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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
radialen Luftreifen für PKW.
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Wenn sich PKW-Reifen bei hoher Drehzahl drehen, wird
eine Zentrifugalkraft auf den Laufflächenabschnitt
ausgeübt, und in einem Radialreifen erfährt der Gürtel ein
"Anheben", welches dazu neigt, in seiner Trennung von
benachbarten Gummiverbindungen zu resultieren. Um
dieses Problem zu verhindern, sind einige herkömmliche
PKW-Reifen mit aus organischen Fasercorden
hergestellten Verstärkungslagen versehen, welche um den Reifen in
einer Position radial außerhalb des Gürtels gewickelt
sind. Der Gürtel wird gewöhnlich aus Lagen einer
Vielzahl paralleler Stahlcorde hergestellt, welche
ihrerseits jeweils aus einer Vielzahl feiner Stahldrähte
zusammengesetzt sind.
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Da diese organischen Faserverstärkungslagen radial
außerhalb des Stahlgürtels gewickelt sind, wird eine
Verbindung gebildet, bei welcher benachbarte Windungen
der Verstärkungslagen einander überlappen.
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Eine weitere Verbindung wird gebildet, wo die Enden der
Lauffläche, welche als eine einzelne Lage angelegt ist,
verbunden sind. Diese zwei Verbindungen sind ein Faktor
gewesen, welcher ungünstige Wirkungen auf die
Gleichförmigkeit von Reifen verursacht.
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Als Antwort auf die Notwendigkeit zu einer verbesserten
Hochgeschwindigkeitsleistung von Fahrzeugen hat es eine
wachsende Nachfrage nach besserer Gleichförmigkeit von
Reifen gegeben. Herkömmlicherweise ist der Maximalwert
der Schwankungen in der radialen Kraftkomponente eines
Reifens (RFV, oder radiale Kraftschwankung) das
grundsätzliche Kriterium sowohl zum Definieren und
Charakterisieren von Reifengleichförmigkeit, als auch zum
Beschreiben und Berechnen der
Gleichförmigkeitscharakteristika gewesen.
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Jedoch ist die Anzahl von Fällen gestiegen, welche
einer Erklärung der Vibrationsstörungen oder
Vibrationen während Hochgeschwindigkeitsbetrieb einzig durch
RFV trotzen, und es ist nun klar geworden, daß die
während Hochgeschwindigkeitsbetrieb auftretenden
Vibrationen mehr mit dem Maximalwert der Schwankungen in der
Zugkraftkomponente des Reifens (TFV oder
Zugkraftschwankungen), als mit RFV korreliert sind. Dies hat zu der
Einsicht geführt, daß ein Reduzieren der den
Hochgeschwindigkeitsbetrieb begleitenden TFV beim Lösen des
Problems der Vibrationsstörungen effektiver sein
sollte.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen
radialen Luftreifen zu schaffen, in welchem TFV während
Hochgeschwindigkeitsbetrieb ausreichend reduziert ist, um
die Gleichförmigkeit und damit die
Hochgeschwindigkeitslaufeigenschaften einschließlich Dauerhaftigkeit des
Reifens zu verbessern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein radialer
Luftreifen einen Stahlgürtel, welcher aus mindestens
zwei überlagerten Stahlcordlagen mit einer Anordnung
von zueinander parallelen Stahlcorden zusammengesetzt
ist, und eine Verstärkungslage organischer Fasercorde,
welche radial außerhalb des Stahlgürtels angeordnet
ist, und eine Lauffläche, und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Umfangsposition des Verbindungsbereichs A
der Lauffläche und die Umfangsposition wenigstens eines
der Verbindungsbereiche B oder C der Verstärkungslage
einen Winkel von 150 - 210 Grad um die Achse des
Reifens herum bilden.
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Vorzugsweise umfaßt die Verstärkungslage eine
Vollbandverstärkungslage, welche die gesamte Breite des Stahl
gürtels bedeckt, und eine Kantenbandverstärkungslage,
welche entweder zwischen der Vollbandverstärkungslage
und dem Stahlgürtel oder zwischen der
Vollbandverstärkungslage und der Lauffläche angeordnet ist, um jede
Kante des Stahlgürtels zu bedecken, und dann befindet
sich in Umfangsrichtung der Verbindungsbereich jeder
Kantenbandverstärkungslage zwischen den
Verbindungsbereichen der Lauffläche A und demjenigen
der Vollbandverstärkungslage B, um einen Winkel von 30
Grad oder mehr mit jedem der Verbindungsbereiche A der
Lauffläche und der Vollverstärkungslage B zu bilden.
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Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden
lediglich beispielhaft aus der folgenden Beschreibung von
Ausführungs formen in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen klar werden, in welchen:
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Fig. 1 ein Querschnitt ist, welcher den
Hauptteil eines Reifens zeigt, auf welchen
das Konzept der vorliegenden Erfindung
angewendet ist,
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Fig. 2 das Lageverhältnis zwischen den
verschiedenen Verbindungsbereichen des
Reifens zeigt, und
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Fig. 3 die Ergebnisse von an zwei
Reifenexemplaren der vorliegenden Erfindung und
einem Vergleichsreifen durchgeführten
Experimenten zeigt.
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Der allgemein durch 1 gekennzeichnete Reifen in Fig. 1
besitzt eine Karkasse 5, welche sich radial von der
Lauffläche 2 zur Seitenwand 3 erstreckt, und welche an
ihren beiden Kanten um einen Wulstkern 4 herum
zurückgerollt ist. Ein Stahlgürtel 6 und eine
Verstärkungslage 7 sind unter der Lauffläche 2 angeordnet. Der
Stahlgürtel 6 ist aus mindestens zwei überlagerten
Lagen aus Stahlcordlagen zusammengesetzt, von denen jede
aus einer parallelen Anordnung von Stahlcorden
hergestellt ist, und die Verstärkungslage 7 ist aus
organischen Fasercorden zusammengesetzt und ist radial
außerhalb des Stahlgürtels 6 angeordnet. Die
Verstärkungslage 7 besteht aus einer
Vollbandverstärkungslage 8, welche die ganze Breite des Stahlgürtels 6
bedeckt, und einer Kantenbandverstärkungslage 9, welche
zwischen der Vollbandverstärkungslage 8 und dem
Stahlgürtel 6 angeordnet ist, um jede Kante des Stahlgürtels
6 zu bedecken. Somit gibt es zwei Kantenbänder 9, eines
auf jeder der axial inneren und äußeren Kanten des
Gürtels 6.
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Da sich die Verbindungen beider Kantenbänder in der
gleichen Umfangsposition befinden, werden zur
Vereinfachung beide Bänder zusammen diskutiert.
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Fig. 2 zeigt die relativen Umfangspositionen der
verschiedenen Verbindungsbereiche im Reifen. Die Position
des Verbindungsbereichs der Lauffläche 2 ist mit A
gekennzeichnet, der Verbindungsbereich der
Vollbandverstärkungslage 8 mit B, der Verbindungsbereich der
Kantenbandverstärkungslage 9 mit C, und der
Verbindungskantenbereich der inneren Einlage mit D. Die Position
der Reifenachse ist in Fig. 2 mit O gekennzeichnet.
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Wenigstens einer von entweder Winkel α, welcher
zwischen Punkt A (der Position des Verbindungsbereichs der
Lauffläche) und Punkt B (der Position des
Verbindungsbereichs
der Vollbandverstärkungslage 8) gebildet ist,
oder Winkel β, welcher zwischen Punkt A und Punkt C
(der Position des Verbindungsbereichs jeder
Kantenbandverstärkungslage) gebildet ist, liegt innerhalb des
Bereichs von 150-210 Grad in bezug auf die zentrale
Reifenachse O.
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Eine noch bessere Wirkung wird erreicht, wenn der
Winkel a zwischen den Punkten A und B im Bereich von
150-210 Grad in bezug auf die zentrale Reifenachse 0
liegt, und der Winkel β zwischen den Punkten A und C
und der Winkel γ, welcher zwischen den Punkten B und C
ausgebildet ist, jeweils 30 Grad oder mehr in bezug auf
die zentrale Reifenachse O betragen.
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Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse von Experimenten, welche
an zwei Reifenmustern der vorliegenden Erfindung und
einem Vergleichsmuster durchgeführt wurden. Das
Vergleichsmuster ist ein herkömmlicher Standardreifen,
in welchem Punkt A mit Punkt B zusammenfällt (α = 0º),
und Punkt C in Umfangsrichtung um einen Winkel
außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten
Bereichs vom Punkt A-B entfernt ist (zum Beispiel β = γ
= 68º) ist.
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Das erste Muster (Beispiel 1) der vorliegenden
Erfindung ist ein Reifen, in welchem Punkt A ebenfalls mit
Punkt B zusammenfällt, Q = 0 Grad, und sich Punkt C in
einem Umfangsabstand vom Punkt A-B befindet, um einen
Winkel innerhalb des durch die vorliegende Erfindung
spezifizierten Bereichs einzuschließen (β = γ = 180
Grad). Das zweite Muster (Beispiel II) der vorliegenden
Erfindung ist ein Reifen, in welchem die Punkte A, B
und C in Umfangsrichtung durch Winkel innerhalb der
durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereiche
mit Abstand voneinander angeordnet sind (α = 186 Grad,
β = 80 Grad, und γ = 106 Grad).
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In den Experimenten wurde die Verbesserung in der
Gleichförmigkeit der drei Reifenmuster gemessen, und
die Resultate durch eine
Fünfpunktzahl-Bewertungsmethode berechnet. Die gemessenen Parameter waren RFV,
TVF, LFV (laterale Kraftschwankung, oder der
Maximalwert der Schwankungen in der lateralen Kraftkomponente
eines Reifens), CON (Konizität, oder die konstante
Komponente der lateralen Kraft, welche einen der
Hauptwerte der Schwankungen in der lateralen Kraftkomponente
eines Reifens darstellt), oder LFD, und S.B.
(statisches Gleichgewicht).
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Wie aus Fig. 3 klar wird, ist der Reifen des Beispiels
1 in sowohl LFV als auch TFV verbessert, wobei die
Verbesserung des letzteren besonders groß ist. Da dieser
Reifen eine verbesserte TFV besitzt, wird von ihm
erwartet, daß er während Hochgeschwindigkeitsbetrieb
reduzierte Vibrationen erfährt.
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Resultate gleich den durch Beispiel I erreichten erhält
man sogar, wenn Punkt B mit Punkt C zusammenfällt (γ =
0 Grad), und wenn jeder der Winkel α und ß innerhalb
des Bereichs von 150-210 Grad liegt.
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Der Reifen des Beispiels II ist in LFV, Konizität und
statischem Gleichgewicht verbessert, mit einer
besonderen, in TFV erzielten Verbesserung. Mit anderen Worten,
dieser Reifen ist in Gleichförmigkeit mehr verbessert
als der Reifen des Beispiels I und besitzt damit eine
bessere Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit wegen
reduzierten Vibrationen, welche während
Hochgeschwindigkeitsbetrieb auftreten.
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Mit dem oben beschriebenen Aufbau bietet der radiale
Luftreifen der vorliegenden Erfindung die folgenden
Vorteile. Da der Verbindungsbereich der Lauffläche und
derjenige
der Verstärkungslage einen Winkel von 150-210
Grad in bezug auf die zentrale Reifenachse bilden,
besitzt der Reifen eine ausreichend verbesserte TFV, um
Vibrationen während Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu
dämpfen, und stellt dadurch eine bessere
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit sicher.