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Dokumentenidentifikation DE69719474T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0849101
Titel Radialer lkw-Reifen
Anmelder Sumitomo Rubber Industries Ltd., Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Miyazaki, Tatauya, Akashi-shi, Hyogo-ken, JP
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69719474
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.12.1997
EP-Aktenzeichen 973102742
EP-Offenlegungsdatum 24.06.1998
EP date of grant 05.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse B60C 11/11
IPC-Nebenklasse B60C 11/13   

Beschreibung[de]

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.

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.

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.

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.

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.

Gemäß der Erfindung wird ein Schwerlastreifen mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen geschaffen.

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.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen in Verbindung mit den Figuren der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Reifens nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Teil-Abwicklung der Reifenfläche und zeigt ein Ausführungsbeispiel des Laufstreifen-Profils;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Laufstreifen-Stollen;

Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht des Stollens, die eine Ecke desselben zeigt;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die die Abschrägung desselben zeigt;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Abschrägung;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Stollens mit winkligen Ecken;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Standes der Technik;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, welche die dort vorhandene Abschrägung zeigt; und

Fig. 10 ist eine Schnittansicht, welche die Abschrägung bei einem Testreifen zeigt.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

So bildet die Abschrägung 9 insgesamt ein geknicktes gleichschenkeliges Dreieck.

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.

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.

Aufgrund der vorstehend erklärten Winkeländerung werden die Abmessungen des abgetrennten Kautschuks, d. h. die Größe und Form der Abschrägung 9, wie folgt definiert.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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

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.

Felgengröße: 8,25 · 24,5, Reifenlast: 2 800 kg,

Aufpumpdruck: 7,5 kgf/cm²

3) Nässe-Verhaltens-Test

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

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.

Es wurde bestätigt, dass die Reifen des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels im Gesamtverhalten im Vergleich mit den Vergleichsreifen verbesserte Eigenschaften zeigten.

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


Anspruch[de]

1. Schwerlast-Radialreifen mit einem Laufstreifenabschnitt (15), der mit Stollen (2) versehen ist, die spitzwinklige Ecken (B) zwischen einem Paar Kantenlinien (3A und 3B) aufweisen, wobei die spitzwinkligen Ecken (B) mit einer nach unten gerichteten Abschrägung (9) versehen sind, die von der radialen Außenseite des Reifens zu seiner Innenseite steiler wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Abschrägung (9) sich schrittweise ändert und die Abschrägung (9) eine radial äußere sanfte Abschrägung (9A) mit einem Winkel α1 von 30 bis 70 Grad zur Radialrichtung und eine radial innere steile Abschrägung (9B) mit einem Winkel αmin von 10 bis 30 Grad zur Radialrichtung umfasst.

2. Schwerlast-Radialreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Abschrägung (9) 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, beträgt.







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