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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, insbesondere einen
Schwerlast-Radialreifen mit einem verbesserten Laufstreifenabschnitt, der
Beständigkeit gegen ungleichen Verschleiß und Stollen-Abriss sowie
verbessertes Nässe-Verhalten aufweist.
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Bei Schwerlast-Radialreifen, z. B. Lastwagen/Omnibus-Reifen, von denen
hohe Zugkraftübertragung erwartet wird, sind weithin relativ große
Polygonal-Laufstreifenstollen in Gebrauch. Bei einem solchen Reifen sind zur
Verbesserung des Laufgeräuschs und des Nässe-Verhaltens die Umfangs-
wie auch die Axialnuten üblicherweise schräg gestellt. Dadurch ergibt
sich, dass an den Laufstreifen-Stollen notwendigerweise spitzwinklige
Ecken (b) ausgebildet werden, wie in Fig. 7 gezeigt. Diese spitzwinkligen
Ecken (b) verschleißen relativ leicht oder werden abgerissen, was ein
Ausgangspunkt für ungleichen Verschleiß wird.
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Die herkömmliche Weise, dieses Problem des ungleichen Verschleißes zu
lösen, besteht darin, die Ecke (b) durch eine einzige geneigte Abschrägung
(e) abzuschneiden, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt. Wenn jedoch das
abgeschnittene Kautschukvolumen groß ist, werden das Nässe-Verhalten, das
Aussehen des Reifens und das Erscheinungsbild des Laufstreifens
verschlechtert. Wenn andererseits das abgeschnittene Kautschukvolumen
klein ist, ist auch die Beständigkeit gegen ungleichen Verschleiß und
Stollenabriss gering. Es ist so nicht möglich, solche unvereinbaren
Erfordernisse zu befriedigen.
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In US-PS 5 109 903 wurde auch vorgeschlagen, eine Abschrägung in einer
gebogenen Form anzubringen, so dass zwischen der Oberfläche des Laufstreifenstollens
und der abgeschnittenen Fläche keine Grenzlinie besteht.
Es offenbart einen Reifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schwerlast-
Radialreifen zu schaffen, bei dem die Beständigkeit gegen ungleichen
Verschleiß und Stollen-Abriss, das Nässe-Verhalten und das Aussehen
oder das Laufstreifenprofil-Erscheinungsbild in gut ausgeglichener Weise
verbessert sind.
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Gemäß der Erfindung wird ein Schwerlastreifen mit den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen geschaffen.
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Vorzugsweise ist die Größe der Abschrägung 1 bis 10 mm, längs der einen
Kantenlinie (3A) gemessen, 1 bis 10 mm, längs der anderen Kantenlinie
(3B) gemessen, und 5 bis 13 mm, in Radialrichtung des Reifens gemessen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im
Einzelnen in Verbindung mit den Figuren der beigefügten Zeichnung
beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Reifens nach der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Teil-Abwicklung der Reifenfläche und zeigt ein
Ausführungsbeispiel des Laufstreifen-Profils;
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Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Laufstreifen-Stollen;
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Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht des Stollens, die eine Ecke
desselben zeigt;
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Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die die Abschrägung desselben zeigt;
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Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer
Abschrägung;
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Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Stollens mit winkligen
Ecken;
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Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Standes der
Technik;
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Fig. 9 ist eine Schnittansicht, welche die dort vorhandene Abschrägung
zeigt; und
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Fig. 10 ist eine Schnittansicht, welche die Abschrägung bei einem
Testreifen zeigt.
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Nach Fig. 1 umfasst ein Schwerlast-Radialreifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Laufstreifen-Abschnitt 15, ein Paar
Seitenwand-Abschnitte 16, ein Paar Wulstabschnitte 17, die jeweils einen Wulstkern 19
enthalten, eine sich zwischen den Wulstabschnitten 17 erstreckende
Karkasse 20, und einen radial außerhalb der Karkasse im
Laufstreifen-Abschnitt 15 angeordneten Gürtel 21.
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Die Karkasse 20 umfasst mindestens eine radiale oder semiradiale Lage
aus Stahlkorden oder organischen Faserkorden, z. B. aus Polyester,
aromatischem Polyamid, Reyon, Nylon oder dergleichen, die mit einem Winkel
von 70 bis 90 Grad bezüglich des Reifenäquators C angeordnet und
jeweils
um die Wulstkerne 19 von deren axialer Innenseite zur Außenseite
des Reifens umgeschlagen sind.
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Der Gürtel 21 umfasst zwei bis vier Lagen einschließlich mindestens
zweier gekürzter Lagen, von denen jede aus organischen Faserkorden, z.
B. aus Nylon, Polyester, Reyon, aromatischem Polyamid oder dergleichen,
oder aus Stahlkorden besteht, die mit einem vorgegebenen Schrägwinkel
bezüglich des Reifenäquators C gelegt sind. Bei diesem
Ausführungsbeispiel sind vier Gürtellagen 21A, 21B, 21C und 21D vorgesehen und die
Kordneigungsrichtung ist zwischen den Gürtellagen 21B und 21C
reversiert.
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Der Laufstreifenabschnitt 15 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, mit Umfangsreihen
12 aus Stollen 2 versehen, die durch Umfangsnuten 23, 24, und 25, und
durch Axialnuten 26 unterteilt sind, und jeder Stollen 2 hat spitzwinklige
Ecken (B). Durch diese Laufstreifen-Nuten 23-26 ist das so genannte
Stollen-Laufstreifenprofil gebildet, das jedoch nur ein Ausführungsbeispiel
eines Laufstreifen-Profils ist. Es ist auch möglich, eine andere
Laufstreifenprofil-Ausführungsart zu benutzen, beispielsweise mit einer
Kombination aus Stollenreihen und sich kontinuierlich in Umfangsrichtung
erstreckenden Rippen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine nach unten gerichtete
Abschrägung 9 an den spitzwinkligen Ecken (B) ausgebildet, die zur radial
inneren Seite des Reifens steiler verläuft. Vorzugsweise werden alle an den
Umfangsnuten anliegenden spitzwinkligen Ecken (B) mit einer nach unten
gerichteten Abschrägung 9 versehen. Es ist jedoch möglich, dass einige
der Ecken (B) nicht mit einer solchen nach unten gerichteten
Abschrägung versehen werden. Es ist auch möglich, alle in dem Laufsteifen vorhandenen
spitzwinkligen Ecken mit einer solchen nach unten gerichteten
Abschrägung zu versehen.
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Bei dem Beispiel der Fig. 2 ist ein Paar sich fortlaufend in der
Reifen-Umfangsrichtung erstreckende Hauptnuten 23, jeweils eine an jeder Seite des
Reifenäquators angeordnet. Ein Paar sich fortlaufend in der
Reifen-Umfangsrichtung erstreckende enge Nuten 24 ist, jeweils eine, zwischen dem
Reifenäquator C und den Hauptnuten 23, angeordnet. Ein Paar sich
fortlaufend in der Reifen-Umfangsrichtung erstreckende enge Nuten 25
ist, jeweils eine, zwischen der Laufstreifenkante E und den Hauptnuten 23
angeordnet, und Axialnuten 26 sind vorgesehen, die sich von den engen
Nuten 24 zu den Laufstreifenkanten E erstrecken.
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Deshalb wird eine erste Reihe 12M aus Stollen 2A zwischen der jeweiligen
engen Nut 24 und der dazu benachbarten Hauptnut 23, eine zweite Reihe
12N aus Stollen 2B zwischen der jeweiligen engen Nut 25 und der
benachbarten Hauptnut 23, eine dritte Reihe 12L aus Stollen 2C zwischen
der jeweiligen engen Nut 25 und der benachbarten Laufstreifenkante E
und eine sich fortlaufend in der Reifen-Umfangsrichtung entlang des
Reifenäquators C erstreckende Rippe 31 zwischen den beiden engen
Nuten 24 gebildet.
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Die Rippe 31 ist mit Lamellenschnitten 27 versehen, die sich von den axial
inneren Enden der Axialnuten 26 zum Reifenäquator C erstrecken und in
Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, und mit Lamellenschnitten
29, die sich am Reifenäquator C zwischen in Umfangsrichtung
benachbarten Lamellenschnitten 27 erstrecken, um, wie in Fig. 2 gezeigt,
zickzackförmige Lamellenschnitte 30 zu bilden.
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Die Hauptnut 23 ist zwischen den Kreuzungspunkten mit den Axialnuten
26 zickzackförmig ausgebildet, und die Segmente zwischen den jeweiligen
Axialnuten 26 verlaufen geradlinig und in einer Richtung geneigt. Weiter
verlaufen die Axialnuten 26 in dem Bereich zwischen den engen Nuten 24
und 25 im Wesentlichen geradlinig und in einer Richtung geneigt. Weiter
verlaufen die Axialnuten 26 in dem Bereich zwischen der engen Nut 25
und der Laufstreifenkante E geradlinig und in einer anderen als der oben
genannten Richtung geneigt. Dadurch bekommen die Stollen 2A, 2B und
2C jeweils eine Trapezform. Die Trapezform der Stollen 2A verläuft
umgekehrt wie die der Stollen 2B.
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So ist jeder Stollen an jeder Seite in der Umfangsrichtung mit einer
spitzwinkligen Ecke (B) versehen, die, wie in Fig. 3 gezeigt, zwischen einer sich
in Umfangsrichtung erstreckenden Kantenlinie 3A und einer sich axial
erstreckenden Kantenlinie 3B bestimmt ist.
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In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Stollen 2A und 2B jeweils
an allen spitzwinkligen Ecken (B) mit der nach unten gerichteten
Abschrägung 10 versehen, während die Stollen 2C an der spitzwinkligen
Ecke an der inneren Seite der Axialrichtung mit der nach unten
gerichteten Abschrägung 10 versehen sind. Die der Laufstreifenkanten
benachbarten spitzwinkligen Ecken sind nicht mit einer nach unten gerichteten
Abschrägung versehen.
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Fig. 4 und Fig. 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
nach unten gerichteten Abschrägung 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die nach unten gerichtete Abschrägung eine Doppel-Abschrägung,
zusammengesetzt aus einen radial äußeren sanften Abschrägung 9A und
einer radial inneren, steilen. Abschrägung 9B. Die äußere Abschrägung 9A
ist ein ebenes Trapez, und die innere Abschrägung ist ein ebenes Dreieck.
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So bildet die Abschrägung 9 insgesamt ein geknicktes gleichschenkeliges
Dreieck.
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Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Abschrägung 9. In
diesem Beispiel ist die Abschrägung 9 eine Dreifach-Abschrägung, die sich
zusammensetzt aus der radial äußeren, trapezförmigen sanften
Abschrägung 9A, der radial inneren steilen Abschrägung 9B und einer dazwischen
liegenden trapezförmigen mittleren Abschrägung 9C.
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Bei den Abschrägungen 9, deren Winkel sich schrittförmig ändert, weist
die radial innere Abschrägung 9B vorzugsweise einen Abschrägungswinkel
αmin im Bereich von 10 bis 30 Grad auf. Die radial äußere Abschrägung
9A weist einen Abschrägungswinkel α 1 im Bereich von 30 bis 70 Grad auf.
Im Falle einer Doppel-Abschrägung liegt der Winkel α1 vorzugsweise im
Bereich von 30 bis 50 Grad. Im Falle einer Dreifach-Abschrägung liegt der
Winkel α1 vorzugsweise im Bereich von 50 bis 70 Grad, und die mittlere
Abschrägung 9C hat einen Abschrägungswinkel α2 im Bereich von 30 bis
50 Grad.
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Aufgrund der vorstehend erklärten Winkeländerung werden die
Abmessungen des abgetrennten Kautschuks, d. h. die Größe und Form der
Abschrägung 9, wie folgt definiert.
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Zunächst werden vorweg ein Punkt (A) und Abstände La, Lb und Lc, die
sich auf die Abschrägungsform beziehen, definiert. Der Punkt (A) ist ein
Überschneidungspunkt der drei Kantenlinien 3A, 3B und 5 des Stollens 2.
Der Abstand La liegt zwischen dem Punkt (A) und einem
Überschneidungspunkt der Linie 3A mit der oberen Kante 7 der Abschrägung 9. Der
Abstand Lb liegt zwischen dem Punkt (A) und dem Überschneidungspunkt
der Linie 3B mit der oberen Kante 7 der Abschrägung 9. Der Abstand Lc
ist der Radialabstand zwischen dem Punkt (A) und dem radial innersten
Ende der Abschrägung 9.
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Mit anderen Worten: Der Abstand Lc ist die radiale Erstreckung der
Abschrägung 9. Der Abstand La ist der Abstand zwischen dem radial
innersten Ende der Abschrägung 9 und dem Überschneidungspunkt der
Kantenlinie 3A mit der oberen Kante 7, wobei dieser Abstand auf die
Laufstreifenfläche projiziert ist. Der Abstand Lb ist der Abstand zwischen
dem radial innersten Ende der Abschrägung 9 und dem
Überschneidungspunkt der Kantenlinie 3B mit der oberen Kante 7, wobei dieser
Abstand auf die Laufstreifenfläche projiziert ist.
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Die Abstände La und Lb werden bevorzugt in den Bereich von 1 bis
10 mm, mehr bevorzugt von 3 bis 6 mm gesetzt. Falls die Abstände unter
1 mm liegen, wird es schwierig, die erforderliche Beständigkeit gegen
ungleichen Verschleiß und Abriss zu erhalten. Falls die Abstände La und Lb
größer als 10 mm werden, neigt nicht nur das Nässe-Verhalten zur
Verschlechterung, sondern das Laufstreifenprofil erhält auch ein unschönes
Erscheinungsbild. Aus dem gleichen Grunde wird der Abstand La
vorzugsweise in den Bereich vom 0,05- bis zum 0,15-fachen der
Stollenkantenlänge LA gesetzt, und der Abstand Lb vorzugsweise in den Bereich vom
0,10- bis zum 0,30-fachender Stollenkantenlänge LB.
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Der Abstand Lc wird vorzugsweise in den Bereich vom 0,25- bis zum 0,50-
fachen der Stollenhöhe LD und in den Bereich von 5 bis 13 mm gesetzt.
Falls Lc kleiner als 5 mm oder das Verhältnis Lc/LD kleiner als 0,25 ist,
wird es schwierig; die erforderliche Beständigkeit gegen ungleichen
Verschleiß und Abriss zu erhalten. Falls Lc größer als 13 mm wird oder
Lc/LD über 0,50 steigt, neigt nicht nur das Nässe-Verhalten zur Verschlechterung,
sondern das Laufstreifenprofil erhält auch ein unschönes
Erscheinungsbild.
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Die vorher genannten Abschrägungswinkel α, α1, α2, αmin der
Abschrägungen 9 werden bestimmt als der Winkel zwischen einer
Tangentialen an die Abschrägung 9 und einer Senkrechten L, wobei diese beiden
Linien in einer senkrechten Ebene F liegen, die mit der Abschrägung 9 in
einer horizontalen Ebene einen rechten Winkel bildet.
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Falls der Winkel α kleiner als der vorher erwähnte Bereich ist, neigt die
Beständigkeit gegen ungleichen Verschleiß und Abriss dazu, abzunehmen.
Falls der Winkel α über dem vorher erwähnten Bereich liegt,
verschlechtert sich diese Beständigkeit, und das Erscheinungsbild des
Laufstreifenprofils verschlechtert sich.
Vergleichsversuche
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Testreifen der Größe 285/75R24,5 mit dem gleichen Innenaufbau, wie er
in Fig. 1 gezeigt ist, und dem Laufstreifenprofil nach Fig. 2 wurden
hergestellt und getestet. Die Karkasse war aus einer einzigen
Stahlkord-Radiallage (3/0,20 + 7/0,23) zusammengesetzt, und der Gürtel bestand aus vier
Stahlkord-Lagen (1 · 3/0,20 + 6/0,35). Die anderen Spezifikationen und die
Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
1) Laufstreifenprofil-Erscheinungsbild-Test
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Das Laufstreifenprofil-Erscheinungsbild wurde nach fünf Rangstufen
bewertet (je größer die Zahl, umso besser) auf Grund des Gefühls, ob die
spitzwinkligen Ecken als scharf oder stumpf anzusehen sind.
2) Beständigkeitstest ungleicher Verschleiß
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Ein an den Hinterrädern mit Testreifen versehener 2-D·D-Lastwagen
wurde an trockenen befestigten Straßen 100 000 km gefahren. Dann wurde
der Durchschnitt des maximalen Verschleißes der Stollen 2A und 2B
abgeleitet und wie folgt bewertet.
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Felgengröße: 8,25 · 24,5, Reifenlast: 2 800 kg,
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Aufpumpdruck: 7,5 kgf/cm²
3) Nässe-Verhaltens-Test
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Die Zeit, die zum Absolvieren einer vorgegebenen Rundenzahl an einem
bewässerten Rundkurs mit Basaltpflasterung nötig war, wurde gemessen
und in fünf Rängen bewertet (je größer der Rang, desto besser).
4) Abriss-Beständigkeits-Test
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Nach dem vorhergehenden Test 3) wurden die Stollen geprüft, ob Stollen
abgerissen waren oder nicht, und die Größe des abgerissenen Kautschuks
wurde bewertet und die Zahl der abgerissenen Ecken wie folgt gezählt.
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Es wurde bestätigt, dass die Reifen des erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels im Gesamtverhalten im Vergleich mit den Vergleichsreifen
verbesserte Eigenschaften zeigten.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann bei Schwerlast-Radialreifen
gemäß der vorliegenden Erfindung die Beständigkeit gegen ungleichen
Verschleiß und Abriss, das Nässe-Verhalten und das Erscheinungsbild
des Laufstreifen-Profils in gut ausgeglichener Weise verbessert werden.
Tabelle 1