DE69501282T2

DE69501282T2 - Reifen mit reduziertem Wulstgewicht

Info

Publication number: DE69501282T2
Application number: DE69501282T
Authority: DE
Inventors: Emery E Hodges
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: CA2139478C; EP0678404A1; JP3270273B2; JPH07285305A; DE69501282D1; EP0678404B1; ES2112573T3; KR100303104B1; CA2139478A1; US5526863A; BR9501600A; KR950031557A; HK1008737A1

Description

Diese Erfindung betrifft Radial-Luftreifen, die für leichte bis schwere Fahrzeuge benutzt werden, und mehr im einzelnen die Ausbildung der Zonen der unteren Seitenwand und des Wulstes, um die Wulstmasse und den Roliwiderstand zu veringern, ohne die lasttragende Fähigkeit zu beeinträchtigen.
Das fortgesetzte Interesse, das von den regierenden Körperschaften der meisten Länder der Einsparung der Treibstoffmenge gewidmet wird, die von Fahrzeugen verbraucht wird, hat zum Erfordernis geführt, die Fahrzeugmasse zu verringern. Dies gilt für alle Komponenten des Fahrzeuges, auch die Reifen. Fahrzeuge fahren jedoch schneller, tragen scherere Lasten und fahren mit höheren Geschwindigkeiten um Kurven als je zuvor. Auch wenn das Erfordernis zum Verringern der Reifenmasse überwiegend ist, verbleibt doch das Erfordernis, die selben oder höhere Lasten mit einem Reifen der selben Größe zu tragen. Ein anderes, wesentliches Erfordernis liegt vor, um dem Roliwiderstand von Reifen zu verringern. Der Roliwiderstand steht in unmittelbarer Zuordnung zum Treibstoffverbrauch, und der Rollwiderstand nimmt, allgemein gesagt, ab, wenn die Reifenmasse abnimmt. Das Problem ist es, daß bekanntlich eine Verringerung in der Reifenmasse im allgemeinen zur Verringerung in der Fähigkeit des Reifens führt, Lasten zu tragen.
Ein Teil des Reifens, der über die Jahre hinweg in der Masse zugenommen hat, sind die Reifenwülste. Die Wülste geben die Lasten von der Berührung des Reifens mit einer Bodenoberfläche an die Feige des Fahrzeugs weiter. Das Erfordernis moderner Fahrzeuge, aufgrund ihrer Leistung und ihres Fahrverhaltens höhere Lasten zu fordern, die vom Reifen übertragen werden müssen, ist in der Industrie bekannnt. Die erhöhte Wulstmasse ist ein Ergebnis der Hinzufügung zusätzlicher Bestandteile und/oder der Vergößerung herkömmlicher Bestandteile. Geschichtlich ist dies dargestellt durch die US-Patente Nr. 1 918 539; 3 052 275; 4 872 497; und 5 085 260.
Das US-Patent Nr. 1 918 539 hat eine sehr geringe Wulstmasse, als Ergebnis kleinerer, erforderlicher baulicher Bestandteile, um einer verringerten Reifenbelastung zu widerstehen. Der Wulstkern hat eine kreuzgewebte Stoffabdeckung, die ihn umgibt, sowie eine Zwischenlage aus Cordstoff. Dies war für die Reifenbelastungen von 1931 angemessen.
Zusätzliche Komponenten sind beim US-Patent Nr. 3 052 275 zum Wulst hinzugefügt. Die Karkassenschichten wurden rund um jeden Wulst verankert, ein Scheitelfüller wurde über jedem Wulstkern hinzugefügt und ein äußerer Füllerstreifen wurde ebenfalls auf der Außenseite der Karkassenlagen hinzugefügt. Der Reifen des US-Patents 3 052 275 verbesserte die Beständigkeit gegenüber der Schichtablösung im Wulst und steht in Übereinstimmung mit den Reifenbelastungen von 1962.
Die Dauerhaftigkeit des Reifens des US-Patentes 4 872 497 wurde im Wulstbereich durch die Hinzufügung eines verhältnismäßig großen, äußeren Füllerstreifens und eines kleineren Scheitelfüllers verbessert. Die relativen Abmessungen des Scheitelfüllers stehen in diesem Patent von 1989 in Zuordnung zur Höhe des Flansches der Fahrzeugfelge.
Der Schwerlast-Radialreifen des US-Patentes 5 085 260 offenbart einen verhältnismäßig kleinen Scheitelfüller, gemeinsam mit einer Anzahl von Karkassenlagen, die rund um den Wulstkern herumgeschlagen sind. Die Länge der herumgeschlagenen Karkassenabschnitte und die Lage des Wulstkernes in Zuordnung zur Höhe des Felgenflansches wird benutzt, um die Wulstfestigkeit zu erzielen. Die Genauigkeit bei der Anordnung der Endpunkte einer jeden Karkassenlage ist bei den Lehren dieses Patentes von 1992 wichtig.
Weitere Bestandteile wurden zu den Wülsten hinzugefügt, um sie fester zu machen und die Wulst-Beständigkeit zu verbessern, und zwar in den US-Patenten Nr. 4 726 408, 4 779 659 und 5 007 472. Die Bestandteile umfassen zusätzliche, verstärkte Textillagen rund um den Wulstkern, textilverstärkte Cordlagen, um den äußeren Füllerstreifen abzustützen, sowie vielfache Schichten äußerer Füllerstreifen. Die Rolle dieser Bestandteile liegt darin, einen verhältnismäßig kleinen Wulst mit ausreichender Festigkeit und Haltbarkeit vorzusehen. Sie führen jedoch zu einem Wulstaufbau, der in der Herstellung sehr kompliziert ist und äußerste Sorgfalt erfordert, um die Gleichförmigkeit der Reifen sicherzustellen. Das Erfordernis bleibt, verhältnismäßig kleine Wülste zu haben, die zur leichten Herstellung befähigt sind und angemessene Festigkeit und Haltbarkeit aufweisen. Die Verwendung von standardmäßigen Bestandteilen und Herstellungstechniken ist wesentlich, wenn man ein kosteneffektives Produkt haben will.
Die Anderung der Form und Abmessungen der standardmäßigen Bestandteile in der unteren Seitenwand und im Wulst eines Reifens kann seine Fähigkeit ändern, höheren Kräften und Momenten zu widerstehen. Ein Bestandteil, das leicht abgeändert werden kann, ist der Wulstfüller. Der Wulstfüller wurde bei den US-Patenten Nr. 4 640 329; 4 766 940; und 5 048 584 radial bis in den Bereich der Seitenwand verlängert. Diese Verlängerung sorgt für verbesserte Lasttragefähigkeiten für den Reifen in Quer- und Radialrichtung.
Der Motorradreifen des US-Patentes 4 640 329 hat einen harten Wulstfüller mit einer allmählich abnehmenden Dicke, der sich in die Seitenwandabschnitte des Reifens hinein erstreckt. Dieser Reifen hat eine verbesserte Quersteifigkeit und ist beständig gegen gegenüber Rissen in den Laufflächenrillen.
Der Wulstfüller des US-Patentes 4 766 940 ersteckt sich bis zu einem in der Mitte der Seitenwand gelegenen Endabschnitt und hat eine vom Wulstkern bis zur Endlage sich allmählich verringernde Dicke. Eine zusätzliche Schicht, die Verstärkungs-Cordfäden umfaßt, haftet eng am Wulstfüller, um die Längsstabilität (Seitenkräfte) des Reifens zu verbessern. Der Wulstfüller des US-Patentes 5 048 584 erstreckt sich auch radial bis in den mittleren Seitenwandbereich des Reifens. Mindestens zwei Sätze von Wulst-Verstärkungsschichten sind hinzugefügt, um die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern. Ein äußerer Füllerstreifen ist ebenfalls bei diesem Reifen verwendet, um die Verstärkungsschichten aufzuteilen.
Es verbleibt das Erfordernis, eine niedrige Seitenwand und einen Wulst zu haben, der eine verringerte Masse hat, zusammen mit der Fähigkeit, denselben Fahrzeuglasten ohne den Zusatz verstärkender Schichten oder anderer nicht-standardmäßiger Reifenbestandteile zu widerstehen. Ein gemeinsam vorliegendes Erfordernis ist ein niedriger Roliwiderstand des Reifens. Beide diese Erfordernisse sollten erfüllt werden, während man einen Herstellungsvorgang mit eingeschränkten Anderungen oder Zusatzkosten aufrechterhält.
Ein Reifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4 726 408 bekannt.
Das Ziel der Erfindung ist es, die Geamtmasse eines Reifens dadurch zu verringern, daß man Material aus den Bereichen der unteren Seitenwand und des Wulstes entfernt. Dies ist dadurch zu bewerkstelligen, daß man im wesentlichen die lasttragenden Fähigkeiten des Reifens aufrechterhält.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, den Rollwiderstand eines Reifens dadurch zu verringern, daß man die Menge an Material verringert, das höhere Energieverlust-Eigenschaften hat. Dies wird durch eine Verringerung der Materialien in den Bereichen der unteren Seitenwand und des Wulstes bewirkt, was mit dem ersten Ziel übereinstimmt.
Ein weiteres Ziel ist es, die vorher erörterten Nachteile zu überwinden, wo es der geschichtliche Trend ist, die Masse des Reifens zu erhöhen, um dazu beizutragen, daß er höheren Lasten widersteht, und zusätzliche Bestandteile im Wulstbereich hinzuzufügen.
Diese Ziele werden durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erreicht.
Der Reifen dieser Erfindung dient zur Montage auf einer Felge eines Fahrzeugs für einen normalen Fahrzeugbetrieb. Die Fahrzeuge umfassen PKWs, leichte LKWs, LKWs und dgl.. Der Reifen hat einen Laufflächenabschnitt zur Berührung mit einer Bodenoberfläche sowie einen Gürtelkörper innerhalb der Lauffläche zur Abstützung der Lauffläche. Der Reifen hat ein Paar Seitenwandabschnitte, die sich jeweils radial von einer Seitenkante des Gürtelkörpers aus nach innen erstrecken. Ein Paar Wülste haben jeweils einen Wulstkern und sind radial innerhalb eines jeden Seitenwandabschnitts angeordnet.
Der Reifen dieser Erfindung hat auch eine äußere Karkassenlage, die innerhalb des Gürtelkörpers angeordnet ist und sich von Wulst zu Wulst erstreckt. Die äußere Karkassenlage endet an jedem Ende nahe einem entsprechenden Wulstkern. Eine innere Karkasse ist innerhalb der äußeren Karkassenlage angeordnet und erstreckt sich von Wulst zu Wulst. Jeder entsprechende Endabschnitt der inneren Karkassenlage hat einen nach oben geschlagenen Abschnitt, der radial einen jeden Wulstkern umfängt und sich radial nach außen bis zu einem Endpunkt außerhalb des Felgenflansches erstreckt.
Eine Innenfutterlage ist im Reifen auf der Innenseite der inneren Karkassenlage angeordnet und bildet die Innenoberfläche des Reifens. Ein einziger Wulstfüllerabschnitt eines jeden Wulstkerns hat einen ersten Scheitelteil radial außerhalb des Wulstkernes, einen Teil mit konstanter Dicke radial außerhalb des Scheitelteils und einen dritten, verjüngten Teil radial außerhalb des Teils mit konstanter Dicke. Der Wulstfüller erstreckt sich radial von einer Wulst-Bezugshöhe aus über einen Abstand, der mindestens gleich 30% der radialen Höhe des Reifens ist, von der selben Wulst-Bezugshöhe aus gesehen.
Ein äußerer Füllerstreifen des Reifens an jedem Wulst ist axial außerhalb der Karkassenlage und des Wulstfüllerabschnitts angeordnet. Der äußere Füllerstreifen erstreckt sich radial außerhalb von einem unteren Endpunkt radial innerhalb des Flansches der Felge bis zu einem oberen Endpunkt radial außerhalb der Wulst-Bezugshöhe über einen Abstand von mindestens 40% der radialen Höhe des Reifens, von der Wulst- Bezugshöhe aus gerechnet.
Eine andere, wesentliche Ausführungsform dieser Erfindung ist es, daß sich die Wulstfüllerabschnitte über einen radialen Abstand von der Wulst-Bezugshöhe aus erstrecken, der größer ist als die Erstreckung der nach oben geschlagenen Karkassenabschnitte und kleiner als die radiale Erstreckung der äußeren Füllerstreifen.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann, den die vorliegende Erfindung angeht, aus der Lektüre des folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
Fig. 1 ein Halbschnitt eines erfindungsgemäßen Fahrzeug-Radialreifens ist;
Fig. 2 ein Teischnitt ist, der eine untere Seitenwand und eine Wulstanordnung aus dem Stand der Technik darstellt;
Fig. 3 ein Teilschnitt ist, der eine untere Seitenwand und eine Wulstanordnung für eine Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
Fig, 4 ein Teilschnitt ist, der eine untere Seitenwand und eine Wulstanordnung für eine andere Ausführungform der Erfindung darstellt.
Der Reifen dieser Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Der Reifen 10 hat eine Lauffläche 12, die in die Bodenoberfläche während der Fahrt des Fahrzeugs eingreift. Ein Gürtelkörper 80 trägt dazu bei, die Lauffläche abzustützen, und soragt für einen Widerstand gegenüber normalen und seitlichen Lasten am Reifen 10. Zwei Seitenwandabsohnitte 40 verbinden den Gürtelkörper 80 und die Lauffläche 12 mit den Wülsten 20 auf jeder axialen Seite 82 des Reifens. Der Reifen 10 ist zur Mittelumfangsebene M symmetrisch und dreht sich, wenn er auf einer Felge 70 montiert ist, um eine Drehachse A, um für die Beweglichkeit des Fahrzeugs zu sorgen, wenn er eine Bodenfläche berührt.
Der Reifen hat eine Gesamthöhe H über einer Wulst-Bezugshöhe D, die unter einem Radius R zur Drehachse A angeordnet ist und zur Drehachse parallel ist. ein Wulstkern 22 trägt dazu bei, den Reifen auf der Felge 70 während des Fahrzeugsbetriebs abzustützen. Die Wulst-Bezugshöhe D ist eine Tangente an die radial innenliegende Fläche eines Wulstkernes 22.
Die innere und äußere Karkassenlage 60 erstreckt sich axial und radial vom einen Wulstkern 22 zum axial getrennt beabstandeten andern Wulstkern (nicht gezeigt). Eine Karkassenlage endet an einem Punkt nahe dem Wulstkern und die andere Karkassenlage umgreift teilweise den Wulstkern 22 und ist bis um einen radialen Abstand C über der Wulst-Bezugshöhe D nach oben geschlagen. Eine Innenfutterlage 14 trägt dazu bei, daß der Reifen in seinem inneren Hohlraum 15 die Luft hält, und bildet eine Innenfläche 16 des Reifens 10. Die parallelen Verstärkungsteile in jeder Karkassenlage kreuzen einander von Lage zu Lage und sind radial unter einem Winkel von etwa 75 bis 900 gegenüber der Mittelumfangsebene M angeordnet. Die Karkassen-Verstärkungsteile bestehen aus einem Metalloder Textilmaterial, das in der Industrie standardmäßig ist.
Zwei wesenliche Bestandteile, die notwendig sind, um einen Reifen mit verringerter Wulstmasse entsprechend dieser Erfindung zu erzielen, sind der Wulstfüllerabschnitt 24 und der äußere Füllerstreifen 26. Der Wulstfüllerabschnitt 24 ist ein einzelnes, profiliertes Bestandteil, das in der Dikke verringert wurde, um dazu beizutragen, die Ziele dieser Erfindung zu erreichen. Der äußere Füllerstreifen 26 ist profiliert und innerhalb des Reifens dazu angeordnet, um dazu beizutragen, die uneingeschränkten lasttragenden Erfordernisse des Reifens zu erzielen. Eine weitere Erörterung und Offenbarung dieser wesentlichen Bestandteile ist später in dieser Beschreibung enthalten.
Viele der Materialien, die für die Bestandteile verwendet werden, die im Reifen 10 der Erfindung enthalten sind, sind bekannt. Die Lauffläche 12 ist aus jeder Laufflächen-Gummiverbindung, die einen verhältnismäßig niedrigen Energieverlust während der Spannungszyklen aufweist und gegenüber Abnutzung, Abrieb und Alterung beständig ist. Der Gürtelkörper 80 hat mindestens zwei Gürtellagen mit parallelen Verstärkungsgliedern in jeder Lage, die einander von Lage zu Lage kreuzen. Die Gürtel-Verstärkungsglieder bestehen aus Metalloder Textilmaterial, das in der Technik standardmäßig ist. Der Seitenwandgummi 44 und die Innenfutterschicht 14 sind ebenfalls aus irgendeinem geeigneten, technischen Material hergestellt. Der Wulstkern 22 ist aus einem Stahlmaterial hergestellt, das aus einem Bündel von Drähten besteht, die in Umfangsrichtung in einem Ring rund um die Felge angeordnet sind, um den Reifen 10 in seinem Sitz auf der Felge 70 zu halten. Ein Wulstsitzgummi 21 sorgt für die Übergangsflächenberührung der Felge 70 und besteht aus irgendeinem geeigneten Wulstsitzmaterial, das in der Industrie standardmäßig ist. Dieser Wulstsitzgummi erstreckt sich radial nach außen bis in den unteren Abschnitt der Seitenwand und bildet eine Grenzfläche zur Innenfutterlage 14 auf den axial innenliegenden Seiten des Wulstkernes 22. Der Wulstsitzgummi 21 kann eine Kombination aus Komponenten sein, die jeweils für ihre speziellen Anordnungserfordernisse ausgelegt sind.
Die untere Seitenwand und der Wulst dieser Erfindung ersetzen diese aus dem Stand der Technik, der in Fig. 2 dargestellt ist. Dieser typische Reifen 30 trägt die Lasten eines leichten LKWs und hat standardmäßige Bestandteile, sowie zusätzlich eine Wulstfahne 38. Die beiden Karkassenlagen 60 sind am Scheitel-Wulstfüller 34 so geteilt, daß sie sich radial auf beiden Seiten des Scheitelfüllers 34 einwärts erstrecken. Die innere Karkassenlage ist rund um den Wulstkern 32 herumgeschlagen und erstreckt sich, von der Wulst-Bezugshöhe D ausgehend, radial nach außen über einen Abstand CP.
Der Scheitelfüller 314 erstreckt sich radial über einen Abstand FP von der Wulst-Bezugshöhe D nach außen. Ein äußerer Füllerstreifen 36 ist ebenfalls für diesen Reifen 30 aus dem Stand der Technik erforderlich, um den Lasten vom Fahrzeug her standzuhalten.
Die nachfolgenden Darstellungen (Fig. 3 und 14) zeigen, wie sich die Wulstmasse des Reifens 20 dieser Erfindung im Vergleich mit diesem Reifen 30 aus dem Stand der Technik verhält. Die Innenfläche 18 bildet die Umhüllende des Reifens 30 aus dem Stand der Technik in Fig. 2.
Die untere Seitenwand und der Wulst des Reifens der einen Ausführungsform der Erfindung sind in Fig. 3 dargestellt. Die äußere Karkassenlage 62 erstreckt sich radial nach innen zur Innenseite des Wulstfüllers 24 hin und endet nahe dem Wulstkern 22. Die innere Karkassenlage 614 erstreckt sich radial zur Innenseite des Futters 214 hin, ist rund um den Wulstkern 22 herumgewickelt, um ihn teilweise zu umgreifen, und ist zur Außenseite des Wulstfüllers 24 nach oben geschlagen. Der nach oben geschlagene Karkassenabschitt 66 erstreckt sich radial von der Wulst-Bezugshöhe D über einen Abstand C bis zu einem Endpunkt 67 nach außen. Der Abstand C ist etwa gleich dem Abstand CP des Reifens aus dem Stand der Technik (Fig. 2).
Der einzige Wulstfüller 24 des Reifens 10 dieser Erfindung hat drei unterschiedliche Teile. Der Wulstfüller 24 ist ein einziges Bestandteil mit einem ersten Scheibelteil 2141, einem zweiten Teil 2142 mit konstanter Dicke und einem dritten verjüngten Teil 243. Das erste Scheitelteil 241 erstreckt sich radial von der Wulst-Bezugshöhe über einen Abstand F1 nach außen. Der Abstand F1 liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 15% der radialen Höhe H des Reifens 10 (Fig. 1). Der zweite Teil 242 mit konstanter Dicke erstreckt sich radial über einen Abstand F2 von der Wulst-Bezugshöhe D aus nach außen. Die radiale Erstreckung oder Länge des Teils 242 mit konstanter Dicke beträgt F2 - F1. Das dritte verjüngte Teil 243 erstreckt sich radial nach außen zum Endpunkt 25 über einen Abstand F, von der Wulst-Bezugshöhe D ausgehend. Die radiale Erstreckung oder Länge des verjüngten Teils 243 beträgt F - F2. Die radiale Länge F2 - F1 des Teils 2142 mit konstanter Dicke liegt im Bereich von etwa 30% bis etwa 145% der radialen Erstreckung F des Wulstfüllers 214. Die bevorzugte radiale Länge F2 - F1 des Teils 2142 mit konstanter Dicke beträgt 40% des radialen Abstands F. Die bevorzugte radiale Erstreckung des Wulstfüllers 214, die einen Abstand F zur Wulst-Bezugshöhe D beträgt, beträgt nicht mehr als etwa 50% der radialen Höhe H des Reifens 10. Die bevorzugte radiale Strecke F beträgt bis zu 45% der radialen Höhe H.
Die Dicke T des Teils 242 mit konstanter Dicke des Wulstfüllers 24 ist so ausgewählt, daß sie bei einer Verringerung der Wulstmasse für eine geeignete Wulst-Festigkeit sorgt. Es wurde ein Rechnermodell des Reifens dieser Erfindung erstellt, um gute Steifigkeitseigenschaften des Reifens zu erhalten, ohne die zulässigen Spannungen der Materialien zu überschreiten, die verwendet werden, um den Reifen 10 aufzubauen. Diese Modlele wurden durch tatsächliche Versuche bestätigt. Die sich ergebende optimale Dicke T des Teils 242 mit konstanter Dicke wurde so bestimmt, daß sie im Bereich von Werten von 0,60 mm bis zu etwa 1,60 mm liegt. Der am meisten bevorzugte Wert für einen Reifen der Größe 225/75R16 betrug beispielsweise 0,80 mm.
Ein wesentlicher äußerer Füllerstreifen 26 des Reifens 10 der Erfindung ist ebenfalls in Fig. 3 dargestellt. Die Lage und die radiale Erstreckung dieses äußeren Füllerstreifens 26 sind so bestimmt, daß sie die notwendige strukturelle Abstützung für den Wulst und die untere Seitenwand des Reifens liefern, um den Fahrzeuglasten standzuhalten. Der äußere Füllerstreifen 26 erstreckt sind von einem unteren Endpunkt 28 radial innerhalb des Flansches 72 der Feige 70 (Fig. 1) radial nach außen bis zu einem anderen, oberen Endpunkt 27. Die radiale Entfernung L des oberen Endpunktes 27 von der Wulst-Bezugshöhe D beträgt nicht mehr als 65% der Höhe H des Reifens von der Wulst-Bezugshöhe D aus. Die bevorzugte radiale Erstreckung L des äußeren Füllerstreifen 26 von der Wulst-Bezugshöhe D nach außen beträgt 50% der Höhe H des Reifens 10.
Die relative Radiallage des Endpunkts 25 des Wulstfüllers 214 liegt radial außerhalb des Endes 67 des umgeschlagenen Teils 66 der Karkasse und radial innerhalb des oberen Endpunkts 27 des äußeren Füllerstreifens 26. Der radiale Abstand, der die Endpunkte 25, 67 und 27 trennt, beträgt für den Reifen 10 der Erfindung mindestens 5 mm.
Sowohl der Wulstfüller 24 als auch der äußere Füllerstreifen 26 sind aus verhältnismäßig hartem Gummiverbindungsmaterial hergestellt. Die radiale und seitliche Steifigkeit des Reifens werden auf einen höheren Elastizitätsmodul für den Wulstfüller 24 und den äußeren Füllerstreifen 26 erhöht. Ein Wert, der so hoch wie etwa 60 Megapascal (MPa) für den Elastizitätsmodul bei 10% Einheitspannung für das Material beider Bestandteile 24 und 26 ist, sorgt für die verbesserte Steifigkeit des Reifens. Dieses Material hat eine Shore-Härte A von etwa 95. Zusätzlich zur Steifigkeit sind die Leistungsparameter des Fahrverhaltens, der Bequemlichkeit und und der Handhabbarkeit wesentlich für den Reifen 10. Deshalb kann ein Wert, der so niedrig ist wie etwa 10 MPa, für den Elastizitätsmodul bei 10% Einheitsspannung für das Material beider Bestandteile 24 und 26 als ein Kompromiß zwischen Steifigkeit und Fahreigenschaft/Handhabung benutzt werden. Dieses Material mit niedrigerem Modul hat eine Shore-Härte A von etwa 75.
Eine weitere Ausführungsform des Reifens 10 dieser Erfindung ist in Fig. 14 dargestellt. Diese Ausführungsform ist dem Reifen 10, der in Fig. 3 dargestellt ist, sehr ähnlich, ausgenommen die Lage der äußeren Karkassenlage 62. In dieser Ausführungsform ist die äußere Karkassenlage 62 auf der axial äußeren Seite des Wulstfüllers 24 und des hochgeschlagenen Abschnitts 66 der inneren Karkassenlage angeordnet. Die äußere Karkassenlage erstreckt sich radial nach innen bis zu einem Endpunkt 69 nahe dem Wulstkern 22, der an der äußersten axialen Seite des Wulstkernes liegt. En Zwischenabschnitt 68 der äußeren Karkassenlage 62 steht in Berührung mit einem äußersten Abschnitt 244 des Wulstfüllers 214. Diese Ausführungsform hast etwa dieselbe Leistung wie die Ausführungsform, die in Fig. 3 dargestellt ist, wie in dem hier enthaltenen Beispiel gezeigt.
Der Reifen dieser Erfindung, der hierin beschrieben wurde, hat eine Wulstmasse, die viel kleiner ist als bei Reifen aus dem Stand der Technik. Die gestrichelte Linie in Fig. 3 stellt die relative Lage der Innenoberfläche 18 des Reifens 30 aus dem Stand der Technik der Fig. 2 in Hinblick auf die Innenoberfläche 16 des Reifens 10 dieser Erfindung dar. Ein identischer Vergleich kann für die Ausführungsform des Reifens 20 gemacht werden, die in Fig. 4 dargestellt ist, wo die Innenfläche 18 des Reifens 30 aus dem Stand der Technik in Zuordnung zur Innenfläche 16 des Reifens 10 dieser Erfindung gezeigt ist. Eine Verringerung der Gesamtmasse der Bereiche der unteren Seitenwand und des Wulstes, die in Fig. 3 und 14 dargestellt sind, wurde erreicht, die so hoch ist wie 15%.
Die Reifen, die in den Fig. 2, 3 und 14 dargestellt sind, wurden vermessen und geprüft, um ihre relative Masse, ihren Rollwiderstand, ihre radiale Steifigkeit, ihre Steifigkeit bei Kurvenfahrt, ihr dynamisches Federverhalten, ihre Hochgeschwindigkeits-Haltbarkeit und ihre Fahrverhalten-/Handhabungs-Leistung zu bestimmen. Ein leichter LKW-Reifen mit einer Standardgröße 225/75R16, wie er von der Reifen- und Felgengesellschaft (T & RA) aus Copley, Ohio, bestimmt ist, wurde für jeden Reifen gewählt. Der Reifen A ist der Reifen aus dem Stand der Technik mit dem Aufbau, der in Fig. 2 dargestellt ist. Der Reifen B ist der bevorzugte Reifen 10, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, und der Reifen C ist der Reifen 10, der in Fig. 14 dargestellt ist. Die Tabelle zeigt einen Vergleich auf der Grundlage eines Reifens des Standes der Technik mit einem Grundwert von 100 für jeden Merkmals- oder Leistungswert. Der Elastizitätsmodul des Wulstfüllers 214, 314 sowie des äußeren Füllerstreifens 26, 36 betrug 10 MPa bei 10% Einheitsspannung für diese Reifen.
Die Tabelle zeigt eine Verringerung in der Masse des Reifens von 14 bis 5% bei den Reifen B und C dieser Erfindung. Der Rollwiderstand wird auch um 3% für die Reifen B und C dieser Erfindung verringert. Dieser Rollwiderstand kann zu Treibstoffeinsprungen in der Höhe von bis zu 1% für einen leichten LKW führen. Die Fähigkeit der Reifen B und C dieser Erfindung, im wesentlichen den radialen und seitlichen Lasten (Kurvenfahrt-Lasten) vom Fahrzeug her standzuhalten, werden durch eine Verringerung in den Steifigkeitswerten von nur 3 bis 5% bestätigt. Dasselbe Ergebnis wurde für die Vergleiche des dynamischen Federverhaltens erreicht. Die Dauerhaftigkeit der Reifen B und C dieser Erfindung wird durch einen Hochgeschwindigkeits- Dauerhaftigkeits-Vergleich gemessen, der eine Verringerung von 2 bis 5% zeigt. Die Fähigkeit der Reifen A & B dieses Beispiels, im wesentlichen unbeeinträchtigte Lasttrage- und Haltbarkeits- oder -Leistungsfähigkeiten zu haben, wird bestätigt. Ähnliche Versuche mit anderen Reifengrößen haben ebenfalls Verbesserungen und die uneingeschränkte Leistung gezeigt, wie sie für den Reifen dieser Erfindung offenbart sind.
Die Leistungen für Fahrverhalten, Komfort und Handhabung des Reifens C (Fig. 4) waren besser als bei einem Reifen A aus dem Stand der Technik. Andererseits waren die Leistungen des Fahrverhaltens, des Komforts und der Handhabung des Reifens B schlechter als beim Reifen A aus dem Stand der Technik. Die relativen Leistungswerte aller Reifen A, B und C waren beim Fahrverhalten sowie bei Komfort/Handhabung im wesentlichen gleich.

Claims

1. Reifen (10) zur Anbringung auf einer Felge (70) eines Fahrzeugs, mit:

einem Laufflächenabschnitt (12) zur Berührung mit einer Bodenfläche;

einem Gürtelkörper (80) zum Abstützen der Lauffläche, der innerhalb des Laufflächenabschnitts (12) angeordnet ist;

einem Paar Seitenwandabsohnitten (140), die sich jeweils radial von einer Seitenkante des Gürtelkörpers (80) aus nach innen erstrecken;

einem Paar Wülsten (20) mit jeweils einem Wulstkern (22), die radial innerhalb eines entsprechenden Seitenwandabschnitts angeordnet sind;

einer äußeren Karkassenlage (62), die innerhalb des Gürtelkörpers (80) angeordnet ist und sich von Wulst zu Wulst erstreckt;

einer inneren Karkassenlage (64), die innerhalb der äußeren Karkassenlage (62) angeordnet ist und sich von Wulst zu Wulst erstreckt, mit einem jeweiligen Endabschnitt, der einen nach oben geschlagenen Karkassenabsolinitt (66) aufweist, der einen jeweiligen Wulstkern (22) teilweise umgreift;

einer Innenfutterlage (14), die auf der Innenseite der inneren Karkassenlage angeordnet ist und die Innenoberfläche des Reifens bildet;

einem ein einziges Bestandteil bildenden Wulstfüller (24); und

einem äußeren Füllerstreifen (26) für jeden Wulst, der axial außerhalb der Karkassenlagen und des Wulstfüllerabschnitts angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß:

- die jeweiligen Enden der äußeren Karkassenlage (63) neben jedem Wulstkern (22) enden;

- die nach oben geschlagenen Abschnitte (66) der inneren Karkassenlage (64) sich radial nach außen bis zu einem Endpunkt (67) erstrecken, der radial außerhalb des Flansches der Felge angeordnet ist;

- die ein einziges Bestandteil bildenden Wulstfüller (24) einen ersten Scheitelteil (241) radial außerhalb des Wulstkernes (22), einen zweiten Teil (242) mit konstanter Dicke radial außerhalb des Scheitelteils (2141) und einen dritten, verjüngten Teil (243) radial außerhalb des Teiles (242) mit konstanter Dicke aufweisen, wobei sich der genannte Wulstfüller (214) radial von einer Wulst-Bezugshöhe D aus über einen Abstand F von mindestens 30% der radialen Höhe H des Reifens nach außen erstreckt; und

- die äußeren Füllerstreifen (26) sich von einem unteren Endpunkt (28), der radial innerhalb des Flansches der Felgen liegt, nach außen bis zu einem oberen Endpunkt (27) erstrekken, der von der Wulst-Bezugshöhe D radial nach außen bei einem Abstand L von mindestens 140% der radialen Höhe H des Reifens liegt.

2. Reifen nach Anspruch 1, worin die Wulstfüllerabschnitte (214) sich um einen radialen Abstand F von der Wulst-Bezugshöhe D aus erstrecken, der größer ist als die Erstreckung der nach oben geschlagenen Karkassenabschnitte (66), und kleiner als die Erstreckung L der äußeren Füllerstreifen (26).

3. Reifen nach Anspruch 2, worin die Wulstfüllerabschnitte (24) sich um einen radialen Abstand F von der Wulst-Bezugshöhe D nach oben bis zu einem ndpunkt (25) um nicht mehr als 50% der radialen Höhe H des Reifens erstrecken.

4. Reifen nach Anspruch 2, worin der obere Endpunkt (27) eines jeden äußeren Füllerstreifens (26) um einen radialen Abstand L über der Wulst-Bezugshöhe D liegt, der nicht mehr als 65% der radialen Höhe H des Reifens beträgt.

5. Reifen nach Anspruch 1, worin der zweite Teil (242) mit konstanter Dicke eines jeden Wulstfüllerabschnitts (214) eine radiale Länge von etwa 30 bis etwa 45% des gesamten radialen Abstands F aufweist, um den sich der Wusltfüllerabschnitt (214) über die Wulst-Bezugshöhe D hinaus erstreckt.

6. Reifen nach Anspruch 5, worin eine Dicke T des zweiten Teils (242) mit konstanter Dicke eines jeden Wulstfüllerabschnitts (24) in einem Bereich von etwa 0,60 mm bis etwa 1,60 mm liegt.

7. Reifen nach Anspruch 7, worin eine Dicke T des zweiten Teils (242) mit konstanter Dicke eines jeden Wulstfüllerabschnitts (24) etwa 0,80 mm beträgt.

8. Reifen nach Anspruch 1, worin die Wulstfüllerabschnitte (214) aus einem Gummimaterial mit einer Shore-Härte A von etwa 95 und einem Elastizitätsmodul bei 10% Einheitsspannung in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 60 MPa hergestellt sind.

9. Reifen nach Anspruch 1, worin die äußeren Füllerstreifen (26) aus einem Gummimaterial mit einer Shore-Härte A von etwa 95 und einem Elastizitätsmodul bei 10% Einheitsspannung in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 60 MPa hergestellt sind.

10. Reifen nach Anspruch 1, worin die äußere Karkassenlage (62) axial innerhalb von und in Berührung mit dem Wulstfüllerabschnitt (24) in jeder jeweiligen Seitenwand und jedem jeweiligen Wulst angeordnet ist.

11. Reifen nach Anspruch 1, worin die äußere Karkassenlage (62) auf der Außenseite des Wulstfüllerabschnitts (24) und des nach oben geschlagenen Ksarkassenabschnitts (66) und in Berührung mit diesen in jeder jeweiligen Seitenwand und jedem jeweiligen Wulst angeordnet ist.