische Schnittdarstellung eines Luftreifens entsprechend
der Erfindung; und
-
2 eine
zeichnerische Darstellung, die begrifflich eine gegenseitige Beziehung
zwischen einer Kordverstärkungsschicht
und einem Wulstkern veranschaulicht.
-
In 1 wird
eine zeichnerische Schnittdarstellung einer Ausführung des radialen Luftreifens
entsprechend der Erfindung in einem Zustand des Montierens auf eine
Felge und des Aufpumpens auf einen Luftdruck gezeigt, wobei die
Zahl 1 ein Laufflächenabschnitt,
die Zahl 2 ein Seitenwandabschnitt, der sich kontinuierlich nach
innen von jeder Seite des Laufflächenabschnittes
in einer radialen Richtung erstreckt, und die Zahl 3 ein Wulstabschnitt
sind, der kontinuierlich an einer inneren Umfangsseite des Seitenwandabschnittes
angeordnet ist.
-
Die
Begriffe „Felge" und „Luftdruck", wie sie hierin
verwendet werden, bedeuten eine zugelassene Felge und bzw. einen
maximalen Luftdruck, wie sie im JATMA YEAR BOOK definiert werden.
-
Beim
vorangehenden Reifen erstreckt sich eine radiale Karkasse 5,
die mindestens eine Karkassenlage aufweist, ringförmig zwischen
einem Paar Wulstkernen 4, jeweils im entsprechenden Wulstabschnitt 3 eingebettet,
um die vorangehenden Abschnitte 1, 2 und 3 zu
verstärken,
und um den Wulstkern 4 von einer Innenseite des Reifens
in Richtung zu dessen Außenseite
in einer Breitenrichtung gewickelt, um einen aufgerichteten Abschnitt
zu bilden, und ein Gürtel 6,
der mindestens eine Gürtellage
aufweist, zwei Gürtellagen
in 1, ist auf einer äußeren Umfangsseite eines Scheitelabschnittes
der radialen Karkasse 5 angeordnet.
-
Außerdem ist
ein Kernreiter 7 mit einer im wesentlichen dreieckigen
Querschnittsform zwischen einem Hauptkörperabschnitt und einem aufgerichteten
Abschnitt der radialen Karkasse 5 und angrenzend an eine äußere Umfangsseite
des Wulstkernes 4 angeordnet, und ein Verstärkungsgummi 8 mit
im wesentlichen einer sichelartigen Querschnittsform ist hauptsächlich auf
einer Innenseite des Seitenwandabschnittes 2 in der Breitenrichtung
des Reifens angeordnet. Außerdem
ist eine Kordverstärkungsschicht 9 mit
einer spiralförmig
gewickelten Kordkonstruktion, vorzugsweise einem Kord aus organischen
Fasern, der sich in einer Winkelrichtung von annähernd 90° mit Bezugnahme auf eine radiale
Strecke erstreckt, innerhalb eines Bereiches angeordnet, der sich
nach außen
von der unmittelbaren Nähe
des Wulstkernes 4 und nach innen von einem aufgerichteten
Ende der radialen Karkasse 5 in der radialen Richtung erstreckt,
und beispielsweise zwischen dem Hauptkörperabschnitt der radialen
Karkasse 5 und dem Kernreiter 7 in der veranschaulichten
Ausführung.
-
Der
Begriff „spiralförmig gewickelte
Konstruktion", wie
er hierin verwendet wird, bedeutet eine Konstruktion, wie sie in 2 gezeigt
wird. Daher wird die Kordverstärkungsschicht 9 durch
spiralförmiges
Wickeln eines einzelnen Kordes oder eines Bündels von mehreren Korden gebildet,
wie in 2 gezeigt wird.
-
Außerdem kann
die Kordverstärkungsschicht 9 zwischen
dem aufgerichteten Abschnitt der radialen Karkasse 5 und
dem Kernreiter 7 angeordnet werden, oder sie kann innerhalb
des Hauptkörperabschnittes
der radialen Karkasse 5 oder außerhalb von deren aufgerichteten
Abschnitt in der Breitenrichtung angeordnet werden.
-
Die
Kordverstärkungsschicht 9 weist
eine Breite in der radialen Richtung des Reifens auf, die 10 bis 50
% der Reifenhöhe
SH entspricht. Und ebenfalls ist die Kordverstärkungsschicht 9 ein
Kord aus organischen Fasern mit einem Elastizitätsmodul von nicht weniger als
3,2 GPa, und eine Fadenzahl der Korde in der Kordverstärkungsschicht 9 beträgt 3 bis
10 Korde pro 10 mm.
-
Entsprechend
dem Luftreifen mit einer derartigen Konstruktion kann das Gewicht
der Fahrzeugkarosserie wirksam durch die Kordverstärkungsschicht 9 zusätzlich zum
Verstärkungsgummi 8,
dem Kernreiter 7 und der radialen Karkasse 5 während des
Laufens des Reifens im Notlaufzustand aufgenommen werden, wie es
vorangehend erwähnt
wird, so dass die Steifigkeit des Seitenwandabschnittes und des
Wulstabschnittes in ausreichender Weise sogar bei einer höheren Belastung
bei einer geringfügigen
Zunahme des Gewichtes verbessert werden kann, die sich aus dem Hinzufügen der
Kordverstärkungsschicht 9 ergibt,
ohne dass die Dicke des Verstärkungsgummis 8 und
die Dicke des Kernreiters 7 wesentlich verstärkt werden,
und ohne dass die Anzahl der Karkassenlagen vergrößert wird,
und daher kann die Laufstrecke des platten Reifens in starkem Maß verlängert werden.
-
Die
folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung vorgelegt
und sind nicht als Beschränkungen
dieser gedacht.
-
Mit
Bezugnahme auf die Reifen der Beispiele 1 bis 8 und der Vergleichsbeispiele
1 bis 4 werden der Elastizitätsmodul
des Kordes, der die Kordverstärkungsschicht
bildet, das Reifengewicht, die Steifigkeit bei der Verformung des
Wulstabschnittes im drucklosen Zustand oder die Biegesteifigkeit
und die Laufstrecke des platten Reifens gemessen.
-
Jeder
der vorangehenden Reifen weist eine Reifengröße von 225/60R16 auf. Die Reifenbeispiele
weisen eine Konstruktion auf, die in 1 gezeigt
wird, und die Vergleichsreifen weisen eine derartige Konstruktion
auf, dass die Kordverstärkungsschicht
aus 1 weggelassen wird. Außerdem weisen die Kordverstärkungsschichten
bei allen Reifenbeispielen eine spiralförmig gewickelte Konstruktion
eines einzelnen Kordes auf.
-
Das
Reifengewicht wird direkt beim Reifen gemessen. Die Biegesteifigkeit
des Wulstabschnittes wird durch Ergreifen eines Teils des Wulstabschnittes
und Aufbringen eines konstanten Gewichtes auf einen anderen Teil
des Wulstabschnittes entgegengesetzt dem obigen Teil mit Bezugnahme
auf eine Mitte eines Umfanges bewertet, um eine Verformungsgröße zu messen
und danach eine reziproke Zahl aus dem gemessenen Wert zu berechnen.
Die Laufstrecke des platten Reifens wird durch Messen einer Strecke
bewertet, die auf einem ovalen Rundkurs mit einer Geschwindigkeit
von 100 km/h bis zum Auftreten einer Störung in einem Reifen auf dem
vorderen linken Rad unter den Reifen, die auf einem Personenkraftwagen
montiert sind, in einem Zustand zurückgelegt wird, bei dem ein
Ventilkegel auf dem Reifen aus dem vorderen linken Rad herausgebracht
wird und die anderen Reifen mit einem bestimmten Luftdruck aufgepumpt
werden.
-
Die
Ergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt. Außerdem werden die Dicke des
Verstärkungsgummis,
das Reifengewicht, die Biegesteifigkeit des Wulstabschnittes und
die Laufstrecke des platten Reifens durch einen Index auf der Basis
verkörpert,
dass der Reifen des Vergleichsbeispiels 1 als ein Kontrollbeispiel bei
100 liegt, wobei gilt, dass, je größer der gemessene Wert ist,
desto größer der
Indexwert ist.
-
-
Wie
aus den Ergebnissen der Tabelle 1 zu sehen ist, können die
Biegesteifigkeit des Wulstabschnittes und die Laufstrecke des platten
Reifens bei allen Reifen der Beispiele 1 bis 8 beträchtlich
verbessert werden, obgleich das Reifengewicht geringfügig erhöht wird,
verglichen mit dem des Vergleichsbeispiels 1.
-
Wie
es vorangehend erwähnt
wird, können
entsprechend der Erfindung die Ausdehnungsverformung des Seitenwandabschnittes
und die Verformung des Wulstabschnittes im drucklosen Zustand wirksam
gesteuert werden, um die Laufstrecke des platten Reifens unter einer
Wirkung der Kordverstärkungsschicht
ohne Verstärken
der Dicke des Verstärkungsgummis
und der Dicke des Kernreiters und Erhöhen der Anzahl der Karkassenlagen
und dergleichen in starkem Maß verlängert werden,
d.h., selbst bei einem wirksamen Steuern der Zunahme des Reifengewichtes.
