DE69300248T2 - Luftreifen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen insbesondere einen schlauchlosen Radialreifen für Passagierfahrzeuge, deren nominelle Reifenbreite in der Reifengrößenbezeichnung in dem Bereich von 135 bis 275 Millimetern liegt.
• Im allgemeinen werden schlauchlose Radialfreien, die auf Schrägschulterfelgen bzw. abgeschrägten Felgen anzubringen sind, im weitem Maß für Personenwagen verwendet.
• Es ist gut bekannt, daß der Kontakt zwischen dem Reifen und der Felge ein sehr wichtiger Faktor mit Bezug auf die Luftdichtigkeit dazwischen ist.
• Jedoch war der tatsächliche Berührungszustand der Wulstteile eines Reifens mit dem Flansch und dem Wulstsitz der Felge bis zu dem Aufkommen der Röntgenstrahl-CT-Scanner nicht bekannt.
• Auf der anderen Seite ist Schlupf zwischen einem Reifen und der Felge in der Umfangsrichtung des Reifens oft beobachtet worden, wenn ein Personenfahrzeug einen schnellen Start, ein plötzliches Anhalten oder dergleichen durchgeführt hat. Derartiger Schlupf ist mit den jüngsten Anstiegen bezüglich der Motorleistung und dem Abrollen mit höherer Geschwindigkeit gebräuchlicher geworden.
• Um derartigen Schlupf zu vermeiden, ist das Profil der Wulstteile eines Reifens derart entworfen worden, daß das Profil der regulären Felge für den Reifen partiell von dem Wulstprofil des nicht angebrachten bzw. aufgezogenen Reifens überlappt wird, und der überlappte Teil dazu angeordnet ist, in jenem Teil zu liegen, der dem radial äußeren Randteil des Felgenflansches entspricht. Demgemäß wird der Kontaktdruck in dem überlappten Teil erhöht.
• Durch dieses Verfahren wurde Schlupf verhindert und die Luftdichtigkeit ging nicht verloren. Jedoch nahmen RRO (radiales Auslaufen) und FV (Kraftvariation) zu.
• Daher führten, unter Verwendung eines Röntgenstrahl-CT-Scanners, um die Reifen-an-Felgen-Passung zu überprüfen, die Erfinder eine Studie des Effektes von Passen bzw. Sitz auf RRO und FV durch und als eine Folge wurde, wie in Figur 3 gezeigt, es entdeckt, daß, obwohl die Wulstbodenseite (b) die Felge (c) luftdicht berührt, eine Lücke (g) zwischen der Seitenfläche (f) des Wulstteils (a) und der axial inneren Oberfläche des Felgenflansches (e) gebildet wurde, und als eine Folge der Reifen bezüglich seiner Position und seines Profils gestört war, was ein erhöhtes RRO und FV zur Folge hatte.
• Ein Reifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der DE-A-36 16 199 bekannt.
• Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen zu schaffen, in welchem der Kontakt der Wulstteile mit seiner regulären Felge verbessert ist.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt ein Luftreifen ein Paar axial beabstandeter Wulstteile, jedes mit einem definierten Wulstprofil, ein Laufflächenteil mit axialen Rändern, und ein Paar von Seitenwandteilen, die sich von den Laufflächenrändern zu den Wulstteilen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Querschnitt, der die Reifenachse umfaßt, das Wulstprofil von jedem Wulstteil aus einer gekrümmten Linie in dem Bereich einer Ortskurve bzw. des Ortes von
• y = f(x) + 1
• und einer Ortskurve von
• y = f(x) - 1
• hergestellt ist, wenn der x-Wert von -15,29 bis 0,523 (mm) variiert wird, worin
• f(x) = 3,789 + 2,4273x + 0,73024x² +0,12736x³ + 0,012774x&sup4; + 6,659X10&supmin;&sup4;x&sup5; + 1,36X10&supmin;&sup5;x&sup6;
• wobei x der relative radiale Abstand in Millimetern gemessen von einem Referenzpunkt ist, welcher der Ursprung der x-Achse und der y-Achse von Koordinaten ist und auf den Wulstfersenpunkt gesetzt ist, wobei die Richtung des Anstiegs des x-Wertes radial einwärts des Reifens liegt und y der relative axiale Abstand in Millimetern basierend auf dem Referenzpunkt ist, wobei die Richtung des Anstiegs des y-Wertes axial einwärts des Reifens liegt.
• Demgemäß umfaßt das Wulstprofil ein Mittelteil (C-D) mit einer im wesentlichen geraden Linie parallel zu der radialen Richtung des Reifens, einen oberen Teil (A-C) mit einer konkav gekrümmten Linie, die sich radial auswärts und axial auswärts von dem radial äußeren Rand des Mittelteils erstreckt, einen Fersenteil (D-E) mit einer konvex gekrümmten Linie, die sich radial einwärts und axial einwärts von dem radial inneren Rand des Mittelteiles erstreckt, und einen Bodenteil (B-E) mit einer im wesentlichen geraden Linie, die sich axial einwärts von dem radial inneren Rand des Fersenteils mit einem Neigungswinkel von im wesentlichen 5º zu der axialen Reifenrichtung erstreckt.
• Der oben erwähnte Referenzpunkt, der Wulstfersenpunkt, ist der Schnittpunkt zwischen der geraden Wulstbodenlinie, welche mit 5º zu der axialen Reifenrichtung geneigt ist, und der geraden Wulstseitenlinie, welche parallel zu der radialen Reifenrichtung liegt.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
• Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Reifens der vorliegenden Erfindung ist, der den Reifen auf seiner regulären Felge aufgezogen zeigt;
• Fig. 2 eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht des Wulstteils ist, der das Wulstprofil erklärt;
• Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht ist, die das Problem einer Lücke zwischen dem Reifenwulst und der Felge zeigt; und
• Fig. 4 eine Querschnittsansicht ist, die das Wulstprofil gemäß der vorliegenden Erfindung und zum Vergleich das herkömmliche Wulstprofil zeigt.
• In Fig. 1 ist ein Luftreifen 1 der Erfindung ein Personenreifen von 205/65R15 metrischer Größe. Der Reifen 1 ist auf seiner regulären Felge 10 der Größe 61/2JJx15 aufgezogen und auf seinen regulären inneren Druck aufgepumpt. Hier ist die reguläre Felge die für den Reifen von zum Beispiel JATMA (Japan), TRA (USA), ETRTO (Europa) und dergleichen zugelassene Felge.
• Der Reifen 1 umfaßt einen Laufflächenteil 22, ein Paar axial beabstandeter Wulstteile 2 mit einem Wulstkern 26 in jedem, ein Paar von Seitenwandteilen 23, die sich radial einwärts von den Laufflächenrändern zu den Wulstteilen erstrecken, eine toroidale Karkasse 27, die sich zwischen den Wulstteilen 2 erstreckt, und einen Gürtel 29, der radial außerhalb der Karkasse und dem Laufflächenteil 22 angeordnet ist.
• Die Karkasse 27 umfaßt zumindest eine Lage von Korden, die radial bei einem Winkel von 60 bis 90 Grad mit Bezug auf den Reifenäquator C angeordnet sind, die sich zwischen den Wulstteilen 2 erstrecken und die um die Wulstkerne geschlagen sind, um einen radialen oder sogenannten semiradialen Aufbau zu ergeben.
• Für die Karkassenkorde werden organische Faserkorde zum Beispiel Nylon, Polyester, Rayon, aromatisches Polyamid oder dergleichen verwendet.
• Der Gürtel 29 umfaßt eine Vielzahl von Lagen von Korden, die so geneigt sind, daß die Korde von einer Lage die Korde der nächsten Lage kreuzen.
• Für die Gürtelkorde können Stahlkorde und organische Faserkorde, zum Beispiel Nylon, Polyester, Rayon, aromatisches Polyamid oder dergleichen verwendet werden.
• In diesem Ausführungsbeispiel ist, um die Wulststarrheit zu erhöhen, der Wulstteil 2 mit einer Verstärkungsschicht 31 vorgesehen, die um die Karkasse 27 geschlagen ist. Die Verstärkungsschicht 31 umfaßt Verstärkungskorde, die kreuzweise zu den Karkassenkorden gelegt sind. Für die Verstärkungskorde können Stahlkorde, starke organische Faserkorde, zum Beispiel aromatische Polyamidfaserkorde oder dergleichen verwendet werden.
• Es sei erwähnt, daß die reguläre oder zugelassen Felge für einen schlauchlosen Radialreifen für Personenwagen, deren nominelle Reifenbreite in der Reifengrößenbezeichnung in dem Bereich von 135 bis 275 Millimetern liegt, und eine Tiefbettfelge sein kann, welche eine zentrales Bett oder Eintiefung zum Reifenanbringen, ein Paar von axial beabstandeten Wulstsitzen für die Wulstteile 2, wovon jeder auf einer Seite der zentralen Vertiefung angeordnet ist, und ein Paar von Flanschen umfaßt, die sich radial auswärts von dem axial äußeren Rand von jedem Wulstsitz erstrecken. Die Wulstsitze sind mit fünf Grad in Richtung auf die Mitte abgeschrägt.
• Jedes der Wulstteile 2 ist mit einem Wulstprofil wie in Figur 2 gezeigt versehen.
• Das Wulstprofil umfaßt einen oberen Teil 14, der sich von einem Punkt A zu einem Punkt C erstreckt, einen Mittelteil 12, der sich von dem Punkt C zu einem Punkt D erstreckt, einen Fersenteil 13, der sich von dem Punkt D zu einem Punkt E erstreckt, einen Bodenteil 15, der sich von dem Punkt E zu einem Punkt B erstreckt und einen ausgedehnten Teil 11, der sich von dem Punkt B zum Wulstzeh erstreckt.
• Das Wulstprofil bei Punkten zwischen dem Punkt A und dem Punkt B wird durch den Ort bzw. die Ortskurve der spezifischen Gleichung (1) festgelegt (siehe oben). Als eine Folge wird in dem Querschnitt, der die Reifenachse einschließt, der Mittelteil 12 aus einer im wesentlichen geraden Linie gebildet, die parallel zu der radialen Richtung des Reifens liegt; der obere Teil 14 wird aus einer konkav gekrümmten Linie gebildet, die sich radial auswärts und axial auswärts von dem radial äußeren Rand des Mittelteils 12 erstreckt, gebildet; der Fersenteil 13 wird aus einer konvex gekrümmten Linie gebildet, die sich radial einwärts und axial einwärts von dem radial inneren Rand des Mittelteiles 12 erstreckt; und der Bodenteil 15 wird aus einer im wesentlichen geraden Linie gebildet, die sich axial einwärts von dem radial inneren Rand des Fersenteiles mit einem Neigungswinkel von fünf Grad zu der axialen Richtung des Reifens erstreckt.
• Das obere Teil 14 wird mit einem Bogen mit einem Krümmungsradius (r1) von 9,25 mm gebildet, und der Fersenteil 13 ist ein Bogen mit einem Krümmungsradius (r2) von 6,0 mm.
• Der ausgedehnte Teil 11 wird aus einer geraden Linie gebildet, die sich von dem Punkt B mit fünf Grad, dem gleichen Neigungswinkel wie der Bodenteil, erstreckt.
• Die oben erwähnte Gleichung (1) lautet
• y = f(x) Gleichung (1)
• worin
• f(x) = 3,789 + 2,4273x + 0,73024x² + 0,12736x³ + 0,012774x&sup4; + 6,659X10&supmin;&sup4;x&sup5; + 1,36X10&supmin;&sup5;x&sup6;
• worin x eine Variable ist, die den relativen radialen Abstand in Millimetern basierend auf dem Wulstfersenpunkt O als einem Referenzpunkt festlegt, wobei die Richtung des Anstiegs des x-Wertes jene radial einwärts des Reifens ist, und x von -15,29 bis 0,523 variiert wird, und y die resultierende Variable ist, die den relativen axialen Abstand in Millimetern basierend auf dem oben erwähnten Referenzpunkt festlegt, wobei die Richtung des Anstiegs des y-Wertes jene axial einwärts des Reifens ist. Der Wulstfersenpunkt ist der Schnittpunkt zwischen der geraden Wulstbodenlinie, die mit fünf Grad zu der axialen Reifenrichtung geneigt ist, und der geraden Wulstseitenlinie parallel zu der radialen Reifenrichtung.
• Der x-Wert wird von -15,29 bis 0,523 in der Gleichung (1) variiert, weil die x-Werte für den Punkt A und Punkt B auf -15,29 und 0,523 gesetzt sind, respektive.
• Es sei erwähnt, daß die x-Werte für den oben erwähnten Punkt C, Punkt D und Punkt E -8,75; -5,5; und 0,477 respektive lauten.
• Wie oben erklärt, basiert die Gleichung (1) auf dem Wulstfersenpunkt, bequemerweise, weil der Wulstfersenpunkt ein gut bekannter Referenzpunkt zum Bestimmen des Felgendurchmessers ist.
• Wenn der Referenzpunkt auf einen unterschiedlichen Punkt gesetzt wird, sollte die Gleichung (1) modifiziert werden.
• Zum Beispiel wird, wenn der Referenzpunkt auf plus (dy) Millimeter axial einwärts des Wulstfersenpunktes gesetzt wird, (y) durch (y + dy) ersetzt werden.
• Weiter wird, wenn der Referenzpunkt auf plus (dx) Millimeter radial einwärts von dem Wulstfersenpunkt gesetzt wird, (x) durch (x + dx) wie in Gleichung (2) gezeigt ausgetauscht werden,
• y + dy = f(x + dx) Gleichung (2)
• und der oben erwähnte Bereich von -15,29 bis 0,523 wird geändert, um von (-15,29 - dx) bis (0,523 - dx) zu liegen.
• Demgemäß
• (y + dy) = 3,789 + 2,4273 (x + dx) + 0,73024 (x + dx)² + 0,12736(x + dx) ³ + 0,012774 (x + dx)&sup4; + 6,659X10&supmin;&sup4;(x + dx)&sup5; + 1,36x10&supmin;&sup5;(x + dx)&sup6;
• Ein Beispielreifen der Größe 205/65R15 mit einem Wulstprofil, das durch die Gleichung (1) definiert ist, wurde experimentell hergestellt. Ein Referenzreifen mit einem Wulstprofil gemäß dem Stand der Technik wurde ebenfalls hergestellt. Diese Wulstprofile sind in Fig. 4 gezeigt. Die Testreifen hatten einen identischen Aufbau mit Ausnahme der Wulstprofile.
• Der Testreifen wurde auf einer regulären Felge von 61/2JJX15 aufgezogen und zu dem normalen Druck in den JATMA Standard aufgepumpt. Dann wurde, unter Verwendung eines Röntgenstrahl-CT-Scanners der Wulstteil auf irgendeine Lücke zwischen dem Wulst und der Felge untersucht. Die Resultate sind wie folgt Umfangsposition Lücke (mm) Durchschnitt
• Aus den Tests wurde es bestätigt, daß der Wulstteil mit dem Wulstprofil gemäß der Gleichung (1) an die reguläre Felge ohne irgendeine Lücke passt, was auch in einer Kombination eines Reifens einer anderen Größe und seiner regulären Felge bestätigt wurde.
• Es wurde weiter bestätigt, daß keine Lücke gebildet wird, wenn der y-Wert eine kleine Variation aufweist. Eine derartige Variation ist plus/minus ein Millimeter, bevorzugterweise plus/minus 0,5 Millimeter.
• Daher kann, unter Einschluß der zulässigen Variation die oben erwähnte Gleichung (1) modifiziert werden, wie folgt:
• y = f(x) + Variation Gleichung (3)
• In ähnlicher Weise kann die Gleichung (2) modifiziert werden wie folgt
• y + dy = f(x + dx) + Variation Gleichung (4)
• Hier ist die Variation plus/minus eins (± 1, das heißt, von -1 bis 1), bevorzugterweise ± 0,5.
• Wie oben erklärt, wird, indem den vorhergehenden Gleichungen (1) oder (2) durch das Wulstprofil genügt wird, der Reifenwulstteil auf die innere Oberfläche des Felgenflansches ohne irgendeine Lücke dazwischen passen.
• Weiter wird, indem den letzteren Gleichung (3) oder (4) durch das Wulstprofil genügt wird, die Anwendbarkeit der Erfindung weiter von dem JATMA Standard zu irgendeinem anderen Standard wie von TRA (USA), ETRTO (Europa) und dergleichen ausgedehnt. Auf jeden Fall wird die vorliegende Erfindung an einem schlauchlosen Radialreifen für Personenwagen angewendet, deren nominelle Reifenbreite in der Reifengrößenbezeichnung in dem Bereich von 135 bis 275 Millimetern liegt.

Claims (4)

1. Ein Luftreifen mit einem Paar axial beabstandeter Wulstteile (2), von denen jedes ein definiertes Wulstprofil aufweist, einem Laufflächenteil (22) mit axialen Rändern, und einem Paar von Seitenwandteilen (23), die sich von den Laufflächenrändern zu den Wulstteilen (2) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Querschnitt, der die Reifenachse einschließt, das Wulstprofil jedes Wulstteils (2) eine gekrümmte Linie in dem Bereich einer Ortskurve von

y= f(x) + 1

und einer Ortskurve von

y = f(x) - 1 ist,

wenn der x-Wert von -15,29 zu 0,523 variiert wird, worin

f(x) = 3,789 + 2,4273x + 0,73024x² + 0,12736x³ + 0,012774x&sup4; + 6,659X10&sup4;x&sup5; + 1,36X10&supmin;&sup5;x&sup6;,

wobei x der relative radiale Abstand in Millimetern gemessen von einem Referenzpunkt ist, welcher der Ursprung der x-Achse und der y-Achse der Koordinaten ist und auf den Wulstfersenpunkt (O) gesetzt ist, wobei die Richtung des Anstiegs des x-Wertes radial einwärts des Reifens liegt und y der relative axiale Abstand in Millimetern basierend auf dem Referenzpunkt (O) ist, wobei die Richtung des Anstiegs des y-Wertes axial einwärts des Reifens liegt.

2. Ein Luftreifen nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Wulstprofil in einem Bereich zwischen einer Ortskurve von

y = f(x) + 0,5

und einer Ortskurve von

y = f(x) - 0,5

liegt, wenn x von -15,29 bis 0,523 variiert wird.

3. Ein Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wulstprofil im wesentlichen das gleiche wie eine Ortskurve von

y = f(x) ist,

wenn x von -15,29 bis 0,523 variiert wird.

4. Ein Luftreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wulstprofil einen Mittelteil (12) umfaßt, der aus einer im wesentlichen geraden Linie parallel zu der radialen Richtung des Reifens gebildet ist, einen oberen Teil (14), der aus einer konkav gekrümmten Linie gebildet ist, die sich radial auswärts und axial auswärts von dem radial äußeren Rand (C) des Mittelteiles (12) erstreckt, einen Fersenteil (13), der aus einer konvex gekrümmten Linie gebildet ist, die sich radial einwärts und axial einwärts von dem radial inneren Rand (D) des Mittelteiles (12) erstreckt, und einen Bodenteil (15), der aus einer im wesentlichen geraden Linie gebildet ist, die sich axial einwärts von dem radial inneren Rand (E) des Fersenteils (13) mit einem Neigungswinkel von 5º zu der axialen Richtung des Reifens erstreckt, und jeder Wulstteil eine Bodenoberfläche (11) aufweist, die aus einer geraden Linie gebildet ist, die sich von dem axial inneren Rand (B) des Bodenteiles (15) zum Zeh des Wulstes mit dem selben Neigungswinkel wie der Bodenteil erstreckt.