DE3720788A1

DE3720788A1 - Pneumatischer reifen

Info

Publication number: DE3720788A1
Application number: DE19873720788
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Saneto
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPS638003A; KR880000255A

Description

Bisher wurden verschiedene Vorschläge für Reifen gemacht, die in der Lage sind, eine stabile Fahrleistung zu halten und zu zeigen, selbst wenn während des Fahrens eines Fahrzeuges abruptes Lenken durchgeführt wird, d. h. Reifen mit verbesserten Straßenlageeigenschaften. Einer solcher Vorschläge ist ein Reifen, der von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung in der japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. 57-147 901 vorgeschlagen wurde. Dieser Reifen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche, η₁, des straßenberührenden Abschnittes in der Außenseite des Reifens in Bezug auf die äquatoriale Ebene des Reifens, genommen als Grenze in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges (nachfolgend der Einfachheit halber als "Außenseite des Reifens" bezeichnet) größer als die Fläche, η₂, des straßenberührenden Abschnitts in der Innenseite des Reifens in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens, genommen als die Grenze in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges (nachfolgend einfach als "Innenseite des Reifens" bezeichnet) ist, daß der Radius, TR₁, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes in der Außenseite des Reifens größer als der Radius, TR₂, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes in der Innenseite des Reifens ist und daß der Radius, SR₁, der Schulter des straßenberührenden Abschnittes in der Außenseite des Reifens kleiner als der Radius, SR₂, des straßenberührenden Abschnittes in der Innenseite des Reifens ist. Dieser Reifen ist jedoch ein solcher, der dazu bestimmt ist, die Straßenlage auf feuchten Straßen zu verbessern, ohne die Straßenlage auf trockener Straße zu opfern. Daher könnte keine zufriedenstellende Verbesserung in der Straßenlage auf trockenen Straßen erreicht werden, besonders Fahrstabilität bei schnellem Wenden des Fahrens auf einer trockenen Straße mit hoher Geschwindigkeit.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen pneumatischen Reifen zu bekommen, der weiter verbesserte Straßenlage auf trockenen Straßen zeigt, gleichzeitig aber auch gute Straßenlage auf feuchten Straßen hat und damit eine Verbesserung eines Reifens gemäß der oben erwähnten japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. 57-147 901 darstellt.

In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 eine Meridianquerschnittsdarstellung einer Form des pneumatischen Reifens nach der Erfindung, auf einem Fahrzeug befestigt, und

Fig. 2 eine abgewickelte Darstellung einer Konstruktionsform einer Lauffläche des pneumatischen Reifens nach der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 1′ jeweils einen Wulstabschnitt. Die Bezugszeichen 2 und 2′ bedeuten jeweils einen Wulstdraht, das Bezugszeichen 3 bedeutet eine Karkassenschicht, die Bezugszeichen 4 und 4′ bedeuten jeweils eine Umstülpung, das Bezugszeichen 5 bedeutet eine Lauffläche, das Bezugszeichen 6 u eine obere Gürtelschicht, das Bezugszeichen 6 d eine untere Gürtelschicht, das Bezugszeichen 10 einen straßenberührenden Abschnitt, das Bezugszeichen 11 einen straßenberührenden Abschnitt, das Bezugszeichen 12 Nuten in der Umfangsrichtung eines Reifens, das Bezugszeichen 13 seitliche Nuten, das Bezugszeichen 14 eine Rippe, das Bezugszeichen 20 eine faserverstärkte Schicht, und die Bezugszeichen 21 und 21′ bedeuten jeweils einen Wulstfüller.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen, der bei Befestigung auf einem Fahrzeug ein Flächenverhältnis, η₁, des straßenberührenden Abschnittes der Außenseite des Reifens (d. h. der Außenseite bezüglich der äquatorialen Ebene des Reifens, genommen als die Grenze in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges) zu der gesamten straßenberührenden Fläche der Lauffläche des Reifens von 55 bis 90%, ein Flächenverhältnis, η₂, des straßenberührenden Abschnittes der Innenseite des Reifens (d. h. der Innenseite bezüglich der Äquatorialebene des Reifens, genommen als die Grenze in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges) zu der gesamten straßenberührenden Fläche des Lauffläche des Reifens von 50 bis 70%, was 60 bis 90% von η₁ entspricht, und einen Radius TR₁ der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes in der Außenseite des Reifens, der größer als der Radius, TR₂, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes in der Innenseite des Reifens ist, hat, wobei die Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens größer als die Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens ist.

Die Erfindung wird nun im einzelnen anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

In Fig. 1 erstreckt sich die Karkassenschicht 3 von einem Wulstabschnitt 1 zu dem anderen Wulstabschnitt 1′. Die beiden Endabschnitte der Karkassenschicht 3 sind um die Wulstdrähte 2, 2′, die einem Paar von Wulstabschnitten der linken und der rechten Seite des Reifens vorgesehen sind, von der Innenseite des Reifens zur Außenseite des Reifens herumgefaltet, so daß sich Umstülpungen 4, 4′ bilden. Eine Gürtelschicht mit einer Doppelschichtstruktur, die eine obere Gürtelschicht 6 u und eine untere Gürtelschicht 6 d umfaßt, ist kreisförmig auf den Karkassenschichten 3, 3′ in der Lauffläche 5 auf im wesentlichen allen Flächen der Lauffläche 5 angeordnet.

Die Karkassenschicht 3 ist durch Überziehen von Fasercord, wie Nylon, Polyester oder aromatischer Polyamidfaser (Aramid), mit Kautschuk und Anordnung in wenigstens einer Schicht des mit Kautschuk überzogenen Cordes in einem Winkel von 70 bis 90° bezüglich der Äquatorialebene des Reifens gewonnen.

Der die Gürtelschicht bildende Cord wurde aus der gleichen Faser gemacht, die einen gewöhnlichen Reifencord bildet. Es ist bevorzugt, daß ein Cord aus Nylon, Stahlfaser oder Aramidfaser so angeordnet ist, daß er wenigstens eine Gürtelschicht bildet.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen mit

i) einem Laufflächenabschnitt 5, der von zwei straßenberührenden Abschnitten 10, 11 gebildet wird, die in der straßenberührenden Fläche voneinander verschieden sind, wobei man die Äquatorialebene A als die Grenze nimmt, und
ii) einen Radius, TR₁, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes 10 mit einer größeren straßenberührenden Fläche, welcher größer als der Radius, TR₂, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes 11 mit einer kleineren straßenberührenden Fläche ist, wobei die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens größer als die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens ist.

In dem Reifen nach der vorliegenden Erfindung werden das straßenberührende Flächenverhältnis, η₁, des straßenberührenden Abschnittes 10 in der Außenseite des Reifens und das straßenberührende Flächenverhältnis, η₂, des straßenberührenden Abschnittes 11 in der Außenseite des Reifens in den folgenden Gleichungen wiedergegeben:

η₁ = [straßenberührende Fläche des straßenberührenden Abschnittes 10/(straßenberührende Fläche des straßenberührenden Abschnittes 10 + Nutenfläche des straßenberührenden Abschnittes 10)] × 100
η₂ = [straßenberührende Fläche des straßenberührenden Abschnittes 11/(straßenberührende Fläche des straßenberührenden Abschnittes 11 + Nutenfläche des straßenberührenden Abschnittes 11)] × 100

Es ist erforderlich, daß das straßenberührende Flächenverhältnis, η₁, des straßenberührenden Abschnittes 10, wiedergegeben durch die obige Gleichung, 55 bis 90%, vorzugsweise 60 bis 75% ist. Andererseits ist es erforderlich, daß das straßenberührende Flächenverhältnis, η₂, des straßenberührenden Abschnittes 11, wiedergegeben durch die obige Gleichung, 50 bis 70%, vorzugsweise 55 bis 60% ist.

Wenn η₁ kleiner als 55% und/oder η₂ kleiner als 50% ist, ist die Straßenlage oder Straßenhaftung auf trockenen Straßen verringert, was ungünstigerweise nicht nur zu schlechter Fahrstabilität, sondern auch zu einer Verminderung der Verschleißfestigkeit führt. Wenn andererseits η₁ 90% übersteigt und/oder η₂ 70% übersteigt, wird die Fähigkeit ablaufen zu lassen, verschlechtert, was seinerseits die Straßenlage oder Straßenhaftung auf feuchten Straßen verschlechtert.

Weiterhin ist es erforderlich, daß der Wert η₂ 60 bis 90%, vorzugsweise 70 bis 90% des Wertes von η₁ ist. Wenn der Wert von η₂ geringer als 60% des Wertes von η₁ ist, wird die Straßenlage oder Straßenhaftung auf trockenen Straßen in dem straßenberührenden Abschnitt 11 mit einer kleinen straßenberührenden Fläche in der Innenseite des Reifens vorteilhafterweise stark derart vermindert, daß die Verminderung der Straßenhaftung nicht durch den straßenberührenden Abschnitt 10 mit einer großen straßenberührenden Fläche in der Außenseite des Reifens kompensiert werden kann. Wenn andererseits der Wert von η₂ 90% von η₁ übersteigt, wird die Fähigkeit des straßenberührenden Abschnittes 11 in der Innenseite des Reifens, auf feuchten Straßen ablaufen zu lassen, ungünstig vermindert, was es unmöglich macht, die Ablauffähigkeit des straßenberührenden Abschnittes 10 in der Außenseite des Reifens zu kompensieren.

In dem Reifen der vorliegenden Erfindung ist es, um die Fahrstabilität des Reifens zu gewährleisten, erforderlich, daß der Radius, TR₁, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes 10 in der Außenseite des Reifens größer als der Radius, TR₂, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes 10 in der Innenseite des Reifens ist. Spezielle Werte von TR₁ und TR₂ variieren je nach der Reifengröße. Es ist bevorzugt, daß der Radius der Lauffläche derart bestimmt wird, daß in den straßenberührenden Enden der Unterschied, δ, im Außendurchmesser zwischen der Außenseite des Reifens und der Innenseite des Reifens 1 mm bis 4 mm ist. Das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens größer als jene des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens ist, d. h. die Steifigkeit der Außenseite des Reifens erhöht ist, um eine Erhöhung der Kurvenfahrkraft zu bekommen. Diese charakteristische Eigenschaft verbessert die Straßenhaftungseigenschaften, besonders die Straßenhaftung oder Straßenlage auf trockenen Straßen für den Reifen nach der vorliegenden Erfindung mit einer Lauffläche, die asymmetrisch bezüglich des Profils und der Ausbildung ist, was seinerseits die Manövrierfähigkeit und die Fahrstabilität während des Geradeausfahrens und des Kurvenfahrens verbessert.

Da weiterhin die Steifigkeit der Innenseite des Reifens unverändert bleibt, gibt es keine Veränderung der Flexibilität des Reifens bezüglich einer Berührung mit dem Boden.

Die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens kann größer gemacht werden als die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens durch eines der folgenden Mittel (a), (b), (c) und (d) oder durch eine Kombination wenigstens zweier derselben.

(a) Nur der Wulstabschnitt in der Außenseite des Reifens ist mit einer faserverstärkten Schicht 20, vorzugsweise einer faserverstärkten Schicht 20, die Nylonfasercord, einen Aramidfaserstoff und einen Stahlfasercord umfaßt, versehen.
(b) Der Wulstfüller 21 des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens liegt höher als der Wulstfüller 21′ des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens (worin h₂ die Höhe des Wulstfüllers ist).
(c) Die Härte des Wulstfüllers 21 des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens wird höher gemacht als die Härte des Wulstfüllers 21′ des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens.
(d) Die Höhe h₁ der Umstülpung 4 des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens wird größer gemacht als die Höhe der Umstülpung 4 des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens.

Unter den oben erwähnten Mitteln (a), (b), (c) und (d) ist ein wirksames Mittel das Mittel (a), in welchem die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens größer als die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens gemacht wird, indem man eine faserverstärkte Schicht nur in dem Wulstabschnitt in der Außenseite des Reifens vorsieht.

Wie in allen Einzelheiten in der japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. 57-147 901 beschrieben ist, sollte der Reifen nach der vorliegenden Erfindung derart befestigt werden, daß der straßenberührende Abschnitt 10 in der Außenseite des Reifens mit einem großen straßenberührenden Flächenverhältnis η₁ in in der Außenseite eines Fahrzeuges liegt, während der straßenberührende Abschnitt 11 in der Innenseite des Reifens mit einem kleinen straßenberührenden Flächenverhältnis η₂ in der Innenseite des Fahrzeuges liegt. Um die Fahrstabilität des Fahrzeuges mit den darauf befestigten Reifen während Geradeausfahrens und Kurvenfahrens wesentlich zu verbessern, ist es speziell erforderlich, daß die straßenberührende Fläche der Außenseite des Reifens größer als die straßenberührende Fläche der Innenseite des Reifens ist.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 und 2

Der Test für das Kurvenfahren (CF) wurde bezüglich des Reifens A (Vergleichsbeispiel 1), des Reifens B (Beispiel 1), des Reifens C (Vergleichsbeispiel 2) mit einem Schlupfwinkel (SA) von ±2° (worin "+" einen Zustand bedeutet, wo die Außenseite bezüglich der Äquatorialebene die rechte Seite ist und ein Schlupfwinkel in der Richtung der rechten Seite vorliegt) unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Reifengröße 225/50 R16
η₁= 70% η₂= 55% TR₁= 900 TR₂= 750 Struktur: 2R - 2S + 2N
Verstärkung des Wulstabschnittes: Nylon
1260 D/2, Materialbreite: 40

Die Ergebnisse sind in der Tabelle I gezeigt. Diese Ergebnisse wurden als der Index ausgedrückt, wobei die Kurvenfahrkraft des Reifens A mit 100 angenommen wurde.

Tabelle I

Reifen A: (Vergleichsbeispiel 1) Die Struktur der rechten Seite des Reifens ist die gleiche wie jene der linken Seite. Eine Verstärkung erfolgt weder in dem Wulstabschnitt der Außenseite des Reifens, noch in dem Wulstabschnitt in der Innenseite des Reifens (d. h. die Steifigkeit ist die gleiche). Reifen B: (Beispiel 1) Er hat eine Struktur, in welcher der Wulstabschnitt in der Außenseite des Reifens verstärkt ist. Reifen C: (Vergleichsbeispiel 2) Er hat eine Struktur, in welcher der Wulstabschnitt in der Innenseite des Reifens verstärkt ist.

Wenn ein Fahrzeug Kurven fährt, wird die Belastung, die auf den Reifen ausgeübt wird, allgemein von dem in der Innenseite, d. h. der nahe der Mitte des Wenderadius liegt, auf den Reifen, der an der Außenseite, d. h. von der Mitte des Wenderadius entfernt liegt, gewechselt, und die Belastung, die auf den in der Innenseite des Fahrzeuges liegenden Reifen ausgeübt wird, wird vermindert, während die Belastung, die auf den an der Außenseite des Fahrzeuges liegenden Reifen ausgeübt wird, erhöht wird. Wenn die Reifen auf einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung derart befestigt sind, daß die Seite des straßenberührenden Abschnittes 10 mit einer großen straßenberührenden Fläche und mit einem großen Radius TR₁ der Lauffläche in der Außenseite des Fahrzeuges befestigt ist, während die erste Seite des straßenberührenden Abschnittes 11 mit einer kleinen straßenberührenden Fläche und mit einem kleinen Radius TR₂ der Lauffläche in der Innenseite des Fahrzeuges befestigt ist, wird die Belastung, die auf die Vorder- und Hinterräder ausgeübt wird, die in der Außenseite des Fahrzeuges von der Mitte des Wenderadius entfernt liegen, während des Kurvenfahrens erhöht. Wenn die Belastung erhöht wird, wird die Kurvenfahrkraft (F) weiter erhöht. Andererseits wird die Belastung, die auf die Vorder- und Hinterräder, die in der Innenseite des Fahrzeuges nahe der Mitte des Wenderadius liegen, ausgeübt wird, während des Kurvenfahrens vermindert, was im wesentlichen keine Verminderung der Kurvenfahrkraft der auf der Innenseite befestigten Reifen verursacht. Dies erzeugt eine merkliche Steigerung der Fahrstabilität.

Tabelle I demonstriert die folgenden Tatsachen:

1. Wenn das Fahrzeug nach links wendet, sind die Belastungen, die auf die Reifen A, B und C ausgeübt werden, folgende auf einer 500 kg-Belastungsbasis: Wie ersichtlich aus der obigen Tabelle, zeigt der Reifen B (Reifen nach der vorliegenden Erfindung) die größte Kurvenfahrkraft.
2. Wenn der Reifen nach links gewendet wird, ist die Belastung, die auf den in der Außenseite von der Mitte des Wenderadius entfernt liegenden Reifen ausgeübt wird, größer als der Standardwert, während die Belastung, die auf den in der Innenseite nahe der Mitte des Wenderadius liegenden Reifen ausgeübt wird, kleiner als der Standardwert ist. Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, wird der durch den Reifen B (Reifen nach der vorliegenden Erfindung) erhaltene Effekt weiter gesteigert.
3. Der Reifen nach der vorliegenden Erfindung zeigt stark verbesserte Wirkungen, die in den obigen Absätzen 1 und 2 beschrieben sind. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Kurvenfahrkraft des Grundreifens nach der vorliegenden Erfindung einen negativen Schlupfwinkel wegen des asymmetrischen Oberflächenprofils und -aussehens (siehe die obigen Paragraphen (1) und (2)) hat, was einen größeren CF-Standardwert hervorbringt als den eines positiven Schlupfwinkels.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, hatte die vorliegende Erfindung Erfolg in einer merklichen Verbesserung der Straßenhaftungseigenschaften, besonders der Fahrleistung auf trockenen Straßen und der Fahrstabilität eines Reifens unter Verwendung einer Lauffläche, deren Oberfläche ein asymmetrisches Profil und ein asymmetrisches Aussehen hat, wenn der Reifen auf einem Fahrzeug befestigt ist, und wenn gleichzeitig die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens größer als die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens gemacht wird.

Claims

1. Pneumatischer Reifen, dadurch gekennzeichnet, daß er, auf einem Fahrzeug befestigt, ein Flächenverhältnis, η₁, des straßenberührenden Abschnittes der Außenseite des Reifens bezüglich der Äquatorialebene des Reifens, genommen als die Grenze in die Fahrtrichtung des Fahrzeuges, in Bezug auf die gesamte straßenberührende Fläche der Lauffläche des Reifens von 55 bis 90%, ein Flächenverhältnis, η₂, des straßenberührenden Abschnittes der Innenseite des Reifens bezüglich der Äquatorialebene des Reifens, genommen als die Grenze in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges, in Bezug auf die gesamte straßenberührende Fläche des Lauffläche des Reifens von 50 bis 70%, was 60 bis 90% von η₁ entspricht, und einen Radius, TR₁, der Lauffläche des straßenberührenden Bereichs in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges, der größer als der Radius, TR₂, der Lauffläche des straßenberührenden Abschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ist, hat, wobei die Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Außenseites des Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges größer als die Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ist.

2. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges größer als die Steifigkeit eines Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges durch wenigstens eines der folgenden Mittel (a), (b) und (c) ist:

(a) Vorsehen einer faserverstärkenden Schicht nur in dem Wulstabschnitt in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges,
(b) entweder Anordnung des Wulstfüllers in dem Wulstabschnitt in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges höher als des Wulstfüllers des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges oder größere Härte des Wulstfüllers des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges als die Härte des Wulstfüllers des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und
(c) Größermachen der Höhe der Umstülpung des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges als der Höhe der Umstülpung des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges.

3. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges größer als die Steifigkeit des Wulstabschnittes in der Innenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ist, indem eine faserverstärkte Schicht nur in dem Wulstabschnitt in der Außenseite des Reifens in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges vorgesehen ist.