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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen zum Aufziehen
auf eine Standardfelge, die einen in Richtung der Innenseite der
Felge abgeschrägten
Wulstsitz aufweist, wobei der Reifen ein verbessertes Karkassenprofil
in den Wulstabschnitten aufweist, das in der Lage ist, die Spurhaltigkeit,
Fahrbahngeräusche
und dergleichen zu verbessern.
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Ein
Reifen entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US-A-5
772 810 bekannt.
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In
letzter Zeit besteht, um ein Umweltschutzproblem zu lösen, ein
starker Bedarf an Reifen, die in der Lage sind, den Kraftstoffverbrauch
von Automobilen zu verringern. Daher wird als Gegenmaßnahme das
Reifengewicht verringert, indem die Anzahl der Verstärkungskordschichten
und/oder die Dicke, Größe oder
das Volumen der Gummikomponenten verringert werden. Jedoch ist es
bei einer solchen Gegenmaßnahme
fast unvermeidlich, dass sich die Reifensteifigkeit, insbesondere
die laterale Steifigkeit, verringert. Demgemäß verringert sich die Seitenführungskraft
und im Ergebnis ist es schwierig, die Spurhaltigkeit zu verbessern.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen
bereitzustellen, in dem die laterale Steifigkeit verbessert werden
kann, ohne zusätzliche
Verstärkungsschichten
vorzusehen und ohne die Größen der
bestehenden Verstärkungsschichten
und Gummikomponenten zu erhöhen,
um das Reifengewicht nicht zu erhöhen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Luftreifen zum Aufziehen auf eine Standardfelge,
die einen in Richtung der Innenseite des Reifens abgeschrägten Wulstsitz
aufweist, ein Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte mit jeweils
einem Wulstkern darin und eine Karkasse, die einen Hauptabschnitt
umfasst, der sich von einem der Wulstkerne zu dem anderen erstreckt,
wobei in dem Zustand, in dem der Reifen auf seine Standardfelge
aufgezogen, auf einen Standarddruck aufgepumpt aber nicht mit einer
Reifenlast belastet ist, ein Karkasslinien-Neigungswinkel α nicht größer als 20 Grad ist, wobei
der Karkasslinien-Neigungswinkel α definiert
ist als ein Winkel in Bezug auf die Radialrichtung des Reifens einer
geraden Linie (X), die zwischen einem ersten Punkt (P1) und einem
zweiten Punkt (P2) gezogen ist, wobei die Karkasslinie eine Dickenmittellinie
des Karkasshauptabschnittes ist, der erste Punkt (P1) ein Schnittpunkt
zwischen einer axialen Linie (K2), die durch einen Wulstfersenpunkt
verläuft,
und einer Tangente an die Karkasslinie auf einer radialen Höhe des radialen
Zentrums des Wulstkerns ist, und der zweite Punkt (P2) ein Punkt
auf der Karkasslinie auf einer radialen Höhe eines Felgenhorns der Standardfelge
ist.
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Nun
wird im Detail eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
eines Wulstabschnittes des Reifens in dessen normalem, aufgepumptem,
unbelastetem Zustand ist; und
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
desselben Wulstabschnittes ist, wenn der Reifen nicht auf eine Felge
aufgezogen ist.
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In
den Zeichnungen umfasst ein Reifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Laufflächenabschnitt 2,
ein Paar Seitenwandabschnitte 3 und ein Paar Wulstabschnitte 4.
In dieser Ausführungsform
ist der Luftreifen 1 ein Radialreifen für Personenwagen.
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1 und 2 zeigen
den Reifen 1 in einem normal aufgepumpten, unbelasteten
Zustand, in dem der Reifen auf eine Standardfelge J aufgezogen und
auf einen Standarddruck aufgepumpt, aber nicht mit einer Reifenlast
belastet ist.
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„Standardfelge" ist hier die „Standardfelge" gemäß JATMA,
die „Messfelge" gemäß ETRTO,
die „Designfelge" gemäß TRA oder
dergleichen. Der Standarddruck ist der „maximale Luftdruck" gemäß JATMA,
der „Aufpumpdruck" nach ETRTO, der
maximale in der Tabelle „Tyre
Load Limits at Various Cold Inflation Pressures" (Reifenbelastungsgrenzen bei verschiedenen
kalten Aufpumpdrücken)
gemäß TRA angegebene
Druck oder dergleichen. Ferner ist eine Standardbelastung die „maximale
Tragfähigkeit" gemäß JATMA,
die „Tragfähigkeit" gemäß ETRTO,
der maximale in der oben erwähnten
Tabelle angegebene Wert gemäß TRA oder
dergleichen. Im Fall von Personenwagenreifen jedoch werden als der
Standarddruck 180 kPa verwendet.
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Der
Reifen 1 ist verstärkt
durch einen in jedem der Wulstabschnitte 4 angeordneten
Wulstkern 5, eine Karkasse 6, die sich zwischen
den Wulstabschnitten 4 durch den Laufflächenabschnitt 2 und
Seitenwandabschnitte 3 erstreckt, und einen Gürtel 7,
der radial außerhalb
der Karkasse 6 in dem Laufflächenabschnitt 2 angeordnet
ist.
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Der
Gürtel
umfasst einen Breaker 7 und optional ein Band oder eine
Bandage.
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Der
Breaker 7 umfasst zumindest zwei gekreuzte Lagen, in dieser
Ausführungsform
nur zwei gekreuzte Lagen 7A und 7B von unter einem
Winkel von nicht mehr als 30 Grad aber mehr als 0 Grad in Bezug
auf den Reifenäquator
C gelegten Korden. Für
die Breakerkorde werden vorzugsweise metallische Korde, zum Beispiel
Stahl und dergleichen, oder Korde aus organischen Fasern mit einem
hohen Modul, zum Beispiel aus aromatischem Polyamid und dergleichen
mit einem hohen Elastizitätsmodul
wie Stahl verwendet.
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Das
Band wird gebildet, indem zumindest ein Kord spiralförmig gewickelt
wird oder indem ein Streifen gummierter paralleler Korde gewickelt
wird, wobei der Kordwinkel in Bezug auf den Reifenäquator C
im Wesentlichen null beträgt.
In 1 ist ein Paar Kantenbänder radial außerhalb
des Breakers in dessen axialen Kantenabschnitten angeordnet.
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Der
Wulstkern 5 in dieser Ausführungsform wird gebildet, indem
eine Vielzahl von Drähten,
die Seite an Seite zu einer bandähnlichen
Struktur angeordnet werden, zu mehreren Schichten gewickelt wird.
Der Wulstkern 5 weist eine im Wesentlichen rechteckige
Querschnittsform auf, deren radiale Innenseite im Wesentlichen parallel
zu dem Wulstsitz der Standardfelge wird. Es ist auch möglich, den
Wulstkern 5 zu bilden, indem ein einzelner Draht gewickelt
wird. Des Weiteren können
auch verschiedene Formen, zum Beispiel rund, sechseckig, fünfeckig
und dergleichen verwendet werden.
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Die
Karkasse 6 umfasst eine Kordlage, die radial unter einem
Winkel von 75 bis 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C
angeordnet ist und sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch
den Laufflächenabschnitt 2 und
die Seitenwandabschnitte 3 erstreckt und in jedem der Wulstabschnitte 4 von
der axialen Innenseite zu der Außenseite des Rei fens um den
Wulstkern 5 umgeschlagen ist, um ein Paar Umschlagabschnitte 6B und einen
Hauptabschnitt 6A dazwischen zu bilden. Für die Karkassenkorde
werden geeigneterweise Korde aus organischen Fasern, zum Beispiel
aus Polyester, Nylon, Rayon, aromatischem Polyamid und dergleichen
verwendet. In dieser Ausführungsform
besteht die Karkasse 6 aus einer einzigen Lage, und die
Umschlagabschnitte 6B erstrecken sich in die Nähe der Stelle
maximaler Reifenquerschnittsbreite.
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Jeder
der Wulstabschnitte 4 ist zwischen den Umschlagabschnitten 6B und
dem Hauptabschnitt 6A mit einem Wulstkernreiter 8 versehen.
Der Wulstkernreiter 8 besteht aus einem Hartgummi mit einer JIS-A-Härte von
75 bis 97 Grad und erstreckt sich von dem Wulstkern 5 radial
nach außen,
während
er radial nach außen
abgeschrägt
ist.
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Als
Erstes ist eine „Karkasslinie" L als die Dickenmittellinie
des Karkasshauptabschnittes 6A, wie in 2 gezeigt,
definiert. Des Weiteren ist in dem normal aufgepumpten, unbelasteten
Zustand ein „Karkasslinien-Neigungswinkel" α definiert als ein Neigungswinkel
in Bezug auf die Radialrichtung des Reifens einer geraden Linie
(X), die zwischen einem ersten Punkt P1 und einem zweiten Punkt
P2 gezogen ist. Der erste Punkt P1 ist ein Schnittpunkt zwischen
einer axialen Linie K2, die an einem Wulstfersenpunkt 4A verläuft, und
einer Tangente K1 an eine Karkasslinie L auf einer radialen Höhe H5 des
radialen Zentrums des Wulstkerns 5. Der zweite Punkt P2
ist ein Punkt auf der Karkasslinie L auf derselben radialen Höhe wie ein
Felgenhorn J der Standardfelge J. Der Wulstfersenpunkt 4A ist
definiert als ein Punkt an der Außenfläche des Wulstabschnittes, an dem
diese Außenfläche die
Wulstbasislinie oder eine axiale, an einer radialen Position, die
dem Felgendurchmesser der Standardfelge J entspricht, gezogene Linie
schneidet. Demgemäß ist die
axiale Linie K2 in dem normal aufgepumpten, unbelasteten Zustand
gleich der Wulstbasislinie.
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In
der vorliegenden Erfindung ist der Karkasslinien-Neigungswinkel α im Bereich
von nicht mehr als 20 Grad festgelegt.
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Des
Weiteren ist, wie in 3 gezeigt, in einem freien Zustand,
in dem der Reifen 1 nicht auf eine Felge aufgezogen und
vertikal gehalten ist, ein „Karkasslinien-Neigungswinkel" α' in ähnlicher
Weise definiert als ein Neigungswinkel in Bezug auf die Radialrichtung
des Reifens einer geraden Linie X', die zwischen einem ersten Punkt P1' und einem zweiten
Punkt P2' gezogen
ist. Der erste Punkt P1' ist
ein Schnittpunkt zwischen einer axialen Linie K2', die an dem oben erwähnten Wulstfersenpunkt 4A verläuft, und
einer Tangente K1' an die
Karkasslinie L auf der radialen Höhe H5 des radialen Zentrums
des Wulstkerns 5. Der zweite Punkt P2' ist ein Punkt auf der Karkasslinie
L auf derselben radialen Höhe
wie das Felgenhorn J der Standardfelge J.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Karkasslinien-Neigungswinkel α' ebenfalls im Bereich von nicht mehr
als 20 Grad festgelegt.
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Die
Differenz (α – α') ist vorzugsweise
im Bereich von nicht mehr als 10 Grad festgelegt.
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Wenn
der Karkasslinien-Neigungswinkel α 20
Grad übersteigt,
wird während
des Vulkanisierens des Reifens die Dehnung der Karkasse von dem
Wulstabschnitt zu der Gürtelkante
ungleichmäßig, das
heißt,
die Karkassenkordspannung wird ungleichmäßig. Im Ergebnis wird die Restspannung
in dem fertiggestellten Reifen ungleichmäßig.
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In
der vorliegenden Erfindung wird die Karkassenkordspannung jedoch
durch Festlegen des Karkasslinien-Neigungswinkels α mit nicht
mehr als 20 Grad ausgeglichen und dadurch kann die laterale Steifigkeit
des Reifens erhöht
werden.
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Vergleichstests
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Es
wurden Radialreifen für
Personenwagen mit der in 1 gezeigten Struktur hergestellt
und auf laterale Federkonstante, Seitenführungskraft, Spurhaltigkeit,
Fahrkomfort und Fahrbahngeräusche
getestet.
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Die
Reifenspezifikationen und Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Die
Karkasslinien-Neigungswinkel α und α' wurden mit Hilfe
eines CT-Scanners
gemessen.
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1) Laterale Federkonstante
und Seitenführungskraft
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Die
laterale Federkonstante und die Seitenführungskraft wurden unter einer
vertikalen Reifenbelastung von 4,41 kN mit einer Prüfraum-Reifentesteinrichtung
gemessen. Die Ergebnisse sind durch einen Index angegeben, der darauf
basiert, dass Ref. 1 100 ist.
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2) Spurhaltigkeit und
Fahrkomfort
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Ein
japanischer 2500-ccm-FR-Personenwagen, der an allen vier Rädern mit
Testreifen versehen war, wurde auf einer Prüfstrecke gefahren, und der
Testfahrer bewertete die Spurhaltigkeit und den Fahrkomfort in einer
zehnstufigen Skala. Je höher
die Stufe ist, umso besser ist die Leistung.
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3) Fahrbahngeräusche
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Der
oben erwähnte
Personenwagen wurde auf einer rauen Asphaltstraße mit einer Geschwindigkeit von
50 km/h gefahren, und die Geräusche
in dB(A) wurden mit einem nahe dem rechten Ohr des Fahrers angebrachten
Mikrofon gemessen. Die Ergebnisse sind als eine Differenz von Ref.
1 angegeben. Tabelle
1
Reifengröße: 195/65
R15, Felgengröße: 15 X
6-JJ
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Wie
oben beschrieben, waren in den Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung
die laterale Federkonstante und die Seitenführungskraft erhöht und die
Spurhaltigkeit wurde verbessert, ohne dass zusätzliche Verstärkungsschichten,
die das Reifengewicht erhöht
hätten,
verwendet wurden. Der Fahrkomfort blieb erhalten oder wurde verbessert.
Des Weiteren wurden die Fahrbahngeräusche verringert.
