DE60219997T2

DE60219997T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE60219997T2
Application number: DE60219997T
Authority: DE
Inventors: Wako 3-chome Chuo-ku Kobe-shi Iwamura
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: EP1277599A3; US20030029537A1; CN1397440A; JP2003025812A; JP3648179B2; DE60219997D1; CN1274521C; EP1277599A2; US6907910B2; EP1277599B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der in dem Laufflächenabschnitt mit Einschnitten versehen ist, im Spezielleren eine verbesserte Form eines Einschnitts, die verhindern kann, dass sich das Einschnittmesser einer Reifenvulkanisierform biegt und sich beim Herausnehmen des vulkanisierten Reifens aus der Form davon löst.
Im Allgemeinen sind Luftreifen wie z. B. ein Schneereifen und ein spikeloser Reifen, ein so genannter Winterreifen, in dem Laufflächenabschnitt mit einer Anzahl von Einschnitten versehen, um die Leistung auf Eis zu verbessern. Diese Leistung kann verbessert werden, indem die Anzahl der Einschnitte und/oder die Länge der Einschnitte erhöht wird.
In jüngster Vergangenheit wurde andererseits, um die Seitenwände eines Einschnitts miteinander in Eingriff zu bringen und dadurch eine gegenseitige Abstützung bereitzustellen, die Verwendung eines Einschnitts mit dreidimensionalen Seitenwänden vorgeschlagen.
Im Falle eines Einschnitts mit dreidimensionalen Seitenwänden besteht jedoch die Tendenz, dass sich die Einschnittmesser, wenn der vulkanisierte Reifen aus einer Reifenform herausgenommen wird, verformen und von der Form lösen, da der Widerstand erhöht wird. In der Praxis ist es daher schwierig, die Anzahl und Länge der Einschnitte zu erhöhen.
Die EP-A-864 448 offenbart einen Luftreifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die US-1-5 350 001 offenbart einen Luftreifen mit lamellenfeinen Ausschnitten, die in Profilelementen der Laufflächen-Fläche des Reifens vorgesehen sind, wobei die Lamellen dreidimensional strukturierte Wandbereiche aufweisen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen mit Einschnitten bereitzustellen, in dem der Widerstand gegenüber einem Herausnehmen des vulkanisierten Reifens aus einer Reifenform reduziert ist und verhindert wird, dass sich die Einschnittmesser verformen und von der Form lösen, auch wenn der Einschnitt dreidimensionale Seitenwände aufweist. Das Ziel der Erfindung wird mit einem Luftreifen nach Anspruch 1 erreicht.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
1 zeigt ein Laufflächenprofil für einen Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Draufsicht eines Zickzackeinschnitts.
3 ist eine schematische Seitenansicht einer Seitenwand des Zickzackeinschnitts.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht des Zickzackeinschnitts entlang einer Linie I-I von 2.
5 ist eine Darstellung, die eine Änderung der Ausgestaltung des Zickzackeinschnitts in einer Ebene parallel zur Laufflächen-Fläche zeigt.
6 ist eine perspektivische Darstellung, die die dreidimensionale Seitenwand des Zickzackeinschnitts zeigt.
7 ist eine perspektivische Darstellung eines Einschnittmessers zum Bilden des Zickzackeinschnitts.
In den Zeichnungen umfasst ein Luftreifen 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Laufflächenabschnitt 2, der mit Laufflächenrillen (5, 6) versehen ist, wodurch der Laufflächenabschnitt 2 in Laufflächenelemente wie z. B. Blöcke 3 und Rippen 7 unterteilt ist, und diese Laufflächenelemente sind mit Einschnitten 4 versehen.
In diesem Beispiel ist der Reifen 1 ein spike-loser Radialreifen für Personenkraftwagen. 1 zeigt ein Beispiel des Laufflächenprofils hierfür, wobei der Laufflächenabschnitt 2 mit längs verlaufenden Hauptrillen 5, die sich kontinuierlich in der Reifenumfangsrichtung erstrecken, und seitlichen Hauptrillen 6 versehen ist, wodurch der Laufflächenabschnitt 2 in eine Rippe 7, die auf jeder Seite des Reifenäquators angeordnet ist, und zwei Umfangsreihen 3R von Blöcken 3 auf der axialen Außenseite der Rippe 7 unterteilt ist. Die seitlichen Rillen, die an den Rippen 7 vorgesehen sind, sind flach und so werden die Rippen 7 als kontinuierlich in der Reifenumfangsrichtung betrachtet.
In dieser Ausführungsform sind die Einschnitte 4 an den Blöcken 3 und Rippen 7 vorgesehen.
Der Einschnitt 4 weist eine Zickzack-Ausgestaltung 9 an der Laufflächen-Fläche 3S auf. Hier bedeutet Zickzack sowohl eine Reihe von geraden Segmenten als auch eine Reihe von gekrümmten Segmenten wie eine Sinuskurve.
In dem Fall, in dem beide Enden E1 und E2 eines Einschnitts geöffnet sind, kann die Ausgestaltung 9 aus zwei linearen Teilen 9B, die sich von den offenen Enden E1 und E2 gerade weg erstrecken, und einem Zickzackteil 9A dazwischen hergestellt sein. In dem Fall, dass nur eines der Enden E1 und E2 geöffnet ist, kann die Ausgestaltung 9 aus einem einzelnen linearen Teil 9B, der sich von dem offenen Ende weg erstreckt, und einem Zickzackteil 9A hergestellt sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Einschnitt nur aus einem Zickzackteil 9A hergestellt ist. Hier ist der lineare Teil im Wesentlichen parallel zu einer geraden Linie, die zwischen den Enden E1 und E2 gezogen ist. Der Zickzackteil erstreckt sich zickzackförmig um die gerade Linie herum.
Somit ist die Ausgestaltung 9 zumindest in einem zentralen Teil zickzackförmig.
Im Hinblick auf die Leistung auf Eis ist es zu bevorzugen, dass jeder Einschnitt 4 insgesamt unter einem Winkel in einem Bereich von nicht mehr als 20 Grad in Bezug auf die Reifenaxialrichtung geneigt ist. Anders ausgedrückt, die zwischen den Enden E1 und E2 gezogene gerade Linie ist unter einem Winkel in einem Bereich von nicht mehr als 20 Grad geneigt.
Die Ausgestaltung des Einschnitts 4 an der Laufflächen-Oberfläche ist wie oben. Die Ausgestaltung variiert jedoch mit der Tiefe von der Laufflächen-Oberfläche bis zu einer bestimmten Tiefe, üblicherweise bis zum Grund. Insbesondere in Bezug auf die Ausgestaltung des Einschnitts 4, der in einer Ebene parallel zur Laufflächen-Oberfläche erscheint, ist die Form des Zickzackteils 9A im Wesentlichen dieselbe wie die an der Laufflächen-Fläche von der Laufflächen-Oberfläche bis zu einer bestimmten Tiefe (in dieser Ausführungsform bis zum Grund des Einschnitts), aber der Zick zackteil 9A oszilliert in der Längsrichtung des Einschnitts im Verlauf der Tiefe von der Laufflächen-Oberfläche bis zu der bestimmten Tiefe.
Unter Zuhilfenahme eines Einschnitt 4, der aus einem zentralen Zickzackteil 9A und zwei linearen Teilen 9B besteht, als ein Beispiel, ist die Ausgestaltung des Einschnitts 4 unten stehend im Detail in Verbindung mit den 2-5 erklärt.
Der Zickzackteil 9A in diesem Beispiel ist aus geraden Segmenten hergestellt, die fünf lange Segmente und zwei kurze Segmente an beiden Enden sind. Die beiden linearen Teile 9B erstrecken sich von offenen Enden E1 und E2 des Einschnitts 4 bis zu den kurzen Zickzacksegmenten.
Die Zickzackamplitude W des Zickzackteils 9A ist in einem Bereich von 1 bis 10 mm festgelegt und die Zickzackteilungslänge Y in der Längsrichtung des Einschnitts ist in einem Bereich des 0,6- bis 10,0-fachen der Amplitude W festgelegt.
Hier ist die Zickzackamplitude W, wie in 6 gezeigt, als die Amplitude von Spitze zu Spitze des Zickzacks der Seitenwand des Einschnitts 4 definiert. Die Zickzackteilungslänge Y ist die Länge eines Zickzack-Zyklus. In diesem Beispiel und üblicherweise sind die Zickzackamplitude W und die Zickzackteilungslänge Y in jedem Einschnitt 4 in der Längsrichtung des Einschnitts konstant.
Gemäß der vorliegenden Erfindung oszilliert der Zickzackteil 9A im Verlaufe der Einschnitttiefe von der Laufflächen-Oberfläche 3S zu dem Grund des Einschnitts. Insbesondere im Verlaufe von einer ersten Tiefe K1 (der Laufflächen-Fläche 3S) zu einer zweiten Tiefe K2 bewegt sich der Zickzackteil 9A zu dem Ende E1 hin (nach rechts in den 2 und 3). Von der zweiten Tiefe K2 zu einer dritten Tiefe K3 bewegt er sich zu dem Ende E2 hin (nach links). Von der dritten Tiefe K3 zu einer vierten Tiefe K4 (Grund) bewegt er sich wieder zu dem Ende E2 hin (nach rechts).
Die Anzahl der Wendepunkte 10 (10A, 10B), an denen die Bewegung wendet, beträgt mindestens 2 (oder mindestens 1,5 Zyklen), vorzugsweise 3 oder mehr (2 oder mehr Zyklen), um einen ausreichenden Eingriff der Seitenwände zu erhalten und zu verhindern, dass sich der Block 3 übermäßig neigt.
5 zeigt die Ausgestaltungen 9 des Einschnitts 4 an den oben erwähnten unterschiedlichen Tiefen K1, K2, K3 und K4. (K1 < K2 < K3 < K4). Wie in dieser Fig. gezeigt, führt der Zickzackteil 9A in diesem Beispiel eine Hin- und Herbewegung von 1,5 Zyklen aus, während sich die Längen der zwei linearen Abschnitte 9B gegensinnig andern.
Die Spurlinien (P1, P2) der Zickzack-Spitzenpunkte P werden in einem Bereich von der Oberseite bis zum Grund des Einschnitts 4 parallel zueinander, wie in 3 gezeigt.
Ferner ist die Bewegung nicht diskontinuierlich oder kontinuierlich und die Bewegung erfolgt mit einer konstanten Rate. Daher werden die Spurlinien (P1, P2) linear.
Die Intervalle zum Umkehren der Bewegung und zwar die Differenzen zwischen den Tiefen K1, K2, K3 und K4 sind konstant.
Des Weiteren ist die maximale Verschiebung La (in den 2 und 3 gezeigt) in der Längsrichtung des Einschnitts vorzugsweise in einem Bereich von 0,3 bis 4,0 mm, bevorzugter 0,5 bis 2,0 mm festgelegt.
Infolgedessen weist der Einschnitt 4 dreidimensionale Seitenwände 4S auf, die aus Parallelogrammen S1, wie in 6 gezeigt, hergestellt sind, wobei die Amplitude des Zickzacks im Vergleich zu den 2-5 etwas übertrieben dargestellt ist.
Auch wenn es nicht immer notwendig ist, dass alle Einschnitte dieselbe Zickzackamplitude W, Zickzackteilungslänge Y, maximale Verschiebung La und Intervalle zum Umkehren der Bewegung aufweisen, ist es zu bevorzugen, dass die Einschnitte 4 in einem Laufflächenelement wie z. B. dem Block 5 dieselben in Bezug auf die Zickzackamplitude W, die Zickzackteilungslänge Y, die maximale Verschiebung La und die Intervalle zum Umkehren der Bewegung sind.
Und die benachbarten Einschnitte 4 sind parallel zueinander angeordnet, sodass die Dicke des Gummis dazwischen in der Längsrichtung und der Tiefenrichtung im Wesentlichen konstant wird. Die Intervalle D zwischen den Einschnitten 4 in der Reifenumfangsrichtung sind vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 10 mm festgelegt.
In diesem Beispiel umfassen die Einschnitte 4 zwei Arten von Einschnitten, und zwar Einschnitte, deren beide Enden E1 und E2 zu den längs verlaufenden Hauptrillen 5 geöffnet sind, und Einschnitte, deren eines Ende zu der längs verlaufenden Hauptrille 5 geöffnet ist, deren anderes Ende jedoch in dem Laufflächenelement endet. Es gibt keinen Einschnitt, dessen beide Enden in dem Laufflächenelement enden.
Die oben erwähnten Einschnitte 4 werden während des Vulkanisierens des Reifens unter Verwendung von Einschnittmessern 21 gebildet, die an der Innenfläche einer Reifenvulkanisierform angeordnet sind.
Ein Einschnittmesser 21 zum Bilden des Einschnitts 4 weist eine Form auf, die der des Einschnitts 4 entspricht. Zum Beispiel zeigt 7 ein Einschnittmesser 21, das dem in 6 gezeigten Einschnitt 4 entspricht. Da die Beschreibung des Einschnitts 4 auf das Messer 21 angewendet werden kann, ist die detaillierte Beschreibung hier weggelassen, aber kurz gesagt weist das Einschnittmesser 21 einen Zickzackteil 21A und optional (einen) linearen Teile 21B auf. Der Zickzackteil 2lA oszilliert in der Längsrichtung, wobei er im Wesentlichen dieselbe Form beibehält.
Selbstverständlich können die oben erwähnten Zickzackeinschnitte 4, die dreidimensionale Seitenwände aufweisen, in einem Reifen zusammen mit anderen Einschnitten verwendet werden, die zweidimensionale Seitenwände aufweisen.
Durch die Konstruktion des Einschnitts oder des Einschnittmessers wie oben beschrieben treten, wenn das mit dem Einschnitt 4 versehene Laufflächenelement einer Kraft in eine Richtung quer zu der Längsrichtung des Einschnitts ausgesetzt ist, die gegenüberliegenden Seitenwände 4S des Einschnitts 4 miteinander in Eingriff und die Gummiteile an beiden Seiten des Einschnitts stützen einander ab, um zu verhindern, dass sich das Laufflächenelement übermäßig neigt. Infolgedessen kann die Leistung auf Eis deutlich verbessert werden, da die Kanten des Laufflächenelements wirksam arbeiten und die Steifigkeit des Laufflächenelements ist verbessert. Ferner sollte angemerkt werden, dass wirksam verhindert werden kann, dass sich die Einschnittmesser 21 verformen und sich von der Form beim Herausnehmen des vulkanisierten Reifens aus der Form lösen.
Vergleichstests
Unter Verwendung von Reifenvulkanisierformen, die mit in 7 gezeigten und den modifizierten Einschnittmessern versehen waren, wurden Luftreifen der Größe 195/65R15 (Felgengröße 15×6JJ) für Personenkraftwagen hergestellt, um die Häufigkeitsrate von Beschädigungen an den Einschnittmessern zu erhalten. Ferner wurden die hergestellten Reifen auf ihre Leistung auf Schnee und Eis getestet. Die Spezifikationen der Einschnitte (Einschnittmesser) sind in Tabelle 1 gezeigt.
1) Test auf Beschädigung der Einschnittmesser:
Nachdem eintausend Reifen geformt wurden, wurde die Anzahl der Einschnittmesser, die verformt waren oder sich von der Form gelöst hatten, gezählt und die Anzahl ist in Tabelle 1 eingetragen, wobei ein Index verwendet wurde, der darauf basiert, dass Ref. 1 100 beträgt.
2) Leistungstest auf Schnee und Eis:

Ein an allen vier Rädern mit derselben Art von Testreifen (Reifendruck 200 kPa) ausgestatteter 2000 ccm FR Personenwagen wurde auf einer Schneefahrbahn auf einer Reifenteststrecke gefahren und die Leistung auf Schnee und Eis wurde von dem Fahrer gefühlsmäßig auf der Basis des Lenkansprechens, der Stabilität, der Straßenhaftung und dergleichen bewertet. Die Testergebnisse sind durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass Ref. 1 100 beträgt, wobei die Leistung umso besser ist, je größer die Indexzahl ist. Tabelle 1

Reifen	Ref.1	Ref.2	Ref.3	Bsp.1	Bsp.2	Bsp.3
Laufflächenprofil	Fig.1	Fig.1	Fig.1	Fig.1	Fig.1	Fig.1
Einschnitt
Ausgestaltung Oberseitenende	Fig.2	Fig.2	Fig.2	Fig.2	Fig.2	Fig.2
Intervall d (mm)	3,5	2,7	2,3	3,5	3,5	3,5
Gesamtanzahl d. Einschnitte (Index)	100	130	150	100	100	100
Zickzackamplitude W (mm)	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Zickzackteilungslänge Y (mm)	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8
Hin- und Herbewegung	keine	keine	keine
Verschiebung La (mm)	0	0	0	1,0	0,5	2,0
Anzahl der Wendepunkte	0	0	0	2	2	3
Seitenwände des Einschnitts	2-D	2-D	2-D	3-D	3-D	3-D
				Fig.6	Fig.6	Fig.6
Verformung des Einschnittmessers	100	80	70	95	100	90
Schnee/Eis-Leistung	100	105	100	120	115	125

Claims

Luftreifen, umfassend einen Laufflächenabschnitt (2), wobei der Laufflächenabschnitt (2) Laufflächenelemente (3, 7) umfasst, die jeweils mit einem Einschnitt (4) versehen sind, wobei der Einschnitt (4) ein offenes Oberseitenende und einen Grund aufweist, wobei in einem Bereich von der offenen Oberseite (K1) bis zu einer bestimmten Tiefe (K4) eine Ausgestaltung des Einschnittes (4) in einer Ebene parallel zur Laufflächen-Fläche (3S) einen Zickzackteil (9A) umfasst, und wobei der Zickzackteil (9A) in der Längsrichtung des Einschnittes (4) im Verlaufe von der offenen Oberseite (K1) bis zu der bestimmten Tiefe (K4) oszilliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Zickzackteils (9A) von der offenen Oberseite (K1) bis zu der bestimmten Tiefe (K4) im Wesentlichen gleich ist.
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei der Zickzackteil (9A) aus im Wesentlichen geraden Segmenten hergestellt ist.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zickzackteil (9A) zumindest 1,5 Zyklen oszilliert.
Luftreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die maximale Verschiebung (La) des Zickzackteils (9A) in der Längsrichtung in einem Bereich von 0,3 bis 4,0 mm liegt.
Luftreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verschiebung des Zickzackteils (9A) in der Längsrichtung eine konstante Rate aufweist.
Luftreifen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Oberfläche eines Teils der Seitenwand (4S) des Einschnitts (4), der dem Zickzackteil (9A) entspricht, aus Parallelogrammen (S1) hergestellt ist.