DE69726651T2

DE69726651T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE69726651T2
Application number: DE69726651T
Authority: DE
Inventors: Stephen Michael Tanworth in Arden Ashmore; Firdos Phiroz Acocks Green Birmingham Avari
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: EP0820884B1; US5971048A; JPH1076805A; EP0820884A3; GB9615723D0; DE69726651D1; EP0820884A2; JP3382129B2

Description

Diese Erfindung betrifft einen Luftreifen für Personenkraftwagen, insbesondere Reifen für Rennen und ähnliche Anwendungen mit sehr leichtem Fahrverhalten.
Herkömmliche Reifen weisen, wenn sie im Querschnitt betrachtet werden, um die Krümmung in der radialen Ebene zu zeigen, ein symmetrisches Schnittprofil des Laufstreifens auf.
Es wurden Vorschläge gemacht, unterschiedliche Laufstreifenmischungen auf jeder Seite des Reifens für eine verbesserte Nassgriffigkeit und für unterschiedliche Layouts der Rillen des Laufstreifenprofils auf jeder Seite des Laufstreifens, die beide eine gewisse Asymmetrie liefern, zu verwenden. Der Letztere ergibt auch eine vergrößerte Profildichte auf der äußeren Hälfte des Reifens, um das Kurvenfahren zu verbessern, wenn jener Teil des Reifens die meisten Seitenführungskräfte aufnimmt, aber es gibt wegen schlechterer Wasserableitung eine Abnahme der Nassgriffigkeit.
Herkömmliche Reifen verwenden Laufstreifen-Schnittprofile mit Zweifachradien. Die zentrale Region des Laufstreifens weist einen großen Radius auf, und die Schultern weisen einen zweiten, wesentlichen kleineren Radius auf. Hierdurch wird ein breiterer flacherer Laufstreifen mit einer gleichmäßigeren Kontaktfläche zur Straße bereitgestellt. Die Japanische Patentveröffentlichung 3271003 schlug eine asymmetrische Schnittprofilform vor, bei welcher der äußere Teil des Laufstreifens des Reifens, wenn er auf ein Fahrzeug aufgezogen ist, einen kleineren Radius als der innere Teil aufweist, was vermeintlich die Nassgriffigkeit verbessert.
US 4763708 schlug vor, dass die Querschnittebene einen äußeren Punkt maximalen Durchmessers aufweist, der axial von der zentralen Ebene des Laufstreifens beabstandet ist, und dass der Krümmungsradius der schmaleren Seite größer als der der anderen Seite ist, um den Widerstand gegen Abnutzung der Schulterregionen zu verbessern.
Es wurde auch vorgeschlagen, die innenliegende Seitenwand des Reifens zu versteifen, so dass mehr Last durch diese Seitenwand getragen wird, um so einen Teil der Lastverlagerung bei der Kurvenfahrt auszugleichen, aber die Masse des Materials in der versteiften Seitenwand vergrößert die Wärmebildung, was zu Haltbarkeitsproblemen führt.
Die obigen Reifen optimieren jedoch nicht die Lastverteilung der Kontaktfläche während der Kurvenfahrt und somit sind die Quergriffigkeit und die Handhabung nicht optimiert, und es tritt ungleichmäßige Abnutzung auf. Außerdem sind Reifen, die für hohe Seitenführungskräfte bekannt sind, sehr breit, was die Kosten erhöht und zu Problemen mit der Montage auf Fahrzeuge führt.
Ein anderer Vorschlag, der in der anhängigen und später als EP-0 755 808 veröffentlichten EP-Anmeldung der Anmelder offenbart ist, stellt gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 einen Luftreifen bereit, der eine Laufstreifenregion aufweist, welche ein Schnittprofil, im Querschnitt eines neuen Reifens betrachtet, aufweist, das an den Seiten des Laufstreifens in inneren beziehungsweise äußeren Schulterregionen endet, wobei jede Schulterregion eine Schulterabsenkung aufweist, welche der Abstand in der Richtung radial nach innen von dem Punkt des Maximaldurchmessers des Reifens zu einem Schulterpunkt an der Kante der Schulterregion ist, wobei die Laufstreifenregion, wenn der Reifen auf seine vorgesehene Felge aufgezogen und auf seinen vorgesehenen Druck aufgepumpt ist, asym metrisch ist und ihren Punkt des Maximaldurchmessers des Reifens in der axialen Richtung des Reifens von der Mittellinie des Reifenschnitts in der Richtung der inneren Schulterkante versetzt aufweist, und die Schulterabsenkung der äußeren Schulter größer ist als die Schulterabsenkung der inneren Schulter, sodass die Laufstreifenregion ein asymmetrisches Schnittprofil aufweist.
Ein solcher Reifen ergibt eine wesentliche Verbesserung bei der Fahrzeughandhabung, aber es sind noch weitere Verbesserungen bei der Handhabung und auch bei dem Ermüdungsverhalten erwünscht.
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Radialluftreifen bereit, der die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aufweist. Weitere Gesichtspunkte der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das Verhältnis der Schulterabsenkung der äußeren Schulter zur Schulterabsenkung der inneren Schulter kann größer als 1,25 sein und liegt bevorzugt im Bereich von 1,25 bis 5.
Die Region mit verringertem Laufstreifenmaß weist bevorzugt eine axial zum Reifen gemessene Breite von 110% der Reifenschnittbreite auf. Zusätzlich kann der Verstärkungsaufbau des Reifens asymmetrisch sein, und dieser kann eine asymmetrische Breakerkonstruktion sein, die eine größere Laufstreifenverstärkung in der Region mit verringertem Laufstreifenmaß bereitstellt.
Die Breakerverstärkung kann einen gewickelten Streifen von in Längsrichtung verstärktem Breakergewebe aufweisen, der im Wesentlichen unter 0° zu Umfangsrichtung liegt. Die größere Verstärkung in der Region neben dem Abschnitt mit verringertem Laufstreifenmaß kann erreicht werden, indem benachbarte Wicklungen überlappt werden.
Die Reifenkarkasse kann ebenfalls asymmetrisch sein, und in einer solchen Konstruktion ist in jeder Seitenwand eine Fülllage vorgesehen. In einer bevorzugten Konstruktion umfasst die Fülllage eine mit Aramid verstärkte Gewebelage, welche unter der Kante des Breakers beginnt, sich um die Karkasse herum erstreckt und um den Wulstkern herumgewickelt ist. Der Fülllagenstreifen in einer Seitenwand weist dann einen Umschlag auf, welcher bis hinter den Kernreiterstreifen reicht, das heißt zur mittleren Seitenwandregion hin, wogegen der Fülllagenstreifen in der Seitenwand, welche die Region mit verringertem Maß erreicht, am Wulst endet.
Weitere Anwendungen der Erfindung werden aus der folgenden, lediglich beispielhaften Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Diagrammzeichnung, welche einen Querschnitt eines Reifens umfasst, ersichtlich.
Der in 1 gezeigte Reifen ist ein 210/650R19, der einen Wulstdurchmesser von 403,1 mm aufweist, um auf eine 19" Radfelge zu passen. Der Reifen umfasst eine Laufstreifenregion 1, innere und äußere Seitenwände 2i beziehungsweise 2o, innere und äußere Wulstregionen 3i beziehungsweise 3o, und Wulstverstärkungskorde 4, einen in jedem Wulst. Der Reifen ist durch eine radiale Karkasse (nicht gezeigt) und eine Breakerverstärkung 5 verstärkt, welche später beschrieben werden wird. Die Breakerverstärkung 5 liegt unter einem Reifenlaufstreifen 6 aus Gummimischung.
Durch die Begriffe innerer oder äußerer, wie sie hierin auf Bauteile oder Elemente des Reifens angewendet werden, ist näher an oder weiter ent fernt von der Fahrzeugmittellinie in Längsrichtung gemeint, wenn der Reifen auf ein Fahrzeug montiert ist. Der Reifen ist bevorzugt mit einem Anzeige oder anderen Mitteln ausgestattet, um es zu ermöglichen, dass er mit der im Bezug zum Fahrzeug richtigen Orientierung montiert wird.
Die oben genannten Merkmale des Reifens sind grundsätzlich die gleichen wie bei einem herkömmlichen Reifen dieser Größe, aber wie man aus der Zeichnung ersehen kann, ist der Reifen tatsächlich nicht symmetrisch und weist ein asymmetrisches Schnittprofil in der Laufstreifenregion, Seitenwände unterschiedlicher Länge und einen asymmetrischen Verstärkungsaufbau auf, die alle beschrieben werden.
Das Schnittprofil des Reifens ist so versetzt, dass sich der Maximaldurchmesser MTD des Reifens auf der Außenfläche des Laufstreifens an einem Punkt M befindet, der axial um einen Abstand C von der Schnittstelle mit der axialen Mittellinie CL versetzt ist. Die Krümmung der Laufstreifenoberfläche zu der anderen Seite des Punktes M ist die gleiche. Betrachtet man entsprechend die innenliegende Seite des Reifens, welche die rechte Seite in 1 ist, ist die Schulterabsenkung a, welche als der Abstand in der radialen Richtung zwischen dem Punkt M auf der Laufstreifenoberfläche mit dem Maximaldurchmesser des Reifens und des Schulterpunktes Pi der Schulterregion 7 definiert ist, wie gezeigt. Die Schulterabsenkung b des Außenseiten-Schulterpunktes Po des Reifens ist auf ähnliche Weise gemessen, und man kann sehen, dass sie größer als a ist. In seinem aufgepumpten, montierten Zustand betrachtet, stellen die Schulterabsenkungen a und b dadurch, dass sie unterschiedlich sind, die asymmetrische Konstruktion bereit. Im vorliegenden Reifen betragen die Schulterabsenkungen: a 13 mm beziehungsweise b 20 mm.
Während die Krümmung des Laufstreifens zu jeder Seite des Punktes M mit dem gleichen Wert beginnt, hat die Laufstreifenoberfläche, die zur Rechten des Punktes M liegt, einen Einzelradius, wogegen die Laufstreifenoberfläche, die zur Linken des Punktes M liegt, zuerst eine erste Krümmung, dann zwei weitere Radien aufweist. Diese Variation des Radius erzeugt zusammen mit der zusätzlichen Breite des Reifens zur Linken des Punktes M die gemessene Schulterabsenkung.
Das Schnittprofil des Laufstreifens auf der innenliegenden Schulter, das heißt der rechten Seite in 1, ist dadurch modifiziert, dass die Dicke des Laufstreifens 6 im Vergleich zu der Dicke über den Rest der Reifenbreite, deren Dicke im Wesentlichen konstant ist, wesentlich verringert ist. Hierdurch ist die Dicke des Laufstreifens 6 über einen axialen Abstand FW, der vom Schulterpunkt Pi aus nach innerhalb des Reifens gemessen ist, wesentlich verringert. Die axiale Breite FW beträgt in dieser Ausführungsform 10% der Gesamtreifenbreite TW. Es wurde festgestellt, dass diese Region mit verringertem Maß bevorzugt eine Breite im Bereich von 5 % bis 12% der Gesamtbreite TW des Reifens aufweist.
Die Breakerkonstruktion für den Reifen umfasst eine Streifenwicklung eines Streifens eines kordverstärkten Gewebes, die manchmal als JLB oder Nahtlosbandwicklung bekannt ist. Die Verstärkung umfasst einen Aramidkord mit zwölf Korden pro Streifen, und der Streifen ist 10 mm breit. Der verstärkte Streifen ist in Umfangsrichtung um den Reifen herum gewickelt, um eine Verstärkungslage für den Breaker bereitzustellen, die Aramidkorde unter im Wesentlichen 0° zu der Mittellinie des Laufstreifens aufweist. Nachfolgende Wicklungen des Streifens sind unter Kante-Kante-Berührung von der Außenseite des Reifens über die Mittellinie angeordnet, aber in der innenliegenden Schulterregion 7 sind die Streifen in einer überlappenden Beziehung gewickelt, um eine zusätzliche Verstär kung neben und radial nach innen von der Region mit verringertem Maß zwischen den Punkten 8 und Pi bereitzustellen.
Wie es festzustellen ist, sind die Reifenseitenwände 2i und 2o von unterschiedlicher Länge, wobei die außenliegende Seitenwand 2o die kürzere ist. Beide Seitenwände sind durch einen mit Aramidkorden verstärkten Fülllagenstreifen verstärkt. In der innenliegenden Seitenwand 2i erstreckt sich die mit Aramidkorden verstärkte Fülllage 9i von einem Punkt 10 unter der Breakerverstärkung um den Reifenschnitt herum zu seiner Karkasse, wickelt sich um den Wulstkern 4 und endet neben der Übergangsstelle des Wulstkerns 4 mit dem Kernreiterstreifen 11. In der außenliegenden Seitenwand 2o beginnt der Fülllagenstreifen 9i wieder unter der Kante des Breakers 5, erstreckt sich um den Wulstkern 4 herum, aber setzt sich als ein Fülllagenumschlag 12 axial außerhalb des Wulstes und des Kernreiters fort und endet auf halbem Weg zwischen dem Wulstkern und dem Punkt der Maximalschnittbreite des Reifens 13. Hierdurch stellt der Fülllagenstreifen in der außenliegenden Seitenwand eine vergrößerte Verstärkung bereit und ergibt eine Seitenwand, die eine größere Steifigkeit als die innenliegende Seitenwand aufweist.
Bei Verwendung des Reifens ist es wichtig, dass der Reifen mit der innenliegenden und der außenliegenden Seitenwand in der richtigen Position am Fahrzeug montiert wird. Die Region mit verringertem Laufstreifenmaß dient dann dazu, im Ergebnis eine abgestimmte Schulter bereitzustellen, welche den Berührungsdruck des Reifens bei starker Kurvenfahrt des Fahrzeugs modifiziert. Diese Region stellt zusammen mit der asymmetrischen Verstärkung einen Reifen bereit, der eine effektiv um annähernd 8 mm erhöhte innenliegende Seitenwand aufweist. Diese Kombination mit den anderen asymmetrischen Merkmalen stellt effektiv einen negativen Sturz von 2,5° an einem Fahrzeug bereit, ohne die Federung einstellen zu müssen, und das Ergebnis bei Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit, wie etwa unter Autorennbedingungen, sorgt für eine vergrößerte Kurvengriffigkeit. Bei dem Reifen wurde festgestellt, dass er zusätzlich eine verlängerte Lebensdauer, eine bessere Temperaturverteilung über den Laufstreifen und eine größere Beständigkeit aufweist.

Claims

Radialluftreifen (1), der eine Karkasse (6), die sich von Wulst (7) zu Wulst (7) um den Reifen (1) herum erstreckt, Seitenwände (4) und eine Gummi-Laufstreifenregion (2) umfasst, welche ein Schnittprofil, im Querschnitt eines neuen Reifens betrachtet, aufweist, das an den Seiten des Laufstreifens in inneren beziehungsweise äußeren Schulterregionen endet, wobei jede Schulterregion eine Schulterabsenkung (a, b) aufweist, welche der Abstand in der Richtung radial nach innen von dem Punkt des Maximaldurchmessers des Reifens (M) zu einem Schulterpunkt (P) an der Kante der Schulterregion ist, sodass die Laufstreifenregion (2), wenn der Reifen (1) auf eine vorgesehene Radfelge aufgezogen und auf einen vorgesehenen Druck aufgepumpt ist, asymmetrisch ist und ihren Punkt des Maximaldurchmessers des Reifens (M) in der axialen Richtung des Reifens von der Mittellinie (CL) des Reifenschnitts in der Richtung der inneren Schulter (5i) versetzt aufweist, und die Schulterabsenkung (a) der äußeren Schulter (5o) größer ist als die Schulterabsenkung (b) der inneren Schulter (5i), sodass die Laufstreifenregion (2) ein asymmetrisches Schnittprofil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufstreifenregion (2) ein im Wesentlichen konstantes Laufstreifenmaß oder eine konstant Laufstreifendicke aufweist, außer an der inneren Schulter (5i), welche ein örtlich verringertes Laufstreifenmaß oder eine örtlich verringerte Laufstreifendicke aufweist, sodass das innere Schulter-Schnittprofil auf eine axial zum Reifen gemessene Breite im Bereich von 5% bis 12% der Reifenschnittbreite zugeschnitten ist.
Radialluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Region mit verringertem Maß eine axial zum Reifen gemessene Breite aufweist, welche 10% der Reifenschnittbreite beträgt.
Radialluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen eine asymmetrische Breakerverstärkung für die Laufstreifenregion aufweist, die eine erhöhte Steifigkeit in der Region neben und radial nach innen von dem Teil mit verringertem Maß der inneren Schulter (5i) aufweist.
Radialluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breakerverstärkung einen gewickelten Streifen von in Längsrichtung verstärktem Breakergewebe aufweist, der im Wesentlichen unter 0° zur Umfangsrichtung liegt, und eine größere Anzahl von Wicklungen pro Einheit der Breakerbreite in der Region neben und radial nach innen von dem Teil mit verringertem Maß vorgesehen sind.
Radialluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breakerwicklung eine überlappende Beziehung aufweist.
Radialluftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breakerverstärkung Aramid enthält.
Radialluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse des Reifens eine asymmetrische Verstärkung aufweist, die in jeder Seitenwand eine Aramid-Fülllage umfasst, welche sich von der Schulter des Reifens parallel zur Reifenkarkasse zur Wulstregion des Reifens erstreckt, dass die Fülllage in der Seitenwand auf der Innenseite des Reifens, wo die Region mit verringertem Laufstreifenmaß vorgesehen ist, an seiner radial inne ren Kante neben dem Wulstkern endet, und dass die Fülllage in der äußeren Reifenseitenwand über dem Wulstkernreiter des Reifens endet, um so zwischen der mittleren Seitenwandregion und dem Wulstkern zu liegen und eine im Vergleich zur inneren Seitenwand versteifte Seitenwand bereitzustellen.
Radialluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen mit einer Anzeige oder mit Anzeigemitteln ausgestattet ist, um es zu ermöglichen, dass er richtig auf das Fahrzeug montiert wird, so dass die innere Schulter näher zur Fahrzeugmittellinie in Längsrichtung liegt.
Fahrzeug, an dem mindestens zwei Reifen nach Anspruch 1 montiert sind.