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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, der Seitenschlupf
steuert, wenn ein Fahrzeug auf einer rutschigen Fahrbahn wie einer
eisigen Fahrbahn oder nassen Fahrbahn eine Kurve fährt, und der
die Spurhaltigkeit verbessert.
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Technischer
Hintergrund
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Im
Fall eines Winterreifens wie eines spikelosen Reifens ist es, um
die Fahrleistung (nachfolgend die „Leistung auf Eis") auf einer eisigen
Fahrbahn zu verbessern, erforderlich, eine Eingrabreibung in die
Fahrbahn oder eine Haftreibung zu erhöhen. Zu diesem Zweck wurden
verschiedene Untersuchungen vorgenommen, um den Reibbeiwert eines
Laufflächengummis
in Bezug auf eine eisige Fahrbahn zu erhöhen.
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Als
eines der Ergebnisse von Untersuchungen wird vorgeschlagen, Kurzfasern
in den Laufflächengummi
zu mischen und die Kurzfasern in einer radialen Richtung (Dickenrichtung
des Laufflächengummis)
des Reifens zu orientieren. Dieser Vorschlag besitzt den Vorteil,
dass das Eingrabvermögen
in die Fahrbahn verbessert wird, indem die Kurzfasern in der radialen
Richtung orientiert sind, die Weichheit des Reifens in der Dickenrichtung
infolge feiner Bodenunebenheiten und -wellen auf der Fahrbahn sichergestellt
werden kann, somit auch die Haftreibungskraft verbessert ist und
die Leistung auf Eis stark verbessert werden kann.
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In
jüngster
Vergangenheit besteht, da die Leistung und der Abtrieb von Fahrzeugen
verbessert sind, der starke Wunsch, den Seitenschlupf zum Zeitpunkt
einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs zu steuern, um die Leistung auf
Eis zu verbessern und um durch Schlupf verursachte Unfälle zu vermeiden.
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Um
den Reifenwiderstand gegen die Fahrbahn zu erhöhen und ein Rutschen eines
Fahrzeugs auf Eis oder Schnee zu reduzieren, schlägt die WO
97/06 967 A vor, Reifen und andere Laufflächen mit einer Mischung aus
hartem Granulat herzustellen. Eine Gummimischung wird zu Laufflächenbändern einer
geeigneten Form extrudiert, die gesteuert in eine geeignete Dicke
und Anzahl von Schichten in einem zyklischen Prozess über einen
vorbehandelten Reifen, der anschließend mit einem Profil versehen
und vulkanisiert wird, gewalzt werden. Das harte Granulat wird gemäß einer
vorbestimmten Konfiguration auf zumindest einen Teil der Oberfläche des
extrudierten Gummilaufflächenbandes
verteilt, bevor die nächste
Schicht in einem zyklischen Prozess auf den vorbehandelten Reifen
gewalzt wird.
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Die
EP-A-1 097 825 offenbart einen Luftreifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. Eine Lauffläche
definiert einen Bodenkontaktbereich und umfasst zumindest einen
Dien-Kautschuk und nichtmetallische Kurzfasern, die in der radialen
Richtung des Reifens orientiert sind.
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Die
EP-A-0 970 797 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Laminieren eines bandförmigen, unvulkanisierten
Kautschukmaterials, um ein laminiertes Gummielement mit einer gegebenen
Querschnittsform zu bilden. Es können
beispielsweise zwei Kautschukmaterialien als eine Gummimischung
für einen
Innerliner eines Reifens verwendet werden.
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Die
JP 07 024 932 A offenbart
einen Schneereifen und ein Herstellungsverfahren für diesen.
Korde aus Fasern werden parallel gelegt, um einen Kettfaden herzustellen,
und ein Kautschukmaterial wird durch Gummierung verarbeitet, wodurch
eine Bahn gebildet wird. Geschnittene Bahnteile werden laminiert,
indem Ausschnittsflächen
richtig angeordnet werden.
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Die
JP 02 274 602 A offenbart
einen spikelosen Reifen und ein Herstellungsverfahren für diesen.
Ein Pulver oder Kurzfasern, das/die zu stabförmigen Partikeln geformt ist/sind,
wird/werden in einer Laufflächen-Oberflächenschicht
eines Reifens verteilt, wobei die Partikel in der Richtung der Dicke
der Lauffläche
orientiert sind.
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Die
JP 02 212 134 A offenbart
ein Streifenwicklungsformverfahren für eine Reifenlauffläche. Zwei
Arten von Streifen von zwei Arten von Mischungen werden durch einen
Doppelextruder extrudiert. Die zwei Arten von Streifen werden um
eine Reifenhülle
gewickelt, wodurch eine Lauffläche
gebildet wird, die aus zwei Arten von Mischungen besteht.
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Die
JP 11 048 365 A offenbart
ein Verfahren zum Herstellen eines Laufflächenelements und eines Luftreifens.
Zwei streifenähnliche
Bahnelemente werden zusammen zu einem streifenähnlichen laminierten Bahnelement
laminiert, das dann auf einen Außenumfang einer Rohreifenhülle gewickelt
und darauf laminiert wird.
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Die
JP 2002 210 842 A offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden eines laminierten Gummielements
und eines Reifen unter Verwendung solch eines laminierten Gummielements.
Das Gummielement enthält
Stapelfasern, die in seiner Dickenrichtung orientiert sind, und
ist aus einer Gummibahn mit Stapelfasern gebildet, die in seiner
Längsrichtung
orientiert sind.
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Die
JP 2001 138 717 A offenbart
einen Luftreifen, wobei zumindest ein Teil einer Laufflächen-Oberfläche unter
Verwendung eines rutschfesten Gummimaterials gebildet ist, das einen
bestimmten Anteil an einem stabförmigen
Material enthält.
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Die
JP 58 068 302 U offenbart
einen Luftreifen mit faserähnlichen
Elementen, die in einer radialen Richtung des Reifens angeordnet
sind.
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Die
JP 51 102 081 A offenbart
einen Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt, der aus einem
Gummimaterial mit Fasern darin hergestellt ist.
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Die
JP 2001 001 718 A offenbart
einen Radialluftreifen für
Schwerlasten mit einer mit einer Vielzahl von Gummistreifenschichten
gebildeten Lauffläche,
in der ein Gummistreifen spiralförmig
gewickelt ist, während
er kontinuierlich Seitenflächen
davon in der Reifenumfangsrichtung verbindet.
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Der
Luftreifen und die Herstellungsverfahren, die daher aus dem Stand
der Technik bekannt sind, sind jedoch nicht ganz zufrieden stellend,
was die Leistung auf Eis betrifft.
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Es
ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen
mit einer verbesserten Leistung auf Eis bereitzustellen. Im Speziellen
ist es erwünscht,
den Seitenschlupf zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs
zu steuern und die Spurhaltigkeit auf einer rutschigen Straße zu verbessern,
sowie ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage
ist, solch einen Luftreifen einfach zu bilden.
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Dieses
Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 bzw. die Merkmale von
Anspruch 6 erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Luftreifen vor, in dem Kurzfasern,
die mit einem Laufflächengummi
gemischt sind, nach außen
hin von einem Fahrzeug und radial nach außen von einem Reifen geneigt sind,
ein Neigungswinkel α1
der Kurzfasern in einem Bodenkontaktende an einer Außenseite
des Fahrzeugs größer als
ein Neigungswinkel α2
der Kurzfasern eines Reifenäquators
hergestellt ist und auf der Basis dieser Struktur der Seitenschlupf
zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs in hohem Maße gesteuert
werden kann und die Spurhaltigkeit auf einer rutschigen Fahrbahn
verbessert ist.
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Des
Weiteren sieht die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren
vor, das in der Lage ist, den Luftreifen auf der Basis der Idee,
einen langen, bandähnlichen
Gummistreifen zu verwenden, in dem Kurzfasern in einer Richtung
der Reifenbreite orientiert sind, einfach zu bilden.
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Offenlegung
der Erfindung
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Die
Erfindung von Anspruch 1 der vorliegenden Anmeldung sieht einen
Luftreifen vor, wobei ein Laufflächenabschnitt
einen mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitt umfasst, der aus
mit Kurzfasern gemischtem Gummi hergestellt ist, der produziert
wird, indem Kurzfasern in Gummi eingeschlossen werden, wobei der mit
Kurzfasern gemischte Gummiabschnitt die Laufflächen-Oberfläche s in mindestens einem Bereich
zwischen einem äußeren Bodenkontaktende,
das an der Außenseite
eines Fahrzeugs angeordnet ist, wenn der Reifen an dem Fahrzeug
montiert ist, und einem Reifenäquator
bildet, wobei die Kurzfasern im Wesentlichen unter einem Winkel
von α nach
außen
hin von dem Fahrzeug radial nach außen von dem Reifen geneigt
und orientiert sind und der Winkel der Kurzfasern an dem äußeren Bodenkontaktende, α1, größer als
der Winkel der Kurzfasern, α2,
in dem Reifenäquator
ist.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist es vorzuziehen, dass der Winkel α1 in einem
Bereich von 30 bis 60° liegt
und der Winkel α2
in einem Bereich von 10 bis 35° liegt.
Es ist vorzuziehen, dass ein Winkel α3 des Seitenschlupfes in dem
Bodenkontaktende an einer Stelle innerhalb des Fahrzeuges, wenn
der Reifen an dem Fahrzeug montiert ist, 0 bis 15° beträgt und kleiner
als der Winkel α2
in dem Reifenäquator
ist. Es ist vorzuziehen, dass eine Außenkante des mit Kurzfasern
gemischten Gummiabschnitts an der Laufflächen-Oberfläche in der axialen Richtung
des Reifens von dem Bodenkontaktende mit einen Abstand L radial
nach außen
von dem Reifen getrennt ist, wobei der Abstand L das 0,05- bis 0,15-fache
einer Breite des Reifens beträgt.
Es ist vorzuziehen, dass in einem Bereich zwischen dem Bodenkontaktende
und der Außenkante
des mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitts in der axialen Richtung
des Reifens ein Winkel β der
Laufflächen-Oberfläche in Bezug
auf eine radiale Richtung einer Tangente in einem Bereich von 45
bis 90° liegt.
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Die
Erfindung von Anspruch 6 sieht ein Herstellungsverfahren für den Luftreifen
vor, wobei der mit Kurzfasern gemischte Gummiabschnitt von einem
Streifenwickelkörper
gebildet wird, der erhalten wird, indem ein langer, bandähnlicher
Gummistreifen mit einer Breite Wa von 5 bis 50 mm und einer Dicke
Ta von 0,5 bis 3,0 mm auf eine zylindrische Trommel wendelförmig gewickelt
wird, wobei Kurzfasern des Gummistreifens im Wesentlichen in Richtung
der Breite orientiert werden, wobei der Gummistreifen von der Außenseite
in Richtung der Innenseite des Fahrzeugs wendelförmig gewickelt wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Schnittansicht eines Reifens gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2(A) und 2(B) sind
schematische Darstellungen zur Erklärung der Wirkungsweise der
Erfindung.
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3 ist
eine vergrößerte Teilschnittsansicht
eines äußeren Bodenkontaktendes.
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4 ist
eine Schnittansicht zur Erklärung
einer Schnittform einer äußeren, vertikalen
Hauptrille.
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5 ist
eine perspektivische Darstellung zur Erklärung eines Gummistreifens.
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6 ist
eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Herstellungsverfahrens
eines Laufflächengummis
unter Verwendung des Gummistreifens.
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7 ist
eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Beispiels eines
Herstellungsverfahrens des Gummistreifens.
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Beste Art
zur Ausführung
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unten stehend unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen erklärt.
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1 ist
eine Schnittansicht eines Reifenmeridianschnitts, wenn ein Luftreifen 1 als
ein spikeloser Reifen für
einen Personenwagen ausgebildet ist.
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In 1 ist
der Luftreifen 1 durch eine Kordschicht verstärkt, die
eine Karkasse 6, die sich von einem Laufflächenabschnitt 2 zu
einem Wulstkern 5 eines Wulstabschnitts 4 durch
einen Seitenwandabschnitt 3 er streckt, und eine Gürtelschicht 7,
die radial außerhalb
der Karkasse 6 und innerhalb des Laufflächenabschnitts 2 angeordnet
ist, umfasst.
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Die
Karkasse 6 umfasst eine oder mehrere (in dieser Ausführungsform
eine) Karkasslage/n 6A, in der/denen ein Karkasskord unter
einem Winkel von 75 bis 90° in
Bezug auf eine Umfangsrichtung des Reifens gerichtet ist. Gegenüberliegende
Enden der Karkasslage 6A sind um den Wulstkern 5 herum
umgeschlagen und festgehalten. Die Gürtelschicht 7 umfasst
zwei oder mehrere (in dieser Ausführungsform zwei) Gürtellagen 7A und 7B,
in denen starke Gürtelkorde
wie z. B. Stahlkorde unter einem Winkel von 10 bis 35° in Bezug
auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind. Die Gürtelkorde
kreuzen sich zwischen den Lagen, wodurch sie ein starkes Gittertragwerk
bilden und den Laufflächenabschnitt 2 mit
einer Ringspannungswirkung verstärken.
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Als
Nächstes
umfasst ein Laufflächengummi
G, der den Laufflächenabschnitt 2 bildet,
einen mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitt 10, der
eine Laufflächen-Oberfläche 2S bildet.
In dieser Ausführungsform weist
der Laufflächengummi
G eine Doppelschichtstruktur auf, die eine Protektorgummischicht
G1, die die Laufflächen-Oberfläche 2S bildet,
und eine Basisgummischicht G2, die radial innerhalb der Protektorgummischicht
G1 angeordnet ist, umfasst. Die Protektorgummischicht G1 entspricht
dem mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitt 10.
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Der
mit Kurzfasern gemischte Gummiabschnitt 10 umfasst hier
mit Kurzfasern gemischten Gummi mit Kurzfasern f in dem Gummi. In
dem mit Kurzfasern gemischten Gummi sind Kurzfasern f mit einem
Durchmesser von 10 bis 100 μm
und einer Länge
von 50 bis 1000 μm
in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsteilen in Bezug auf 100 Gewichtsteile
einer Gummikomponente gemischt.
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Als
Kurzfasern f können
organische oder anorganische Kurzfasern f wie z. B. Glasfasern,
Kohlefasern, Aluminumwhisker, Fasern aus Polyester, Nylon, Vinylon,
aromatischem Polyamid und dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise
sind die Kurzfasern anorganische Kurzfasern f wie z. B. Glasfasern
und Kohlefasern mit optimaler Formbarkeit durch Dispergieren oder
Rühren
während
des Mischvorgangs, geringer Erweichung bei einer Vulkanisationstemperatur
zum Zeitpunkt des Formens während
des Vulkanisierens und einer ausgezeichneten Eingrabwirkung in die
Fahrbahn.
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In
der vorliegenden Erfindung sind die Kurzfasern f, um den Seitenschlupf
zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs auf einer rutschigen
Fahrbahn zu steuern, in einem Bereich Y1 (nachfolgend kann dieser
Bereich hierin als „äußerer Bodenkontaktbereich
Y1" bezeichnet sein)
zwischen einem Reifenäquator
C und einem äußeren Bodenkontaktende
Eo, das sich an der Außenseite
des Fahrzeugs befindet, wenn der Reifen an dem Fahrzeug montiert
ist, unter einem Winkel α nach
außen
hin von dem Fahrzeug radial nach außen von dem Reifen geneigt
und orientiert. Dieser Neigungswinkel α nimmt von dem Reifenäquator C
in Richtung des äußeren Bodenkontaktendes
Eo zu und damit ist der Winkel α1
der Kurzfasern f in dem äußeren Bodenkontaktende
Eo größer als
der Winkel α2
der Kurzfasern f in dem Reifenäquator
C festgelegt (α1 > α2).
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Die
Beschreibung, dass die Kurzfasern f im Wesentlichen nach außen hin
von dem Fahrzeug radial nach außen
von dem Reifen geneigt und orientiert sind, bedeutet, dass 65 %
oder mehr der Kurzfasern f auf die oben beschriebene Weise geneigt
und orientiert sind. Die Neigung der Kurzfasern auf die oben beschriebene
Weise wird in manchen Fällen
als Neigungsorientierung nach außen angeführt, andererseits wird die
Neigungsorientierung von Kurzfasern, die nach innen hin von dem
Fahrzeug radial nach außen
hin von dem Fahrzeug geneigt sind, in manchen Fällen als Neigung nach innen
angeführt.
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Im
Speziellen zeigt diese Ausführungsform
einen Fall, in dem die Kurzfasern f über den im Wesentlichen gesamten
Bereich des mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitts 10 nach
außen
hin geneigt und orientiert sind. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Winkel α der Neigungsorientierung
von dem Bodenkontaktende Ei in Richtung des äußeren Bodenkontaktendes Eo
an einer Stelle innerhalb des Fahrzeugs zu, wenn der Reifen an dem
Fahrzeug montiert ist. Das heißt,
ein Winkel α3
der Kurzfasern f in dem inneren Bodenkontaktende ist kleiner als α2 in dem
Reifenäquator
C (α1 > α2 > α3).
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Wenn
das Fahrzeug eine Kurve fährt,
wird eine große
Seitenkraft F auf einen äußeren Reifen
in radialer Richtung der Kurvenfahrtbewegung aufgebracht, insbesondere
auf den äußeren Bodenkontaktbereich
Y1 des Reifens durch eine Zentrifugalkraft. Wie in 2 gezeigt,
ist der Laufflächenabschnitt 2 im
Vergleich mit einer Form j zum Zeitpunkt eines Geradeauslaufs nach
außen
hin verformt. Zu diesem Zeitpunkt fallen, wenn die Kurzfasern f
in der radialen Richtung des Reifens orientiert sind, auch die Kurzfasern
f zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs nach außen, wie
in 2(B) gezeigt. Das heißt, da die
Kurzfasern f in einer Ausweichrichtung in Bezug auf die Seitenkraft
F wirksam sind, wird die Steuerwirkung in Bezug auf den Seitenschlupf
ungenügend.
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Stehen
die Kurzfasern f hingegen, wie in der Ausführungsform, wenn die Kurzfasern
f nach außen
hin geneigt und orientiert sind, wie in 2(A) gezeigt,
zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs, so sind die Kurzfasern
f in einem steilen Winkel oder in Einsetzrichtung in Bezug auf die
Fahrbahn wirksam. Daher wird dies ein großer Widerstand in Bezug auf den
Seitenschlupf und es kann eine ausgezeichnete Seitenschlupfsteuerwirkung
zum Ausdruck kommen.
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Der
Grund, weshalb der Neigungswinkel α von dem Bodenkontaktende Ei
zu dem äußeren Bodenkontaktende
Eo zunimmt, liegt darin, dass die Seitenkraft F, die wirksam ist,
wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, von
dem inneren Bodenkontaktende Ei in Richtung des äußeren Bodenkontaktendes Eo
zunimmt und der Winkel α sich
in Übereinstimmung
mit der Seitenkraft ändert,
und es ist möglich,
dass die Seitenschlupfsteuerwirkung zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt
des Fahrzeugs wirkungsvoll zum Ausdruck kommt, während die Reibungskraft in
Bezug auf die Fahrbahn zum Zeitpunkt eines Geradeauslaufs, d. h.
die Brems- und Anfahrleistung, in hohem Maße sichergestellt ist.
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Im
Hinblick auf die Brems- und Anfahrleistung und die Seitenschlupfsteuerwirkung
ist es vorzuziehen, dass der Winkel α1 in einem Bereich von 30 bis
60°, der
Winkel α2
in einem Bereich von 10 bis 35° und
der Winkel α3
in einem Bereich von 0 bis 15° liegt.
Wenn die Winkel α1, α2 und α3 60°, 35° bzw. 15° überschreiten, wird
die Seitenschlupfsteuerwirkung maximiert und die Brems- und Anfahrleistung
verringern sich und die Spurhaltigkeit verschlechtert sich. Wenn
die Winkel α1, α2 und α3 kleiner
als 30°,
15° bzw.
0° sind,
kann eine ausreichende Seitenschlupfsteuerwirkung nicht erhalten
werden.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist es vorzuziehen, dass eine Differenz α1–α2 5 bis 25° beträgt und eine
Differenz α2–α3 5 bis 20° beträgt, um den
Herstellungsprozess zu vereinfachen.
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Die
Werte der Winkel α1, α2 bzw. α3 bedeuten
die Durchschnittswerte der Neigungswinkel der Kurzfasern f, die
in dem mit Kurzfasern gemischten Gummi in einer Volumeneinheit von
1 cm3, die als Probe um das äußere Bodenkontaktende
Eo, den Reifenäquator
C und das innere Bodenkontaktende Ei herum entnommen wurde, enthalten
sind.
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Als
Nächstes
wird, da der Laufflächenabschnitt 2 zum
Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeug nach außen fällt, auch der Bodenkontakt
in einem Abschnitt der Laufflächen-Oberfläche 2S erwartet,
der an der axial weiter äußeren Seite
von dem Reifen als das äußere Bodenkontaktende
Eo liegt. Daher ist in der Ausführungsform,
um die Seitenschlupfsteuerwirkung weiter zu verbessern, eine axiale
Außenkante 10E des
Reifens des mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitts 10 an
der axial weiter äußeren Seite
von dem Reifen als das Bodenkontaktende Eo angeordnet und ein Bereich
Y2 mit einem Abstand L zwischen der Außenkante 10E und dem
Bodenkontaktende Eo wird als ein unterer Bodenkontaktbereich Y2
hergestellt, wie in 3 gezeigt.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist es vorzuziehen, dass der Abstand L in einem
Bereich vom 0,05- bis 0,15-fachen einer Reifenbreite W liegt. Wenn
der Abstand L kleiner als das 0,05-fache ist, wird der untere Bodenkontaktbereich
Y2 zu klein und die Seitenschlupfsteuerwirkung kann nicht verbessert
werden. Wenn der Abstand L das 0,15-fache überschreitet, wird der untere
Bodenkontaktbereich Y2 zu groß,
was im Hinblick auf die Kosten nicht vorzuziehen ist. Die Werte
des Abstands L und der Reifenbreite W sind Werte der Reifen der
oben erwähnten
Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
ist, um es dem unteren Bodenkontaktbereich Y2 zu erleichtern, zum
Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs einen Bodenkontakt herzustellen,
ein Winkel β des
unteren Bodenkontaktbereichs Y2 in Bezug auf eine radiale Richtung
einer Tangente der Laufflächen-Oberfläche 2S in
einem Bereich von 45 bis 90° festgelegt.
Wenn der Winkel β weniger
als 45° beträgt, wird
es für
den unteren Bodenkontaktbereich Y2 schwierig, den Bodenkontakt herzustellen,
oder der Bodenkontaktdruck wird klein und die Seitenschlupfsteuerwirkung
kann nicht verbessert werden. Der Winkel β nimmt allmählich von dem äußeren Bodenkontaktende
Eo in Richtung der Außenkante 10E ab.
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In
dieser Ausführungsform
ist in dem äußeren Bodenkontaktbereich
Y1 eine vertikale Hauptrille angeordnet, die eine vertikale Hauptrille 20 umfasst,
welche sich in der Umfangsrichtung des Reifens entlang des äußeren Bodenkontaktendes
Eo erstreckt. Zu dieser Zeit ist, wie in 4 gezeigt,
im Querschnitt der Rille der äußeren vertikalen
Hauptrille 20 eine Rillenwand 21 auf der Seite
des Reifenäquators
als eine gekrümmte
Fläche
ausgebildet, die eine erste Rillenwand 21A, die geneigt
ist und sich von dem Rillenboden erstreckt, und eine zweite Rillenwand 21B umfasst,
die sich von einem radial äußeren Ende
davon zu der Laufflächen-Oberfläche 2S unter
einem größeren Winkel
als die erste Rillenwand 21A erstreckt.
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Ein
Winkel θ1
der ersten Rillenwand 21A in Bezug auf eine Normale der
Laufflächen-Oberfläche 2S liegt
in dem herkömmlichen
Bereich von 5 bis 25°.
Ein Winkel θ2
der zweiten Rillenwand 21B ist kleiner als der Winkel 81 und
es ist vorzuziehen, dass θ2
so klein wie möglich
ist, z. B. 0°.
Eine Höhe
La der zweiten Rillenwand 21B von der Laufflächen-Oberfläche 2S beträgt vorzugsweise
das 0,2- bis 0,5-fache einer Rillentiefe H der vertikalen Hauptrille 20.
Da die Reibung der zweiten Rillenwand 21B in Bezug auf
die Fahrbahn groß wird, kann
man erwarten, dass die zweite Rillenwand 21B einen Widerstand
in Bezug auf den Seitenschlupf zeigt, und die Seitenschlupfsteuerwirkung
kann mit einer Synergie der oben erwähnten Neigungsorientierung
der Kurzfasern weiter verbessert werden.
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Ein
Herstellungsverfahren für
den Luftreifen mit dem mit Kurzfasern gemischten Gummiabschnitt 10, der
wie oben beschrieben geneigt und orientiert ist, wird unten stehend
erklärt.
Zuerst wird, wie in den 5 und 6 gezeigt,
der mit Kurzfasern gemischte Gummiabschnitt 10 unter Verwendung
eines langen bandähnlichen
Gummistreifens 30 mit einer Breite Wa von 5 bis 50 mm und
einer Dicke Ta von 0,5 bis 3,0 mm gebildet.
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Im
Spezielleren wird der Gummistreifen 30 wendelförmig auf
eine zylindrische Trommel gewickelt und ein Streifenwickelkörper 31 mit
einer Form ähnlich
der einer fertigen Querschnittsform des mit Kurzfasern gemischten
Gummiabschnitts 10 wird gebildet. In dieser Ausführungsform
wird der Streifenwickelkörper 31 auf einem
Grundkörper 32 für eine Basisgummischicht
G2 gebildet, die durch Extrudieren unter Verwendung eines Gummiextruders
gebildet wird. Die fertige Querschnittsform ist eine Querschnittsform,
die benötigt
wird, wenn eine Rohhülle
des Reifens gebildet wird, und unterscheidet sich von einer Querschnittsform
in einem fertigen Reifen nach dem Vulkanisieren.
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Ein
wichtiger Punkt hierbei ist, dass die Kurzfasern f des Gummistreifens
30 im Wesentlichen in Richtung der Breite orientiert werden, wie
in 5 gezeigt. Diese Beschreibung, dass die Kurzfasern
f im Wesentlichen in Richtung der Breite orientiert werden, bedeutet,
dass 65 % oder mehr, vorzugsweise 90 % oder mehr der Kurzfasern
f in Richtung der Breite unter einem Winkel von γ innerhalb einer Abweichung
von 0±15° orientiert
werden. Wie in 7 gezeigt, kann der Gummistreifen 30 z.
B. erhalten werden, indem ein Extrusionskörper 33, der unter
Verwendung eines Gummiextruders in einer rohrähnlichen Form mit einer Dicke
Ta und Breite Wa extrudiert wurde, wendelförmig und kontinuierlich abgeschnitten
wird.
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Dadurch,
dass der Gummistreifen 30, dessen Kurzfasern f in Richtung
der Breite nacheinander von einer Außenseite in Richtung einer
Innenseite des Fahrzeugs orientiert sind, wendelförmig gewickelt
wird, wird der Streifenwickelkörper 31 gebildet.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Kurzfasern f, da der Gummistreifen 30 selbst
nach außen
hin von dem Fahrzeug radial nach außen von dem Reifen geneigt
ist, ebenfalls nach außen hin
geneigt und orientiert.
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Dieses
Verfahren ist im Wesentlichen dasselbe wie das des herkömmlichen
Herstellungsverfahrens mit der Ausnahme, dass der mit Kurzfasern
gemischte Gummiabschnitt 10 aus dem Streifenwickelkörper 31 gebildet
wird. Durch Vulkanisieren einer Rohhülle eines Reifens unter Verwendung
des Streifenwickelkörpers 31 in
einer Metallform wird der Luftreifen 1 gebildet.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hier im Detail beschrieben wurde, ist
die Erfindung nicht auf die veranschaulichte Ausführungsform
beschränkt
und die Erfindung kann verschieden abgewandelt und ausgeführt werden.
Das heißt,
der Luftreifen 1 der Erfindung kann den Seitenschlupf nicht
nur auf einer eisigen Fahrbahn, sondern auch auf einer nassen Fahrbahn
steuern. Daher ist die Erfindung nicht nur in einem Winterreifen
wie z. B. einem spikelosen Reifen oder Schneereifen, sondern auch in
Ganzjahresreifen und in einem Sommerreifen anwendbar. Der Luftreifen
der Erfindung kann, anders als der Personenwagenreifen, in verschiedenen
Kategorien wie z. B. einem Kleinlastkraftwagenreifen und Schwerlastreifen
verwendet werden.
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[Ausführungsform]
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Reifen
(Größe: 205/65R15)
für einen
Personenwagen mit dem in 1 gezeigten Aufbau wurden als Prototypen
auf Basis der in Tabelle 1 gezeigten Spezifikationen hergestellt,
und das Seitenschlupf-Widerstandsverhalten (Kurvenfahrverhalten)
und die Brems- und Anfahrleistung (Geradeauslaufverhalten) von jedem
der Prototypreifen wurde getestet und diese miteinander verglichen.
Die Gummimischung der Protektorgummischicht ist in Tabelle 2 gezeigt.
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1) Seitenschlupf-Widerstandsverhalten
(Kurvenfahrverhalten):
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Die
Prototypreifen wurden auf vier Räder
eines Fahrzeugs (FR-Fahrzeug mit 2 000 cm3)
unter den Bedingungen einer Felge (6JJ*15) und eines Innendrucks
(220 kPa) montiert und das Fahrzeug fuhr eine Kurve und wurde auf
einer eisigen Oberfläche
bei einer Temperatur von 0 ± 1 °C (Fahrbahntemperatur
von –3 ± 1 °C) mit einem
Kurvenradius von 25 m bei 40 km/h gefahren. Das Seitenschlupf-Widerstandsverhalten
zu dem Zeitpunkt ist mit Indizes durch eine sensorische Beurteilung
des Fahrers angegeben, während
das Ergebnis herkömmlicher
Beispiele mit 100 bestimmtist. Ein höherer Index zeigt ein besseres
Ergebnis.
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2) Brems- und Anfahrleistung
(Geradeauslaufverhalten):
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Die
Anfahr-, Beschleunigungs- und Bremsbetriebe wurden auf der Eisoberfläche wiederholt
und die Brems- und Anfahrleistung ist mit Indizes durch die sensorische
Beurteilung des Fahrers angegeben während, die Ergebnisse herkömmlicher
Beispiele mit 100 bestimmt ist. Ein höherer Index zeigt ein besseres
Ergebnis.
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Die
Gummihärte
(Durometer-A-Härte)
nach dem Vulkanisieren beträgt
43°.
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Wie
in den Tabellen gezeigt, bestätigten
die Testergebnisse, dass bei den Reifen der Ausführungsformen das Seitenschlupf-Widerstandsverhalten
stark verbessert war und die Spurhaltigkeit auf einer rutschigen Fahrbahn
verbessert war. Im Speziellen zeigte sich bei den Ausführungsformen
1 bis 3 ein ausgezeichnetes Seitenschlupf-Widerstandsverhalten,
während
die Brems- und Anfahrleistung in hohem Maße sichergestellt war.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, sind in dem Luftreifen der vorliegenden Erfindung
in einen Laufflächengummi zu
mischende Kurzfasern nach außen
hin von einem Fahrzeug radial nach außen von dem Reifen geneigt
und ein Neigungswinkel α1
der Kurzfasern in dem Bodenkontaktende nach außen hin von dem Fahrzeug ist
größer als
ein Neigungswinkel α2
der Kurzfasern in dem Reifenäquator
festgelegt. Es ist daher möglich,
den Seitenschlupf zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrt des Fahrzeug in
hohem Maße
zu steuern und die Spurhaltigkeit auf einer rutschigen Fahrbahn
zu verbessern, und der Luftreifen kann geeigneterweise als ein Winterreifen
wie z. B. ein spikeloser Reifen verwendet werden.