DE69411502T2

DE69411502T2 - Verbesserter radialer Reifen

Info

Publication number: DE69411502T2
Application number: DE69411502T
Authority: DE
Inventors: Richard Charles Massillon Ohio 44646 Beard; Michael David Akron Ohio 44312 Kachner
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2014-10-26
Also published as: KR950013749A; EP0652120B1; AU7765694A; PE35295A1; KR100297072B1; CA2117049A1; CN1042906C; TW271423B; US5464051A; BR9404271A; ATE168077T1; EP0652120A1; NZ264765A; JPH07164835A; AU673628B2; ES2119943T3; DE69411502D1; CN1111574A; MY113828A; CA2117049C

Description

Die Erfindung betrifft Luftradialschichtreifen und die wechselweise Beziehung zwischen dem Reifen und seiner Auslegungsfelge.
Historisch gesehen hat die Auslegungspassung der Wulstabschnitte des Reifens mit der Auslegungsfelge seit der Einführung des Schlauchlostypreifens an Bedeutung gewonnen. Diese Passung sichert, daß während der Fahrzeugbenutzung der Reifen luftdicht gedichtet und sicher befestigt an der Feige verbleibt.
Die typische Feige weist einen Wulstsitz und einen Felgenflansch auf, die die Kontaktzone bzw. den Kontaktbereich mit der Reifenwulst definieren. Die Reifenwulst weist eine ringförmige Fläche bzw. Oberfläche zwischen der Wulsthacke bzw. dem Wulstabsatz und der Wulstzehe bzw. -spitze bzw. der Wulstspur auf, welche beim Anordnen an der Feige den Wulstsitz berührt bzw. kontaktiert. Die Wulst weist ebenfalls eine ringförmige Fläche radialwärts außerhalb des Wulst absatzes auf, wobei diese ringförmige Fläche bzw. Oberfläche den Felgenflansch berührt, wenn der Reifen an der Feige montiert und aufgeblasen wird.
Der Stand der Technik lehrt die Verwendung einer Feige mit zylindrischen oder sehr leicht konischen Wulstsitzen. Typischerweise sind solche Wulstsitze bzw.lager bei einem Winkel von 50 relativ zu der Rotationsachse des Reifens geneigt. Um eine geeignete Passung zu sichern, weisen die Reifenwülste eine ringförmige Fläche bzw. Oberfläche mit einer ähnlichen 5º-Neigung bezüglich der Rotationsachse auf, wobei die Wülste einen leicht größeren Durchmesser als der Feigensitz aufweisen, so daß beim Anordnen eine Einschnapp- bzw. Einrastwechselwirkungspassung erreicht wird. Solch ein Reifen gemäß dem Stand der Technik ist in Figur 3A gezeigt.
Als eine spätere Entwicklung umfaßt der radialwärts innerste flexible Spitzenbzw. Zeh- bzw. Spurabschnitt des Reifens zwischen der Spur- bzw. dem Zehund dem ringförmigen Zug- bzw. Spann- bzw. Spannungsglied eine geneigte Fläche bzw. Oberfläche von etwa 50 größer als der Felgensitz. Dies unterstützt die Wechselwirkung, welche durch die Winkelvariation bzw. -veränderung erzeugt ist, welche das Dichten des Reifens vereinfacht. Dieser Reifen gemäß dem Stand der Technik ist in den Figuren 3B und 3C dargestellt.
Die Reifen gemäß dem Stand der Technik weisen Wülste mit einer Fläche bzw. Oberfläche radialwärts außerhalb des Wulstabsatzes bzw. der Wulsthacke auf. Diese Fläche bzw. Oberfläche sollte idealerweise den Felgenflansch berühren, wobei sowohl der Felgenflansch als auch diese axialwärts und radialwärts äußere Fläche bei 90º bezüglich der Radachse ausgerichtet sind. Dieser Bereich ist druckbeaufschlagt bzw. befindet sich unter Druck, während der Reifen über einem Abschnitt der Fläche aufgeblasen wird, berührt den Felgenflansch und befestigt im wesentlichen den Reifen an der Feige.
Die Reifen gemäß dem Stand der Technik beruhen im wesentlichen auf Feigensitz- und Flanschausrichtungen, zum Bilden der Form und Ausrichtung der Wulst, mit der Ausnahme des flexiblen Spur- bzw. Führungs- bzw. Zehabschnittes der Wulst.
"International polymer science and technology, Rubber and Plastics Research Association", Vol 3, Nr.1, 1976, Shrewsbury (GB), Seiten 73-74, offenbart in Figur 1 eine Wulst für einen Traktoren- oder Landwirtschaftsreifen mit einem oder zwei Wulstkernen, wobei keine Wechselwirkung an dem Felgenflansch stattfindet, und einer Formschlußpassung an der Wulstsohle bezilguch des Felgensitzes.
Die FR-A-1.158.208 zeigt eine Wulst mit einer ringförmigen Fläche bzw. Oberfläche zwischen der Hacke bzw. dem Absatz und dem Zeh bzw. der Spur von jeder Wulst, geneigt bei 2º bis 14º bezüglich der Achse des Reifens.
Patent Abstract of Japan, Vol 8, Nr.244 (M-337) (1981), 9. November 1984, entsprechend der JP-A-59 124 415, lehrt, daß zum Verbessern der Feigenabrutsch- bzw. -abschlupfieistung eine spezifische Beziehung zwischen dem Durchmesser und der Neigung der Wulstbasis und der Felgensohle und dem Verhältnis zwischen jeder Höhe eines Wuistbündels, eines Wulstbasismittelteiles und einer Wulstspur bestehen muß, sowie der Festzugs- bzw. Befestigungslänge von jedem Teil.
Überraschenderweise wurde herausgefunden, daß die Reifenauslegungen gemäß dem Stand der Technik eine weniger als ideale Passung bezüglich der Feige aufweisen, insbesondere an dem Felgenflanschbereich von "J"-Typ-Feigen. Der Fachmann hat geglaubt, daß die Fläche bzw. Oberfläche radialwärts außerhalb des Wulstabsatzes in festem Flächenkontakt mit dem Felgenflansch steht. In der Tat haben Tangentialröntgenstrahluntersuchungen gezeigt, daß ein Abschnitt des Fianschoberflächenbereiches bzw. -inhaltes tatsächlich von der Feige beabstandet ist, wodurch ein Spalt gebildet wird, und somit keine Unterstützung beim festen Fixieren bzw. Festlegen des Reifens an der Feige besteht.
Es wurde herausgefunden, daß ein Reifen, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einzigartigen Wulstflächen bzw. -oberflächen zum Berühren der Feige dazu führen kann, daß ein Reifen eine verbesserte Unterseitenwandsteifigkeit, verbesserten Roliwiderstand und verbesserten Fahrkomfort aufweist. Ein Reifen, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, kann gleichförmige Unterwuistsitz- bzw. -Lagerkräfte bereitstellen, wenn an der Feige montiert, und dennoch höhere Adhäsion bzw. Anhaftung des Reifens an der Feige bereitstellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Radiaischichtluftreifen 30 wird beschrieben. Der Reifen 30 weist eine Rotationsachse, ein Paar von axiaiwärts beabstandeten Wülsten 33, jeweils ringförmige Zug- bzw. Spann- bzw. Spannungsglieder 35 umfassend, und zumindest eine Radialschicht 35, sich zwischen den ringförmigen Zuggiledern der jeweiligen Wülste 33 erstreckend, auf. Die Wülste 33 verfügen jeweils über einen Absatzbzw. Hackenabschnitt 22B und einen Spitzen- bzw. Spur- bzw. Zeh- bzw. Führabschnitt 22A, ausgelegt zum Eingreifen einer "J"-Typ-Auslegungsfelge 40, mit einem Wulstsitz bzw. -lager 42, und eine Auslegungsfelgenbreite D, wobei die Breite D als das halbe Ausmaß der maximalen empfohlenen Felgenbreite zuzüglich der minimalen empfohlenen Felgenbreite definiert ist, wobei solche Felgenbreiten vorliegen, wie spezifiziert durch die in Kraft befindlichen Industrienormen an dem Ort, an welchem der Reifen hergestellt wird.
Der Reifen 30 weist eine erste ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 23, zwischen dem Absatz 22B und dem Zeh bzw. der Spur 22A von jeder Wulst 33, und eine zweite ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 24, radialwärts außerhalb von jedem Wulstabsatz 22B, auf. Die erste ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 23 steht in Berührung bzw. Kontakt mit dem Wulstsitz 42 der Auslegungsfelge 40, wenn der Reifen 30 montiert und auf Normaldruck aufgeblasen ist. Die erste ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 23 bildet einen mittleren bzw. Mittewinkel β bezüglich der Achse des Reifens, wenn der Reifen unmontiert ist und wenn die Wülste 33 axialwärts um einen Abstand gleich der Auslegungsfelgenbreite D beabstandet sind. Der mittlere Winkel β liegt in dem Bereich von zumindest einem halben Grad bis zu weniger als drei Grad größer als der Winkel, welcher zwischen dem passenden bzw. zugehörigen Wulstsitz 42 der Auslegungsfelge 40 und der Achse des Reifens gebildet ist. Der Reifen ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 24 in Berührung bzw. in Kontakt mit einem ringförmigen Flanschabschnitt 44 der Auslegungsfelge 40 steht, wenn der Reifen 30 montiert und auf Normaldruck aufgeblasen ist. Die zweite ringförmige Fläche 24 des unmontierten Reifens ist relativ zu einer Ebene P geneigt, welche senkrecht zu der Rotationsachse verläuft, bei einem Winkel α, sich hin erstreckend zu der Äquatorialebene EP des Reifens, wobei α in dem Bereich von 0º bis weniger als 30 liegt. Das ringförmige Zugglied 35 weist einen Durchmesser auf, welcher um 3,5 bis 5,6 mm (0,14 bis 0,22 inch) größer als der Nominalfelgendurchmesser der Feige ist, für welche der Reifen zur Montage beabsichtigt ist.
Ein Abschnitt der ersten ringförmigen Fläche 23 ist zwischen einer Ebene C senkrecht zu der Achse des Reifens und durch die Mitte des ringförmigen Zuggliedes 35 tretend, und einer Ebene T angeordnet, welche tangential zu der axialwärts äußeren Seite bzw. Außenseite des ringförmigen Zugguedes 35 und senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens verläuft.
Bevorzugt ist β 1º30' größer als der Winkel, welcher gebildet ist zwischen dem Wulstsitz 42 der Auslegungsfelge 40 und einer Linie, welche parallel zu der Achse verläuft.
Idealerweise ist die erste ringförmige Fläche bei dem Winkel β zumindest über den Abstand bzw. die Entfernung zwischen der Ebene T und einer Ebene 5 ausgerichtet, wobei die Ebene 5 tange ntial zu der axialwärts inneren Seite bzw. der axialen Innenseite des ringförmigen Zugguedes 35 und senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens verläuft.
Ein Reifen, mit dem Wulstsitz ausgerichtet bei dem Winkel β und welcher ein ringförmiges Zugglied verwendet, gebildet mit einer flachen bzw. ebenen Basis, wenn mit einer Feige kombiniert, welche einen 5º-Wulstsitzbereich aufweist, zeigt generell gleichförmige bzw. gleichmäßige Kompression des Materiales zwischen dem Zugglied und dem Wulstsitz. Diese gleichförmige Kompression bzw. Pressung bzw. Stauchung ermöglicht es, den Reifen unter Anforderungen von geringen und gleichförmigen Wulstsitzkräften aufzubauen, während gleichzeitig verbesserte Adhäsion bzw. Anhaftung des Reifens an der Feige erreicht wird.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die erste Fläche bzw. Oberfläche bei einem Winkel β geneigt und erstreckt sich axialwärts außerhalb der Ebene T. Die erste Fläche bzw. Oberfläche 23 schneidet die Hacke bzw. den Absatz, wobei der Absatz einen einfachen bzw. einzelnen Krümmungsradius aufweist. Die Absatzkrümmung erstreckt sich axialwärts und radialwärts nach außen und verläuft tangential zu der zweiten Fläche bzw. Oberfläche 24. Die zweite Fläche bzw. Oberfläche erstreckt sich radialwärts außerhalb bzw. radialwärts nach außen, bevorzugt senkrecht zu der Rotationsachse, zu einer dritten Fläche bzw. Oberfläche, wobei die dritte Fläche bzw. Oberfläche gekrümmt ist und einen Krümmungsradius aufweist, welcher zumindest gleich oder größer als der Krümmungsradius des Auslegungsfelgenflansches ist.

Definitionen

"Ansichtsverhältnis" des Reifens bedeutet das Verhältnis seiner Schnitthöhe (SH) zu seiner Schnittbreite (SW), multipliziert mit 100 %, um als Prozentangabe ausgedrückt zu werden.
"Axial" und "axialwärts" bedeutet Linien oder Richtungen, welche parallel zu der Rotationsachse des Reifens verlaufen.
"Wulst" bedeutet den Teil des Reifens, umfassend ein ringförmiges Zug- bzw. Spannungs- bzw. Spannglied, umwickelt durch Schichtkorde, und geformt mit oder ohne weitere Verstärkungselemente, wie z.B. Fahnen, Taschen, Kernreiter, Spurschützer und Wulstbänder, um zu der Auslegungsfelge zu passen.
"Gürteistruktur" oder "Verstärkungsgürtel" bedeuten zumindest zwei ringförmige Lagen oder Schichten von parallelen Korden, gewoben oder unverwoben, dem Profil unterliegend, unverankert mit der Wulst, und mit sowohl linken bzw. links gerichteten als auch rechten bzw. rechtsgerichteten Kordwinkeln in dem Bereich von 17 Grad bis 27 Grad bezüglich der Äquatorialebene des Reifens.
"Karkasse" bedeutet die Reifenstruktur ohne bzw. getrennt von der Gürtelstruktur, dem Profil, dem Unterprofil und dem Seitenwandgummi über den Schichten, umfaßt jedoch die Wülste.
"Umfänglich" bedeutet Linien oder Richtungen, welche sich entlang des Penmeters der Fläche bzw. Oberfläche des ringförmigen Profiles senkrecht zu der axialen Richtung erstrecken.
"Kord" bedeutet einen der Verstärkungsstränge bzw. -litzen, die in den Schichten in dem Reifen enthalten sind.
"Auslegungsfelge" bedeutet eine Feige mit einer bestimmten bzw. spezifizierten Konfiguration und Breite. Zum Zwecke dieser Beschreibung sind die Auslegungsfeige und Auslegungsfelgenbreite mittels in Kraft befindlicher Industrienormen an dem Ort bestimmt, an welchem der Reifen hergestellt ist. Zum Beispiel sind in den Vereinigten Staaten die Auslegungsfelgen bestimmt, wie angegeben durch die Tire and Rim Association. In Europa sind die Auslegungsfelgen bestimmt, wie angegeben in dem Normenhandbuch der "European Tire and Rim Technical Organisation", wobei der Begriff "Auslegungsfelge" das gleiche bedeutet wie Normmaße. In Japan ist die Normenorganisation die "Japan Automobile Tire Manufacturer's Association".
"Auslegungsfelgenbreite" bedeutet den bestimmten bzw. angegebenen bzw. spezifizierten Abstand axialwärts zwischen Felgenfanschen. Zum Zwecke dieser Beschreibung wird die Auslegungsfelgenbreite (D) als (die minimale empfohlene Felgenbreite zuzüglich der maximalen empfohlenen Felgenbreite)/2angenommen, wie angegeben durch die geeigneten Industrienormen.
"Äquatorialebene (EP)" bedeutet die Ebene, welche senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens verläuft und durch die Mitte dessen Profiles tritt.
"Innenfutter" bedeutet die Lage oder Lagen von Elastomer oder anderem Material, die Innenfläche eines schlauchlosen Reifens bildend und das Aufblasfluid innerhalb des Reifens enthaltend.
"Normalaufblasungsdruck" bezieht sich auf den spezifischen Auslegungsaufblasungsdruck und -last, zugeordnet durch die geeignete Normenorganisation für die Betriebsbedingung des Reifens.
"Normallast" bezieht sich auf den spezifischen Auslegungsaufblasungsdruck und -last, zugeordnet mittels geeigneter Normenorganisation für die Betriebsbedingung des Reifens.
"Schicht" bedeutet eine kontinuierliche Lage aus gummibeschichteten parallelen Korden.
"Radial" und "radialwärts" bedeuten Richtungen radialwärts hin zu oder weg von der Rotationsachse des Reifens.
"Radialschichtreifen" bedeutet einen gegürtelten bzw. mit Gürtel versehenen oder umfänglich eingeschränkten Luftreifen, in welchem die Schichtkorde, welche sich von Wulst zu Wulst erstrecken, aufgelegt sind bei Kordwinkeln zwischen 650 und 900 bezüglich der Äquatorialebene des Reifens.
"Schnitthöhe" (SH) bedeutet den radialen Abstand bzw. die radiale Entfernung von dem Nominalfelgendurchmesser zu dem Außendurchmesser des Reifens an seiner Äquatorialebene.
"Schnittbreite" (SW) bedeutet den maximalen linearen Abstand, parallel zu der Achse des Reifens und zwischen dem Äußeren seiner Seitenwände, wenn und nachdem er auf Normaldruck aufgeblasen wurde für 24 Stunden, jedoch unbelastet, ausschließlich Erhebungen der Seitenwände, welche durch Beschriftung, Verzierung oder Schutzbänder bedingt sind.
"Sharp-Durchmesser" bedeutet den Durchmesser, wenn gemessen radialwärts quer durch den Reifen, und zwar durch die Achse zu den Punkten, welche durch den Schnittpunkt einer Linie definiert sind, welche sich tangential zu dem Wulstsitz der ersten Fläche erstreckt, und einer Linie, welche sich tangential zu dem Wulstflansch oder der zweiten Fläche erstreckt.
"Schulter" bedeutet den oberen Abschnitt einer Seitenwand, unmittelbar unterhalb der Profilkante. Beeinflußt die Kurveneigenschaften. "Seitenwand" bedeutet den Abschnitt eines Reifens zwischen dem Profil und der Wulst.
"Profilbreite" bedeutet die Bogenänge der Profufläche in der axialen Richtung, d.h. in einer Ebene, welche durch die Rotationsachse des Reifens verläuft.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Querschnittsansicht eines bevorzugten Reifens, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine Querschnittsansicht einer Standard- bzw. Normauslegungsfelge.
Figur 3A ist eine Querschnittsansicht eines ersten Reifens gemäß dem Stand der Technik.
Figur 3B ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Reifens gemäß dem Stand der Technik.
Figur 3C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Wulst, aufgenommen entlang Linien 3C von Figur 3B.
Figur 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Wulst, aufgenommen entlang Linien 4-4 von Figur 1.
Figur 5 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens gemäß dem Stand der Technik nach Figur 3B, montiert und aufgeblasen an einer Auslegungsfelge.
Figur 5A ist eine vergrößerte Ansicht eines Reifens gemäß dem Stand der Technik nach Figur 3B, aufgenommen entlang Linien 5A von Figur
Figur 6 ist eine Querschnittsansicht des Reifens von Figur 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, montiert und aufgeblasen an einer Auslegungsfelge.
Figur 6A ist eine vergrößerte Ansicht des in Figur 1 gezeigten Reifens, aufgenommen entlang Linien 6A von Figur 6.
Figur 7 ist eine Tabelle der Reifen- und Felgenpassung bezüglich der Reifen der Figüren 5 und 6, wenn montiert an Feigen mit Auslegungsbreiten von 6, 7, 8 und 9 inch (152, 179, 203 und 229 mm).
Figur 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Reifenwulst gemäß dem Stand der Technik.
Figur 8A ist eine Tabelle, welche die Kompressionsergebnisse zeigt, wenn der Reifen gemäß dem Stand der Technik an der Auslegungsfelge montiert ist.
Figur 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Reifenwu ist gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 9A ist eine Tabelle, welche die Kompressionsergebnisse zeigt, wenn der erfindungsgemäße Reifen an der Auslegungsfelge montiert ist.
Figur 10A ist eine Tabelle der Wulstkompressionskraft (Newton), als eine Funktion der Wulstversetzung bei verschiedenen Wulstdurchmessern.
Figur 10B ist eine Tabelle bezüglich der Wulstkompressionskraft (Newton), als eine Funktion der Wulstversetzung bei verschiedenen Wulstdurchmessern.
Figur 11 ist eine tabelle, welche den Bereich von Wulstsitzaufblasung von Reifen gemäß dem Stand der Technik im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Reifen zeigt.
Figur 12 ist eine Tabelle, welche die Wulsthaltbarkeit des Reifens gemäß dem Stand der Technik im Vergleich zu einem Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Figur 13 ist eine Tabelle, welche den Felgenschlupf zeigt, auftretend bei einem Reifen gemäß dem Stand der Technik im Vergleich zu einem erfindungsgemäßen Reifen zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens gezeigt, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Reifen 30 ein Pkw-Reifen mit niedrigem bzw. geringem Ansichtsverhältnis. Wie gezeigt, sind die Wülste 33 axialwärts um einen Abstand (D) beabstandet, gleich der spezifizierten bzw. bestimmten bzw. angegebenen Auslegungsfelgenbreite.
Der Reifen 30 ist mit einem bodeneingreifenden Profilabschnitt 31 bereitgestellt, welcher in den Schulterabschnitten 32 an den Lateralkanten des Profiles endet. Ein radialwärts äußerer Seitenwandabschnitt 21 erstreckt sich von dem Schulterabschnitt 32 und endet in dem Wulstabschnitt 33, wobei der Wulstabschnitt ein ringförmig undehnbares ringförmiges Zug- bzw. Spann- bzw. Spann ungsglied 35 aufweist. Der Reifen 30 ist des weiteren mit einer Karkassenverstärkungsstruktur 36 bereitgestellt, welche sich von dem Zugglied 35 durch den Seitenwandabschnitt 21, den Profilabschnitt 31, den gegenüberliegenden Seitenwandabschnitt 21, nach unten bis zu dem gegenüberliegenden Zugglied 35 erstreckt. Die Hochschlagenden 38 der Karkassenverstärkungsstruktur 36 sind um die Zugglieder 35 gewickelt. Wie dargestellt, weist der Wulstabschnitt 33 eine Tasche bzw. einen Chipper 41 auf, um das Verstärkungsglied 36 und das Zugglied 35 herum gewickelt. Der Reifen 30 kann ein herkömmliches Innenfutter 37 enthalten, die innere periphere Fläche des Reifens 30 bildend, wenn der Reifen vom schlauchlosen Typ sein soll.
Umfänglich angeordnet um die radialwärts äußere Fläche bzw. Oberfläche der Karkassenverstärkungsstruktur 36, unterhalb des Profilabschnittes 31, befindet sich eine Profilverstärkungsgürtelstruktur 39. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Gürtelstruktur 39 zwei Einzelschnittgürtelschichten, wobei die Korde der Gürtelschichten bei einem Winkel, in einem Bereich zwischen 170 und 25º liegend, bezüglich der Äquatorialebene ausgerichtet sind. Die Korde von einer Gürtelschicht sind in einer entgegengesetzten Richtung bezüglich der Äquatorialebene und zu jener der Korde der anderen Schicht angeordnet. Jedoch kann die Gürtelstruktur 39 eine beliebige Anzahl an Gürteischichten von beliebiger gewünschter Konfiguration aufweisen, wobei die Korde bei beliebigem Winkel angeordnet sein können.
Die Karkassenverstärkungsstruktur 36 umfaßt zumindest eine Verstärkungsschichtstruktur, umfassend jeweils eine Lage von parallelen Korden. Die Korde der Verstärkungsschichtstruktur 36 sind bei einem Winkel von zumindest 750 bezüglich der Äquatorialebene EP des Reifens 30 ausgerichtet. Die Korde, welche die Karkassenschicht verstärken, können aus einem beliebigen Material bestehen, normalerweise verwendet für Kordverstärkung von Gummigegenständen, z.B., und nicht beschränkend, Rayon, Nylon und Polyester. Die Verstärkungsschichtstruktur 36 weist ihre Hochschlagenden 38, welche um den Wulstkern 35 gewickelt sind, angeordnet auf bei etwa 20 bis 50 % der Schnitthöhe des Reifens.
Zum Montieren des Reifens 30 an einer Feige und vor dem Aufblasen davon weist er eine Form auf, bewirkt durch die Form bzw. Gußform. Nach dem Montieren des Reifens 30 an der Feige wird die Neigung der Wulstabschnitte des Reifens durch die Feige beeinflußt bzw. veranlaßt.
Die Wulst 33 weist eine erste ringförmige Fläche 23 auf, angeordnet zwischen dem Wulstzeh bzw. der Wulstspitze bzw. der Wulstspur 22A und dem Wulst absatz bzw. der Wulsthacke 22B. Die erste ringförmige Fläche bzw. Oberfläche ist bei einem Winkel ββ geneigt, wenn die Wülste 33 bei einem Abstand D beabstandet sind. Der Abstand D ist definiert als die Auslegungsfegenbreite D oder die geformte bzw. die gegossene Wulstbreite D. Zum Zwecke dieser Beschreibung ist die Auslegungsfelgenbreite D das Mittel der spezifischen Maximalund Minimalauslegungsfelgenbreiten, wobei die Breiten axialwärts zwischen den Felgenfanschen gemessen sind. Der Bereich von Auslegungsfelgenbreiten wird durch anwendbare Industrienormen bezüglich des Ortes der Herstellung gebildet. In den Vereinigten Staaten haben z.B. die "Tire and Rim Association"-Normen einen Bereich erstellt von empfohlenen Feigen breiten für "J"-Typ-Felgen mit der 35,6 bis 40,6cm (14" bis 16") Felgendurchmessergröße, wobei der Bereich von Breiten für einen 225/55R16-Reifen 16,5 bis 20,3 cm (6,5 bis 8,0 inch) beträgt. Die Auslegungsfelgenbreite, wie in der Anmeldung definiert, beträgt somit 18,4 cm (7,25 inch) für den 225/55R16-Reifen. Ein Reifen, geformt bzw. gegossen bei einer unterschiedlichen Wulstbreite, kann natürlich unterschiedliche Wulstflächenausrichtungen aufweisen. Jedoch, wenn die Wülste bei einem Abstand D beabstandet sind, wie definiert, muß die Ausrichtung der Flächen in den Bereich fallen, zum Erreichen der Vorteile der vorliegenden Erfindung.
Der Wulstabschnitt 33 weist eine zweite ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 24 auf, welche sich radialwärts außerhalb von dem Wulstabsatzabschnitt 22B erstreckt. Die zweite Fläche 24 ist bevorzugt senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet, wenn die Wülste 33 bei der Auslegungsfelgenbreite D beabstandet sind. Von der zweiten Fläche 24 erstreckt sich eine gekrümmte dritte Fläche bzw. Oberfläche 25. Die dritte Fläche 25 erstreckt sich tangentialwärts von der zweiten Fläche 24 und weist bevorzugt einen einzelnen bzw. einzigen Krümmungsradius R1 auf. Die Krümmung R1 ist zumindest gleich oder größer als die Krümmung des Auslegungsfelgenflansches. Die Krümmung R1 ist bevorzugt radialwärts mittig um 1 cm (0,375 inch) oberhalb des Nominaldurchmessers des Reifens für eine 35,6 cm oder 40,6 cm (14" oder 16") "J"-Typ-Felge. Diese Positionierung ordnet die dritte Fläche radialwärts tangential oder außerhalb des Felgenflansches an, wenn der Reifen an der Auslegungsfelge montiert und aufgeblasen auf Normaldruck ist.
In der bevorzugten Ausführungsform weist der untere Seitenwandabschnitt 121B einen Krümmungsradius auf, welcher tangential zu der dritten Oberfläche 25 verläuft und sich radialwärts außerhalb bzw. nach außen diesbezüglich erstreckt.
In Figur 2 ist eine Auslegungsfelge 40 gezeigt. Die Auslegungsfelge weist einen Wulstsitz bzw. ein Wulstiager 42 auf, geneigt bei einem Winkel βR bezüglich der Rotationsachse, wie auch einen Flansch 44, ausgerichtet bei einem Winkel αR, wobei αR nominell senkrecht zu der Rotationsachse verläuft. Der Winkel βR beträgt nominell 50, wie gezeigt. Zwischen dem Flansch 44 und dem Wulstsitz 42 weist die Feige einen Krümmungsradius RR1 auf. An dem radialwärts äußeren Abschnitt des Felgenflansches 44 weist die Fläche bzw. Oberfläche des Flansches einen Krümmungsradius RR&sub2; auf.
Figur 3A stellt einen herkömmlichen Reifen 10 gemäß dem Stand der Technik dar, umfassend ein Paar von Wülsten 131 wobei jede Wulst ein ringförmiges Zugglied 15 aufweist, eine Verstärkungsschicht 16 um jedes der Zuggueder 15 gewickelt und davon sich erstreckend, ein radialwärts äußeres Profil 11, eine Gürteverstärkung 19 und ein Paar von Seitenwänden 6, welche sich von dem Profil 11 zu den Wülsten 13 erstrecken. Wie dargestellt, weisen die Wülste 13, wenn beabstandet um die Auslegungsfelgenbreite D, eine ringförmige Fläche 3 auf, welche sich zwischen dem Wulstabsatz 2 und der Spitze 1 erstreckt, wobei die ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 3 bei einem Winkel βR von etwa 5º, oder identisch zu der Ausrichtung des Felgenwulstsitzes 42, ausgerichtet ist. Des weiteren weist der Reifen gemäß dem Stand der Technik, wie dargestellt, eine sich radialwärts nach außen bzw. äußerlich erstreckende Fläche 4 auf, wobei die Fläche bzw. Oberfläche 4 sich von dem Wulstabsatz 2 erstreckt und bei 90º bezüglich der Rotationsachse ausgerichtet ist.
Figur 3B zeigt einen zweiten Reifen 130 gemäß dem Stand der Technik, umfassend ein Paar von Wülsten 130, wobei jede Wulst ein ringförmiges Zugglied 135 aufweist, eine Verstärkungsschicht 136, gewickelt um jedes der Zugglieder 135 und sich davon erstreckend, ein radialwärts äußeres Profil 131, eine Gürtelverstärkung 139 und ein Paar von Seitenwänden, welche sich von dem Profil 131 zu den Wülsten 133 erstrecken. Wie in Figur 3C dargestellt, weisen die Wülste 133, wenn um die Ausegungsfelgenbreite D beabstandet, eine erste ringförmige Fläche bzw. Oberfläche 123 auf, welche sich zwischen dem Wulst absatz 122B und der Spitze 122A erstreckt. Die erste ringförmige Fläche 123 weist einen ersten Abschnitt 123A auf, sich von dem Wulstabsatz 122B zu einem Punkt C erstreckend, in etwa axialwärts ausgerichtet mit der axialen Mitte des Profiles 135, wobei der erste Abschnitt 123A bei 5º relativ zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Die erste Fläche 123 weist ferner einen zweiten Abschnitt 123B auf, sich von dem ersten Abschnitt 123A erstreckend, wobei der zweite Abschnitt 123B bei einem Winkel von 10,5º bezüglich der Achse geneigt ist. Der zweite Abschnitt 123B erstreckt sich axialwärts nach innen bzw. innerhalb zu einem gekrümmten dritten Abschnitt 123C, wobei der dritte Abschnitt 123C benachbart der Spur bzw. Spitze ist und einen Krümmungsradius R&sub3; aufweist. Die drei Abschnitte der ersten Fläche 123 und die radialwärts innere bzw. Innenfläche des Absatzes 122B umfassen die Wulsts itzflächen. Der Wulstabschnitt 133 des Reifens 130 gemäß dem Stand der Technik umfaßt des weiteren eine sich radialwärts außerhalb bzw. nach außen erstreckende zweite Fläche 124, wobei die zweite Fläche 124 sich von dem Wulstabsatz 122B erstreckt und senkrecht ausgerichtet ist zu der Achse des Reifens 130. Eine gekrümmte dritte Fläche 125 erstreckt sich von der zweiten Fläche 124 zu dem unteren Seitenwandabschnitt 221B. Die dritte Fläche weist einen einzelnen bzw. einzigen Krümmungsradius R1 auf. Der Reifen 130, mit einer zusammengesetzten ersten Fläche 123 mit erhöhter Neigung zwischen der Spitze 122B und dem ersten Abschnitt 123A, wurde ausgelegt zum Erhöhen der luftdichten Dichtung und der Adhäsion bzw. Anhaftung des Reifens 130 an der Feige 40. Der Anstieg in der winkelmäßigen Neigung, insbesondere unmittelbar radialwärts innerhalb des Wulstzuggliedes, bedeutet, daß die Prozentangabe von Kompression an Material zwischen der Wulst 133 und der Feige 40 sich beim Zusammenbau bzw. bei der Montage stark verändert. Diese Veränderung bzw. Variation von komprimiertem bzw. gestauchtem Material in Verbindung mit den Normatoleranzen, involviert in dem Herstellungsverfahren, führt zu einem breiten Bereich von Wulstsitz- bzw. -lagerkraft und bildet einen Beitrag zu einer Ungleichförmigkeit bezüglich der Reifenpassung.
Wie es in Figur 4 gezeigt ist, ist ein vergrößerter Wulstabschnitt 33, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem axial beabstandeten Abstand gleich der Ausegungsfelgenbreite D, angeordnet. Zwischen dem axialwärts äußeren Wulstabsatz 22B und der axialwärts inneren Wulstspitze 22A befindet sich eine erste ringförmige Fläche 23. Die erste ringförmige Fläche 23 ist geneigt bei einem Winkel β bezüglich einer Linie, welche parallel zu der Rotationsachse des Reifens 30 verläuft. Der Winkel β liegt bevorzugt in dem Bereich von 5º30' bis weniger als 8º, insbesondere bevorzugt zwischen 6º und 7º. Wenn an der Feige 40 mit einer βR-Neigung von 5º montiert, beträgt die Variation zwischen β und βR 0º30' bis weniger als 3º, bevorzugt etwa 1,5ºan Winkeeränderung bzw. Winkeariation.
Zusätzlich zu dieser Winkelvariation weist der Reifen 30 gemäß der vorliegenden Erfindung eine zweite ringförmige Fläche 24 auf, radialwärts außerhalb des Wulstabsatzes 228. Die zweite ringförmige Fläche 24 steht in Kontakt bzw. Berührung mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 44 der Ausegungsfelge 40, wenn der Reifen 30 montiert und auf Normaldruck aufgeblasen ist. Die zweite ringförmige Fläche 24 ist bevorzugt bei einem Winkel a ausgerichtet, wobei α senkrecht zu der Rotationsachse verläuft. Alternativ kann a im wesentlichen gleich sein dem Winkelunterschied der ersten Ringfläche a abzüglich der Wulstsitzausrichtung der Feige βR. Dies bedeutet, daß a geneigt sein kann in dem Bereich von 0º bis weniger als 3º aus der senkrechten Ebene P, bevorzugt 0º bis 1,5º aus der Senkrechten.
Zum präzisen Messen der Wulstflächen bzw. -oberflächen wird empfohlen, daß der unmontierte und unaufgeblasene Reifen 30 mit seinen Wülsten 33 bei der spezifischen Auslegungsfegenbreite des Reifens angeordnet wird. Nachfolgend werden zwei Bezugs- bzw. Referenzpunkte an der Wu Ist gebildet, wobei die zwei Punkte in derselben Querschnittsebene liegen. Der erste Punkt wird angeommen als an der Wulstspitze 22A, und der zweite Punkt beliebig entlang der zweiten ringförmigen Fläche liegend. Durch Messen eines festgelegten Abstandes von der Rotationsachse des Reifens kann eine Referenzlinie parallel zu der Rotationsachse gebildet werden. Die Reifenwulst, welche eine vernünftige Dimensionsstabilität aufweist, kann von dem Reifen in Querschnitten derart geschnitten werden, daß die zwei markierten Bezugs- bzw. Referenzpunkte in derselben Ebene liegen. Durch erneutes Verstellen der Bezugs- bzw. Referenzlinie wird dieselbe Ausrichtung des ringförmigen Reifens, mit der Wulst angeordnet bei der Auslegungsfelgenbreite, erreicht, wenn die zwei Bezugspunkte beim exakten radialen Abstand oberhalb der Bezugslinie angeordnet sind. Es sollte erwähnt werden, daß die Referenz- bzw. Bezugslinie an der Rotationsachse oder bei einer geeigneten Linie parallel zu der Achse verlaufen kann und in einer Ebene zwischen der Achse und den zwei Bezugs- bzw. Referenzpunkten liegt.
Sobald die Dimensionsreferenz erneut gebildet ist, kann die exakte Ausrichtung der ringförmigen ersten und zweiten Flächen 23 und 24 gemessen werden. Dieses Meßverfahren kann weiter durch Verwendung einer Vergleichseinrichtung bzw. eines Komparators verbessert werden, welcher den Wulstquerschnitt vergrößert und genauere Messungen vereinfacht. Die Meßtechniken sind bekannt und können zu einer sehr genauen bzw. akuraten Messung führen, auch von elastomeren Zusammensetzungen bzw. Kompositgegenständen, wie z.B. Reifen.
In Figur 5 ist ein Reifen gemäß dem Stand der Technik gezeigt, montiert und aufgeblasen an einer Auslegungsfelge 40. Eine vergrößerte Ansicht, Figur 5A, zeigt die Wulst- und Felgenpassung. Ein Punkt A repräsentiert die Zehe bzw. die Spur bzw. Spitze des Reifens. Punkt D repräsentiert die radialwärts äußerste Fläche bzw. Oberfläche des Wulstabschnittes in Berührung bzw. in Kontakt mit dem Flansch. Der ringförmige Flächenbereich bzw. -inhalt zwischen Punkt A und Punkt D repräsentiert den maximal möglichen Felgenberühr- bzw. -Kontaktbereich, verfügbar für den Reifen gemäß dem Stand der Technik. Wie es erkannt werden kann, ist der Bereich bzw. die Fläche bzw. der Flächeninhalt zwischen dem Punkt C und Punkt B jener, an welchem die Reifenwulst und die Feige eingeklemmt sind bzw. aneinander treffen bzw. spaltartig vorgesehen sind. Dies bedeutet, daß die Adhäsion bzw. Anhaftung zwischen der Feige und dem Reifen nicht bei 100 % des maximalen Potentials vorliegt.
Figuren 6 und 6A sind Ansichten des erfindungsgemäßen Reifens. Der Reifen paßt an die Feige vom Punkt A zum Punkt D bei virtuell keinem Spalt.
Reifen eines gegebenen Nominalfelgendurchmessers müssen in der Lage sein, an Feigen mit einem Bereich von Felgenauslegungsbreiten zu passen. Ein Vergleichsreifen gemäß dem Stand der Technik, wie in den Figuren 5 und 5A gezeigt, wurde bei der 225/55R16-Größe hergestellt. Der Vergleichsreifen wurde geformt bzw. gegossen mit einer 20,3 cm (8,0 inch) geformten bzw. gegossenen Wulstbreite. Der Reifen verfügt über ein 41 cm (16,14 inch)-Innendurchmesserzugglied 35, im folgenden als Wulstdurchmesser bezeichnet. Der Sharp- Durchmesser beträgt 40,4 cm (15,908 inch). In ähnlicher Weise wurde ein Versuchsreifen entsprechend der Lehre des vorliegenden Patentes hergestellt. Der 225/55R16-Versuchsreifen weist eine 18,4 cm (7,25 inch) geformte bzw. gegossene Auslegungsfelgenbreite (D) oder geformte bzw. gegossene Wulst breite auf, einen 40,4 cm (15,923 inch) Sharp-Durchmesser sowie einen Wulstdurchmesser von 41 cm (16,18 inch).
Übliche "J"-Typ-Felgen weisen eine 5º-Wulstsitzfläche bzw. einen 5º-Wulstsitz bzw. -lager auf, wobei an diesen die Vergleichsreifen und die Versuchsreifen montiert wurden. Die Felgenbreiten lagen in einem Bereich von 15,2 bis 23cm (6" bis 9") bei 2,54 cm (1 inch)-Abstufungen. Tangential-Röntgenstrahlenaufnahmen wurden von jeder Reifen- und Felgenanordnung an zwei Orten, um 180º beabstandet für jede Seite des Reifens, aufgenommen. Der Spalt an jedem der vier Orte wurde gemessen, ausgehend von dem Röntgenstrahlbild bzw. -film, und das mittlere Ausmaß des Spaltes wurde nachfolgend berechnet. Die Ergebnisse sind in Figur 7 gezeigt. Die dargestellten Ergebnisse stellen den axialen Raum zwischen der zweiten ringförmigen Fläche und dem Felgenflansch dar, soweit nicht durch ein "H" angegeben, welches den Spalt an dem Absatzradius und dem Felgenabsatzradius wiedergibt. Obwohl die vorliegende Erfindung versucht, sämtliche Spalten zu eliminieren, werden Spalten an dem Absatz- bzw. Hackenradius als akzeptabel erachtet, bedingt durch den minimalen Flächeninhalt bzw. den minimalen Flächenbereich und die Unfähigkeit der steifen Wulst, konform zu gehen mit dem Felgenumriß über den gesamten Bereich der Feigenbreiten.
Wie es deutlich aus der Tabelle von Figur 7 erkannt werden kann, weist der Vergleichsreifen gemäß dem Stand der Technik einen Spalt auf bei Feigen breiten von 15,2, 17,8 und 20,3 cm (6, 7 und 8 inches) entlang dem Felgenflansch, und weist einen Spalt an dem Absatzbereich bei der 22,9 cm (9 inch) großen Feigenbreite auf. Alternativ hierzu zeigt der Versuchsreifen, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, keine Felgenflanschbereichsspaltbildung auf, wobei lediglich ein geringfügiger mittlerer Spalt an dem Wulstabsatzradiusbereich auftritt für die 22,3 cm und 22,9 cm (8" und 9")-Felgenbreite. Es wird geglaubt, daß die verbesserte Felgenpassung das Ergebnis der Veränderung in der Wulstform in Verbindung mit der geformten bzw. gegossenen Wulstbreitenveränderung ist. Der Anstieg in dem Wulstdurchmesser und die Veränderung bezüglich des Sharp- Durchmessers werden als wichtig bezüglich der Passung erachtet, jedoch einen größeren Einfluß ausübend auf die Wulstsitz- bzw. -lagerkraft und die Gleichförmigkeit der Kompression, wie es weiter unten abgehandelt wird.
Ein Faktor, von dem geglaubt wird, daß er zur schlechten Paßbeziehung gemäß dem Vergleichsreifen des Standes der Technik 130 führt, wie auch bei anderen kommerziell verfügbaren Reifen, besteht darin, daß wenn die Felgenbreite sich von der geformten bzw. gegossenen Wulstbreite unterscheidet, die gekrümmte dritte Fläche 125 der Wulst den gekrümmten Abschnitt des Felgenflansches berührt. Dies ist insbesondere problematisch, wenn die Felgenbreite axial geringer ist als die geformte Wulstbreite des Reifens. In diesem Fall ist die Krümmung der dritten Fläche 125 in der Tat radialwärts abgesenkt, den Felgenflansch an der Krümmung des Flansches berührend, bei einem Ort, wie in Figur 5A gezeigt, und zwar beginnend beim Punkt C. Somit wird die gesamte Wulst axialwärts nach innen geschoben bzw. gedrückt und erzeugt die Spalten, wie in der Tabelle von Figur 7 angegeben. Alternativ hierzu verfügt die vorliegende Erfindung über die geformte Ausegungsfelgenbreite D, ausgewählt zum Minimieren der axial Innenverschiebung bzw. axialwärts nach innen gerichteten Verschiebung, wobei die Wulstform derart ist, daß der gekrümmte dritte Abschnitt 25 sich von der zweiten Fläche 24 bei einem Abstand ers4reckt, ausreichend beabstandet radial wärts nach außen, um zu sichern, daß der Krümmungsradius der dritten Fläche 25 zumindest radialwärts beabstandet ist bei einem Ausmaß gleich zu oder größer als der Krümmungsradius des Auslegungsfelgenflansches über den Bereich der empfohlenen Breiten. Unter diesen dimensionsmäßigen Bedingungen kann die Krümmung nicht die Wulst axialwärts nach innen drücken bzw. pressen bzw. schieben bzw. druckbeaufschlagen, um einen Spalt entlang der zweiten ringförmigen Fläche zu bilden, wie es bei Reifen gemäß dem Stand der Technik auftritt.
Figuren 8 und 9 stellen jeweils einen Abschnitt der Wulst 133 des Reifens 130 gemäß dem Stand der Technik, bzw. eines Abschnittes einer Wulst 33 gemäß dem erfindungsgemäßen Reifen 30, in durchgezogenen Linien dar, wobei die Ausegungsfelge 40 gestrichelt dargestellt ist. Das ringförmige Wulstzugglied 35 weist in beiden Figuren einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Eine Ebene T repräsentiert den axiaiwärts äußeren Abschnitt des ringförmigen Zugg liedes 35, während eine Ebene 5 den axialwärts inneren Ort bzw. die axialwärts innere Anordnung des Zuggliedes 35 zeigt, wobei jede Ebene tangential ist zu den axialwärts inneren und äußeren Enden des Zugguedes, und zwar senkrecht zu der Achse des Reifens. Die ringförmigen Wulstzugglieder 35 sind aus Stahlfilamenten gebildet, ringförmig in Lagen gewickelt, üblicherweise in der Technik als Band- bzw. Wickelwulst bekannt. Die radialwärts innere Fläche bzw. Oberfläche des ringförmigen Zugguedes 35, wie gezeigt, ist eine horizontale Fläche, parallel zu der Rotationsachse des Reifens. Alternativ könnte das Zugglied eine Hexagonal-, Quadrat- oder andere Querschnittsform mit einer radialwärts inneren flachen oder horizontalen Fläche aufweisen.
Wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt, weisen der Reifen 130 gemäß dem Stand der Technik und der erfindungsgemäße Reifen 30 eine Wechselwirkungspassung bezüglich des Durchmessers des Auslegungsfelgenwulstsitzes 42 und der Wulst 33, 133 des Reifens auf. Das wechselwirkende bzw. interferierende Material muß, wie dargestellt, sich bewegen oder komprimiert werden. Das ringförmige Zugglied, welches virtuell undehnbar ist, bedeutet, daß das Material unmittelbar radialwärts innerhalb des Gliedes 33 komprimiert werden muß.
In den Figuren 8A und 9A sind Tabellen von Auslegungsberechnungen gezeigt. Der Reifen gemäß dem Stand der Technik und der erfindungsgemäße Reifen, wenn zum Passen zu einer 35,6 cm (14")-Nominaldurchmesser-"J"-Typ-Felge ausgelegt, zeigt die dramatischen Unterschiede bezüglich der Prozentangabe an zu komprimierendem bzw. zu stauchendem Material.
Wie es in Tabelle 8A gezeigt ist, weist der Reifen gemäß dem Stand der Technik an Orten B, C und D einen Prozentsatz an Kompressionsmaterial von 21,5 %, 25,3 % bzw. 28,5 % auf. Ein Unterschied von 7 % tritt auf. Dieser prozentmäßige Unterschied beeinträchtigt stark die erforderliche Kraft zum Lagern der Wülste beim Montieren des Reifens an der Feige. Es wird geglaubt, daß eine ideale Situation vorliegt, wenn der Kompressionsprozentsatz zwischen den Orten B, C und D konstant ist. Der 7%-Bereich, wenn aufgeteilt durch das mittlere Prozentkompressionsmaterial, zeigt eine 28%-Bereichsveränderung von hoch nach niedrig.
Wie es in Figur 9A gezeigt ist, weist der erfindungsgemäße Reifen zwischen Ebenen 5 und T an Orten B, C und D einen generell gleichförmigen Prozentsatz an radialwärts komprimiertem Material von 21,2 %, 21,4 % bzw. 21,5 % auf. Ein Unterschied von lediglich 0,3 % tritt auf. Diese geringe prozentmäßige Veränderung wird in einer späteren Tabelle gezeigt als drastisch das Ausmaß an Aufblasungsdruck reduzierend, erforderlich zum Lagern bzw. Anliegen bzw. Sitzen der Wülste an der Feige. Obwohl keine ideal konstante prozentmäßige Kompression vorliegt, führt die Variation bzw. Veränderung von 0,3 % bezüglich des Bereiches, wenn dividiert durch die mittlere prozentmäßige Materialkompression, zu weniger als 1,5 %-Bereichsveränderung bzw. -variation von hoch nach niedrig. Die prozentmäßige Kompressionsvariation zwischen den Ebenen 5 und T beträgt 1 % oder weniger bezüglich der mittleren Kompression, wenn der Reifen 30 an seiner Auslegungsfelge montiert wird. Bevorzugt beträgt der Prozentsatz an Kompression der Wulst weniger als 22 % zwischen den Ebenen S und T.
Die Wirkung dieser verbesserten Kompressions- bzw. Stauchungs- bzw. Komprimierungsgleichförmigkeit kann am besten in den Figuren 10A und 10B beobachtet werden. Figuren 10A und 10B stellen graphisch die Wirkung der Materialkompressionsveränderung bzw. -variation dar.
In Figur 10A wird ein 225/60R16-Vergleichsreifen mit einem 225/60R16-Testreifen verglichen, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung. Jeder Reifen verfügt über Wulstdurchmesser von 41 cm (16,14 inch). Der Vergleichsreifen überschritt den Idealwert, während der Testreifen eine geringere Neigung bzw. Schrägfläche aufwies und leicht unter dem Idealwert lag. Dies bedeutet, daß die erforderliche Kraft zum Lagern der Wülste bei dem Testreifen geringer ist als bei dem Vergleichsreifen.
Der Vergleichsreifen sollte idealerweise 2500 Newton oder 550 Pfund zum Lagern bzw. Setzen der Wülste an der 40,6 cm (16,0")-Nominaldurchmesserfelge erfordern. Wenn der 225/55R16-Vergleichsreifen gemäß dem Stand der Technik von Figur 10B einen 41 cm (16,14 inches)-Wulstdurchmesser und einen Nominal-Sharp-Durchmesser yon 40,4 cm (15,908 inches) an einem Punkt, in etwa -0,4 mm (-0,015 inches) aufweist, kreuzt die Kurve den Idealwert. Bei dem Nominal-Sharp-Durchmesser beträgt die erforderliche Kraft etwa 3300 Newton. Die Box, dargestellt durch gestrichelte Linien, bildet einen akzeptablen Bereich an Kraft gegenüber Wulstversetzung bezüglich des Nominal-Sharp-Durchmessers. Idealerweise sollte die Kurve die Box erreichen und verlassen, indem sie die Vertikalwände schneidet.
Aus Figur 10B ergibt sich, daß die Kurve des 225/55R16-Vergleichsreifens eine relativ hohe Steigung bzw. Neigung aufweist, und daß der Nominal-Sharp-Durchmesser erhöht werden sollte von 40,4 cm um 0,04 cm (15,908 um 0,015 inches). Dieser Anstieg auf 40,4cm (15,923) würde bedeuten, daß der Idealkraftwert bei dem neuen Nominal-Sharp-Durchmesserwert liegen sollte.
In Figur 10B wurde ein Vergleichsreifen gemäß dem Stand der Technik mit einem 41 cm (16,14 inch) Wulstdurchmesser verglichen mit vier Testreifen, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kurven bzw. Kurvenverläufe bzw. Graphen des Testreifens weisen den Nominal-Sharp-Durchmesser, erhöht um 0,04 cm (0,015 inch), auf. Dementsprechend wurden die Nominalwulstdurchmesser entsprechend in 0,051 cm (0,020 eines Inches)-Schritten erhöht&sub1; von 41,05 auf 41,2 cm (16,16 auf 16,22 inch). Erstaunlicherweise fiel der 41,2 cm (16,16)- Durchmesser beim 225/55R16-Testreifen exakt auf die ideale 2500 Newton- Kraftlinie. Der niedrigere 55-Ansichtsverhältnisreifen von Figur 10B, welcher steifer ist als der 60-Ansichtsverhältnisreifen von Figur 10A, erklärt die leicht höhere Wulstiagerung bzw. das leicht höhere Wulstsitzen des Reifens mit niedrigem Ansichtsverhältnis. Die Kurven der 41,05, 41,1 und 41,15 cm (16,16, 16,18 und 1 6,20)-Wulstdurchmesser waren erstaunlicherweise nahe beabstandet, während die Kurve für den 41,2 cm (1 6,22)-Testreifen weiter beabstandet war. Die Kurven der Testreifen, wenn verglichen mit dem Vergleichsreifen, zeigten jeweils eine schwächere Neigung bzw. Steigung bzw. Abfall an Kräften, was erachtet wird als direkt abhängig von der gleichförmigen Kompression unter dem Wulstzugglied 35, wenn die erste ringförmige Fläche 23 bei dem bevorzugten Winkel β von 6,5º geneigt wird bzw. ist.
Noch wichtiger ist, daß unter Verwendung der vorliegenden Erfindung und mittels Verschieben des Wulstdurchmessers auf 41,1 cm (16,18 inch) eine Plus- oder Minus-0,051cm (0,020 inch)-Variation bzw. -Veränderung an Toleranzen absorbiert werden kann, ohne deutliche Veränderung der Wulstsitz- bzw. -lagerkraft. Dies bedeutet, daß der erfindungsgemäße Reifen weniger toleranzenempfindlich ist, wenn verglichen mit jenen gemäß dem Stand der Technik. Bevorzugt weist das Zugglied eine radial innere Fläche auf, mit einem Durchmesser in dem Bereich von 3,5 mm bis 5,6 mm (0,14 bis 0,22 inch) größer als der Nominaldurchmesser der Feige, für welche der Reifen zur Montage beabsichtigt ist.
Natürlich würde der Fachmann erwarten, daß der Anstieg in dem Wulstdurch messer zu niedrigeren Kräften zum Lagern bzw. Setzen der Wülste an der Feige führt, beim Montieren des Reifens. Jedoch würde eine entsprechende Wirkung der reduzierten Reifen-zu-Felgen-Anhaftung erwartet. Historisch gesehen, versuchten Reifeningenieure, die Interferenz bzw. Wechselwirkung zu erhöhen zwischen dem Reifen und der Feige, zum Erhöhen der Adhäsion bzw. Anhaftung, wie es sich deutlich aus den Reifen gemäß dem Stand der Technik ergibt. Die vorliegende Erfindung beruht stärker auf einer gleichförmigen Kompression und erhöht bzw. maximiert den Felgen-zu-Reifenwulst-Flächenkontakt, wie auch die Adhäsion bzw. Anhaftung.
Figur 11 zeigt, daß der 225/55R16-Reifen 130 gemäß dem Stand der Technik zwischen 2,7 und 3,1 bar (39 und 45 psi) zum Lagern bzw. Setzen der Wülste beim Montieren erfordert. Der erfindungsgemäße Reifen erfordert 1,6 bis 1,7 bar (24 bis 25 psi) zum ähnlichen Sitzen bzw. Setzen bzw. Lagern der Wülste. Die Reifen wurden nachfolgend bezüglich Felgenschlupf unter Brems- und Beschleunigungstests getestet, welche im weiteren diskutiert werden. Weder der Reifen gemäß dem Stand der Technik noch der erfindungsgemäße Reifen zeigten Felgenschlupf.
Reifen/Felgenschlupf tritt stärker auf, wenn gewisse Schmiermittel zum Setzen bzw. Anordnen bzw. Anbringen der Wülste verwendet werden. Figur 13 ist eine Tabelle, in welcher Reifen der P225/60R16-Größe, unter Verwendung der Wulstform von Figur 3 gemäß dem Stand der Technik, gegenüber der Wulstform der vorliegenden Erfindung bewertet wurden. Bei diesem Test waren die Wulstdurchmesser von sowohl dem Vergleichsreifen als auch dem Testreifen identisch, nämlich Durchmesser von 41 cm (16,14 inch). Die Gesamtmenge bzw. das Gesamtausmaß an Reifen-zu-Felgen-Schlupf bzw. -Gleiten wurde unter weit geöffneter Drosselbeschleunigung aus einer Stopp-Position getestet, wie auch Bremsschlupf bzw. Gleiten getestet wurde. Die gemessenen Ergebnisse in cm (inch) an Schlupf bzw. -Gleiten sind das Gesamtgleiten bzw. der Gesamtschlupf, beobachtet in drei sukzessiven Läufen. Die Reifen und Feigen wurden jeweils markiert, und der umfängliche Abstand bzw. die umfängliche Entfernung zwischen den Markierungen wurden nach den Tests gemessen. Die Position bezüglich des Fahrzeugs wird angegeben, wobei RR rechts hinten, RF rechts vorne bedeutet. Bei Beschleunigungstests neigten die Heckreifen stärker zum Gleiten bzw. Schlupf, wie es bei einem Heckradantriebsfahrzeug erwartet wird. Der Versuchsreifen war im wesentlichen besser als der Vergleichsreifen an der Heckradposition. Beim Bremsgleiten bzw. -schlupf zeigten die Frontreifen das deutlichste Gleiten bzw. den deutlichsten Schlupf. Auch hier zeigte der Expenmental- bzw. Versuchsreifen ein geringeres Gleiten bzw. einen geringeren Schlupf. Die Gesamtergebnisse zeigen, daß im schlechtesten Fall für jeden Reifen der Experimental- bzw. Versuchsreifen zumindest 20 mal weniger Gleiten bzw. Schlupf zeigte, so daß von einer deutlich verbesserten Anhaftung bzw. Adhäsion des Reifens bezüglich der Feige ausgegangen werden kann.
Bei verbesserter Adhäsion bzw. Haftung, während gleichzeitig die Wulstsitz bzw. -lagerkraft reduziert wurde, hat der Experimental- bzw. Versuchsreifen eine Verbesserung erreicht, bei dem, was generell als einander entgegenwirkende Auslegungseinschränkungen erachtet wird.
In Figur 12 ist eine Tabelle der Ergebnisse aus Wulsthaltbarkeitstests gezeigt. Der Vergleichsreifen gemäß dem Stand der Technik und der Versuchsreifen gemäß der vorliegenden Erfindung wurden unter übertriebenen und extremen Testbedingungen getestet. Der erfindungsgemäße Reifen erreichte etwa eine 250%ige Verbesserung bezüglich der Haltbarkeit. Der Vergleichsreifen zeigte anfänglich Schichtendenabtrennung bei 13.700 bis 16.100 km (8,500 bis 10,000 Meilen), während der Versuchsreifen mit der Schichtendenabtrennung in dem Bereich von 32.200 bis 40.200 km (20,000 bis 25,000 Meilen) begann. Obwohl das Anfangen bzw. der Anfang von Schichtendenseparation bzw. Schichtendenabtrennung kein Problem bezüglich der Lebenserwartung eines Reifens unter normalen Verwendungsbedingungen bildet, ist der Test dennoch indikativ dafür, daß Spannungen bzw. Beanspruchungen geringer auftreten bei der Auslegung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie es in den Figuren 1, 4, 6, 6A und 9 gezeigt ist, ist der erfindungsgemäße Reifen mit einer ersten ringförmigen Fläche gezeigt, welche eine Fläche enthält, benachbart der Wulstspitze 22A, wobei sich die Fläche von der Spitze erstreckt, axialwärts um einen kurzen Abstand und parallel zu der Rotationsachse verläuft. Dieses Merkmal der bevorzugten Ausführungsform des Reifens wird erachtet, als die Haltbarkeit der Wulstspur bzw. -spitze 22A erhöhend.
Zusätzlich wurde bestimmt, daß der Wulstabsatz 228 eine abgeschrägte bzw. entgratete Fläche enthalten kann, fluchtend bzw. differenzierbar übergehend in den gekrümmten Absatz 228.

Claims

1. Radialschichtluftreifen (30) mit einer Rotationsachse und einem Paar von axialwärts beabstandeten Wülsten (33), jeweils ein ringförmiges Zugglied (35) enthaltend, und zumindest einer Radialschicht (36), welche sich zwischen den ringförmigen Zuggliedern der jeweiligen Wülste (33) erstreckt, wobei die Wülste jeweils einen Absatzabschnitt (228) und einen Spitzenabschnitt (22A) aufweisen, ausgelegt zum Eingreifen einer "J"- Typ-Auslegungsfelge (40) mit einem Wulstsitz (42) und einer Auslegungsfelgenbreite (D), wobei die Breite (D) als die Hälfte des Ausmaßes definiert ist, welches gleich der maximalen empfohlenen Felgenbreite zuzüglich der minimalen empfohlenen Felgenbreite ist, wobei diese Felgenbreiten vorliegen, wie angegeben durch anwendbare Industrienorman an dem Ort, an welchem der Reifen hergestellt ist, wobei der Reifen aufweist

eine erste ringförmige Fläche (23) zwischen dem Absatz (228) und der Spitze (22A) von jeder Wulst (33) und eine zweite ringförmige Fläche (24), welche sich radialwärts außerhalb oder nach außen von jedem Wulstabsatz (228) erstreckt, wobei die erste ringförmige Fläche (23) in Kontakt oder Berührung steht mit dem Wulstsitz (42) der Auslegungsfelge (40), wenn der Reifen montiert und auf Normaldruck aufgeblasen ist, wobei die erste ringförmige Fläche (23), wenn der Reifen unmontiert ist, mit der Achse des Reifens, wenn die Wülste (33) axialwärts beabstandet sind um einen Abstand gleich zu der Auslegungsfelgenbreite (D), einen mittleren Winkel ß bildet, welcher um einen halben Grad bis zu weniger als drei Grad größer ist als der Winkel, welcher zwischen dem passenden oder zugehörigen Wulstsitz (42) der Auslegungsfelge (40) und der Achse des Reifens gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite ringförmige Fläche (24) des unmontierten Reifens relativ zu einer Ebene (P) geneigt ist, welche senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens verläuft, bei einem Winkel α, sich hin zu der Äquatorialebene (EP) des Reifens erstreckend, wobei α in dem Bereich von 0º bis weniger als 3º liegt, und daß

das ringförmige Zugglied (35) eine radialwärts innere Fläche mit einem Durchmesser, welcher um 0,14 bis 0,22 inch (3,5 mm bis 5,6 mm) größer als der Nominalfelgendurchmesser der Feige ist, für welche der Reifen zur Montage beabsichtigt ist.

2. Reifen nach Anspruch 1, bei welchem ein Abschnitt der ersten ringförmigen Fläche (23) zwischen einer Ebene C, senkrecht zu der Achse des Reifens (30) und durch die Mitte des ringförmigen Zugguedes (35) verlaufend, und einer Ebene T angeordnet ist, die tangential zu der axialwärts äußeren Seite des ringförmigen Zuggliedes und senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens venzuft, wenn die Reifenwülste (33) bei der Auslegungsfelgenbreite (D) vorliegen.

3. Reifen nach Anspruch 1, bei welchem der Winkel β der ersten Fläche (23) etwa 1,50 größer als der Winkel ist, welcher zwischen dem zugehörigen oder passenden Wulstsitz der Auslegungsfelge und einer Linie gebildet ist, welche parallel zu der Achse des Reifens verläuft.

4. Reifen nach Anspruch 2, bei welchem der Winkel α in dem Bereich von 0º bis 1,5º bezüglich der Ebene P liegt.

5. Reifen nach Anspruch 2, bei welchem ein Abschnitt der ersten ringförmigen Fläche (23) zwischen einer Ebene 5, tangential zu der axial inneren Seite des ringförmigen Zuggliedes (35) und senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens verlaufend, und der Ebene T angeordnet ist, wenn die Reifenwülste (33) bei der Auslegungsfelgenbreite D vorliegen.

6. Reifen nach Anspruch 1 mit einer dritten ringförmigen Fläche 25, wobei die dritte ringförmige Fläche eine Verlängerung oder ein Fortsatz der zweiten ringförmigen Fläche ist, wobei die dritte Fläche einen einzelnen Krümmungsradius R aufweist, welcher größer oder gleich dem Krümmungsradius des Auslegungsfelgenflansches ist und radialwärts tangential oder außerhalb des Felgenflansches angeordnet ist, wenn der Reifen an der Auslegungsfelge montiert und auf Normaldruck aufgeblasen ist.

7. Reifen nach Anspruch 1, bei welchem das ringförmige Zugglied (35) eine radialwärts innere flache Fläche aufweist.

8. Reifen nach Anspruch 11 bei welchem das Zugglied (35) einen Querschnitt von rechteckförmiger Form aufweist.

9. Reifen nach Anspruch 1, bei welchem das Zugg lied (35) einen Querschnitt in hexagonaler Form aufweist.

10. Reifen nach Anspruch 1, bei welchem die Wulst (33) generell gleichförmig radialwärts komprimiert ist zwischen der ersten ringförmigen Fläche (23) und dem Zugglied (35), zwischen Ebenen 5 und T, als ein Prozentsatz an Radialkompression, wenn der Reifen an seiner Auslegungsfelge montiert ist.

11. Reifen nach Anspruch 1, bei welchem die Wu ist (33) zwischen der ersten ringförmigen Fläche (23) und dem ringförmigen Zugglied (35) diametrisch radialwärts zwischen den Ebenen 5 und T komprimiert werden muß, wobei die prozentmäßige Kompressionsveränderung zwischen den Ebenen S und T ein Prozent oder weniger beträgt, wenn der Reifen (30) an seiner Auslegungsfelge montiert ist.

12. Reifen nach Anspruch 10, bei welchem der Wulstprozentsatz an Kompression weniger als 22 % zwischen den Ebenen S und T ist.