DE69724901T2

DE69724901T2 - Reifen mit verbesserter Leistung, Verfahren zur Herstellung und Form

Info

Publication number: DE69724901T2
Application number: DE69724901T
Authority: DE
Inventors: Romano Guermandi
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: US20020011294A1; ES2206640T3; ITMI962157A1; TR199701198A2; DE69724901D1; AR009121A1; ATE249942T1; JPH10147109A; EP0836955B1; BR9705090A; IT1284979B1; JP4130705B2; US6305450B1; EP0836955A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungsreifen, insbesondere in Verbindung mit dem Aquaplaning-Effekt und Verschleißwiderstand, sowie auf das Herstellungsverfahren und eine Form dafür.
Der Reifen nach der Erfindung ist insbesondere ein Reifen, der ein Laufflächenband hat, das mit wenigstens einem ausgedehnten Umfangshohlraum versehen ist, der vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich an einer zentralen Position angeordnet ist und der große Abmessungen zum Zwecke eines schnellen Abschleuderns von allem Wasser hat, das sich am Boden ansammelt, um so dem Effekt entgegenzuwirken, auf den zurzeit als "Aquaplaning" Bezug genommen wird und der darin besteht, den Bodenkontakt durch das Fahrzeug zu verlieren, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, aufgrund des kontinuierlichen Wasserfilms, der sich zwischen dem Reifen und dem Boden befindet.
Reifen der obigen Art, bei denen die Lauffläche im Wesentlichen zwei unterschiedliche axiale Abschnitte aufweist, die voneinander durch einen breiten, sich am Umfang erstreckenden Hohlraum getrennt sind, sind bereits seit langem auf dem Markt und wurden in vielen Patenten beschrieben, die hier kurz zum Zwecke der Zusammenfassung des bisher bekannten Standes der Technik erwähnt werden.
Beispielsweise offenbart das EP-Patent 0 503 404 eine Lauffläche mit S-förmigen Umfangs- und Quernuten, die einander kreuzen, so dass eine Vielzahl von Blöcken gebildet wird, und die mit einem zentralen Hohlraum mit einer Breite versehen ist, der 10% bis 20% der Laufflächenbreite entspricht, und eine Tiefe hat, die 78% bis 80% der Laufflächen-Gesamtdicke entspricht.
Zusätzlich dazu gibt das EP-Patent 0 503 405 besondere Werte für den Neigungswinkel von Eintritts- und Austrittswänden der Blöcke bezüglich der den Boden kontaktierenden Fläche an, während das EP-Patent 0 503 406 spezielle Verbindungsbögen der Seitenwände der unterschiedlichen Laufflächenbandblöcke veranschaulicht.
Weitere, die geometrischen und funktionsmäßigen Merkmale der Nuten und Blöcke in dem Laufflächenmuster betreffende Einzelheiten sind in den US-Patenten 5,176,766, 4,700,762 und 4,785,863 beschrieben.
Das US-Patent 4,796,683 bezieht sich auf ein Laufflächenmuster mit einem am Umfang ausgerichteten Hohlraum mit Quernuten mit großer Neigung zum Hohlraum, so dass die Wasserabführung begünstigt wird. Bei diesem Laufflächenmuster werden Blöcke gebildet, die spitze und stumpfe Winkel haben. In der Nähe der spitzen Winkel, wo die Steifigkeit geringer ist, stellt man den größten Abrieb fest. Zur Beseitigung dieses Nachteils wird vorgeschlagen, besondere Abschrägungen in den Blöcken auszubilden, um so die Blocksteifigkeit an gezielten Bereichen zu erhöhen.
Das US-Patent 4,289,182 bezieht sich auf einen Motorradreifen, der für eine hohe Geschwindigkeit ausgelegt und mit einem Laufflächenmuster versehen ist, das einen umfänglich gerichteten Hohlraum und zwei Sätze von geraden Quernuten an jeder Seite des Hohlraums hat. Zwischen den Nuten von den beiden Sätzen ist eine Zickzackrippe ausgebildet.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass die bekannten Reifen der obigen Bauweise insgesamt einen beträchtlichen Verschleiß des Laufflächenbandes an dessen zentralem Bereich nahe an dem Hohlraum längs der Äquatorialebene haben, der frühzeitig eintritt und sich mit der Zeit fortsetzt, wodurch sich eine Lebensdauerverringerung des Reifens einstellt, die verglichen mit der möglichen Lebenszeit des gleichen Reifens aufgrund geringeren Verschleißes und der verbleibenden Laufflächenteile schneller ist.
Es ist eine geläufige Hypothese, dass diese Art von Verschleiß von einer größeren Flexibilität und Verformbarkeit der Karkasse durch die Wirkung des breiten zentralen Hohlraums in dem Laufflächenmuster abhängt.
Das US-Patent 4,687,037, das einen Reifen mit einer Karkasse, einem Gurt und einem Laufflächenband betrifft, das einen Umfangshohlraum in der Mitte hat, dessen Breite 20% der Laufflächenbreite entspricht, versucht eine Lösung für dieses Problem zu finden, indem dem Gurt eine besondere Steifigkeit aufgeprägt wird. Der Gurt hat dafür eine Vielzahl von verstärkenden Lagen mit Korden, die entsprechend bekannten Techniken einander kreuzen, sich teilweise im Wesentlichen über die gesamte Breite des Laufflächenbandes erstrecken und teilweise axial auf gegebene bevorzugte Bereiche konzentriert sind.
Der Gurtaufbau hat insbesondere vier Lagen von zuenander gekreuzten Kolden mit einer Breite, die der Breite des Laufflächenbands entspricht, sowie zwei weitere verstärkende Lagen mit einer Breite, die so groß ist wie die Breite des zentralen Hohlraums oder etwas größer ist als diese. Diese weiteren Lagen mit reduzierter Breite sind unter dem Hohlraum angeordnet, wobei sich die erste Lage zwischen den beiden Paaren von Lagen mit einer Breite, die so groß ist wie die des Laufflächenbandes, und die zweite Lage unmittelbar unter dem Hohlraum befindet.
Nach außen steht radial von dem Hohlraumboden eine sich über die ganze Hohlraumlänge erstreckende Rippe aus elastomerem Material derart vor, dass sie nahezu eine Verbindung zwischen den zwei unterschiedlichen Laufflächenbandabschnitten bildet.
Das Dokument US-3,517,720 bezieht sich auf Luftreifen mit einer verbesserten Traktion aufgrund eines größeren und gleichförmigeren Kontakts zwischen dem Reifen und der Straße, der erhalten wird, wenn der Reifen belastet wird, indem er mit einer breiten Lauffläche als Folge einer speziellen Kombination einer Formausgestaltung und des Reifenaufbaus versehen wird. Insbesondere sind bei dem Reifen die folgenden Merkmale vorgesehen: 1) Die Karkasse hat eine Vielzahl von Körperlagen, wobei der Kordwinkel jeder Lage so vorgesehen ist, dass der Außenseitendurchmesser des Reifens, wenn er aufgepumpt ist, im Wesentlichen der gleiche ist, als wenn der Reifen geformt wird; 2) die Laufflächenoberfläche ist mit einem Querschnittsprofil ausgeformt, indem der zentrale Abschnitt der Lauffläche konkav und die Abschnitte auf beiden Seiten davon konvex sind, so dass das Profil der Lauffläche eine breite zentrale Vertiefung darstellt; 3) der Durchmesser des ausgeformten Reifens an der Mittellinie der Lauffläche ist im Wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser an jeder Schulter, und die Differenz zwischen den Durchmessern des Reifens an der Schulter und an den hohen Punkten an den konvexen Abschnitten des Lauftlächenprofils ist eine vorgegebene Abmessung, die mehr oder weniger empirisch für jeden speziellen Typ und jede spezielle Größe des Reifens erhalten wird.
Das Dokument US-3,735,791, welches den nächstgelegenen Stand der Technik darstellt, bezieht sich auf ein Verfahren zur Steigerung der Laufflächenlebensdauer eines Radialgürtel-Luftreifens, bei welchem der Reifen in einer Form vulkanisiert wird, wobei der zentrale Abschnitt der Lauffläche eine rückwärts gekrümmte Form hat. Die Tiefe des rückwärts gekrümmten Abschnitts wird während des Vulkanisierens in der Form innerhalb vorgegebener Grenzen beibehalten und die Rückwärtskrümmung in der Lauffläche aufgehoben, wenn der Reifen auf eine Felge montiert wird und der Auslegeaufpumpdruck eine innere Kraft er zeugt, die ausreicht, um die Vertiefung des zentralen Abschnitts der Lauffläche bezogen auf die seitlich gegenüberliegenden Seiten zu entfernen.
Die Anmelderin hat intuitiv erkannt, dass die bekannten Lösungen nicht in der Lage sind, das Problem zu lösen, weil sie von einer falschen Vorstellung darüber ausgingen und deshalb es nicht in geeigneter Weise angingen. Insbesondere wurde in Übereinstimmung mit der Erfindung erkannt, dass der frühzeitige und lokalisierte Verschleiß von der anomalen Expansion des Gurts an dem zentralen Hohlraum abhing, wobei die Expansion durch die reduzierte strukturelle Festigkeit der Lauffläche möglich gemacht wurde, da es an dieser speziellen Stelle an Material fehlte.
Diese Expansion wurde durch die Hinzufügung von neuen Gurtlagen nicht ausreichend unterbunden, weil alle Lagen aufgrund einer Drehung der verstärkenden Korde in der Lageebene der Korde und aufgrund der für das die Lagen bildende Gummierungsmaterial typischen Elastizität in Umfangsrichtung ziemlich ausdehnbar sind.
In Übereinstimmung mit der Erfindung besteht der Vorschlag der Anmelderin zur Lösung des Problems darin, dass versucht wird, die Verstärkungsgurtstabilität in dem Bereich zu erreichen, wo die Lauffläche unter dem Hohlraum eine reduzierte Dicke hat, indem eine Kontrolle auf eine anomale Gurtausdehnung ausgeübt wird, um einen Reifen herzustellen, bei dem das Laufflächenband eine verbesserte Leistung hinsichtlich Verschleiß und deshalb eine längere Lebensdauer hat.
Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf einen Reifen für Kraftfahrzeugräder, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung liegt das Konkavitätszentrum des zentralen Abschnitts in der Mittellinienebene der Nut, die mit der Äquatorialebene des Reifens zusammenfällt.
Vorzugsweise ist in diesem Fall die Tiefe S der Konkavität durch die Beziehung definiert: S = R1– R0 wobei
– R₁ dem Radius eines bekannten Reifens entspricht der im Wesentlichen in seinem Aufbau und seiner Größe zu dem Reifen identisch ist, mit der Ausnahme, dass sein Gurtaufbau bei jedem Zustand und gesehen im Axialschnitt ein durchgehend konkaves Profil in einer radial inneren Position gemessen längs der Äquatorialebene des Reifens hat, wenn der Reifen auf die entsprechende Felge montiert und auf den normalen Fahrdruck aufgepumpt ist, und
– R₀ dem Radius des gleichen bekannten Reifens, wieder gemessen längs der Äquatorialebene des Reifens, bei Nicht-Einsatz-Bedingungen entspricht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Umfangsnuten in Kombination mit der darunter liegenden Gurtkonkavität Verstärkungseinrichtungen des Laufflächenbandes, die vorzugsweise in einer zentralen Position bezogen auf die Nut angeordnet sind und radial vom Boden vorstehen. Besonders bevorzugt weisen diese Einrichtungen eine kontinuierliche Umfangsrippe auf, die an der zentralen Mittelebene der Nut angeordnet ist und sich kragarmartig von dem Nutboden radial nach außen erstreckt.
Zweckmäßigerweise liegt das Verhältnis der Rippenhöhe zur Nuttiefe längs der zentralen Mittelebene zwischen 0,2 und 0,5.
Zu erwähnen ist, dass die Erfindung ihre vorteilhaften Wirkungen um so mehr bietet, je größer die Abmessungen der Nut sind und je geringer die Dicke des elastomeren Materials an der Nut ist. Deshalb beträgt vorzugsweise die Dicke des Laufflächenbandes an der Mittellinienebene der Nut zwischen 1 und 3,5 mm, während der Verhältniswert der Nuttiefe zur Dicke des darunter liegenden Abschnittes des Bandes zwischen 2,5 und 10 liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens mit einer tonischen Karkasse, die mit axial gegenüberliegenden Seitenwänden und Wulsten zur Verankerung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge versehen ist, mit einem Laufflächenband, das kronenförmig an der Karkasse angeordnet ist, und mit einem Gurtaufbau, der zwischen der Karkasse und dem Lauftlächenband angeordnet ist und sich axial durchgehend zwischen den Seitenwänden erstreckt, wobei das Laufflächenband mit einem erhabenen Muster ausgeformt wird, das wenigstens eine Umfangsnut hat, und wobei das Verfahren den Schritt aufweist, den Rohreifen in einer tonischen Ausgestaltung in einer Vulkanisierform zur Erzielung seiner Endformungsgestalt mittels einer Wärmebehandlung bei hoher Temperatur und unter Verwendung eines unter Druck stehenden Fluids anzuordnen, wobei sich das Verfahren auszeichnet durch Verwendung einer Form, die den Gurtaufbau dazu zwingt, eine Ausformungsgestalt anzunehmen, dessen Profil gesehen im Vertikalschnitt in der die Reifenachse enthaltener Ebene drei gesonderte Teile aufweist, d. h. zwei Seitenteile, auf die jeweils als erstes und zweites Teil Bezug genommen ist, und ein drittes Teil, das zentrale, aufweist, das zwischen den Seitenteilen in Deckung mit der Umfangsnut angeordnet ist, wobei die Seitenteile in einer radial inneren Position konkav sind, in der die Konkavität für jeden Teil durch eine entsprechende Mitte und einen entsprechenden Krümmungsradius definiert wird, der zentrale Teil in einer radial äußeren Position konkav ist und die Tiefe des radial äußeren Teils in der Lage ist, unter der Wirkung des normalen Aufpumpdrucks des Reifens beseitigt zu werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Form für die Vulkanisierung eines Reifens, der axial gegenüberliegende Seitenwände und ein Laufflächenband hat, das mit einem erhabenen Muster ausgeformt wird, das mit wenigstens einer Umfangsnut ausgebildet ist, wobei die Form ein Paar von axial gegenüberliegenden Kästen aufweist, die den Seitenwänden des Reifens entsprechen, und eine Matrize zwischen den Kästen angeordnet ist, die dem Laufflächenband entspricht, wobei die Matrize mit einer Vielzahl von Rippen versehen ist, die mit einer erhabenen Gestalt von einer Bodenfläche zur Bildung des Musters vorstehen, wobei sich die Form dadurch auszeichnet, dass in einer die Formachse enthaltenen Ebene das Schnittprofil der Bodenfläche zwei getrennte konkave Seitenteile aufweist, wobei die Konkavität für jeden Teil durch eine entsprechende Mitte und einen entsprechenden Krümmungsradius definiert ist, während das Schnittprofil der Oberfläche tangential zu dem Wulst der Rippen in dem Bereich zwischen den Seitenteilen eine radial nach innen gerichtete Konvexität hat.
Anhand der folgenden Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen, die ausschließlich als nicht begrenzendes Beispiel aufgeführt werden, lässt sich die vorliegende Erfindung besser verstehen, wobei in den Zeichnungen
1 einen axialen Vertikalschnitt des Profils eines erfindungsgemäßen Reifens, der auf einer entsprechenden Montagefelge (nicht gezeigt) montiert und auf den Nennarbeitsdruck bei Fehlen einer Last aufgepumpt ist, in einem Einsatzzustand zeigt,
2 mit den gleichen Bezugszeichen wie 1 das Profil des erfindungsgemäßen Reifens unter zwei unterschiedlichen Bedingungen zeigt, d. h. in ausgezogener Linie den Zustand ohne Funktion und in gestrichelter Linie einen Einsatzzustand,
3 das Profil eines bekannten Reifens nur in dem Kronenteil unter den gleichen Bedingungen wie in 2 zeigt, d. h. mit ausgezogener Linie einen Zustand ohne Funktion und in gestrichelter Linie einen Einsatzzustand,
4 ist ein geschnittenes schematisches Teilprofil des Reifengurts nach der Erfindung unter den beiden unterschiedlichen, in 2 gezeigten Bedingungen;
5 im Vertikalschnitt eine Ansicht einer Rippe in der Umfangsnut des Reifenlaufflächenbandes nach der Erfindung ist;
6 eine Teilansicht eines bevorzugten Laufflächenmusters bei dem Reifen der Erfindung ist, und
7 ein vertikaler Axialschnitt des Profils einer Form zur Herstellung eines Reifens bekannter Bauweise (mit ausgezogener Linie), des Profils einer Form zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Reifens (in gestrichelter Linie) und des Profils der Oberflächentangente an die Rippenwulste der Form nach der Erfindung (in strichpunktierter Linie) ist.
1 zeigt einen gattungsgemäßen Reifenaufbau, der sowohl für den Reifen bekannter Bauart als auch für den Reifen nach der Erfindung gleich ist. Die Unterschiede zwischen den Reifen und hinsichtlich der jeweiligen Herstellungsverfahren werden im Einzelnen im Verlauf der vorliegenden Beschreibung erläutert.
Der Reifen 1 hat eine Karkasse 2 mit einem starken Aufbau, der von wenigstens einer Lage 3 aus gummiertem Gewebe gebildet wird, dessen Enden jeweils nach oben um einen Verankerungskern 4 herumgeschlagen sind, der mit einem Kautschukfüller 5 auf seiner radial äußeren Fläche versehen ist. Vorzugsweise erstrecken sich die umgeschlagenen Laschen 3' der Karkassenlage radial nach außen längs wenigstens eines Teils der Seite der Füllung.
Bekanntlich bildet der Reifenbereich mit dem Verankerungskern 4 und der Füllung 5 den Reifenwulst, der zur Verankerung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge (nicht gezeigt) dienen soll.
Auf der Karkasse ist in bekannter Weise ein Laufflächenband 10 angeordnet das mit
einem erhabenen Muster versehen und zur Durchführung des Abrollkontakts des Reifens auf dem Boden ausgelegt ist.
Das Lauftlächenmuster kann eine Vielzahl von Rippen und/oder Blöcken aufweisen, die voneinander durch entsprechende Nuten getrennt sind, die sowohl am Umfang als auch quer gerichtet sind, wobei die Rippen und/oder Blöcke wahlweise mit unterschiedlichen Einschnitten und Rippen oder Lamellen versehen sind, die alle Formen aufweisen, die in der Fachwelt bekannt sind.
Der Reifen 1 hat weiterhin einen Gurtaufbau 6, der kronenförmig auf der Karkasse 2 angeordnet ist, der sich zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband befindet, sich im Wesentlichen von einer Reifenseitenwand zur anderen erstreckt, so breit wie das Laufflächenband ist und zwei radial übereinander gelegte Schichten 7, 8 aus vorzugsweise metallischen Verstärkungskorden, die in jeder Lage parallel zueinander sind und sich mit denen der benachbarten Lage bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens kreuzen, sowie eine radial äußerste Schicht 9 aus verstärkenden Korden aufweist, die vorzugsweise aus einem textilen Material und besonders bevorzugt aus einem wärmeschrumpfbaren Material (z. B. Nylon) bestehen, die mit im Wesentlichen 0°, d. h. in Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
Zur Vereinfachung und zum besseren Verständnis der Erfindung zeigt 1 einen Reifen, dessen Laufflächenband nur einen Umfangsnut oder einen Hohlraum 11 aufweist, dessen Mittellinienebene mit der Äquatorialebene des Reifens zusammenfällt und bei der verschiedene Blöcke und weitere Nuten, die an dem Band vorhanden sein können, weggelassen sind.
Die Hauptfunktion der Nut 11 besteht darin, das Wasser zu sammeln und abzuschleudern, das zwischen dem Reifen und dem Boden steht, während der Reifen auf einer nassen Straße läuft.
Die Nut 11 ist eine dem Fachmann bekannte Einrichtung, die bei einem Hochleistungsreifen mit speziellen Laufflächenmustern einen hervorragenden Widerstand gegen den Aquaplaning-Effekt gleichzeitig mit anderen gewünschten Merkmalen gewährleisten soll, von denen einige von sich aus bezüglich des Aquaplaning-Widerstands negativ sind.
Wie bereits in dem in dem Stand der Technik beschriebenen Teil ausgeführt wurde, unterliegen Reifen dieser Bauweise unglücklicherweise einem schnellen und fortdauernden Verschleiß des Laufflächenbandes, wobei sich der Verschleiß auf den Bereich auf jeder Seite der Umfangsnut konzentriert.
Erfindungsgemäß hat die Anmelderin intuitiv gefunden, dass ein solcher unregelmäßiger Verschleiß, der mit den üblichen Mitteln des Standes der Technik nicht beseitigt werden kann, von einer Abweichung des radial äußeren Profils des Laufflächenbandes von dem Auslegungswert abhängen könnte und dass diese Abweichung zeitlich sehr wahrscheinlich aufrechterhalten werden und wiederhergestellt wird, wenn es durch Eingriffe an den Bauelementen des Reifens gehindert wird, die auf das Ausführen von Versuchen abzielen, die (sichtbaren) Effekte dieser (unbekannten) Abweichung zu beseitigen.
Der Reifenquerschnitt (siehe 1) hat in der Tat einen breiten Axialbereich an der Nut, wo die Dicke des Materials (in Bezug auf die Dicke des Bandes an den Nutseiten) zwischen dem Nutboden und dem Gurt, also in der darunter liegenden Schicht, stark reduziert ist.
Aufgrund der reduzierten Größe des Materials an der Nut hat dieser Lauftlächenbereich einen reduzierten Widerstand gegen Verformung auf der ganzen Umfangserstreckung des Reifens, so dass der entsprechende Gurtabschnitt aufgrund der Druckwirkung des Aufpumpdrucks dazu neigt, in einem größeren Ausmaß zu expandieren als die Seitenabschnitte, wodurch die Nutränder und die unmittelbar nahen Laufflächenbandabschnitte so gedrückt werden, dass sie ein Profil annehmen, das radial stärker extern als das vorausberechnete ist, d. h. das Auslegeprofil.
Dieses Phänomen und die durch die Erfindung erreichten vorteilhaften Ergebnisse sind in 2 und 3 gezeigt. In diesen und in den folgenden Figuren ist der Gurtaufbau graphisch durch eine einzige Linie 6 gezeigt.
In 2 ist mit ausgezogener Linie das Profil (P₁) eines Reifens nach der Erfindung in seiner Ausformungsgestalt, d. h. nach dem Herausziehen aus der Vulkanisierform im nicht aufgepumpten Zustand und in gestrichelter Linie das Profil (P₂) seiner End- oder Einsatzform, d. h. nachdem er auf eine entsprechende Felge montiert und auf den Arbeitsdruck aufgepumpt ist, bei Fehlen einer Belastung gezeigt.
3 zeigt nur den Kronenabschnitt eines bekannten Reifens und hebt in ausgezogener Linie das Außenprofil (P₃) des Laufflächenbandes und das Profil (P₄) des darunter liegenden Gurts 6 für den Reifen im nicht aufgepumpten Zustand sowie gestrichelt die ent sprechenden Profile (P₅) und (P₆) unter Einsatzbedingungen bei fehlen einer Belastung hervor. Ein Vergleich zeigt deutlich die unterschiedliche Expansion der Lauffläche, der der bekannte Reifen unter Arbeitsbedingung in dem Bereich um die Umfangsnut 11 herum unterliegt. Die Abweichung zwischen den beiden Profilen kann die ganze Breite des Laufflächenbandes betreffen, insbesondere an den Reifenschultern kann das Profil P₅ radial innerhalb zu dem Profil P₃ liegen.
3 ermöglicht nun, nicht nur die Ursache für diesen ungleichförmigen Verschleiß, sondern auch zu verstehen, warum diese Ursache durch die bekannten Lösungen des Standes der Technik nicht beseitigt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Profit P₃ im Wesentlichen dem Profil P₂ entspricht. Wenn der elastomere Materialabschnitt zwischen dem Profil P₅ und dem Profil P₃ (3) verschleißt, wird aufgrund der Gurtexpansion, die durch den Aufpumpdruck verursacht und auch durch fortschreitende Dickenreduzierung des Laufflächenbandes in diesem Bereich begünstigt wird, neues Material dem Verschleiß ausgesetzt.
2 erlaubt bereits intuitiv das wesentliche Merkmal der Erfindung zu verstehen, das in einem Reifenaufbau besteht, der beim Übergang aus dem nicht aufgepumpten Reifen in den aufgepumpten Reifen das radial äußere Profil des Laufflächenbandes modifiziert, wobei es innerhalb der vorgegebenen Auslegungsgrenzen auch bei Vorhandensein von wesentlichen lokalen Änderungen in der Dicke des Bandes gehalten wird.
Insbesondere zeigt 2 auch eine einfache Art zur Unterscheidung des erfindungsgemäßen Reifens von ähnlichen Reifen des Standes der Technik, ohne dass auf komplizierte und manchmal destruktive Prüfungen zurückgegriffen werden muss, lediglich durch Besichtigungen des geometrischen Charakters durchgeführt am vulkanisierten Reifen.
Unter Nicht-Arbeits-Bedingungen und insbesondere in seinem Ausformungszustand hat der erfindungsgemäße Reifen zwei unterschiedliche Umfangsabschnitte a-a und b-b mit maximalem Durchmesser, jeweils einen für jede Laufflächenhälfte im Wesentlichen an den Divergenzpunkten zwischen den oben erwähnten Profilen P₁ und P₂, wobei die Zwischenabschnitte zwischen diesen beiden Abschnitten einen geringeren Durchmesser haben.
Wenn der Reifen sich im Einsatz befindet, konvergieren diese beiden Abschnitte an der Äquatorialebene X-X, wo jedoch aufgrund des Vorhandenseins der zentralen Nut der Durchmesser kaum gemessen, jedoch leicht durch Extrapolation des Lauftlächenprofils im Axialschnitt bestimmt werden kann.
Beim Stand der Technik sind bereits Reifen bekannt, die im nicht aufgepumpten Zustand zwei unterschiedliche Umfangsabschnitte mit maximalem Durchmesser haben, wobei diese Abschnitte aufgrund des Vorhandenseins eines Gurtaufbaus einer herkömmlichen Bauweise im Wesentlichen unverändert gleich bleiben, wenn sich der Reifen in seinen Einsatzbedingungen befindet.
Ein Verschwinden dieser beiden unterschiedlichen Abschnitte bei dem aufgepumpten Reifen ist ein deutliches Zeichen, dass der untersuchte Reifen wahrscheinlich ein Reifen nach der Erfindung ist.
Wenn der Reifen nach der Erfindung aus der Form herauskommt, hat er im Wesentlichen eine spezielle Gestalt hinsichtlich seines Gurtaufbaus, was besser in 4 gezeigt ist, mit dem das Laufflächenprofil und das Profil der darunter liegenden Karkassenlage zusammenpasst.
Insbesondere hat der Reifengurt 6 der Erfindung (4) im nicht aufgepumpten Zustand eine Gestalt (gezeigt mit ausgezogener Linie), die drei gesonderte Teile aufweist, auf die jeweils Bezug genommen wird als erster Teil (14) und als zweiter Teil (15), die seitlich von der Nut 11 angeordnet sind, sowie als dritter Teil (16) in der Mitte an einer Zwischenposition zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil.
Die Seitenteile 14 und 15 sind nach außen konvex und sind jeweils durch einen entsprechenden Krümmungsradius r₁ und r₂, die vorzugsweise eine identische Größe haben und durch entsprechende gesonderte Krümmungsmittelpunkte gekennzeichnet sind.
Der zentrale Teil 16 ist nach außen konkav und ist durch einen unterschiedlichen Krümmungsradius r₃ gekennzeichnet, dessen Mittelpunkt im hier gezeigten Fall in der Äquatorialebene liegt.
An dem Gurtprofil sind Punkte A und B hervorgehoben, an denen die Umkehr der Profilkrümmung auftritt. Diese Punkte können im Wesentlichen mit den Nuträndern 11 übereinstimmen oder sie können nicht damit zusammenfallen und vorzugsweise von ihnen axial außen liegen.
Wie aus 2 zu sehen ist, hat der Reifen nach der Erfindung beim Herauskommen aus der Form im Wesentlichen an dem zentralen Teil, wo die Nut liegt, ein Profil des Laufflä chenbandes und des Gurtes, das bezogen auf die entsprechenden Ausformungsprofile des bekannten Reifens (3) mit gleichem Aufbau und gleicher Größe radial nach innen verschoben ist.
Diese Durchmesserreduzierung entspricht der größeren Ausdehnung, der der bekannte Reifen beim Übergang aus dem Ausformungszustand in den aufgepumpten Zustand unterliegt, wenn er auf der Felge montiert ist.
Diese spezielle Gurtausbildung des Reifens nach der Erfindung ermöglicht die Überwindung des Nachteils eines schnellen lokalen Verschleißes des bekannten Reifens.
Beim Übergang aus dem nicht aufgepumpten Reifenzustand (oder Ruhezustand) in den Einsatzzustand weitet tatsächlich der Aufpumpdruck den gesamten Gurt radial nach außen. Insbesondere lässt die größere Ausdehnung des zentralen Gurtabschnitts 16, verursacht durch das Vorhandensein der Nut 11, die Umkehrung der Krümmung an dem zentralen Teil und ein Verschiebung der Punkte A und B zu den Punkten A' und B' an dem vorgegebenen Aufpumpprofil (gestrichelte Linie) entstehen, so dass das äußere Laufflächenprofil aus der Gestalt P₁, die in 2 gezeigt ist, in die Gestalt P₂ gebracht wird, die in der gleichen Figur gezeigt ist und dem Reifeneinsatzprofil entspricht.
An diesem Punkt kann der Aufpumpdruck keine weiteren lokalen Ausweitungen in dem Laufflächenband an dem Nutbereich verursachen, indem die Gurtausdehnung, die an ihren Aufbau gebundene gegebene Werte nicht überwinden kann, vollständig beim Bringen des Profils seines zentralen Teils aus einer konkaven Ruheform mit geringerem Durchmesser in die konvexe Einsatzform mit größerem Durchmesser vollständig abgeschlossen ist.
Deshalb gibt es an der Nut 11 keine Laufflächenbereiche mehr, die einer Expansion unterliegen, die größer ist als die verbleibenden Seitenteile und deshalb einem größeren spezifischen Druck gegen den Boden unterliegen, so dass als Folge der Laufflächenabrieb gleichmäßig über der ganzen Oberfläche des Bodenkontaktbereichs erfolgt, was dazu führt, dass der bei den bekannten Reifen gefundene Nachteil überwunden wird, der in einem schnellen und fortgesetzten lokalen Verschleiß besteht.
Der Reifengurt nach der Erfindung muss auf eine Weise hergestellt werden, die dazu geeignet ist, die variable Krümmungsform einzunehmen, die sich zwischen zwei entgegengesetzten Positionen, nämlich konkav und konvex, ändert. Insbesondere sind die Gurtformen als Ganzes genommen in der Lage, während der Reifenausformung eine Speicherung von elastischer Energie aufgrund der aufgeprägten Verformung des zentralen Gurtabschnittszu ermöglichen, wobei die Energie während der Verformung in die entgegengesetzte Richtung freigesetzt wird, die durch den Aufpumpdruck aufgeprägt wird, wodurch die Krümmungsumkehr erleichtert wird, die es dem Reifengurt ermöglicht, seine Arbeitsaufstellung zu erreichen.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung, die durch einen Prototypreifen, Größe 195/60 R 15 wiedergegeben wird, der von der Anmelderin hergestellt wird, hat der Reifen eine Gurtaufbau, der mit zwei radial übereinander gelegten Lagen eines gummierten Gewebes versehen ist, die mit metallischen Korden der Formation 1 × 3 verstärkt ist, d. h. aus 1 Litze von 3 Stahldrähten mit einem Durchmesser besteht, der vorzugsweise zwischen 0,20 und 0,32 mm, in diesem Fall bei 0,28 mm liegt, wobei die Korde in dem Gewebe eine Dicke zwischen 70 und 110 Drähten/dm, in diesem Fall 85 Drähte/dm haben, die vorzugsweise mit einem Winkel zwischen 20° und 30°, gemessen kronenweise bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens, beim vorliegenden Fall 25°, ausgerichtet und symmetrisch zu den Korden der benachbarten Schicht gerichtet sind.
An einer Stelle radial außerhalb zu der des Paares von Lagen sind eine dritte Lage und vorzugsweise zwei weitere, radial übereinander gelegte Lagen aus Textilkorden angeordnet, zweckmäßigerweise Korden aus Nylon mit 1400/1 dTex, die am Umfang des Reifens gerichtet sind. Diese dritte Lage ist vorteilhafterweise aus einem oder mehreren Korden hergestellt, die wendelförmig in einer oder mehreren Lagen um die Lagen von gekreuzten Metallkorden gelegt sind.
In Verbindung mit abmessungsmäßigen und baulichen Werten der Verstärkungen bzw. des Gurts können die folgenden Werte für die Krümmungsradien bezogen auf die drei Gurtteile am Ende des Ausformungsschritts erreicht werden, was schematisch in 4 gezeigt ist:

– Die Krümmungsradien r₁ und r₂ der Gurtseitenteile liegen zwischen 120 und 500 mm,
– der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Radien r₁ und r₂, gemessen im Axialschnitt, parallel zur Drehachse des Reifens, betragen vorzugsweise zwischen 10% und 30% der Gurtbreite,
– der Krümmungsradius r₃ des Gurtteils 16 liegt vorzugsweise zwischen 20 und 150 mm.

Gemäß einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung der Erfindung hat der Reifen eine in der Nut 11 angeordnete Lauftlächenversteifungseinrichtung, deren Hauptfunktion darin besteht, dass die Krümmungsumkehr des dritten Gurtteils von konkav in konvex wäh rend des Aufpumpens des Reifens kontinuierlich modifiziert wird. Diese Versteifungseinrich tung setzt der Krümmungsumkehr einen Widerstand entgegen, wodurch das Auftreten von ruckartigen Bewegungen vermieden wird, die zum Reißen des Reifens in der darunter liegenden Schicht führen könnte, d. h. dem Teil mit reduzierter Dicke, der zwischen dem Nutboden und dem Gurt eingeschlossen ist. Zur Ausführung dieser Funktion können verschiedene Lösungen zum Verstärken der Nut 11 vorgesehen werden, von denen diejenigen bevorzugt werden, die sich aus den speziellen Geometrien des Laufflächenbandes in der Nut ergeben.
Bei einer bevorzugten, in 5 gezeigten Lösung weist die Nut 11 eine in Umfangsrichtung fortlaufende Rippe 17 auf, die sich kragarmartig aus dem Nutboden erstreckt und vorzugsweise symmetrisch zur Mittellinienebene der Nut angeordnet ist.
Vorzugsweise hat die Rippe 17 eine Form und eine Dicke, die so ausgelegt ist, dass die Bildung eines Scharniers am Nutboden vermieden wird, d. h. ein Konzentrationspunkt für alle Kräfte und Verformungen, die mit der Biegebewegung verbunden sind, die die Gurtkrümmung umkehrt, was zu den bekannten Nachteilen führen würde.
Die Rippe 17 kann aus einem elastomeren Material, vorzugsweise der gleichen Mischung wie das Laufflächenband oder alternativ aus einer anderen Mischung hergestellt werden, die wahlweise mit inerten Verstärkungsfüllstoffen der Art angefüllt sein kann, wie sie üblicherweise bei Reifen verwendet werden, beispielsweise kurzen Aramidfasern mit Fibrillenstruktur, die im Handel als Aramidfeinfasern bekannt sind, oder Magnetpulver, so dass die Rippe als Medium für die Aufzeichnung von Codes und verschiedener Informationen technischer oder kommerzieller Art, bezogen auf den Reifen, verwendet werden kann.
Die Rippe 17 hat einen Kopfabschnitt oder eine Abflachung oder sogar eine keilförmige oder gekrümmte Gestalt, die vorzugsweise mit dem Nutboden durch gekrümmte Flanken, beispielsweise in Form eines Kreisbogens, verbunden ist. Vorzugsweise sind auch die beiden Teile des Nutbodens, die voneinander durch die Rippe getrennt sind, mit geraden Flanken verbunden, die die Nut mittels gekrümmter Anschlüsse verbinden. Vorteilhafterweise kann der Rippenkopf 17a aus einer farbigen Mischung, wahlweise fluoreszent, für unterschiedliche Zwecke hergestellt werden, beispielsweise ästhetische, kommerzielle (beispielsweise eine Handelsmarke) oder Sicherheitszwecke, zum Signalisieren des Erreichens der Aquaplaning-Gefahr und/oder der maximal zulässigen Verschleißgrenze für die Lauffläche. Es ist klar, dass diese Lösung bei dem Reifen unabhängig von dem Vorhandensein eines Gurts in Übereinstimmung mit der Erfindung zur Anwendung gelangen kann.
Bei dem oben erwähnten Prototyp-Reifen der Anmelderin hat die Nut in 5 eine
maximale Breite "a" von 20 mm (d. h. entsprechend 12% der Laufflächenbreite, und vorzugsweise zwischen 10% und 18% der Breite), eine Tiefe "p" von 8,5 mm und vorzugsweise zwischen 7 und 9,5 mm, eine Rippenhöhe "h" vom Nutboden aus von 3 mm und vorzugsweise zwischen 1,5 und 4 mm, wobei das Verhältnis von p/h zwischen der Tiefe der Nut und der Höhe der Rippe einen Wert von vorzugsweise zwischen 1,75 und 6,5 hat, eine Breite "1" des Rippenkopfes einen Wert von 4,6 mm und vorzugsweise zwischen 3 und 8 mm hat, wobei vorzugsweise die Kreisbögen zur Verbindung zwischen den Nutwänden und den Rippenwänden einen Radius "k" von 2,5 mm und vorzugsweise wenigstens so groß wie 2 mm haben.
Die darunter liegende Schichtstärke, d. h. die minimale Dicke der Masse, die zwischen dem Nutboden und der zugewandten Fläche der radial äußersten Gurtlage angeordnet ist, beträgt 2 mm und liegt vorzugsweise zwischen 1 und 3,5 mm.
Als alternative Lösung zu dem Obigen kann die Versteifungseinrichtung für die Nut eine Reihe von Rippen, alle mit gleicher Form oder auch nicht, aufweisen, die kragarmartig vom Boden ausgehen und beispielsweise entweder auf einer einzigen Umfangslinie im Abstand voneinander oder auf mehreren Umfangslinien in einer Beziehung Seite an Seite und wahlweise versetzt bezüglich einander angeordnet sind.
6 zeigt eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung bei einem Hochleistungsreifen, der mit einem Muster des direktionalen Typs versehen ist. Die Erfindung lässt sich vorteilhafterweise natürlich auf alle Musterarten, nicht nur auf den direktionalen Typ, sondern auch auf einen symmetrischen oder asymmetrischen Typ mit Blöcken oder Rippen verwenden, insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, wenn große, in Umfangsrichtung gerichtete Nuten vorgesehen sind, wobei die spezielle Nützlichkeit davon darin besteht, einen frühen, auf die Bereiche nahe der Nutränder konzentrierten Verschleiß auszuschließen.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass bei der vorliegenden Beschreibung immer Bezug auf eine Nut 11 genommen ist, die sich in Deckung mit der Äquatorial(Mittellinien-)Ebene des Reifens so erstreckt, dass der Krümmungsradius des konkaven zentralen Teils 16 des Gurtaufbaus in dieser Ebene liegend gezeigt ist. Die Nut kann sich jedoch auch längs einer oder mehrerer Umfangsebenen erstrecken, die nicht mit der Äquatorialebene des Reifens zusammenfallen. Es ist klar, dass in einem solchen Fall die Krümmungsmittelpunkte der drei verschiedenen Teile 14, 15, 16 entsprechenden Verschiebungen in Axialrichtung unterliegen.
Die Zeichnung in 6 ist eine zweckmäßige Ausarbeitung des Laufflächenmusters in einer symmetrischen Version, die in de Patentanmeldung der Anmelderin MI 93 A 001119 vom 31. Mai 1993 (auf die bitte für detailliertere Informationen Bezug genommen werden soll) zum Zwecke ihrer Spezialverwendung für besondere Anwendungen im Sport offenbart ist.
Das Muster hat in Kombination mit der zentralen Nut 11, die vorzugsweise mit einer Rippe 17 versehen ist, eine Vielzahl von Quernuten 24, die sich axial auf beiden Seiten der Äquatorialebene und in einer Spiegelbildbeziehung bezüglich der Ebene zwischen der zentralen Nut 11 und dem entsprechenden Laufflächenende erstrecken, die stark in der Längsrichtung nahe an der zentralen Nut geneigt und an den seitlichen Laufflächenabschnitten fast axial ausgerichtet sind. Diese Quernuten bilden in Kombination mit einer Vielzahl von Längsnuten 23, die sich am Umfang des Reifens erstrecken, und mit Querschlitzen 25 eine Vielzahl von Blöcken 18, die am Umfang in parallelen Reihen 19, 20, 21, 22 verteilt sind.
Vorzugsweise hat jede der Reihen wenigstens so viele Blöcke wie die Anzahl der Blöcke, die in der Reihe vorhanden sind, die darauf folgend in einer Beziehung Seite an Seite zu der Äquatorialebene der Lauffläche angeordnet sind. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass auch das symmetrische Muster der Patentanmeldung in einer speziellen vorteilhaften Weise dem Gurtaufbau der Erfindung zugeordnet werden kann. Bei dem Reifen nach der Erfindung erreichen diese Muster einen hohen Widerstand bezüglich des Aquaplaning-Effekts zusammen mit einer starken Traktionskraft, hervorragenden Verhaltenseigenschaften, einem niedrigen Abrieb, einem minimalen Abrollwiderstand und hoher Laufruhe.
Man kann intuitiv leicht verstehen, wie ein beschleunigter Verschleiß des zentralen Teils der Muster, der insbesondere durch die sich verjüngende Gestaltung der Blockränder in den zentralen Reihen begünstigt wird, den entsprechenden Reifen ernsthaft ungenügend bezogen auf die beabsichtigte Einsatzart zusätzlich zu einem wirtschaftlichen Verlust machen würde, der sich aus der reduzierten Lebensdauer des Reifens ergibt.
Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass zum Erreichen der Erfindung das Ausformen entsprechend einem speziellen Profil des Gurtaufbaus durchgeführt wird, dessen geometrische Größe im Voraus berechnet werden muss, um den gewünschten Effekt zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ausformprofil für den Reifen aufgeprägt, indem der Vulkanisierformoberfläche ein spezielles Profil gegeben wird. Die Vulkanisierform ist im Ganzen gesehen bekannt und herkömmlich gebaut, so dass Einzelheiten, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung als nicht wesentlich angesehen werden, hier weggelassen werden. Es genügt daran zu erinnern, dass die Form zwei axial gegenüberliegende Kästen hat, die den Reifenseitenwänden entsprechen, sowie einen dazwischen liegenden Ringabschnitt, der zwischen den beiden Kästen angeordnet und an ihrer radial inneren Fläche mit einer Matrize versehen ist, die eine Vielzahl von Rippen hat, die in einer erhabenen Form von einer Bodenfläche zum Formen des Laufflächenmuster vorstehen.
In 7 ist der Querschnitt dieser Form gezeigt, wobei der Einsatz einer Sektorform in Zentripetalbauweise angenommen wird, offensichtlich jedoch nicht in einem beschränkenden Sinn.
Es besteht deshalb das Problem, die Größe der radialen Abweichung zwischen dem herkömmlichen Matrizenprofil und dem der Matrize der Form entsprechend der Erfindung zu gebenden Profil festzulegen, um das Gurtprofil zu erreichen.
Das Verfahren der Erfindung wird deshalb wie folgt umgesetzt.
Wie bereits ausgeführt, hat der Reifen einen an sich bekannten Aufbau, wobei darauf hinzuweisen ist, dass der Reifen auch auf herkömmliche Weise entsprechend bekannten Verfahren mit bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik zusammengefügt werden kann, bis ein Rohreifen erhalten wird, der für die Vulkanisierung bereit ist.
Somit wird ein bekannter Reifen in der angegebenen üblichen Weise hergestellt, wobei der Reifen nachfolgend in einer Form vulkanisiert wird, deren geometrische Größe in herkömmlicher Weise berechnet wurde und die mit dem abschließenden Laufflächenmuster versehen ist. Aus der vorstehenden Erläuterung wird deshalb ersichtlich, dass das Endreifenprofil unter Einsatzbedingungen auch von den Gesamtformen des Laufflächenmusters abhängt.
Das Profil 26 der radial inneren Fläche dieser Form ist in 7 mit einer ausgezogenen Linie dargestellt. In der gleichen 7 sind einige Rippen mit 27 bezeichnet, die so ausgelegt sind, dass sie Hohlräume und Nuten in dem Laufflächenmuster bilden. Zusätzlich ist durch eine gestrichelte Linie das Profil 28 der Form hervorgehoben, die nach der Erfindung modifiziert ist, sowie durch eine Strichpunktlinie 29 das Profil der Oberfläche tangental zu den Rippenwulsten entsprechend dem Profil 28.
Die Bestimmung des inneren Profils für die neue Form wird wie folgt durchgeführt.
Der bekannte, in einer Betriebsform vulkanisierte Reifen wird auf die entsprechende Felge montiert und auf den Anwendungsdruck aufgepumpt.
Die Erfassung des radial äußeren Profils (P₅ in 3) des Laufflächenbandes erfolgt von einem Ende zum anderen, wobei die tatsächliche Reifenexpansion (oder Schrumpfung, falls vorhanden), d. h. der punktuelle Abweichungswert dieses Profils, Punkt für Punkt längs seiner axialen Erstreckung von dem bekannten theoretischen Profil (P₃ in 3), das sich aus der Auslegung ergibt, bestimmt wird.
Dann werden die Abweichungswerte für den Bau der Endform für die Reifenvulkanisierung verwendet, mit anderen Worten, diese Werte werden negativ an den entsprechenden Punkten der Matrizenoberfläche (Bodenfläche) der Betriebsform reproduziert, wodurch das neue radial innere Profil 28 der Bodenfläche der Vulkanisierendform festgelegt ist.
In der Praxis reicht es gewöhnlich aus, den Wert R₁ des Radius in einem bekannten Reifen aufgepumpt auf seinen Einsatzdruck an der Äquatorialebene zu erfassen, die Differenz zwischen dem Radius und dem Radius R₀ des gleichen bekannten Reifens unter Nicht-Betriebs-Bedingungen, d. h. unter Ruhebedingungen, zu bestimmen, den Wert S der Differenz R₁-R₀ an der radial inneren Fläche der Betriebsform an der Äquatorialebene zu reproduzieren und diesen Punkt (während die Geometrie und Größen der Rippen längs der axialen Erstreckung des Profils verändert gehalten werden) mit zwei anderen Punkten (C, D), einer auf jeder Seite der Äquatorialebene, an der eine Abweichung zwischen den zwei Profilen null ist, zu verbinden, um das neue radial innere Profil der Endform zu zeichnen.
Zu diesem Punkt ist das neue Innenprofil der Form vollständig definiert.
Das Verfahren macht vorzugsweise Gebrauch von der Radiuserfassung an wenigstens drei gesonderten Punkten, einem zentralen Punkt auf der Äquatorialebene und zwei seitlichen Punkten, beispielsweise an den Nuträndern oder angeordnet axial außerhalb dieser Ränder, und besonders bevorzugt an fünf Punkten, wovon zwei sich in der Nähe der Laufflächenenden befinden.
Das Verfahren wird zweckmäßig in die Praxis dadurch umgesetzt, dass die Vulkahisierung in der Betriebsform ausgeführt und eine Vielzahl von bekannten Reifen untersucht werden, so dass eine Tabelle von Werten aufgebaut wird, aus der sich der mittlere zu nutzende Endwert entnehmen lässt. Auf diese Weise können die Sequenzen von zufälligen Fehlern und Störungen, die die Ergebnisse einer einzigen Messung ändern könnten, ausgeschlossen werden. Auf das Verfahren nach der Erfindung folgt vorzugsweise die Herstellung der Endformen für jede unterschiedliche Reifengröße.
Das neue Profil der Matrizenbodenfläche besteht aus zwei gesonderten und axial gegenüberliegenden konkaven Seitenteilen bezogen auf die Äquatorialebene der Form, von denen jeder durch seinen eigenen Radius und seinen eigenen Krümmungsmittelpunkt definiert ist, wobei die jeweiligen Radien r'₁ und r'₂ vorzugsweise identisch zueinander sind, während das Profil der Oberflächentangente an die Rippenwulste entsprechend dem neuen Profil einen zentralen Teil hat, der zwischen den Seitenteilen eingeschlossen ist und der radial einwärts konvex ist und dessen Konkavität der Bodenfläche zugewandt ist und die durch einen Radius r'₃ bezogen auf den Hüllbogen der Rippe gekennzeichnet ist, die zur Bildung der Nut 11 in dem Laufflächenband ausgelegt ist.
Bei dem beschriebenen Beispiel wurden die folgenden Werte für die Krümmungsradien r'₁, r'₂, r'₃ in der Matrize gefunden zu r'₁ = r'₂ in dem Bereich zwischen 150 und300 mm und r'₃ in dem Bereich zwischen 20 und 150 mm.
Somit können die Endformen gebaut werden und kann die Produktion der Reifen nach der Erfindung unter Verwendung dieser Formen durchgeführt werden.
Während der Reifenausform- und Vulkanisierschritt bekannterweise durch Einblasen von Fluid unter Druck in den Reifen, der innerhalb der Vulkanisierform gehalten ist, ausgeführt wird, lässt das größere Eindringen des inneren Formprofils aufgrund des Werts der Absenkung R₁ = R₀ bezogen auf die Form nach dem Stand der Technik eine Kompression an dem entsprechenden Gurtteil entstehen, was zu einer Ausbildung eines hohlen oder konkaven Teils 16 führt, das in 2 und 4 sichtbar ist und dessen Tiefe gemessen längs seiner Mittellinienebene im Wesentlichen die gleiche wie die Verringerung S ist, die auf das innere Profil der bekannten Form entsprechend dem beschrieben Verfahren übertragen wurde.
Am Ende des Zyklus wird aus der Form ein vulkanisierter Reifen gezogen, der die Gestalt der Form begrenzt durch das Profil 28 von 7 hat, das seinerseits dem Profil P₁ von 2 (mit Ausnahme der Rippe 17, die in 2 nicht gezeigt ist) entspricht.
Der Reifen behält seine Ausformungsform bis zum Einsatz und nimmt sie wieder an, wenn der entleert ist.
Im Einsatz nach der Montage des Reifens auf der entsprechenden Felge wird Druckluft in den geschlossenen Raum zwischen der Felge und den Reifen gepumpt. Während des Aufpumpens drückt der Luftdruck gegen die gesamte Gurtfläche und kehrt allmählich die Konvexität des zentralen Gurtteils um, wobei diese Wirkung durch die Rückkehr der vorher gespeicherten elastischen Energie aufgrund der Verformung der Metalldrähte in dem Gurt erleichtert wird.
Deshalb stellen die Variabilitätsbereiche der in der vorstehenden Beschreibung einer speziellen Ausgestaltung des Reifens nach der Erfindung gegebenen spezifischen physikalischen und geometrischen Parameter kritische Wertbereiche für ein optimales Erreichen der Vorteile dar, die sich aus der Erfindung ergeben.
Die Arbeitsform des Gurts ist eine stabile Form (4), die durch eine Krümmung gekennzeichnet ist, die kontinuierlich konvex mit der Außenseite über die ganze Erstreckung ist.
Das Laufflächenprofil folgt der stabilen Gurtanordnung und ist durch konvexe Krümmungen ebenfalls über eine ganze Erstreckung gekennzeichnet. Vorzugsweise hat es zwei Krümmungsradien rb₁ und rb₂, die zueinander an den Seitenteilen des Bandes identisch sind, sowie einen dritten Krümmungsradius rb₃, dessen Mittelpunkt längs der Äquatorialebene liegt und dessen Wert vorzugsweise größer als der der Seitenteile ist, wobei ein Verhältniswert rb₃/rb₁ = rb₃/rb₂ zwischen 1 und 5 liegt. Dieses Profil ist das Profil P₂ in 2, was sich deutlich von dem (P₃ in 3) unterscheidet, das man bei bekannten Reifen nach dem Aufpumpen des Reifens erhält, auf eine entsprechende Felge montiert ist, und ist insbesondere ein im Wesentlichen flaches Profil in dem die Nut 11 umgebenden Bereich, wodurch ein gleichförmiger spezifischer Druck über der gesamten Bodenkontaktfläche des Reifens gewährleistet ist.
Demzufolge überwindet der Reifen der Erfindung die Probleme eines lokalen und frühen Verschleißes des Laufflächenbandes, wie er bei bekannten Reifen auftritt.
Man erkennt schließlich, dass die vorhergehende Beschreibung nur Darstellungszwecken dient und deshalb ein Fachmann nach Verständnis der Erfindung, wie sie vorste hend offenbart ist, in der Lage ist, Modifizierungen, Änderurzgen und Austausche von Verlablen auszuführen, die der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind, um speziellen und möglichen Anforderungen für ihre Anwendung zu genügen.

Claims

Reifen für Kraftfahrzeugräder (1) – mit einer radialen Karkasse (2), die mit axial gegenüberliegenden Seitenwänden und Wulsten für die Verankerung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge versehen ist, – mit einem Laufflächenband, das kronenförmig an der Karkasse angeordnet ist, und – mit einem Gurtaufbau (6), der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet und sich axial durchgehend zwischen den Seitenwänden erstreckt, – wobei das Laufflächenband mit einem erhabenen Muster ausgeformt ist, das wenigstens eine Umfangsnut (11) hat, – wobei der Gurtaufbau bei Fehlen einer Belastung und eines Aufpumpdrucks ein axiales Profil hat, das im Schnitt in der die Reifenachse enthaltenen Ebene – zwei Seitenteile, nämlich ein erstes Seitenteil (14) und ein zweites Seitenteil (15), die an einer radial inneren Position konkav sind, wobei die Konkavität eines jeden Teils durch ein entsprechendes Zentrum und einen entsprechenden Krümmungsradius definiert ist, und – einen zentralen Teil (16) aufweist, der zwischen den Seitenteilen in Deckung mit der Umfangsnut (11) angeordnet und an einer radial äußeren Position konkav ist, und – wobei die Tiefe der Konkavität des zentralen Teils (16) durch die Wirkung des normalen Aufpumpdrucks des Reifens beseitigt wird und der Aufpumpdruck den Durchmesser des axialen Profils des zentralen Teils (16) vergrößert, dadurch gekennzeichnet, – dass in der Umfangsnut (11) eine Laufflächenverstärkungseinrichtung (17) angeordnet ist.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauftlächenversteifungseinrichtung (17) wenigstens eine Rippe (17) aufweist, die sich konsolenartig von dem Boden der Umfangsnut (11) aus erstreckt.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippe (17) auf der Mittellinienebene der Umfangsnut (11) befindet und am Umfang durchgehend ist.
Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Nuttiefe (p) zur Rippenhöhe (h) zwischen 1,75 und 6,5 liegt.
Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (17) einen Rippenkopf (17a) mit einer Breite (1) zwischen 3 mm und 8 mm hat.
Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rippenkopf (17a) aus einer gefärbten Mischung hergestellt ist.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konkavitätsmitte des zentralen Teils in der Mittellinienebene der Nut (11) liegt, die mit der Äquatorialebene des Reifens zusammenfällt.
Reifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Konkavität durch die folgende Beziehung definiert ist S = R1 – R0 wobei – R₁ dem Radius eines bekannten Reifens entspricht, der im Wesentlichen in seinem Aufbau und seiner Größe zu dem Reifen identisch ist, dessen Gurtaufbau bei jedem Zustand und gesehen im Axialschnitt ein durchgehend konkaves Profil in einer radial inneren Position gemessen längs der Äquatorialebene des Reifens hat, wenn der Reifen auf die entsprechende Felge montiert und auf den normalen Fahrdruck aufgepumpt ist, und – R₀ dem Radius des gleichen bekannten Reifens wieder gemessen längs der Äquatorialebene des Reifens bei Nicht-Einsatz-Bedingungen entspricht.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien der konkaven Seitenteile im Wesentlichen identisch zueinander sind und einen Wert zwischen 120 und 500 mm haben.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius des zentralen konkaven Teils einen Wert zwischen 20 und 150 mm hat.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Dicke des Lauffläcbenbandes in der Äquatorialebene zwischen 1 und 3,5 mm beträgt.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Tiefe der Nut (11) zur Dicke des darunter liegenden Lauftlächenbandteils zwischen 2 und 10 liegt.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nut (11) zwischen 10% und 18% der Breite des Laufflächenbandes beträgt.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) Verstärkungseinrichtungen für das Laufflächenband aufweist.