-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwerlast-Luftreifen für einen
LKW, einen Bus und desgleichen, der in bezug auf ungleichmäßigen
Laufflächenverschleiß verbessert ist.
-
Bei Schwerlastreifen für einen LKW, einen Bus und desgleichen werden
gewöhnlich zur Beständigkeit gegenüber Verschleiß Laufflächenprofile
vom Rippentyp verwendet.
-
Bei einem derartigen Rippenprofil tritt jedoch leicht sogenannter
Schulterverschleiß auf, bei dem die Schulterrippen früher als die axial inneren
Rippen verschleißen, und der Schulterverschleiß breitet sich axial nach
innen aus, so daß ungleichmäßiger Laufflächenverschleiß bewirkt wird.
Um den ungleichmäßigen Verschleiß zu verhindern, offenbart die
offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. JP-A-5-246213 (die dem Oberbegriff
des Anspruches 1 entspricht) einen Luftreifen, bei dem, wie es in Fig. 10(A)
gezeigt ist, eine Längsrille mit schmaler Breite (g) im axial äußeren
Randabschnitt der Rippe (f) neben der Schulterrippe (a) angeordnet ist. Die
schmale Rille (g) erstreckt sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung des
Reifens und ist dafür vorgesehen, die Ausbreitung von Verschleiß axial
nach innen an der unterteilten schmalen Rippe (i) zu stoppen, d. h., den
Verschleiß auf die schmale Rippe (i) zu konzentrieren, und dadurch zu
verhindern, daß der Hauptabschnitt (h) der Rippe ungleichmäßig
verschlissen wird. Wenn jedoch die schmale Rippe (i) bei dieser Konstruktion
während der Kurvenfahrt einer Seitenkraft ausgesetzt ist, berührt die
schmale Rippe (i) den Hauptabschnitt (h), wie es in Fig. 10(B) gezeigt
ist,
und die schmale Rippe (i) und der Hauptabschnitt (h) bewegen sich leicht
aufeinander zu, wodurch sie wie ein einziger Körper wirken. Deshalb ist es
im Gegensatz zur Erfindung schwierig, den ungleichmäßigen Verschleiß
vollständig zu kontrollieren.
-
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schwerlast-Luftreifen zu
schaffen, bei dem ungleichmäßiger Verschleiß vollständig verhindert wird,
um die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß umfaßt ein Schwerlast-Luftreifen einen
Laufflächenabschnitt, der mit einer axial äußeren Längshauptrille und einer axial
inneren schmalen Längsrille versehen ist, die sich jeweils in der
Umfangsrichtung des Reifens erstrecken, so daß eine schmale Rippe zwischen
diesen deiniert ist, wobei die axial innere Kante der schmalen Rippe durch
eine Schräge angefast ist, wobei sich die Schräge von der oberen
Oberfläche zur axial inneren Oberfläche der schmalen Rippe, die obere und
untere Kanten der Schräge definieren, erstreckt.
-
Die axiale Breite der schmalen Rille liegt vorzugsweise im Bereich
zwischen 0,5 und 2,5 mm. Die axiale Breite der Schräge, gemessen zwischen
den oberen und unteren Kanten, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen
dem 0,3 und 0,8fachen der axialen Breite der schmalen Rippe. Die radiale
Höhe der Schräge, gemessen zwischen den oberen und unteren Kanten
liegt ebenfalls vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,3 und 0,8fachen
der Tiefe der schmalen Rille.
-
Wenn die schmale Rippe während der Kurvenfahrt einer starken
Seitenkraft ausgesetzt ist, berührt der obere Teil der schmalen Rippe nicht die
axial innen benachbarte Rippe. Dadurch bleibt Verschleiß auf die schmale
Rippe konzentriert, und die Ausbreitung von Verschleiß axial nach innen
wird an der schmalen Rippe gestoppt, so daß ungleichmäßiger
Laufflächenverschleiß verhindert wird.
-
Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail
lediglich beispielhaft in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
-
Fig. 1 eine Ansicht einer Abwicklung einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist, die ein Beispiel des
Laufflächenprofils zeigt,
-
Fig. 2 eine Schnittansicht des Reifens genommen entlang der Linie
X-X in Fig. 1 ist,
-
Fig. 3 eine Perspektivansicht ist, die seinen
Laufflächenschulterabschnitt zeigt,
-
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Beispiels der schmalen Rippe ist,
-
Fig. 5 eine Schnittansicht ist, die den Verschleiß erläutert,
-
Fig. 6(A) und (B) schematische Schnittansichten sind, die die Verformung
der schmalen Rippe erläutern, wenn sie einer Seitenkraft
ausgesetzt ist,
-
Fig. 7, 8 und 9 Schnittansichten sind, die jeweils ein weiteres Beispiel
der schmalen Rippe zeigen,
-
Fig. 10(A) und (B) Schnittansichten sind, die den Stand der Technik
zeigen, und
-
Fig. 11 die Querschnitte der schmalen Rippen zeigt, die bei den
Vergleichsversuchen verwendet werden, deren Ergebnisse in
Tabelle 1 gezeigt sind.
-
In den Figur umfaßt der Schwerlast-Luftreifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Laufflächenabschnitt 12, zwei axial beabstandete
Wulstabschnitte 14 mit einem Wulstkern 15 darin, zwei
Seitenwandabschnitte 13, die sich zwischen den Laufflächenkanten E und den
Wulstabschnitten 14 erstrecken, eine Karkasse 16, die sich zwischen den
Wulstabschnitten 14 erstreckt, und einen Gürtel 17, der radial außerhalb der
Karkasse 16 und innerhalb der Gummilauffläche angeordnet ist.
-
Der Reifen 1 ist bei dieser Ausführungsform ein Radialreifen für einen
LKW und einen Bus. Die Reifengröße beträgt 285/75R24.5. Der Reifen
weist die sogenannte Rechteckschulter auf.
-
Die Karkasse 16 besteht aus zumindest einer Lage aus Corden, die radial
unter einem Winkel zwischen 90 und 70 Grad in bezug auf den
Reifenäquator C angeordnet sind und sich zwischen den Wulstabschnitten 14
durch den Laufflächenabschnitt 12 und die Seitenwandabschnitte 13
erstrecken und um die Wulstkerne 15 in den Wulstabschnitten herum
umgeschlagen sind, so daß sich ein radialer oder halbradialer Aufbau ergibt.
-
Für die Karkaßcorde können organische Fasercorde, z. B. Polyester,
Nylon, Rayon, aromatisches Polyamid und desgleichen, sowie Stahlcorde
verwendet werden.
-
Der Gürtel 17 besteht aus zwei bis vier Lagen aus parallelen Corden (vier
Lagen 17A, 17B, 17C und 17D in dem Beispiel), die unter einem Winkel in
bezug auf den Reifenäquator C geneigt sind, und mindestens zwei Lagen
(17B und 17G) von diesen sind derart orientiert, daß sie einander kreuzen.
-
Für die Gürtelcorde können organische Fasercorde, z. B. Nylon,
aromatisches Polyamid, Rayon, Polyester und desgleichen, sowie Stahlcorde
verwendet werden.
-
In Fig. 1, die ein Beispiel des Laufflächenprofils zeigt, ist der
Laufflächenabschnitt 12 auf jeder Seite des Reifenäquators C mit einer axial äußeren
Längshauptrille 3, einer axial inneren Längshauptrille 8 und einer
schmalen Längsrille 6 versehen, die zwischen den breiten Längsrillen 3
und 8 angeordnet ist. Jede Längsrille 3, 8 und 6 erstreckt sich
kontinuierlich in der Umfangsrichtung des Reifens.
-
Dementsprechend ist die Lauffläche 2 auf jeder Seite des Reifenäquators C
mit einer Schulterrippe 4 zwischen der axial äußeren Längshauptrille 3
und dem benachbarten Laufflächenrand E, einer schmalen Rippe 5
zwischen der axial äußeren Längshauptrille 3 und der schmalen Längsrille 6
einer axial inneren Rippe 10 zwischen der schmalen Längsrille 6 und der
inneren Längshauptrille 8 und einer zentralen Rippe I 1 zwischen den
beiden inneren Längshauptrillen 8 versehen.
-
Der axiale Abstand SW der axial äußeren Längshauptrille 3 vom
Reifenäquator C zur Rillenmitte ist vorzugsweise im Bereich zwischen 22,5
und 37,5% der Aufstandsbreite TW festgelegt.
-
Wenn der Abstand SW größer als 37,5% der Aufstandsbreite TW ist,
nimmt die Steifigkeit der Schulterrippe 4 ab, so daß das
Handhabungsvermögen verschlechtert wird, und ferner wird der Bodendruck
ungleichmäßig und es tritt leicht ungleichmäßiger Verschleiß auf.
-
Hier ist die Aufstandsbreite TW die axiale Breite der Aufstandsfläche S.
wobei der Reifen in einem normalen Zustand ist, in dem er auf eine
Standardfelge aufgezogen und auf eine Standardlast aufgepumpt und dann mit
seiner Standardlast belastet ist.
-
Die Standardfelge ist die Standardfelge, die spezifiziert ist in JATMA, die
"Measuring Rim" in ETRTO, die "Design Rim" in TRA oder dergleichen. Der
Standarddruck ist der maximale Luftdruck in JATMA, der "Inflation
Pressure" in ETRTO, der maximale Druck, der in der Tabelle "Tire Load Limits
at Various Cold Inflation Pressures" in TRA angegeben ist, oder
dergleichen. Die Standardlast ist die maximale Lastkapazität in JATMA, die
"Load Capacity" in ETRTO, der maximale Wert, der in der oben erwähnten
Tabelle in TRA angegeben ist, oder dergleichen.
-
Die Rillenoberteilbreite GW der axial äußeren Längshauptrille 3 liegt
vorzugsweise im Bereich zwischen 4 und 12% der Aufstandsbreite TW.
-
Die Rillentiefe GH der axial äußeren Längshauptrille 3 liegt im Bereich
zwischen 5 und 18% der Aufstandsbreite TW. (Z. B., TW = 190 mm, GW =
10 mm, GH = 14,6 mm)
-
Die innere Längshauptrille 8 ist breiter als die axial äußere
Längshauptrille 3, um die Wasserabfuhr zu erhöhen.
-
In der Rille 8 sind Vorsprünge 21, die vom Rillengrund aus mit einer
geringen Höhe vorstehen, in einer Umfangsreihe angeordnet, um den
Einschluß von Steinen zu verhindern.
-
Die axial äußere Längshauptrille 3 und die innere Längshauptrille 8 sind
bei diesem Beispiel gerade Rillen, jedoch kann für eine oder beide Rillen
eine Zickzack-Rille verwendet werden.
-
Die schmale Längsrille 6 weist eine Rillenbreite gw im Bereich zwischen
0,5 und 2,5 mm und eine Rillentiefe H 1 im Bereich zwischen 50 und 100
% der Rillentiefe GH der axial äußeren Längshauptrille 3 auf. (Z. B., gw =
2 mm, H1 = 10 mm)
-
Die schmale Längsrille 6 erstreckt sich in Umfangsrichtung im
wesentlichen parallel zur axial äußeren Längshauptrille 3, und die oben erwähnte
schmalen Rippe ist zwischen der schmalen Längsrille 6 und der axial
äußeren Längshauptrille 3 definiert.
-
Wenn die Rillenbreite gw kleiner als 0,5 mm ist, wird es schwierig, die
Reifenvulkanisierform herzustellen. Wenn die Rillenbreite gw größer als
2,5 mm ist, nimmt die axiale Verformung der schmalen Rille 5 zu, und der
Gummi wird leicht ausgerissen. Ferner wird es schwierig, die
Verschleißenergie auf das Oberteil der schmalen Rippe 5 zu konzentrieren.
-
Wenn die Rillentiefe H1 kleiner als 50% der Rillentiefe GH ist, nimmt die
Steifigkeit der schmalen Rippe 5 übermäßig zu, und die
Steiiigkeitsdifferenz von der inneren Rippe 10 nimmt ab. Infolgedessen wird es schwierig,
den Verschleiß auf die schmale Rippe 5 zu konzentrieren.
-
Wenn sie größer als 100% ist, nimmt die Dicke des Laufflächengummis
übermäßig zu, die Wärmeerzeugung während der Fahrt ist erhöht und das
Reifengewicht nimmt ebenfalls zu.
-
Besonders bevorzugt ist die Rillentiefe H 1 im Bereich zwischen 50 und 80
% der Rillentiefe GH festgelegt, wodurch wirksam verhindert werden kann,
daß der Gummi der schmalen Rippe ausgerissen wird.
-
Das Vorsehen der schmalen Rippe 5 dient dazu, Verschleiß auf diese zu
konzentrieren. Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, daß die axiale Breite W2
der schmalen Rippe 5 im Bereich zwischen 3,0 und 7,0 mm und/oder im
Bereich zwischen dem 0,1 und 0,2fachen des axialen Abstandes W1
zwischen der axial inneren Kante der axial äußeren Längshauptrille 3 und
der axial äußeren Kante der axial inneren Längshauptrille 8 liegt.
-
Wenn die Breite W2 kleiner als das 0,1fache und 3,0 mm ist, nimmt die
Steifigkeit der schmalen Rippe übermäßig ab, und die schmale Rippe
kann sich eher leicht bewegen als einer Bewegung widerstehen. Deshalb
wird Verschleiß auf der anderen Rippe als der schmalen Rippe 5 bewirkt.
-
Wenn die Breite W2 größer als das 0,2fache und 7,0 mm ist, nimmt die
Steifigkeit der schmalen Rippe übermäßig zu, und der Verschleiß ist nicht
auf die schmale Rippe 5 konzentriert.
-
Insbesondere bevorzugt liegt die Breite W2 der schmalen Rippe im Bereich
zwischen 4,0 und 6,0 mm.
-
Die axial innere Ecke oder Kante der schmalen Rippe 5 ist durch eine
Schräge 7 entlang der gesamten Länge der schmalen Rippe 5 angefast.
-
In einem Schnitt, der die Reifenachse umfaßt, ist die Schräge 7 zwischen
ihrer oberen Kante Pu und ihrer unteren Kante Pd nicht konvex. D. h., die
Schräge 7 ist eine gerade Linie L oder eine konkave Linie, die auf der
abgewandten Seite der geraden Linie L zur schmalen Längsrille 6 verläuft.
In dem in den in Fig. 3 und 4 gezeigten Beispiel ist die Schräge 7 von der
oberen Kante Pu zur unteren Kante Pd gerade. Dementsprechend ist ihr
Neigungswinkel konstant.
-
Die axiale Breite W3 der Schräge 7 gemessen von der unteren Kante Pd
zur oberen Kante Pu, liegt im Bereich zwischen dem 0,3 und 0,8fachen
der Breite W2 der schmalen Rippe.
-
Die Höhe H2 der Schräge, gemessen radial von der Lauffläche 2 zur
unteren Kante Pd, liegt im Bereich zwischen dem 0,3 und 0,8fachen der
Rillentiefe H1 der schmalen Längsrille 6.
-
Da die schmale Rippe 5 mit der Schräge 7 versehen ist, wie es in Fig. 6
gezeigt ist, wird, selbst wenn der Reifen während einer Kurvenfahrt einer
starken Seitenkraft von der Straßenoberfläche ausgesetzt ist, der obere
Teil der schmalen Rippe 5 außerhalb eines Kontaktes mit der inneren
Rippe 10 gehalten. Deshalb wird die innere Rippe 10 nicht durch die
schmale Rippe 5 bewegt.
-
Wenn die axiale Breite W3 kleiner als das 0,3fache der Breite W2 der
schmalen Rippe ist, bewegen sich die innere Rippe 10 und die schmale
Rippe 5 leicht aufeinander zu, wobei sich der Verschleiß leicht über die
innere Rippe 10 ausbreitet.
-
Wenn die axiale Breite W3 größer als das 0,8fache der Breite W2 der
schmalen Rippe ist, nimmt die Oberteilbreite der schmalen Rippe 5
übermäßig ab, und der obere Teil der schmalen Rippe 5 wird leicht beschädigt.
Beispielsweise treten Risse, Ausbrüche und dergleichen auf, und an der
inneren Rippe 10 tritt leicht ungleichmäßiger Verschleiß auf.
-
Besonders bevorzugt liegt die Breite W2 der schmalen Rippe im Bereich
zwischen dem 0,4 und 0,6fachen der axialen Breite W3 der Schräge.
-
Wenn die Höhe H2 der Schräge kleiner als das 0,3fache der Rillentiefe H1
der schmalen Längsrille 6 ist, werden die schmale Rippe 5 und die innere
Rippe 10 aufeinander zu bewegt, und der Verschleiß konzentriert sich
nicht auf die schmale Rippe 5.
-
Wenn sie größer als 0,8 ist, berührt der untere Kantenabschnitt die innere
Rippe 10, wenn sie verformt wird, da die Steifigkeit der schmalen Rippe 5
abnimmt, und der Verschleiß konzentriert sich nicht auf die schmale
Rippe 5.
-
Besonders bevorzugt liegt die Höhe H&sub2; der Schräge im Bereich zwischen
dem 0,4 und 0,6fachen der Rillentiefe H 1.
-
In diesem Beispiel ist die schmale Rippe 5 mit Einschnitten 22 versehen,
die sich im wesentlichen parallel zur Axialrichtung des Reifens über die
gesamte Breite der schmalen Rippe 5 erstrecken. Um die Griffigkeit zu
verbessern, sind die Schulterrippen 4, inneren Rippen 10 und die zentrale
Rippe 11 jeweils mit schmalen Axialrillen 23 und/oder Einschnitten 24
versehen, von denen zumindest ein Ende zu einer der Längsrille 3, 8 und
6 reicht, so daß es sich dorthin öffnet.
-
Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen weitere Beispiele der Schräge 7S, wobei die
Schräge 7S teilweise oder insgesamt gekrümmt und die Schräge 7S über
ihre Gesamtheit konkav ist.
-
In Fig. 7 besteht die Schräge 7S aus einem geraden oberen Teil 30 und
einem konkaven unteren Teil 29. Der obere Teil 30 erstreckt sich gerade
radial von der oberen Kante Pu nach innen, wobei er sich in Richtung der
schmalen Längsrille 6 unter einem kleinen Winkel von (α1) neigt. Der
konkave Teil 29 erstreckt sich radial und axial vom radial inneren Ende
des oberen Teils 30 nach innen zur unteren Kante Pd.
-
In Fig. 8 besteht die Schräge 7S aus einem geraden oberen Teil 30, einem
konkaven Teil 29 und einem geraden unteren Teil 31. Der obere Teil 30
erstreckt sich gerade radial von der oberen Kante Pu nach innen, wobei er
sich in Richtung der schmalen Längsrille 6 unter einem kleinen Winkel
neigt. Der konkave Teil 29 erstreckt sich radial und axial vom radial
inneren Ende des oberen Teils 30 nach innen.
-
Der untere Teil 31 erstreckt sich gerade axial vom radial inneren Ende des
konkaven Teils 29 nach innen zur unteren Kante Pd, wobei er sich unter
einem großen Winkel (α2) neigt.
-
In Fig. 9 besteht die Schräge 7S aus einem konkaven Teil 29. D. h., die
Schräge 7S ist von der oberen Kante Pu zur unteren Kante Pd gekrümmt.
In den Fig. 7-9 nimmt der Neigungswinkel der Schräge 7S in bezug auf die
Normale zur Lauffläche von der oberen Kante Pu zur unteren Kante Pd
über ihre Gesamtheit ab.
-
Der Neigungswinkel (α1) des oberen geraden Teils 30 ist nicht kleiner als 0
Grad und kleiner als der Neigungswinkel (β) der Geraden L, die zwischen
den oberen und unteren Kanten Pu und Pd gezeichnet ist.
-
Der Neigungswinkel (α2) des unteren geraden Teils 31 ist größer als der
Neigungswinkel (β) und beträgt vorzugsweise im wesentlichen 90 Grad.
Der axiale Abstand W5 zwischen der unteren Kante Pd und dem
Schnittpunkt zweier an den oberen und unteren Kanten Pu und Pd an die
Schräge 7S gezeichneten tangentialen Linien Tu und Td ist nicht größer als die
oben erwähnte axiale Breite W3 der Schräge.
-
Der Krümmungsradius R1 des gekrümmten Teils 29 ist nicht größer als
das 1,5fache der axialen Breite W3 der Schräge.
-
Unter Verwendung von eher der konkaven Schräge als der geraden
Schräge, ist die Steifigkeit weniger herabgesetzt, und der Raum zwischen der
inneren Rippe 10 und der schmalen Rippe 5 kann weiter erhalten bleiben,
wenn die schmale Rippe 5 in Richtung der inneren Rippe 10 abfällt.
Deshalb ist die konkave Schräge bei der Kontrolle des ungleichmäßigen
Verschleißes überlegen.
-
Im Fall der konkaven Schräge ist es aus den gleichen Gründen wie für die
gerade Schräge bevorzugt, daß die axiale Breite W3 der Schräge zwischen
dem 0,3 und 0,8fachen der Breite W2 der schmalen Rippe beträgt, und
daß die Höhe H2 der Schräge zwischen dem 0,3 und 0,8fachen der Tiefe
H1 der schmalen Längsrille beträgt. Jedoch beträgt insbesondere
bevorzugt die Höhe H2 der Schräge zwischen dem 0,35 und 0,60fachen der
Tiefe H1, und die axiale Breite W3 der Schräge beträgt zwischen dem 0,4
und 0,6fachen der Breite W2.
-
In Fig. 11(A) ist die schmale Rippe (i) in Umfangsrichtung durch achtzig
Schlitze (k) (Breite 5 mm, Tiefe 9 mm) unterteilt.
-
In Fig. 11(B) ist die schmale Rippe (i) in Umfangsrichtung durch achtzig
Schnitte (s) (Tiefe 4,5 mm, Breite einer Null) unterteilt.
-
In Fig. 11(C) ist die axial äußere Kante der schmalen Rippe (i) entlang des
gesamten Umfangs des Reifens angefast.
Vergleichsversuche
-
Es wurde Versuchsreifen mit dem gleichen Innenaufbau und
Laufflächenprofil, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit Ausnahme der schmalen
Rippen hergestellt und dem folgenden Versuch unterzogen. Die
Spezifikationen der Versuchsreifen und die Versuchsergebnisse sind in den
Tabellen 1 und 2 angegeben.
-
Die Versuchsreifen wurden auf die Vorderräder eines Anhängerkopfes (2-
DD-Zugmaschine) aufgezogen und wurden auf trockenen, mit Asphalt
gedeckten Straßen über 20 000 km gefahren, und dann wurde, wie es in Fig.
5 gezeigt ist, das Maximum (d) des ungleichmäßigen Verschleißes in der
inneren Rippe gemessen.
-
Reifengröße: 285/ 75R24,5
-
Felgengröße: 8,25 · 24,5
-
Innendruck: 7,65 kgf/cm²
-
Traglast: ungefähr 20 Tonnen
TABELLE 1
TABELLE 2
-
Wie es oben beschrieben wurde, ist bei den Schwerlast-Luftreifen gemäß
der vorliegenden Erfindung die axial innere Ecke der schmalen Rippe
angefast und die Querschnittsform ist besonders begrenzt. Daher wird
wirksam verhindert, daß die axial innere Rippe neben der schmalen Rippe
ungleichmäßig verschlissen wird.
-
Insbesondere in der Anfangsstufe der Verschleißstandzeit der Lauffläche
können Gummiausbrüche und Risse der schmalen Rippe, auf die der
Verschleiß konzentriert sein soll, verhindert werden, und der Schutz vor
ungleichmäßigem Verschleiß kann weiter verbessert werden.