DE69818532T2

DE69818532T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE69818532T2
Application number: DE69818532T
Authority: DE
Inventors: Akio Kobe-shi Ikeda
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: US6112788A; EP0858915B1; EP0858915A1; DE69818532D1; JP3273742B2; JPH10226206A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen und im Besonderen den Laufstreifen.
Im Allgemeinen sind Luftreifen-Laufstreifen mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Längsrillen zum Zweck der Ableitung von Wasser in der Bodenkontaktfläche versehen.
Wenn die Rillenbreite vergrößert ist, steigt die Wasserableitung an und die Nässeleistung verbessert sich. In der Praxis ist es jedoch wegen vieler Einschränkungen schwierig, die Rillenbreite zu vergrößern.
Andererseits sind, um zu verhindern, dass der Rillengrund reißt, die Ecken zwischen Rillengrund und Seitenwänden gerundet, und somit haben Rillen im Allgemeinen einen U- oder V-förmigen Querschnitt.
Wenn die Rillenbreite am Rillengrund vergrößert ist, und sich die Querschnittsform einem Rechteck annähert, dann steigt die Querschnittsfläche an, und die Wasserableitung kann vergrößert werden. Jedoch kann sich die Spannung leicht an den Ecken konzentrieren, und die Haltbarkeit verschlechtert sich stark. In der Praxis werden gewöhnlich U- oder V-förmige Rillen verwendet.
Das Deutsche Patent DE 42 20 677 , dass dem Oberbegriff nach Anspruch 1 entspricht, offenbart einen Reifen, der eine breite Umfangsrille und eine große Anzahl Nebenhauptrillen aufweist, die jeweils leicht zur Reifenumfangsrichtung geneigt sind, welche parallele Erhebungen oder Rippen auf dem Grund der breiten Rillen aufweisen, die einen Krümmungsradius besitzen, der so gewählt ist, dass der Fluss des Kautschuks über die Reifenheizform kontrolliert ist, wenn das Laufstreifenprofil gebildet wird, um eine Riefung der Gürtelschicht zu verringern, und hierdurch die Gleichförmigkeit des Reifens zu verbessern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen, in welchem Längsrillen mit einer im Allgemeinen rechteckigen Querschnittsform versehen sind, um Wasserableitung und Nässeleistung zu verbessern, ohne den Widerstand gegen Reißen zu verschlechtern.
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung einen Luftreifen bereit, wie er in Anspruch 1 dargelegt ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen beschrieben.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail, lediglich beispielhaft, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine. Draufsicht auf einen Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die ein Beispiel des Laufstreifenprofils zeigt;
2 eine Querschnittsansicht einer Längsrille ist, die die grundlegende Gestaltung der Rillen zeigt;
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel der Rippen zeigt;
4 eine Querschnittsansicht durch ein herkömmliches Beispiel der Rippen ist;
5 und 6 Querschnittsansichten sind, die jeweils ein Beispiel der Rippen zeigen und
7 eine Querschnittsansicht ist, die die Rippen eines Referenzreifens zeigt, der in einem Vergleichstest verwendet wurde.
In den Zeichnungen ist der Reifen 1 ein Luftreifen für Personenkraftwagen.
Der Reifen 1 umfasst einen Laufstreifenabschnitt 2, ein Paar axial beabstandete Wulstabschnitte und ein Paar Seitenwandabschnitte, die sich zwischen den Laufstreifenkanten und den Wulstabschnitten erstrecken. Der Reifen ist verstärkt mit einem Wulstkern, der in jedem der Wulstabschnitte angeordnet ist, mit mindestens eine Karkassenlage, die sich zwischen den Wulstabschnitten erstreckt, und mit Gürtelkordlagen, die radial außerhalb der Karkasse und innerhalb eines Gummilaufstreifens angeordnet sind.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Laufstreifenabschnitt 2 mit einer Vielzahl von Längsrillen 3, die sich durchgehend in Umfangsrichtung erstrecken, und mit axialen Rillen 20 versehen.
Die axialen Rillen 20 erstrecken sich von einer axialen Position nahe dem Reifenäquator C zu den Laufstreifenkanten E, während sie eine sanfte Kurve beschreiben.
In dieser Ausführungsform sind die Längsrillen 3 eine gerade Rille, und zwei solcher Rillen 3 sind auf jeder Seite des Reifenäquators C angeordnet.
In einem Meridianschnitt des Reifens weisen die Seitenwände 5 jeder Längsrille 3 einen Neigungswinkel θ von nicht mehr als 15 Grad in Bezug zu einer Normalen N auf, die am Schnittpunkt der Linie der Laufstreifenoberfläche und der Linie der Rillenseitenwand zur Laufstreifenoberfläche 2 gezogen ist. Entsprechend ist die Querschnittsform der Rille 3 im Allgemeinen rechteckig, wie es in 2 gezeigt ist.
Um das Entfernen des Reifens von der Heizform zu ermöglichen, und um dem Festsetzen von Steinen entgegenzuwirken, ist der Neigungswinkel θ auf mehr als 0 Grad, aber vorzugsweise auf weniger als etwa 10 Grad festgelegt, und die Neigungsrichtungen sind so, dass die Rillenbreite vom Reifen radial nach außen ansteigt.
Die Längsrillen 3 weisen eine Rillenbreite von 5 bis 20 mm (in diesem Beispiel etwa 12 mm) an der Laufstreifenoberfläche und eine Rillentiefe von 6 bis 15 mm (in diesem Beispiel etwa 8 mm) auf.
Die Ecken 6 zwischen den Rillenseitenwänden 5 und dem Rillengrund 4 sind durch einen Kreisbogen 7 gerundet, dessen Radius R1 nicht mehr als 2 mm beträgt.
Wenn der Radius R1 mehr als 2 mm beträgt, nimmt die Querschnittsfläche der Längsrille 3 ab, und die Wasserableitungsleistung nimmt ab.
Im Allgemeinen neigt dadurch, dass der Eckradius R1 im Bereich von weniger als 2 mm festgelegt ist, die Spannung dazu, sich auf die Ecken 6 zu konzentrieren, und es können leicht Risse entstehen, obwohl die Ecken 6 gerundet sind.
Um dies zu vermeiden, ist in der vorliegenden Erfindung der Rillengrund 4 mit einer welligen Gestalt gebildet. Um solch eine wellige Gestalt zu bil den, sind die Längsrillen 3 im Rillengrund 4 mit einer Vielzahl kleiner Rippen 10 versehen.
Die Anzahl der Rippen 10 in jeder Rille 3 ist im Bereich von 2 bis 10, stärker bevorzugt 5 bis 8, festgelegt.
Die kleinen Rippen 10 in jeder Rille 3 erstrecken sich parallel zu einander entlang der Länge der Rille 3.
Für die bestmögliche Verhinderung einer Spannungskonzentration an den Ecken 6 ist es bevorzugt, dass die Rippen 10 sich durchgehend in der Umfangsrichtung erstrecken.
Die Rippen 10 weisen eine Höhe H von 0,5 bis 1,0 mm auf, gemessen vom tiefsten Punkt 9 des Rillengrunds 4.
Die Breiten W der Rippen 10 sind im Bereich von 1,0 bis 1,5 mm festgelegt.
Wenn die Höhe H mehr als 1,0 mm beträgt, steigt die Wärmebildung im Laufstreifengummi an, was die Haltbarkeit bei Hochgeschwindigkeit verringert.
Wenn die Breiten W mehr als 1,5 mm betragen, konzentriert sich die Spannung an den Ecken, und es können leicht Risse entstehen.
Wenn die Höhe H weniger als 0,5 mm und/oder die Breiten W weniger als 1,0 mm betragen, wird es schwierig, die Spannung zu verteilen, und auch schwierig, eine Heizform zur Produktion des Reifenlaufstreifens herzustellen.
Wenn die Anzahl der Rippen 10 mehr als 10 beträgt, wird die Größe der Rippen zu klein, und es wird schwierig, die Spannung zu verteilen, und auch schwierig, eine Heizform herzustellen.
Die Rippen 10 bilden abwechselnd Stege 10A und Täler 10B.
Im Beispiel von 3 weisen die Stege 10A und Täler 10B halbkreisförmige Querschnitte 12A und 12B auf. Die halbkreisförmigen Querschnitte 12A und 12B haben im Wesentlichen den gleichen einzelnen Radius. Die konvexen Halbkreise 12A und die konkaven Halbkreise 12B sind in den Punkten V als Wendepunkte verbunden. Die Breite W der Rippe 10 ist in diesem Fall zwischen den Wendepunkten V definiert. Zusätzlich zum Halbkreis kann eine sinusförmige Kurve, eine elliptische Kurve oder dergleichen verwendet werden.
In 3 sind die maximalen Tiefen, gemessen an beiden Seiten jeder Rippe 10, gleich. Deshalb ist diese Tiefe gleich der Tiefe des tiefsten Punktes 9 der Längsrille 3. Mit anderen Worten, es sind alle Täler gleich tief.
4 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Beispiel, worin die tiefsten Punkte 9 nur in den äußersten Tälern liegen.
5 zeigt noch ein anderes Beispiel, worin die tiefsten Punkte 9 in den Tälern zwischen den Rippen 10 liegen.
6 zeigt ein anderes Beispiel der Rippen 10. In diesem Beispiel bilden die Rippen 10 zusammen eher eine Gestalt wie eine rechteckige Welle als eine sinuswellenförmige Gestalt in den letzteren Beispielen. Die Rippen 10 weisen senkrechte Seitenwände auf, die sich über den größeren Teil der Höhe erstrecken. In diesem Fall ist die Breite W der Rippe zwischen den Seitenwänden (B) definiert.
In Hinsicht auf die Breite der Rippe ist, wenn nicht die oben erwähnten zwei Fälle zutreffen, die Breite W definiert als die Maximalbreite, die an der radial äußeren Seite von einem der tiefsten Punkte der beiden Täler neben der Rippe, der nicht tiefer als der andere ist, gemessen wird.
Deshalb sind die Rillengründe 4 durch die kleinen Rippen gewellt, ohne dass scharfe oder abgewinkelte Ecken gebildet sind. Als ein Ergebnis wird die Spannung wirksam verteilt und die Rillengründe sind gegen Rissbildung geschützt.
Vergleichstests

Es wurden versuchsweise Testreifen, die den folgenden gleichen Aufbau und das gleiche Laufstreifenprofil aus 1, außer den kleinen Rippen, aufweisen, hergestellt und auf die Haltbarkeit untersucht. Beim Haltbarkeitstest wurde die Versuchsfahrstrecke vorgegeben und auf einer Innenraum-Trommeltestvorrichtung ausgeführt, und der Rillengrund wurde untersucht.

Karkasse:	Zwei Lagen 1100d Nylon Korde um den Wulstkern hochgeschlagen
Kordwinkel:	90 Grad zum Reifenäquator
Kordanzahl:	48/5 cm
Gürtel:	Eine Lage spiralförmig gewickelter 1100d Nylon-Korde
Kordanzahl:	49/5 cm
Reifengröße:	225/50ZR16 (Personenkraftwagenreifen)
Felgengröße:	16X7JJ (Standardfelge)
Innendruck:	2,0 kgf/cm²
Reifenbelastung:	737 kgf
Fahrgeschwindigkeit:	80 km/h
Fahrstrecke:	50000 km (ausgehend von der üblichen Strecke von 30000 km erhöht)

Tabelle

Claims

Luftreifen, der einen Laufstreifenabschnitt (2) umfasst, der mit einer Vielzahl von Längsrillen versehen ist, die sich jeweils durchgehend in der Umfangsrichtung des Reifens erstrecken, und die einen Grund (4) und ein Paar Seitenwände (5), welche Ecken (6) dazwischen definieren, aufweisen, wobei die Neigungswinkel θ der Seitenwände im Bereich von nicht mehr als 15 Grad in Bezug zur Richtung der Normalen (N) zur Linie der Laufstreifenoberfläche liegen und die Ecken (6) gerundet sind; wobei der Grund (4) mit einer Vielzahl von Rippen (10) versehen ist, die sich in der Längsrichtung der Rillen im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, so dass der Grund (4) eine wellige Gestalt ohne winklige Ecken aufweist und wobei äußerste Täler zwischen den Seitenwänden (5) und den Rippen (10) und Zwischentäler zwischen den Rippen (10) definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundungen der Ecken (6) einen Kreisbogen umfassen, dessen Radius nicht mehr als 2 mm beträgt, und dadurch, dass die Zwischentäler tiefer als die äußersten Täler sind; die Höhen (H) der Rippen (10), gemessen vom tiefsten Punkt (9) der Längsrille, im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm liegen.
Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breiten (W) der Rippen (10) im Bereich von 1,0 bis 1,5 mm festgelegt sind.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es fünf bis acht Rippen in jeder Rille gibt.
Luftreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (5) in einem Winkel θ von mehr als 0 Grad geneigt sind, so dass die Rillenbreite radial nach außen ansteigt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wellige Gestalt aus abwechselnden konvexen Kurven und konkaven Kurven besteht.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wellige Gestalt eine Folge von Halbkreisen ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wellige Gestalt aus gekrümmten Teilen und flachen Teilen besteht, wobei die flachen Teile an beiden Seiten der Rippen angeordnet sind, und parallel zur radialen Richtung des Reifens sind.