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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reifenpaar aus einem
vorderen und hinteren radialen Luftreifen, und insbesondere auf ein
Reifenpaar aus einem vorderen und hinteren radialen Luftreifen, das
infolge einer klaren Trennung der Funktion jedes Reifens eine verbesserte
Lenkstabilität hat.
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Im Zuge des Fortschritts bei der Leistungsfähigkeit von Fahrzeugen
wurden kürzlich Fahrzeuge entwickelt, die mit einer Geschwindigkeit von
über 300 km/h fahren. Daher wird von radialen Luftreifen, die bei einem
solchen Fahrzeug verwendet werden, dringend gefordert, daß sie nicht nur
eine gute Hochgeschwindigkeits-Haltbarkeit, sondern auch eine gute
Lenkstabilität einschlieblich eines guten Kurvenverhaltens haben.
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Zu diesem Zweck wird versucht, die Funktionen des vorderen und des
hinteren Reifens zu trennen, wozu die Breite des vorderen Reifens relativ
klein gemacht wird, und die Breite des hinteren Reifens grob gemacht wird,
so daß ein verbessertes Reaktionsvermögen des vorderen Reifens, und eine
verbesserte Strabengriffigkeit des hinteren Reifens erhalten werden. Durch
eine solche technische Entwicklung wird die Lenkstabilität bis zu einem
gewissen Grade verbessert.
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Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von
Superhochleistungsreifen, insbesondere an die Lenkstabilität, sind jedoch grenzenlos,
und sie nehmen zu der gegenwärtigen Zeit sogar noch zu. Folglich ist es
unmöglich, die Lenkstabilität des Reifens nur dadurch, daß die
Reifenhreite des vorderen und hinteren Reifens verschieden gemacht wird,
während bei dem vorderen und dem hinteren Reifen im wesentlichen die
gleiche Verstärkungsstruktur wie bei der obigen herkömmlichen Technik
beibehalten wird, so weit zu verbessern, daß die obigen Anforderungen in
genügender leise erfüllt werden.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Reifenpaar aus einem
vorderen und hinteren radialen Luftreifen zu verwirklichen, das infolge einer
stärkeren Trennung der Funktionen des vorderen und hinteren Reifens eine
beträchtlich verbesserte Lenkstabilität hat, und zwar insbesondere ein
Reifenpaar aus einem vorderen und hinteren Reifen, das infolge des
vorderen Reifens ein verbessertes Reaktionsvermögen, und infolge des hinteren
Reifens eine verbesserte Straßengriffigkeit hat, ohne die
Hochgeschwindigkeits-Haltbarkeit des Reifens zu opfern.
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Gemäß der Erfindung hat insbesondere die Steifigkeit des Reifens in
der in der Breitenrichtung mittleren Zone der Lauffläche einen großen
Einfluß auf das Reaktionsvermögen des vorderen Reifens und die
Straßengriffigkeit des hinteren Reifens. Daher basiert die Erfindung auf
der Erkenntnis, daß die Steifigkeit des Reifens in einer solchen mittleren
Zone wie erwartet leicht eingestellt werden kann durch alleinige Änderung
der Struktur des bekannten Hilfsgürtels, der auf der äußeren peripheren
Seite des Gürtels angeordnet ist, um die Hochgeschwindigkeits-Haltbarkeit
des Reifens sicherzustellen.
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Gemäß der Erfindung wird ein Reifenpaar aus einem vorderen und
hinteren radialen Luftreifen von verschiedener Größe, insbesondere
verschiedener Reifenbreite, verwirklicht, mit jeweils einer Karkasse von
radialer Struktur, die sich toroidförmig zwischen zwei Wulstringen
erstreckt einem Gürtel, der auf der äußeren peripheren Seite des
Kronenbereichs der Karkasse angeordnet ist und eine Vielzahl von Gürtelschichten
aufweist, von denen jede undehnbare Cordfäden enthält, die unter einem
relativ kleinen Cordfadenwinkel bezüglich der Äquatorebene des Reifens
angeordnet sind, und einem Hilfsgürtel, der auf der äußeren peripheren
Seite des Gürtels angeordnet ist und aus mindestens einer
Verstärkungsschicht besteht, die Cordfäden aus organischer Faser enthält,
die im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels
bei dem vorderen Reifen in einem Bereich, der der in der Breitenrichtung
mittleren Zone des Gürtels entspricht, größer gemacht wird als die
Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels des hinteren Reifens in einem Bereich,
der der in der Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels entspricht.
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Der hier verwendete Ausdruck "Bereich, der der in der
Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels entspricht" bedeutet im allgemeinen, daß
die Bereiche, die den beiden Seitenbereichen des Gürtels in der
Breitenrichtung entsprechen, ausgeschlossen sind, aber diese Bedeutung gilt nicht
so streng. Das heißt, dieser Ausdruck bedeutet einen Bereich des
Hilfsgürtels, der einer um die Mitte des Gürtels herum gelegenen Zone entspricht.
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Weiterhin bedeutet der hier verwendete Ausdruck "Umfangssteifigkeit"
eine Summe von Festigkeiten von Cordfäden pro Breiteneinheit (z.B. pro
Breite von 1 cm). Daher kann die Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels durch
Auswählen des Materials des Cordfadens, der Dicke des Cordfadens, der
Verdrillstruktur des Cordfadens, der Fadendichte der Cordfäden, und
dergleichen in geeigneter Weise geändert werden.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reifenpaars wird
dann, wenn der Hilfsgürtel durch spiralförmiges Aufwickeln eines
bandförmigen, gummigetränkten Verstärkungsstreifens, der eine Vielzahl von
Cordfäden aus organischer Faser enthält, gebildet wird, der überlappende
Betrag des als Hilfsgürtel des vorderen Reifens spiralförmig
aufzuwickelnden Streifens in einem Bereich, der der in der ßreitenrichtung
mittleren Zone des Gürtels entspricht, größer gemacht als der überlappende
Betrag des als Hilfsgürtel des hinteren Reifens aufzuwickelnden Streifens
in einem Bereich, der der in der Breitenrichtung mittleren Zone des
Gürtels entspricht.
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In dem letzteren Fall schließt der überlappende Betrag des Streifens
bei dem hinteren Reifen den Wert Null ein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Reifenpaar sollte bei dem vorderen Reifen
die Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels in dem Bereich, der der in der
Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels entspricht, vorzugsweise 1,5-
3,0 mal so groß gemacht werden wie bei dem hinteren Reifen. Auf diese
Weise kann bei dem vorderen Reifen die Steifigkeit des Reifens als Ganzes,
einschließlich der Lauffläche und des Gürtels, in der in der
Breitenrichtung mittleren Zone des Reifens im Vergleich zu dem hinteren Reifen
genügend erhöht werden, wodurch das Reaktionsvermögen des vorderen Reifens
erhöht werden kann, und insbesondere das Kurvenverhalten in vorteilhafter
Weise verbessert werden kann.
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Andererseits wird die Steifigkeit bei dem hinteren Reifen in dem
Bereich, der der in der Breitenrichtung mittleren Zone entspricht, kleiner
gemacht als bei dem vorderen Reifen, so daß der Bodenkontakt verbessert
wird und folglich die Straßengriffigkeit wirksam verbessert wird.
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Bei der Erfindung sind daher die Funktionen des vorderen Reifens und
die Funktionen des hinteren Reifens klarer getrennt, wodurch die
Lenkstabilität des Reifens und folglich des Fahrzeugs, unabhängig von
einer trockenen oder einer nassen Straßenoberfläche, wesentlich verbessert
wird.
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Selbst wenn der Hilfsgürtel des Reifens durch spiralförmiges
Aufwickeln des bandförmigen, gummigetränkten Verstärkungsstreifens gebildet
wird, kann infolge der Tatsache, daß bei dem vorderen Reifen der
überlappende Betrag des Streifens in dem Bereich, der der mittleren Zone des
Gürtels entspricht, größer ist als bei dem hinteren Reifen, die gesamte
Steifigkeit des Reifens, einschließlich der Lauffläche und des Gürtels,
bei dem vorderen Reifen in der in der Breitenrichtung mittleren Zone im
Vergleich zu dem hinteren Reifen genügend erhöht werden, während die
Steifigkeit des hinteren Reifens in dem Bereich, der der in der
Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels entspricht, kleiner gemacht wird als
bei dem vorderen Reifen, wodurch die Funktionen des vorderen und hinteren
Reifens genügend getrennt werden können, um die Lenkstabilität ähnlich wie
in dem obigen Fall wesentlich zu verbessern.
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Die Erfindung wird nun nur mittels eines Beispiels weiter
beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird,
die Folgendes darstellen:
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Die Figuren 1a und 1b sind schematische Schnittansichten von
Kronenbereichen eines Reifenpaars aus einem vorderen und hinteren Reifen gemäß
einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
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Die Figuren 2a und 2b sind schematische Schnittansichten von
Kronenbereichen eines Reifenpaars aus einem vorderen und hinteren Reifen gemäß
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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In der Figur 1 ist ein Schnitt eines Kronenbereichs gemäß einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reifenpaars schematisch
wiedergegeben, wobei in der Figur 1a ein vorderer Reifen F, und in der
Figur 1h ein hinterer Reifen R dargestellt ist.
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Bei beiden Reifen erstreckt sich eine radiale Karkasse 1, die aus
mindestens einer Karkassenlage besteht, die Karkassenlagen-Cordfäden
enthält, die unter einem Cordfadenwinkel von im wesentlichen 90º bezüglich
der Äquatorebene X-X des Reifens angeordnet sind, toroidförmig zwischen
zwei Wulstringen (nicht wiedergegeben), während ein aus zwei
Gürtelschichten 2a und 2b bestehender Gürtel auf der äußeren peripheren Seite des
Kronenbereichs der radialen Karkasse 1 angeordnet ist. Jede dieser
Gürtelschichten 2a und 2b enthält undehnbare Cordfäden, beispielsweise aus
Stahl oder dergleichen, die unter einem relativ kleinen Cordfadenwinkel
bezüglich der Äquatorebene X-X des Reifens angeordnet sind, wobei die
Cordfäden dieser Schichten sich überkreuzen. Weiterhin ist ein Hilfsgürtel
4, der aus mindestens einer Verstärkungsschicht besteht, die Cordfäden aus
organischer Faser, wie beispielsweise Nylonfaser oder dergleichen enthält,
die im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene X-X angeordnet sind, auf
der äußeren peripheren Seite des Gürtels 2 angeordnet, wobei der Gürtel 2
über seine volle Breite bedeckt wird, und außerdem ist ein Lauffläche 5
auf der äußeren peripheren Seite des Hilfsgürtels 4 angeordnet.
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Bei dem vorderen Reifen der Figur 1a weist der Hilfsgürtel 4 auf:
eine innere und äußere Verstärkungsschicht 6, 7, die sich über die volle
Breite des Gürtels 2 erstrecken, und zwei Verstärkungsschichtabschnitt-
Paare 8, 9, von denen jedes auf der äußeren Verstärkungsschicht 7 bei
einer Position angeordnet ist, die jedem Seitenrandbereich des Gürtels 2
entspricht und sich ein wenig über den Seitenrand des Gürtels zu einer
Seite eines Seitenwandbereichs hin erstreckt.
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Bei dem hinteren Reifen der Figur 1h weist der Hilfsgürtel 4 auf:
eine Verstärkungsschicht 10, die sich über die volle Breite des Gürtels 2
erstreckt, eine Zwischenverstärkungsschicht 11, die auf der äußeren
peripheren Seite der Verstärkungsschicht 10 angeordnet ist, wobei bei
einer Position, die einer in der Breitenrichtung mittleren Zone des
Gürtels entspricht ein Bereich aus der Schicht 11 ausgeschnitten ist, und
zwei Verstärkungsschichtabschnitt-Paare 12, 13, von denen jedes auf der
Zwischenverstärkungsschicht 11 in einem Gebiet angeordnet ist, das jeder
Seitenrandzone des Gürtels ? entspricht und sich ein wenig über den
Seitenrand des Gürtels zu einer Seite eines Seitenwandbereichs hin
erstreckt.
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Bei dem Reifenpaar der Figur 1 ist daher die Umfangssteifigkeit des
Hilfsgürtels 4 bei dem vorderen Reifen F in einem Bereich, der der in der
Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels 2 entspricht, um einen der
Verstärkungsschicht 7 entsprechenden Anteil größer als die
Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels 4 hei dem hinteren Reifen in einem Bereich, der der
mittleren Zone des Gürtels 2 entspricht. Wenn beispielsweise die
Umfangssteifigkeit des vorderen Reifens F gleich 100 ist, ist die
Umfangssteifigkeit des hinteren Reifens R gleich 50
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Ohwohl der Unterschied in der Umfangssteifigkeit zwischen dem
vorderen Reifen F und dem hinteren Reifen R bei der obigen Ausführungsform
durch die verschiedene Anzahl von Verstärkungsschichten erzeugt wird, die
in dem Bereich angeordnet sind, der der in der Breitenrichtung mittleren
Zone des Gürtels entspricht, kann ein solcher Unterschied in der
Umfangssteifigkeit natürlich durch ein verschiedenes Material und/oder eine
verschiedene Dicke der die Verstärkungsschicht bildenden Cordfäden, oder
durch eine verschiedene Verdrillstruktur des Cordfadens oder eine
verschiedene Fadendichte der Cordfäden in der Verstärkungsschicht erhalten
werden. Außerdem ist bei dem hinteren Reifen die Umfangssteifigkeit des
Hilfsgürtels in dem Gebiet, das der Seitenrandzone des Gürtels entspricht,
vorzugsweise größer bei dem vorderen Reifen, und hei dem vorderen und dem
hinteren Reifen die Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels in dem Gebiet, das
der Seitenrandzone des Gürtels entspricht, vorzugsweise größer als in dem
Bereich, der der mittleren Zone des Gürtels entspricht.
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Bei der obigen Ausführungsform des Reifenpaars wird die Steifigkeit
des vorderen Reifens F in dem Bereich, der der in der Breitenrichtung
mittleren Zone des Gürtels entspricht, relativ hoch, während die
Steifigkeit des hinteren Reifens R in dem Bereich, der der mittleren Zone des
Gürtels entspricht, relativ niedrig wird, so daß das Kurvenverhalten des
vorderen Reifens F und die Straßengriffigkeit des hinteren Reifens R
wirksam verbessert werden, wodurch die Lenkstahilität wesentlich erhöht
wird.
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In der Figur 2 ist ein Schnitt eines Kronenbereichs gemäß einer
zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reifenpaars schematisch
wiedergegeben, wobei in der Figur 2a ein vorderer Reifen F, und in der
Figur 2b ein hinterer Reifen R dargestellt ist. In diesem Fall wird der
Hilfsgürtel 4 durch spiralförmiges Aufwickeln eines handförmigen,
gummigetränkten Verstärkungsstreifens 21, der eine Vielzahl von Cordfäden aus
organischer Faser, wie Nylonfaser oder dergleichen enthält, auf der
äußeren peripheren Seite des Gürtels 2 gebildet, wobei der überlappende
Betrag des Streifens 21 hei dem vorderen Reifen F und dem hinteren Reifen
R verschieden ist.
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Wenn bei dem vorderen Reifen F der Figur 2a der bandförmige
Verstärkungsstreifen 21, der eine gewisse Breite W hat, durch Einbetten
einer Vielzahl von sich parallel zueinander oder wellenförmig in der
Umfangsrichtung erstreckenden Cordfäden aus organischer Faser in Gummi
gummiartiges Elastomer oder dergleichen gebildet wird und auf der äußeren
peripheren Seite des Gürtels 2 spiralförmig aufgewickelt wird, wird der
bandförmige Verstärkungsstreifen 21 in einem Gebiet, das jeder
Seitenrandzone des Gürtels 2 entspricht, mit einer Breite üherlappt, die 2/3 der
Streifenbreite W entspricht, während der handförmige Streifen 21 in einem
Bereich, der der in der Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels 2
entspricht, mit einer Breite üherlappt wird, die der Hälfte der
Streifenhreite W entspricht. Andererseits ist bei dem hinteren Reifen R
der Figur 2b der überlappende Betrag des Verstärkungsstreifens 21 in dem
Gebiet, das jeder Seitenrandzone des Gürtels 2 entspricht, wie bei dem
vorderen Reifen F gleich 2/3 der Streifenhreite W, während in dem Bereich,
der der in der Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels 2 entspricht,
die Seitenränder des Verstärkungsstreifens 21 einander berühren, wodurch
der überlappende Betrag Null wird.
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Bei der zweiten Ausführungsform des Reifenpaars ist der überlappende
Betrag des Streifens in dem Bereich, der der in der Breitenrichtung
mittleren Zone des Gürtels 2 entspricht, bei dem vorderen Reifen F und dem
hinteren Reifen R verschieden, und folglich ist die Dichte der in dem
Hilfsgürtel in einem solchen Bereich angeordneten Cordfäden verschieden,
so daß wie bei dem Reifenpaar der Figur 1 hei dem vorderen Reifen F die
Umfangssteifigkeit des Hilfsgürtels 4 in dem Bereich, der der in der
Breitenrichtung mittleren Zone des Gürtels entspricht, höher ist als bei
dem hinteren Reifen R.
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Auch bei der zweiten Ausführungsform sind daher das Kurvenverhalten
des vorderen Reifens F und die Straßengriffigkeit des hinteren Reifens R
wirksam verbessert, wodurch die Lenkstahilität auf trockenen und nassen
Straßen wesentlich verbessert werden kann.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist hei dem hinteren Reifen der
überlappende Betrag des Hilfsgürtels in dem Gebiet, das der Seitenrandzone
des Gürtels entspricht, vorzugsweise größer als hei dem vorderen Reifen,
und bei dem vorderen und hinteren Reifen ist der überlappende Betrag des
Hilfsgürtels in dem Gebiet, das der Seitenrandzone des Gürtels entspricht,
vorzugsweise größer als der überlappende Betrag in dem Gebiet, das der
mittleren Zone des Gürtels entspricht.
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Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung
wiedergegeben und stellen keine Begrenzung der Erfindung dar.
BEISPIEL 1
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Bei dem in der Figur 1 wiedergegebenen, erfindungsgemäßen Reifenpaar
und einem herkömmlichen Reifenpaar wurde ein Vergleichstest bezüglich der
Lenkstabilität auf trockenen und nassen Straßen und des Fahrkomforts
gemacht.
Zu testende Reifengröße
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Vorderer Reifen: 225/45 ZR17
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Hinterer Reifen: 255/40 ZR17
Erfindungsgemäßes Reifenpaar
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Bei dem vorderen und hinteren Reifen bestand die Karkasse aus zwei
Karkassenlagen, von denen jede Reyon-Cordfäden von 1650d/2 enthielt,
während der Gürtel aus zwei Gürtelschichten bestand, die Stahl-Cordfäden
enthielten, wobei die Stahl-Cordfäden dieser Gürtelschichten sich unter
einem Cordfadenwinkel von 25º bezüglich der Äquatorehene des Reifens
üherkreuzten. Weiterhin hatte der Hilfsgürtel bei dem vorderen Reifen die
in der Figur 1a wiedergegebene Struktur, während der Hilfsgürtel des
hinteren Reifens die in der Figur 1h wiedergegebene Struktur hatte. In
diesem Fall enthielt jede der Verstärkungsschichten, die den Hilfsgürtel
bildeten, als Cordfäden aus organischer Faser Nylon-Cordfäden von 1260d/2
mit einer Fadendichte von 8 Cordfäden pro 1 cm.
Herkömmliches Reifenpaar
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Der vordere und hintere Reifen hatten die gleiche Struktur wie das
erfindungsgemäße Reifenpaar, außer daß der Hilfsgürtel bei dem vorderen
und hinteren Reifen die in der Figur 1h wiedergegebene Struktur hatte.
Testmethode
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Jedes der obigen Reifenpaare wurde tatsächlich auf einem Fahrzeug
angebracht und hei einem Innendruck von 2,5 kp/cm² unter einer zulässigen
Nutzlast von 70 kp gefahren.
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Die Lenkstabilität auf trockenen und nassen Straßen wurde mittels
einer Gefühlsbewertung bestimmt, wenn der Reifen auf einer trockenen
Straßenoberfläche, und auf einer nassen Straßenoberfläche mit einer
Wassertiefe von 2 mm in einem Übergangsgebiet von gerader Fahrt auf
Kurvenfahrt und in einem Grenzgehiet gefahren wurde.
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Der Fahrkomfort wurde mittels einer Gefühlshewertung bestimmt, wenn
der Reifen auf verschiedenen Straßenoberflächen einer Betonplattenstraße,
eines Tagesstollens, einer Kopfsteinpflasterstraße und dergleichen
gefahren wurde.
Testergebnisse
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Jedes Testergehnis ist in der folgenden Tabelle 1 durch einen
Indexwert wiedergegehen.
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Je größer der Indexwert ist, desto besser ist das Ergebnis.
TABELLE 1
Herkömmliches Reifenpaar
Erfindungs-Reifenpaar
Lenkstabilität auf trockener Straße
Lenkstabilität auf nasser Straße
Fahrkomfort
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Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, kann hei dem
erfindungsgemäßen Reifenpaar die Lenkstahilität auf trockener und nasser
Straßenoherfläche wirksam verbessert werden, ohne den Fahrkomfort des
Fahrzeugs zu verschlechtern.
BEISPIEL 2
Erfindungsgemäßes Reifenpaar
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Die grundlegenden Verstärkungsstrukturen des vorderen und hinteren
Reifens waren die gleichen wie hei dem Beispiel 1, außer daß der
Hilfsgürtel durch spiral förmiges Aufwickeln eines handförmigen, gummigetränkten
Verstärkungsstreifens gebildet wurde, der 8 gerade Nylon-Cordfäden
(1260d/2) enthielt und eine Breite von 1 cm hatte, wobei der Streifen bei
dem vorderen Reifen so aufgewickelt wurde, wie dies in der Figur 2a
gezeigt ist, und der Streifen hei dem hinteren Reifen so aufgewickelt
wurde, wie dies in der Figur 2b gezeigt ist.
Herkömmliches Reifenpaar
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Es wurde das gleiche herkömmliche Reifenpaar wie hei dem Beispiel 1
verwendet.
Testmethode und Testergebnisse
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Wenn bei diesen Reifenpaaren die gleichen Tests wie bei dem Beispiel
1 gemacht wurden, wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie bei
dem Beispiel 1 für die Lenkstabilität auf trockener und nasser Straße und
den Fahrkomfort erhalten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Reifenpaar war die Lenkstabilität genügend
verbessert, ohne den Fahrkomfort des Fahrzeugs zu opfern.
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Wie oben erwähnt wurde, wird gemäß der Erfindung bei dem vorderen
Reifen aufgrund eines guten Reaktionsvermögens ein ausgezeichnetes
Kurvenverhalten, und bei dem hinteren Reifen aufgrund eines guten Bodenkontakts
eine ausgezeichnete Straßengriffigkeit erhalten, wodurch eine
ausgezeichnete Lenkstabilität auf trockenen und nassen Straßenoherflächen entwickelt
werden kann, ohne den Fahrkomfort des Fahrzeugs zu verschlechtern.