DE68918674T2 - Radialer Luftreifen. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft einen Radialluftreifen und insbesondere einen Radialluftreifen verbesserter Lenkbarkeit für Personenkraftwagen.
• Radialreifen werden häufig verwendet, um gute Lenkstabilität, Fahrkomfort, Verschleißraten und so weiter zu ergeben. Jedoch sind jetzt Reifen gefragt, die überlegen sind in einer Geradeausfahrleistung, indem ein Driften zu einer Seite eines Autos verhindert wird, um die Fahrsicherheit eines Autos zu erhöhen. Herkömmlicherweise wird in Betracht gezogen, daß Ein-Seiten-Driften durch die sogenannte Konizität verursacht wird, bei der sich die Umfangslängen der Gürtelschicht in den rechten und linken Seiten des Reifens voneinander unterscheiden. Daher sind verschiedene Verfahren erprobt worden, um die Homogenität in den rechten und linken Richtungen der Reifenachse zu verbessern.
• Andererseits können aufgrund des kürzlichen Fortschritts in Reifenmeßtechniken, wie schematisch in Fig. 9 gezeigt, die Seitenführungskraft, d.h. die laterale Kraft F, die in der lateralen Richtung Y eines Reifens erzeugt wird, wenn ein kleiner Rutschwinkel (α) in der Laufrichtung X des Reifens vorhanden ist, und das Selbstausrichtungsdrehmoment SAT, welches sich in Richtung des Rutschwinkels (α) um die vertikale Achse Z dreht, die durch das Zentrum eines Reifens verläuft, mit hoher Präzision gemessen werden.
• Derartige Meßergebnisse sind durch eine Kurve K in Fig. 10 gezeigt, indem das Selbstausrichtungsdrehmoment SAT auf der Abszissenachse und das laterale Drehmoment F auf der Ordinatenachse aufgetragen ist. In der Kurve K sind die Fälle, in denen der Rutschwinkel (α) 0 Grad, +0.1 Grad oder -0.1 Grad beträgt, durch Punkte gezeigt.
• Aus dieser Relation des Selbstausrichtungsdrehmoments SAT und der lateralen Kraft F kann die laterale Kraft F am Kreuzungspunkt K1 der Kurve K und der Ordinatenachse, das heißt, die laterale Kraft F, wenn das Selbstausrichtungsdrehmoment SAT nicht erzeugt wird, abgeleitet werden, und dies wird das Residuum CF genannt. Es ist das Ziel dieser Erfindung, einen Reifen zu schaffen, der einseitiges Driften des Autos verhindert, Geradlinigkeitsleistung verbessert und einen guten ästhetischen Eindruck macht.
• Die Erfinder haben herausgefunden, daß das Residuum CF die Reifencharakteristik ist, die das Ein-Seiten-Driften des Autos beeinflußt. Mit anderen Worten, ein Auto driftet zu einer Seite, wenn das Residuum CF in der Plus-Richtung, d.h. der rechten Richtung liegt. Somit können die Ein-Seiten-Driftcharakteristiken eines Autos durch die Richtung und die Größe des Residuums CF berechnet werden. Um das Ein-Seiten-Driften eines Autos zu verhindern, ist es erforderlich, das Residuum CF zu reduzieren.
• Das Residuum CF wird von der Expansion und Kontraktion des Gürtels in der Bodenkontaktzone erzeugt. Eine Scherbeanspruchung in einer Oberfläche wird im Kreuzlagengürtel eines Radialreifens durch die parallele Bewegung der Korde aufgrund von Expansion und Kontraktion erzeugt. Somit erzeugt das Laufflächengummi ein Lenkdrehmoment durch ein Scheren in der Oberfläche, das zusammen mit der Beanspruchung der Gürtellage in der äußersten Schicht des Gürtels erzeugt wird. Es wird in Betracht gezogen, daß die laterale Kraft F durch dieses Lenkdrehmoment erzeugt wird. So wurde herausgefunden, daß das Residuum CF durch den Gürtel verursacht wird und von der Kordquantität des Gürtels und der Neigung der Gürtelkorde abhängt.
• Die Kordquantität ist definiert als N x S, was das Produkt aus der Gesamtschnittfläche des einen Gürtelkords S (mm²) und der Anzahl der Gürtelkorde N darstellt, die in 10 cm in der rechtwinkligen Richtung der Gürtelkorde vorhanden sind. Die Steifigkeit des Gürtels kann reduziert werden, indem die Kordguantität N x S reduziert oder der Neigungswinkel der Korde zur Richtung des Reifenäquators vergrößert wird. Dies reduziert den Ringeffekt des Reifens und das Residuum CF, wodurch das Ein-Seiten-Driften eines Autos gesteuert wird.
• Andererseits kann eine derartige Reduzierung der Steifigkeit des Gürtels die Fahrkomfortleistung gleichzeitig verbessern, was einen für ein Auto geforderten grundsätzlichen Gesichtspunkt darstellt.
• Zusätzliche Experimente wurden durchgeführt zur Reduzierung des Residuums CF in einer Lauffläche mit einer relativ geringen Gürtelsteifigkeit. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, daß gute Ergebnisse erhalten werden könnten durch Reduzieren der Neigung der lateralen Nuten, welche die Umfangsnuten des Laufflächenprofils kreuzen, das heißt, die lateralen Nuten nahe in die Richtung der Reifenachse positioniert werden. Jedoch schafft ein derartiges Laufflächenprofil Kunden gegenüber kein ausreichend kraftvolles Image, es mangelt ihm an ästhetischem Sinn und es neigt dazu, die Marktfähigkeit des Produkts zu verringern.
• In einem anderen Ansatz wurde herausgefunden, daß durch Reduzieren der Gürtelkordquantität und Vergrößern des Neigungswinkels zur Richtung des Reifenäquators der Ringeffekt reduziert wird und die Seitenführungskraft besonders auf das Kurvenfahren hin abnimmt, wobei somit die Lenkstabilität behindert wird.
• Es ist daher ein primäres Ziel der Erfindung, einen Radialluftreifen zu schaffen, der Ein-Seiten-Driften eines Autos beim Fahren verhindert, die Geradeausfahrleistung verbessert und die Verschlechterung von Lenkstabilität reduziert.
• Nach dem wie oben beschriebenen Aspekt kann durch Einstellen des Neigungswinkels der lateralen Nuten zur Richtung der Reifenachse auf einen kleinen Winkel das Residuum CF in einem Reifen reduziert werden. Um den Produktreiz und die Marktfähigkeit eines Reifens zu erhöhen, muß ein Laufflächenprofil dem ästhetischen Sinn von Kunden zusagen. Jedoch wird ein Profil von sich in eine Richtung der Reifenachse erstreckenden lateralen Nuten oft so betrachtet, als mangle es ihm an Leistungsfähigkeit. Um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, sollte daher die Neigung größer sein, jedoch wird eine größere Neigung von einem Anstieg des Residuums CF begleitet. Daher ist es erforderlich, diese gegensätzlichen Anforderungen zu erfüllen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein mit einem Gürtel versehener Radialreifen ein Paar von Wulstkernen, die jeweils im jeweiligen Wulstteil angeordnet sind, eine Karkasse, die um die Wulstkerne herum umgeschlagen ist, einen Stahlgürtel, der radial außerhalb der Karkasse und innerhalb eines Laufflächenteils angeordnet ist, und wenigstens zwei Umfangsnuten in dem Laufflächenteil, worin das Laufflächenteil mit drei Umfangsdemarkationslinien versehen ist, um vier gleich breite axiale Abschnitte zu definieren, die jeweils ein Paar von rechten und linken axial inneren Abschnitten, einen auf jeder Seite des Reifenäquators, und ein Paar von rechten und linken axial äußeren Abschnitten axial außerhalb der rechten und linken inneren Abschnitten darstellen, wobei der Laufflächenteil dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens entweder die als Paar vorliegenden inneren Abschnitte oder die als Paar vorliegenden äußeren Abschnitte jeweils mit lateralen V-förmigen Nuten versehen sind, die in die gleiche Umfangsrichtung zeigen, jede laterale V-förmige Nut einen axial äußeren geraden Teil und einen axial inneren geraden Teil umfaßt, die unter im wesentlichen den gleichen Winkeln, jedoch in entgegengesetzte Richtungen bezüglich der axialen Richtung geneigt sind, um eine V-förmige Konfiguration zu bilden, die Differenz zwischen den Winkeln nicht mehr als 5 Grad beträgt und der Gürtel zwei Lagen paralleler Stahlkorde umfaßt, die unter nicht weniger als 21 Grad zum Reifenäquator gelegt sind, und jede Lage eine Kordquantität von weniger als 15 aufweist, wobei die Kordguantität als die Summe der Querschnittsflächen (mm²) der Stahlkorde pro 10 cm Lagenbreite in einer rechtwinkligen Richtung zu den Stahlkorden definiert ist.
• Ausführungsformen der Erfindung werden ausführlich nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht ist, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt;
• Fig. 2 eine Draufsicht ist, die das Profil für Fig. 1 zeigt;
• Fig. 3 bis 6 Draufsichten sind, die andere Profile zeigen;
• Fig. 7 eine Schnittansicht einer Gürtellage ist;
• Fig. 8 eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel eines Gürtelkords zeigt;
• Fig. 9 eine perspektivische Ansicht ist, die das Residuum CF erläutert;
• Fig. 10 dessen Diagramm darstellt.
• Nach den Fig. 1 und 2 umfaßt ein Radialluftreifen 1 der ersten Erfindung eine Karkasse 6, die sich von einem Laufflächenteil 2 durch einen Seitenwandteil 3 zu einem Wulstteil 4 erstreckt und um einen Wulstkern 5 in jedem Wulst gewickelt ist, wobei ein Gürtel 7 radial außerhalb der Karkasse 6 und innerhalb des Laufflächenteils 2 angeordnet ist.
• Der Gürtel 7 umfaßt Gürtel lagen 7A und 7B aus zwei Innen- und Außenschichten, deren Korde in wechselseitig umgekehrten Richtungen unter einem Neigungswinkel β von 21 Grad oder mehr zum Reifenäquator Co geneigt sind. Die äußersten Gürtellagenkorde der äußeren Gürtellage 7A in der Ausführungsform sind in die rechte obere Richtung zum Reifenäquator CO wie in Fig. 2 gezeigt geneigt. Für Gürtelkorde 7a, wie zum Beispiel in Fig. 8 gezeigt, können verdrehte Stahlfilamente 7b verwendet werden, und zwar in einem Verhältnis 2 + 7 x 0.22, 1 x 5 x 0.23 oder 1 x 4 x 0.22.
• Die Kordquantität NS, die das Produkt aus der Gesamtschnittfläche S (mm²) des einen Kords, das heißt die Summe der Schnittflächen der Filamente 7b des Kords und der Anzahl von Korden N in einer Entfernung 1 von 10 cm in Fig. 7 darstellt, beträgt 15.0 oder weniger. Dadurch wird die Steifigkeit des Gürtels 7 reduziert und die Fahrkomfortleistung im Reifen verbessert.
• In Fig. 2 ist der Laufflächenteil 2 in der Richtung der Reifenachse in einen linken Innenbereich CL und einen rechten Innenbereich CR an beiden Seiten des Reifenäquators CO, einen linken Außenbereich SL und einen rechten Außenbereich SR unterteilt, die sich zu den Kanten des Laufflächenteils erstrecken.
• Äußere laterale Nuten Gs mit einem äußeren Nutteil g1 mit einem Neigungswinkel (Θ1) von 45 Grad oder weniger zur axialen Richtung des Reifens und einem inneren Nutteil g2, der umgekehrt zum äußeren Nutteil g1 unter einem Winkel (Θ2) geneigt ist und eine V-Form mit dem äußeren Nutteil g1 bildet, sind in den rechten und linken Außenbereichen ausgebildet. Die Differenz der Neigungen (Θ1) und (Θ2) des äußeren Nutteils g1 und des inneren Nutteils g2, ( Θ1 - Θ2 ), ist auf 5 Grad oder weniger gesetzt.
• Somit sind die äußeren lateralen Nuten Gs im wesentlichen symmetrisch in der Richtung der Reifenachse und der Effekt des Residuums CF durch die Neigungen ist reduziert. Dies verbessert außerdem das Aussehen des Reifens. Zusätzlich sind in den rechten und linken Innenbereichen C innere laterale Nuten Gc vorgesehen, und zwar geneigt in die rechte untere Richtung unter einem Neigungswinkel (Θc) von 5 Grad oder weniger zur Richtung der Reifenachse.
• Falls der Neigungswinkel (Θ1, Θ2) der äußeren lateralen Nuten Gs 45 Grad übersteigt, neigt Profilgeräusch dazu, verursacht zu werden.
• Umfangsnuten G1 und G2 sind vorgesehen, die sich kontinuierlich in Richtung des Reifenäquators CO erstrecken, wobei der rechte und linke Innenbereich CL & CR und die Mittelposition zwischen dem Reifenäquator CO und der Kante des Laufflächenteils 2 getrennt und die rechten und linken Innenbereiche CL, CR und der rechte und linke Außenbereich SL, SR unterteilt werden. Die Umfangsnuten G (allgemein die Nuten G1, G2 genannt) können lineare Nuten oder Zickzack-Nuten sein.
• Umfangsabstände Ps und Pc, welche die Entfernungen zwischen aufeinanderfolgenden äußeren und inneren Nuten Gs und Gc in Richtung des Reifenäquators (CO) darstellen, sind beide auf 40 mm oder weniger, vorzugsweise 20 mm oder weniger gesetzt.
• Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, wo die innere Umfangsnut GC im Innenbereich C in einer V-Form ausgebildet ist.
• Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, wo die äußeren Nuten Gs in einer V-Form und eine Nut Gc2, die sich in die Richtung der Reifenachse erstreckt, und V-förmige Nuten Gc1 ebenfalls in den Innenbereichen CL, CR ausgebildet sind.
• Somit können geformte laterale Nuten lediglich in einem Innenbereich Gc oder lediglich in einem Außenbereich Gs oder in beiden ausgebildet sein.
• Somit zeigen die Fig. 2 bis 4 Ausführungsformen, wo die Hauptnuten G1 und G2 in den Teilen angeordnet sind, die den Innenbereich C und den Außenbereich S unterteilen, während in dem Fall, wo zwei Hauptnuten G1 und G2 eingesetzt werden, wie in Fig. 5 gezeigt, oder in dem Fall, daß vier oder mehr Nuten G2A und G2B vorgesehen sind, und zwar in regelmäßigen Intervallen eingesetzt wie in Fig. 6 gezeigt, in Betracht gezogen wird, daß der Innenbereich C und der Außenbereich S durch eine virtuelle Linie F auf der Rippe unterteilt werden. Wenigstens ein Ende der inneren Umfangsnuten Gc muß sich zu den Umfangs- oder Hauptnuten G öffnen.
• Als ein Arbeitsbeispiel wurde ein Prototypreifen mit einer Größe von 175/70R13 hergestellt und der Fahrkomfort und das Residuum CF gemessen. Für die Gürtelkorde wurden Stahlkorde von 1 x 4 x 0.22 verwendet. Der Gürtel wurde in zwei Lagen ausgebildet. Der Test wurde durchgeführt, indem die Reifen auf einer Felge 5J x l3 angebracht, der Innendruck auf 2.0 kg/cm² und die Last auf 300 kg eingestellt und eine Flachspurreifentestmaschine verwendet wurde, die durch die MTS Company, USA geliefert wurde, um das Residuum CF zu messen. Das Residuum CF ist durch einen Residuum-CF-Index gezeigt, wobei der Index des Vergleichsbeispiels auf 100 in Tabelle 1 gesetzt ist, etc.. Je kleiner das Residuum des Indexes ist, desto bevorzugter ist das Ergebnis. Hinsichtlich des Fahrkomforts wurde durch Anbringen des Reifens auf einem 2000cc-Personenkraftwagen ein Gefühlstest durch einen Fahrer durchgeführt, und eine Bewertung wurde ausgeführt, indem die Vergleichsbeispiele auf 100 Punkte gesetzt wurden. Höhere Punktzahlen zeigen besseren Fahrkomfort.
• Hinsichtlich der Erfindung wurde ein Prototyp eines Reifens, wie in Tabelle 1, Fig. 2 & Fig. 3 gezeigt, hergestellt. Die Resultate sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
• Somit kann die Erfindung das Ein-Seiten-Driften eines Autos verbessern, ohne die Lenkstabilität aufzugeben. Tabelle 1 Profil Gürtelcord Neigungswinkel Laterale Nut in V-Form Lage Innere laterale Nut Richtung Umfangsabstand Pc (mm) Außere laterale Nut Fahrkomfort Residuum-CF-Index Außenbereich rechte untere Innenbereich lateral rechte obere Ausf.:Ausführungsform CO. :Vergleichsbeispiel

Claims (8)

1. Ein mit einem Gürtel versehener Radialreifen mit einem Paar von Wulstkernen (5), die jeweils im jeweiligen Wulstteil (4) angeordnet sind, einer Karkasse (6), die um die Wulstkerne herum umgeschlagen ist, einem Stahlgürtel (7), der radial außerhalb der Karkasse und innerhalb eines Laufflächenteils (2) angeordnet ist, und wenigstens zwei Umfangsnuten in dem Laufflächenteil, worin der Laufflächenteil (2) mit drei Umfangsdemarkationslinien versehen ist, um vier gleich breite axiale Abschnitte (SR, CR, CL, SL) zu definieren, die jeweils ein Paar von rechten und linken axial inneren Abschnitten (CR, CL), einen auf jeder Seite des Reifenäquators, und ein Paar von rechten und linken axial äußeren Abschnitten (SR, SL) axial außerhalb der rechten und linken inneren Abschnitte darstellen, wobei der Laufflächenteil dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens entweder die als Paar vorliegenden inneren Abschnitte (CR und CL) oder die als Paar vorliegenden äußeren Abschnitte (SR und SL) jeweils mit lateralen V-förmigen Nuten (GC, GS) versehen sind, die in die gleiche Umfangsrichtung zeigen, jede laterale V-förmige Nut einen axial äußeren geraden Teil und einen axial inneren geraden Teil umfaßt, die unter im wesentlichen den gleichen Winkeln (Θ1, Θ2), jedoch in entgegengesetzte Richtungen bezüglich der axialen Richtung geneigt sind, um eine V-förmige Konfiguration zu bilden, die Differenz zwischen den Winkeln (Θ1, Θ2) nicht mehr als 5 Grad beträgt und der Gürtel zwei Lagen (7A, 7B) paralleler Stahlkorde (7a) umfaßt, die unter nicht weniger als 21 Grad zum Reifenäquator gelegt sind, und jede Lage eine Kordquantität von weniger als 15 aufweist, wobei die Kordquantität als die Summe der Querschnittsflächen (mm²) der Stahlkorde (7a) Pro 10 cm Lagenbreite in einer rechtwinkligen Richtung zu den Stahlkorden definiert ist.

2. Ein Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lateralen V-förmigen Nuten in lediglich den zwei äußeren Abschnitten (SR und SL) vorgesehen sind.

3. Ein Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lateralen V-förmigen Nuten in lediglich den zwei inneren Abschnitten (CR und CL) vorgesehen sind.

4. Ein Reifen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibenden inneren oder äußeren Abschnitte mit lateralen geraden Nuten versehen sind.

5. Ein Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lateralen V-förmigen Nuten in allen vier inneren und äußeren Abschnitten (CR, CL, SR, SL) vorgesehen sind.

6. Ein Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei inneren Abschnitte (CR, CL) mit lateralen geraden Nuten versehen sind.

7. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Umfangsnuten gerade Nuten sind, die auf den Umfangsdemarkationslinien angeordnet sind, und wenigstens ein Ende jeder lateralen V-förmigen Nut mit einer Umfangsnut verbunden ist.

8. Ein Reifen nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Umfangsnuten gerade Nuten sind, die nicht auf den Umfangsdemarkationslinien angeordnet sind, und jede laterale V-förmige Nut von einer Umfangsnut gekreuzt wird.