-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Luftreifen vom Deckschicht
und Basisschicht-Typ. die in dem Laufflächenbereich mit zwei aus einem
nicht-geschäumten Gummi bzw. einem geschäumten Gummi bestehenden
Gummischichten versehen sind.
-
Bisher wurden zahlreiche Luftreifen vorgeschlagen, die eine
ausgezeichnete Leistungsfähigkeit auf vereisten und verschneiten Straßen
(nachstehend als "Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit" bezeichnet) haben,
das heißt. die beim Fahren auf vereisten und verschneiten Straßen eine
ausgezeichnete Fahrlei stungsfähigkeit, Bremsleistungsfähigkeit und
Kurvenfahrstabilität haben, und die beim Fahren auf trockenen Straßen das
Auftreten von Staub verhindern können. Beispielsweise ist ein Luftreifen
bekannt, der eine Schaumgummischicht hat, die geschlossene Zellen enthält
und in einem Kontaktflächenbereich der Lauffläche angeordnet ist.
-
Da der Kontaktflächenbereich der Lauffläche eines solchen
herkömmlichen Luftreifens ganz aus einem Schaumgummi mit kleiner Gummihärte
(kleiner Steifigkeit) gebildet ist, wird er jedoch während des Laufs unter
Last stark verformt. Dies hat zur Folge, daß beim Lauf auf trockenen
Straßen der Laufflächenbereich des Reifens in einem frühen Stadium
abgenutzt wird.
-
Ein Peifen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus
EP-A-0370724 bekannt.
-
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Luftreifen zu
verwirklichen, bei dem die Abnutzungsfestigkeit verbessert ist, während die
Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit auf einem brauchbaren Niveau gehalten
wird.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen vorgeschlagen,
der einen Laufflächenbereich umfaßt, der eine Schaumgummischicht aus einem
geschäumten Gummi aufweist, und eine äußere Gummischicht aus einem
nichtgeschäumten Gummi aufweist die radial außerhalb der Gummischicht aus einem
geschäumten Gummi angeordnet ist um die Straße zu berühren, dadurch
gekennzeichnet, daß die radiale Dicke der äußeren Gummischicht von einem
Pand des Laufflächenbereichs bis zu seinem anderen Rand allmählich zunimmt.
-
Bei dem Luftreifen der vorliegenden Erfindung berührt während eines
anfänglichen Abnutzungsstadiums nur die äußere Gummischicht die
Straßenoberfläche. Da Rillen, Einschnitte und dergleichen in der äußeren
Gummischicht gebildet sind, wird jedoch wie Fachleuten auf diesem Gebiet
bekannt ist, die Eis und Schnee-Leistungsfähigkeit auf einem praktish
ausreichenden Niveau gehalten. Obwohl während des anfänglichen
Abnutzungsstadiums nur die äußere Gummischicht die Straßenoberfläche
berührt, wie dies oben erwähnt wurde, wird außerdem diese äußere
Gummischicht aus einem nicht-geschäumten Gummi gemacht, der eine relativ
große Gummihärte hat. Daher ist die Abnutzungsfestigkeit des Reifens so
hoch, daß er auf trockener Straße über eine genügend große Entfernung
laufen kann. Wenn dann bei diesem Luftreifen das mittlere Abnutzungsstadium
erreicht wird, ist die äußere Gummischicht über die gesamte Breite bis zu
einem gewissen Grade abgenutzt, und folglich werden die Rillen, Einschnitte
oder dergleichen flächer wobei sie beginnen, die Eis- und Schnee-
Leistungsfähigkeit nachteilig zu beeinflussen. Da die radiale Dicke der
äußeren Gummischicht von einem Rand der Lauffläche bis zu dem anderen Rand
allmählich zunimmt, wird jedoch die äußere Gummischicht in der Nähe dieses
einen Randes der Lauffläche in diesem mittleren Abnutzungsstadium
vollständig abgenutzt. Folglich wird ein innerer Bereich der
Schaumgummischicht teilweise freigelegt. Da Lunker in der
Schaumgummischicht dazu denen, einen auf einer vereisten/verschneiten
Straße während des Laufs auf der vereisten/verschneiten Straße gebildeten
Wasserfilm entweichen zu lassen, kann eine Verschlechterung der Eis- und
Schnee-Leistungsfähigkeit verhindert werden. und die Eis- und Schnee-
Leistungsfähigkeit auf praktisch zulässigen Niveaus gehalten werden. Da zu
dieser Zeit die äußere Gummischicht auf der bei dem anderen Rand der
Lauffläche gelegenen Seite noch vorhanden ist, kann die
Abnutzungsfestigkeit im Vergleich zu den herkömmlichen Reifen auf einem
beachtlich hohen Niveau gehalten werden, wenn sie auch ein wenig
verschlechtert ist. Wie oben erwähnt wurde, können gemäß der vorliegenden
Erfindung die Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit und die
Abnutzungsfestigkeit über las anfängliche und mittlere Abnutzungsstadium
in ausgewogener Weise aufrechterhalten werden.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, die Folgendes darstellen:
-
Die Figur 1 ist ein Schnitt, gemäß einer Meridianlinie, einer
Ausführungsform eines Luftreifens der voliegenden Erfindung.
-
Die Figur 1 gibt einen Luftreifen 11 wieder, der zwei Seitenwände 12
umfaßt, die sich im wesentlichen von zwei Wulstbereichen (nicht
wiedergegeben) nach außen in der radialen Richtung erstrecken, und einen
beinahe zylindrischen Laufächenbereich 13 umfaßt, der die radial äußeren
Enden dieser Seitenwände 12 miteinander verbindet. Diese Seitenwände ünd
der Laufflächenbereich sind durch eine toroidförmige Karkassenschicht 15
verstärkt, die sich von einem Wulstbereich bis zu dem anderen erstreckt.
Die Karkassenschicht 15 ist bei jedem der in der Breitenrichtung
entgegengesetzten Enden von der axial inneren Seite nach der axial äußeren
Seite um jedem Wulstbereich nach oben herumgelegt, und in der
Karkassenschicht ist eine gewisse Anzahl von Cordfäden aus einer
organischen Faser angeordnet. wobei sich die Cordfäden in meridianen
Richtungen (radialen Richtungen) erstrecken. In dem Laufflächenbereich 13
ist auf der radial äußeren Seite der Karkassenschicht 15 eine Gürtelschicht
16 angeordnet. und in der Gürtelschicht 16 ist eine gewisse Anzahl von
nicht-dehnbaren Cordfäden, wie beispielsweise Stahl-Cordfäden angeordnet.
Auf der radial äußeren Seile der Gürtelschicht 16 ist eine Lauffläche 20
angeordnet, und in der Konlaktfläche des Laufflächenbereichs 20 sind auf
die gleiche Weise wie bei gewöhnlichen Reifen Rillen 18. wie beispielsweise
Hauptrillen und seitliche Rillen, sowie Einschnitte (nicht wiedergegeben)
gebildet.
-
Die Lauffläche 20 umfaßt eine Basisgummischicht 21, die auf der
radial inneren Seite die Gürtelschicht 16 berührt, und diese
Basisgummischicht besteht aus nicht-geschäumtem Gummi, der eine relativ
große Gummihärte hat. Auf der radial äußeren Seite des Basisgummis 21 sind
eine Schaumgummischicht 22 und eine äußere Gummischicht 23 angeordnet. Die
Schaumgummischicht 22 besteht aus einem geschäumten Gummi, der eine
gewissen Anzahl von geschossenen Zellen enthält. Andererseits ist die
äußere Gummischicht 23 auf der radial äußeren Seite der Schaumgummischicht
22 so angeordnet, daß sie die Straßenoberfläche berühren kann. Die äußere
Gummischicht 23 besteht aus einem nichtgeschäumten Gummi, wie
beispielsweise einem Gummi für die Verwendung auf Eis. Um den Schaumgummi,
der die Schaumgummischicht 22 bildet, herzustellen, wird zu einer
gewöhnlichen Gummizusammensetzung ein Blähmittel hinzugegeben. und dann
wird das sich ergebende Gemisch unter Druck gemäß dem gewöhnlichen
Reifenherstellungsprozeß erhitzt. Wenn die aus nicht-geschäumtem Gummi
bestehende Basisgummischicht 21 auf der radial inneren Seite der
Schaumgummischicht 22 angeordnet ist, wie dies oben erwähnt wurde, wird die
Steifigkeit des Schaumgummis 22 durch den Einfluß der Basisgummischicht 21,
die eine relativ große Härte hat, bis zu einem gewissen Grade größer.
Folglich wird die Verformung der Lauffläche während des Laufs unter Last
unterdrückt, so daß die Kurvenfahrstabilität verbessert wird. Jede der
entgegengesetzten Seiten der Lauffläche 20 ist mit einem Seitengummi 24
bedeckt, der aus einem nicht-geschäumten Gummi mit einer ausgezeichneten
Biegefestigkeit und Schnittfestigkeit besteht.
-
Da die äußere Gummischicht 23 für den Kontakt auf
vereisten/verschneiten Straßen mit den Rillen 18 und den Einschnitten
versehen ist, wie dies oben erwähnt wurde, weist die Eis- und Schnee-
Leistungsfähigkeit des Reifens 11 in dem anfänglichen Abnutzungsstadium ein
praktisch ausreichendes, wenn auch niedrigeres Niveau als die Niveaus des
Schaumgummis auf. Da die äußere Gummischicht 23, die die Straßenoberfläche
berührt, aus dem nicht-geschäumten Gummi mit relativ großer Gummihärte
besteht, ist andererseits die Abnutzungsfestigkeit des Reifens 11 hoch
genug, selbst wenn der Reifen 11 auf trockener Straße läuft. Wenn ein
solcher Reifen 11 abgenutzt wird und das mittlere Abnutzungsstadium
erreicht, ist die äußere Gummischicht über die gesamte Breite bis zu einem
gewissen Grade abgenutzt. Da in dem Fall von gewöhnlichen Reifen die Tiefe
der Rillen 18 und der Einschnitte kleiner wird, und die Eis- und Schnee-
Leistungsfähigkeit abzunehmen beginnt, wird der Lauf auf vereisten und
verschneiten Straßen schwierig.
-
Angesichts dieses Problems wird bei der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung die radiale Dicke 1 der äußeren Gummischicht 23 von
einem Rand 26 der Lauffläche (dem Rand der Lauffläche, der bei dieser
Ausführungsform auf der inneren Seite des Fahrzeugs angeordnet werden soll)
bis zu dem anderen Rand 27 (dem Rand der Lauffläche, der auf der äußeren
Seite des Fahrzeugs angeordnet werden soll) allmählich erhöht. Da die
radiale Dicke G der Lauffläche 20 (der Abstand von der radial äußeren Seite
der Gürtelschicht 16 bis zu der radial äußeren Oberfläche der Lauffläche
20) an jeder Stelle beinahe gleich groß ist, nimmt die Dicke der
Schaumgummischicht 22 von dem einen Laufflächenrand 26 bis zu dem anderen
Laufflächenrand 27 allmählich ab. Wenn die radiale Dicke T der äußeren
Gummischicht 23 zu dem anderen Laufflächenrand 27 hin erhöht ist, wird die
äußere Gummischicht 23 auf der bei dem einen Laufflächenrand 26 gelegenen
Seite in dem mittleren Abnutzungsstadium abgenutzt. Folglich bildet ein
Teil der Schaumgummischich 22 auf der nahe bei dem einen Laufflächenrand
26 gelegenen Seite die Außenseite der Lauffläche. Einige der geschlossenen
Zellen in der freiliegenden Schaumgummischicht ermöglichen einem Wasserfilm
auf einer vereisten und veschneiten Straße während des Laufs auf dem Eis
und Schnee zu entweichen, so daß, obwohl die Eis- und Schnee-
Leistungsfähigkeit der äußeren Gummischicht verschlechtert ist, wie dies
oben erwähnt wurde, die infolge der freiliegenden Schaumgummischicht 22
erhöhte Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit die obige Verschlechterung der
Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit kompensiert. Folglich kann die Eis- und
Schnee-Leistungsfähigkeit auf einem praktisch zulässigen Niveau gehalten
werden. Da die äußere Gummischicht 23 auf der nahe bei dem anderen
Laufflächenrand 27 gelegenen Seite während des mittleren Abnutzungsstadiums
erhalten bleibt, kann im Vergleich zu den herkömmlichen Reifen selbst beim
Lauf auf trockener Straße noch eine beachtlich hohe Abnutzungsfestigkeit
aufrechterhalten werden, wenn diese Abnutzungsfestigkeit im Vergleich zu
dem anfänglichen Abnutzungsstadium auch ein wenig verschlechtert ist. So
können in dem Fall des Reifens 11 dieser Ausführungsform die Eis- und
Schnee-Leistungsfähigkeit und die Abnutzungsfestigkeit über eine Periode
von dem anfänglichen Abnutzungsstadium bis zu dem mittleren
Abnutzungsstadium auf gut ausgewogene Weise aufrechterhalten werden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise die radiale Dicke
T1 der äußeren Gummischicht 23 an dem einen Laufflächenrand 26 nicht größer
als 5% der radialen Dicke G der Lauffläche 20 in der axialen Mitte der
Lauffläche, und die radiale Dicke T2 der äußeren Gummischicht 23 an dem
anderen Laufflächenrand 27 nicht kleiner als 50% der radialen Dicke G der
Lauffläche 20 in ihrer axialen Mitte. Wenn nämlich die radiale Dicke T1 der
äußeren Gummischicht 23 an dem einen Laufflächenrand 26 größer als 5% der
radialen Dicke G der Laufflache 20 in der axialen Mitte der Lauffläche ist,
wird die frei liegende Oberfläche der Schaumgummischicht 22 in dem mittleren
Abnutzungsstadium klein, so daß die Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit
gegenüber dem anfänglichen Abnutzungsstadium wahrscheinlich weiter
verschlechtert wird, und wenn die radiale Dicke 12 der äußeren Gummischicht
23 an den anderen Laufflächenrand 2-7 kleiner als 50% der radialen Dicke G
der Lauffläche 20 in der axialen Mitte ist, wird die Bodenberührungsfläche
der äußeren Gummischicht 23 in dem mittleren Abnutzungsstadium kleiner, so
daß die Abnutzungsfestigkeit wahrscheinlich vermindert wird.
-
Wenn der Reifen 11 eine Kurve fährt, wird das Fahrzeug infolge der
Zentrifugalkräfte geneigt, so daß auf einen Bereich der Lauffläche, der auf
der Seite gelegen ist, die in der Breitenrichtung weiter von der Mitte des
Fahrzeugs entfernt ist, eine größere Last wirkt, wobei angenommen wird, daß
die Lauffläche 20 des Reifens 11 längs der axialen Mitte der Lauffläche in
zwei Bereiche unterteilt ist. Daher wird der auf der in der Breitenrichtung
äußeren Seite des Fahrzeugs gelegene Bereich der Lauffläche 20 des Reifens
11 in einem früheren Stadum abgenutzt sein as der andere Bereich der
Lauffläche, der auf der in der Breitenrichtung inneren Seite des Fahrzeugs
gelegen ist. Aus diesem Grund ist die Anbringungsrichtung des Reifens 11
dieser Ausführungsform so spezifiziert, daß der eine Laufflächenrand 26 auf
der in der Breitenrichtung inneren Seite des Fahrzeugs anzuordnen ist,
während der andere Laufflächenrand 27 an der in der Breitenrichtung des
Fahrzeugs äußeren Seite anzuordnen ist. Bei dieser Anordnung ist der aus
dem nicht-geschäumten Gummi mit hoher Abnutzungsfestigkeit bestehende
Bereich der äußeren Gummischicht 23. der eine größere radiale Dicke T hat,
auf der in der Breitenrichtung äußeren Seite des Fahrzeugs gelegen.
Folglich wird die Nutzlebensdauer des Reifens 11 vergrößert.
-
Als nächstes werden experimentelle Beispiele beschrieben. Für dieses
Experiment wurden ein herkömmlicher Reifen mit einer Lauffläche aus einer
Basisgummischicht und einer auf der radial äußeren Seite der
Basisgummischicht angeordneten Schaumgummischicht als Vergleichsreifen, und
ein Reifen gemäß der Figur 1 als Testreifen hergestellt. Die Größe der
Reifen war 195/75 R 14. Die Reifen wurden bis auf einen Innendruck von 2,4
kg/cm² aufgeblasen und an einem Personenwagen mit 3.000 cm³ Hubraum
angebracht. Der Wagen wurde bei einer Lufttemperatur von -5ºC mit einer
Geschwindigkeit von 40 km/h auf Eis gefahren und dann hart abgebremst. Die
Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit wurde durch Messung des Bremsweges
bestimmt, der erforderlich war, um den Reifen anzuhalten, wobei der
Bremsweg ab der Stelle gemessen wurde, wo begonnen wurde, den Wagen
abzubremsen. Die Ergebnisse wurden durch eine Indexziffer ausgedrückt,
wobei für den Vergleichsreifen die Indexziffer 100 zugrunde gelegt wurde.
Für die Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit des Testreifens wurde die
Indexziffer 95 erhalten, was ein praktisch ausreichender Wert ist. Die
Indexziffer 100 entsprach 50 m. Weiterhin wurde der Personenwagen mit jedem
der obigen Reifen auf einer gepflasterten Landstraße über 10.000 km
gefahren, und danach wurde die Tiefe einer nach der Fahrt verbliebenen
Rille gemessen. Die Abnutzungsfestigkeit von jedem der Reifen wurde durch
eine Indexziffer ausgedrückt, wobei für den Vergleichsreifen die
Indexziffer 100 zugrunde gelegt wurde. Für den Testreifen wurde die
Indexziffer 120 erhalten, was eine wesentlich verbesserte
Abnutzungsfestigkeit bedeitet. Die Indexziffer 100 entsprach 2,8 mm.
Weiterhin wurde jeder Typ der obigen Reifen auf einer Trommel mit einer
Geschwindigkeit von 30 km/h laufen gelassen, während eine vertikale Last
von 300 kg und eine seitliche Last von 250 kg auf den Reifen einwirkten.
Um die Kurvenfahrstahilität zu bestimmen, wurde dabei das
Kurvenfahrvermögen des Reifens gemessen. Für den Testreifen wurde die
Indexziffer 105 erhalten, wobei für den Vergleichsreifen die Indexziffer
100 zugrunde gelegt wurde, was bedeutet, daß die Kurvenfahrstabilität des
Testreifens ein wenig besser als die Kurvenfahrstabilität des
Vergleichsreifens war.
-
Außerdem wurden die Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit, die
Abnutzungsfestigkeit, und die Kurvenfahrstabilität für jeden der obigen
Reifen während des mittleren Abnutzungsstadiums bestimmt. Wenn dabei bei
dem Vergleichsreifen jeweils die Indexziffer 100 zugrunde gelegt wurde,
ergab sich bei dem Testreifen für die Eis- und Schnee-Leistungsfähigkeit
die Indexziffer 98, die Abnutzungsfestigkeit die Indexziffer 110, und die
Kurvenfahrstabilität die Indexziffer 105. Wie ersichtlich ist, war die
Eisund Schnee-Leistungsfähigkeit verbessert, obwohl die Abnutzungsfestigkeit
des Testreifens in dem mittleren Abnutzungsstadium ein wenig niedriger als
in dem anfänglichen Abnutzungsstadium war. Dies bedeutet also, daß bei der
vorliegenden Erfindung sowohl die Abnutzungsfestigkeit, als auch die
Eisund Schnee-Leistungsfähigkeit aufrechterhalten wurden. Die Eis- und Schnee-
Leistungsfähigkeit, die Abnutzungsfestigkeit und die Kurvenfahrstabilität
bei der Indexziffer 100 waren 50 m. 2,8 mm bzw. 50kg/Grad.
-
Wie oben erklärt wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die
Abnutzungsfestigkeit verbessert werden, während die Eis- und
Schneeleistungsfähigkeit auf einem praktisch annehmbaren Niveau gehalten wird.