DE2921377A1 - Hochleistungs-luftreifen in radialbauweise - Google Patents
Hochleistungs-luftreifen in radialbauweiseInfo
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- Tires In General (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES L'oFFICE EUROPiEN DES BREVETS
1A-52 304 25. Mai 1979 D-8000 MÜNCHEN 90
SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent
telex: j 24 070
Anmelder:
Bridgestone Tire Company Limited 10-1, Kyobashi 1-Chome, Chuo-Ku,
Tokyo / Japan
Titel
Hochleistungs-Luftreifen in Radialbauweise
§09849/0713
PATENTANWÄLTE
WUESTHOFF - ν. PECHMANN -BEHRENS - GOET2
professional representatives before the european patent office agrMs pres l'office europebn des brevets
D-SOOO MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE
telefon: (089) 66 20 yi
telex: j 24 070
1A-52 304
Beschreibung
Hochleistungs-Luftreifen in Radialbauweise
Die Erfindung betrifft einen Hochleistungs-Luftreifen und bezieht sich insbesondere auf einen Luftreifen in Radialbauweise
mit verbesserter Lauffläche für Lastkraftwagen, Omnibusse u.dgl.
Die bei Fahrzeugen für schweren Einsatz, z.B. Lastkraftwagen und Omnibussen von Luftreifen geforderten Merkmale sind
einerseits die Abrieblebensdauer, um die gestellten Forderungenhinsichtlich
der Wirtschaftlichkeit zu erfüllen, und andererseits die Rutschfestigkeit auf nassen befestigten
Fahrbahnen, um den Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden.
Es ist bekannt, daß die Abrieblebensdauer oder der Abnutzungswider stand im allgemeinen von den für die Laufflächen verwendeten
Kautschukmischungen und in nicht minderem Maße von der Auslegung der Laufflächen, insbesondere von der
909849/071«
/2
---2"-^ 52
Konfiguration und Anordnung der Laufflächenprofile abhängig ist. Andererseits ist die Naßrutschfestigkeit absolut von
konstruktiven Paktoren der Laufflächen abhängig und kann im allgemeinen verbessert werden, wenn zur Unterstützung der
Wasserabführung in einer Bodenberührungsfläche der prozentuale
Anteil der Nuten an einer Lauffläche erhöht wird.
Aus der vorstehenden Erläuterung ergibt sich, daß Abrieblebensdauer
und Rutschfestigkeit einander entgegengesetzte Forderungen sind. Demgemäß sind bei dem einen oder dem anderen
dieser von Luftreifen geforderten Merkmale entsprechend dem Verwendungszweck der Luftreifen unvermeidlich
mehr oder weniger große Zugeständnisse gemacht worden.
Es sind zwei allgemeine Laufflächen-Arten bekannt, nämlich der sogenannte Fünf-Rippen-Typ, bei dem vier in Umfangsrichtung
durchgehende, breite, zickzackförmige Nuten in der Breitenrichtung des Luftreifens mit gleichen Zwischenabständen
angeordnet sind, und der sogenannte Drei-Rippen-Typ, bei dem zwei in Umfangsrichtung kontinuierliche, breite,
zickzackförmige Nuten so angeordnet sind, daß sie die Lauffläche in der Breite in drei Teile teilen, und bei dem in
den geteilten Rippen Nuten ausgebildet sind, die so schmal sind, daß sie bei Belastung des Luftreifens geschlossen
werden.
Die fünfrippige Lauffläche weist eine höhere Rutschfestigkeit auf, ist jedoch hinsichtlich des AbnutzungswiderStandes
unterlegen, während die dreirippige Lauffläche eher eine geringere Rutschfestigkeit aufweist. Diese Laufflächen-Arten
haben einen Vorteil und einen Nachteil, die im Gegensatz zueinander stehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungs-Luftreifen
mit einer Lauffläche zu schaffen, deren Naßrutschfestigkeit beträchtlich verbessert ist,
ohne die Abrieblebensdauer des Luftreifens zu verkürzen.
/3 9849/071«
232137?
52
Bei einem Hochleistungs-Luftreifen in Radialbauweise von hohem Wasserabführungsvermögen, mit einer Lauffläche in
einer Krone des Luftreifenhauptteils, das durch eine toroidförmige
Karkasse verstärkt ist, welche sich zwischen einem Paar kreisringförmiger Wulstkerne erstreckt, ist diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Lauffläche ein Paar breiter Hauptnuten, die sich beiderseits einer
zentralen Umfangslinie in Umfangsrichtung und in einem Zwischenabstand von wenigstens der Hälfte einer Laufflächenbreite
des Luftreifens erstrecken, und eine breite Nebennut ausgebildet sind, die sich entlang der zentralen Umfangslinie und parallel zu den Hauptnuten erstreckt, um von ihr
und den Hauptnuten begrenzte erste Rippen und von den Hauptnuten und Laufflächenrändern begrenzte zweite Rippen zu
bilden, wobei in jeder der ersten Rippen eine schmale Nut ausgebildet ist, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, um
die erste Rippe in zwei Teile zu teilen.
Unter dem hier verwendeten Begriff "breite Nut" oder "breite Nebennut" werden in der Lauffläche eines Luftreifens
ausgebildete Nuten verstanden, die breit genug sind, um bei Belastung des Luftreifens unter normalen Fahrbedingungen
zu verhindern, daß sie ungeachtet der Verformung des Laufflächenkautschuks geschlossen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Abwicklung eines Laufflächenabschnittes eines Luftreifens in einer Ausführungsform nach
der Erfindung und
Fig. 2 den Schnitt A-A in Fig. 1.
Die in Fig. 1 teilweise dargestellte Lauffläche 1 eines Hochleistungs-Luftreifens ist in Umfangsrichtung endlos in
einer Krone eines Luftreifenhauptteils angeordnet, das durch toroidförmige Karkassen/.verstärkt ist, welche sich
einlagen
§09840/0710
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von einem Wulst mit einem kreisringförmigen Wulstkern über Seitenwände und die Lauffläche 1 bis zu einem Wulst an der
gegenüberliegenden Seite erstrecken. Außer der Lauffläche 1 ist keines dieser Bauelemente in der Zeichnung dargestellt.
Die Lauffläche 1 weist ein Paar breiter Hauptnuten 2 an beiden Seiten einer zentralen Umfangslinie C-C des Luftreifens
auf, eine breite Nebennut 3 im zentralen Abschnitt entlang der zentralen Umfangslinie C-C, erste Rippen 5, die von den
Hauptnuten 2 und der Nebennut 3 begrenzt sind, und zweite Rippen 6, die durch die Hauptnuten 2 und Laufflächenränder
begrenzt sind.
Insbesondere bei Luftreifen in Radialbauweise für Lastkraftwagen und Omnibusse ist die Lage der Hauptnuten 2 in der
Lauffläche 1 in bezug auf die Breitenrichtung der Lauffläche 1, also in Richtung der Drehachse des Luftreifens, vorzugsweise
so bestimmt, daß sie etwas außerhalb von Stellen angeordnet sind, die von den Laufflächenrändern 4 einen Abstand
von etwa einem Viertel der Laufflächenbreite W™ haben
und an denen beim Bremsen während der Fahrt die größten Reibungskräfte zwischen der Lauffläche 1 und der Fahrbahn
auftreten. Mit anderen Worten, der Abstand W„ zwischen den
Mittellinien 0-0 der zur zentralen Umfangslinie C-C symmetrisch angeordneten Hauptnuten 2 beträgt vorzugsweise
zwischen fünf und sieben Zehntel der Laufflächenbreite Wm-
Andererseits ist die breite Nebennut 3 im wesentlichen parallel zu den Hauptnuten 2 und entlang der zentralen Umfangslinie
C-C der Lauffläche 1 angeordnet, wo bei normaler Fahrt die größten Berührungs- bzw. Aufstanddrücke erzeugt
werden.
Diese breiten Hauptnuten 2 und die Nebennut 3 können mit der beim gezeigten Beispiel dargestellten Konfiguration ausgebildet
sein. Die Nutenwände, welche die Rippen 5 und 6 bilden, folgen, bei Betrachtung in der Profilebene,
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-"H<- Cj 52
Polygonallinien, die sich gegenüberliegen und parallel zueinander sind und aus geraden, gegen die Mittellinien 0-0
geneigten Segmenten zusammengesetzt sind. Zur teilweisen Modifizierung der Polygonallinien können bei einer der
Polygonallinien der Hauptnut 2 an Scheiteln bzw. Zacken, die gegen die Mittellinie 0-0 gerichtet sind, Zickzacklinien
2a ausgebildet sein, während die andere Polygonallinie der
Hauptnut 2 an den ähnlichen Scheiteln bzw. Zacken flache winklige Vorsprünge 2b aufweisen kann. Bei den Polygonallinien
der Nebennut 3 kann in jedem der von der zentralen Umfangslinie C-C weg gerichteten Scheitel eine Vertiefung 3a
ausgebildet sein. Andere verschiedene Abwandlungen der Polygonallinien im Laufflächenprofil des Luftreifens sind
möglich. In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn die Rippen 5 und 6 in Umfangsrichtung kontinuierlich sind, ohne über
die Mittellinien 0-0 und die zentrale Umfangslinie C-C hinauszuragen. .
Bezogen auf eine radiale Ebene durch die Drehachse des Luftreifens
können die Hauptnuten 2 und die Nebennut 3 von vorzugsweise U-förmigem oder, bei Bedarf, V-förmigem Querschnitt
sein.
Die als der kleinste Abstand zwischen den Grundpolygonallinien definierte Breite a der Hauptnuten 2 kann 2 bis 6fo
der Laufflächenbreite W^ betragen. Die in gleicher Weise
definierte Breite B der Nebennut 3 kann 2 bis 6fo, oder etwas
weniger, der Laufflächenbreite Wm betragen.
Die Beziehungen zwischen den ersten Rippen 5 und den zweiten Rippen 6 sind durch die Lagebeziehung der Hauptnuten 2. zur
Lauffläche 1 bestimmt. Im Hinblick auf die Abrieblebensdauer des Luftreifens ist es von Vorteil, die Rippen 5 breiter
auszubilden als die Rippen 6. Jedoch besteht bei so breiten ersten Rippen 5 die Tendenz, das Wasserabführungsvermögen
des Luftreifens zu mindern. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit ist in der ersten Rippe 5 entlang ihrer Mittellinie
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52
eine zu den breiten Hauptnuten 2 und zurbreiten Nebennut 3 im wesentlichen parallele, sich in Umfangsrichtung erstrekkende
schmäle Nut 7 ausgebildet, welche die erste Rippe 5 in zwei Teilrippen 5-1 und 5-2 unterteilt.
Die Breite C der schmalen Nut 7 beträgt im allgemeinen vorzugsweise
zwischen 0,5 und 2$ der Laufflächenbreite Wm, um
bei Belastung des Luftreifens mit einer großen Last zu verhindern, daß die schmale Nut 7 in der Bodenberührungsfläche
geschlossen wird, und um daher das Wasserabführungsvermögen des Luftreifens zu erhalten. Zur besseren Erhaltung des
Wasserabführungsvermögens des Luftreifens ist es ferner von Vorteil, wenn an verschiedenen Stellen beider Seitenwände
der schmalen Nut 7 Abstandselemente 8 ausgebildet sind, die zum Zentrum der Nut 7 hin herausragen. Wenn bei dieser
Ausbildung die Teilrippen 5-1 und 5-2 in der Bodenberührungsfläche verformt werden, stoßen die vorderen Enden der Abstandselemente
8 an die gegenüberliegenden Seitenwände an oder werden an diese angelegt, um die Verformung der schmalen
Nut 7 abzuschwächen und dadurch die Räume zu erhalten, die erforderlich sind, um zum Abführen des Wassers von der Bodenberührungsfläche
des Luftreifens das Wasser aus dem Bereich um die Nut 7 in dieselbe einzuleiten. Gleichzeitig dienen
die Abstandseiemente 8 zum Verbinden der Teilrippen 5—1 und
5-2 untereinander, um eine durch die schmale Nut 7 bedingte Verringerung der Steifigkeit der ersten Rippe 5 wirkungsvoll
zu verhindern.
Aus dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt A-A in Fig. 1 sind
die Konfiguration und die relative Lage des Abstandselementes 8 ersichtlich. In Richtung der Tiefe der schmalen Nut 7 beträgt
die Höhe e des Abstandselementes 8 mehrere Millimeter. Beim gezeigten Beispiel beträgt der Überstand d, mit dem
das Abstandselement 8 aus einer Seitenwand herausragt, etwa die Hälfte der . Breite b1 der Nut 7, die etwas kleiner ist
als die weiter oben angegebene Breite C. Gemäß Fig. 1 sind
je Teilung der Nut 7 zwei Abstandselemente 8 angeordnet.
S09849/0iM§
ΛΑ
52
Andere Abmessungen und Anzahlen der Abstandselemente 8 sind im Rahmen der Erfindung anwendbar. Beispielsweise können
die Abstandselemente 8 in beiden Seitenwänden versetzt oder einander gegenüberliegend angeordnet sein. Statt Abstandselemente
8 zu verwenden, können die Polygonallinien der Seitenwände in Umfangsrichtung gegeneinander verschoben sein,
um zur Erhaltung der erforderlichen Räume in den Nuten 7 Abschnitte der Seitenwände zur gegenseitigen Anlage zu
bringen. In der zweiten Rippe 6 kann eine ähnliche schmale Nut entsprechend einer Auslegung der breiten Hauptnuten 2
ausgebildet sein. Diese schmalen Nuten können in der umfangsrichtung
des Luftreifens unterbrochen sein oder mit Zweignuten oder Abflußnuten versehen sein.
Zwischen den vorstehend beschriebenen Luftreifen nach der Erfindung und Luftreifen mit herkömmlichem Drei-Rippen—
Laufflächenprofil wurde eine Vergleichsprüfung auf Rutschfestigkeit und Abrieblebensdauer durchgeführt. Hierfür
wurden Luftreifen der Größe 10,00R20 14PR benutzt; es handelte sich dabei um Luftreifen in Radialbauweise mit einer
einlagigen Karkasse mit radial angeordneten Stahl-Cordfäden
und einem an der Karkasse angeordneten Gürtel aus vier geschichteten Stahl-Cordeinlagen, deren Cordfäden aus Stahl
unter kleinen Winkeln zur Umfangsrichtung des Luftreifens angeordnet waren. Abmessungen der für den Vergleichstest
benutzten Luftreifen nach der Erfindung und nach dem Stand der Technik sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
52 304
Tabelle 1; Maßvergleich zwischen den Luftreifen nach der
Erfindung und den herkömmlichen Luftreifen.
Verhältnis Nut abstand zu Laufflächenbreite (wG/wT) |
Lage | Luftreifen nach der Erfindung |
herkömmlichei Luftreifen . |
|
Verhältnis Nutbreite zu Laufflächenbreite ·. (a/WT) |
Verhältnis Nutbreite zu Laufflächenbreite'. (c/wT) |
4 | 3 | |
Anzahl der Hauptrippen | Nebennut | Verhältnis Breite Abstandseiement zu Nutbreite (d/b1) |
0,6 | 0,33 |
Haupt | schmale | Höhe (e) | 0,06 | i 0,06 |
nuten | Nuten | Länge (1) | eine im Zentrum B = 8 mm |
keine |
Abstands element |
Lage | eine in Jeder ersten Rippe |
je eine in allen Rippen |
|
0,015 | 0,015 | |||
0,5 | keine | |||
7 mm | ||||
2,5 mm | ||||
zwei je Teilung |
Laufflächenbreite: 190 mm
Nuttiefe : allgemein 14,5 mm
Diese Luftreifen wurden auf Felgen der Größe 7.50 V montiert,
mit einem Innenluftdruck von 7,25 kp/cm2 gefüllt und in einen Lastkraftwagen eingebaut. Die Ladung des Lastkraftwagens
wurde so verteilt, daß die Luftreifen einer Belastung von 2425 kg ausgesetzt waren. Die Prüfung bezog sich auf Bremsverhalten,
Verhalten auf normaler Kreisbahn und Abnutzungswiderstand.
§09849/0713
52
Für die Bremsprüfung wurde der Lastkraftwagen auf einer mit
einem Wasserfilm von 1 bis 2 mm Dicke benetzten befestigten
Asphalt-Fahrbahn mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h gefahren und durch Betätigen der Bremsen abrupt abgestoppt.
Gemessen wurden die bis zum Stillstand zurückgelegten Wege.
Für die normale Kreisfahrprüfung wurde mit dem Lastkraftwagen
ein Kreis mit einem Eadius von 30 m auf einer befestig
ten Asphalt-Kreisbahn befahren, die mit einem ähnlichen Wasserfilm benetzt worden war, und die Fahrgeschwindigkeit
allmählich erhöht. Gemessen wurden die Geschwindigkeiten, bei denen der LKW-Aufbau begann, seitwärts zu schleudern.
Für die Prüfung auf Abnutzungswiderstand wurden an den Luftreifen,
die 100 000 km zurückgelegt hatten, die Laufstrecken je 1 mm Abnutzung der Rippen als Mittelwerte gemessen.
Merkmale
Bremsweg
U)
U)
kritische
ext
Ge s chwindigk ei
Abrieblebensdauer (km/mm)
Luftreifen nach der Erfindung
59,2 (105)
41,5 (107)
9950 (110)
herkömmlicher Luftreifen
62,2 (100) 38,4 (100)
9050 (100)j
Die in Tabelle 2 in Klammern angegebenen Werte sind Indices
auf der Basis = 100 für den herkömmlichen Luftreifen.
Die in Tabelle 1 eingetragenen Ergebnisse zeigen, daß die Naßrutschfestigkeit
der Luftreifen nach der Erfindung gegenüber dem herkömmlichen Luftreifen um 5 bis 7$ verbessert
wurde. Gleichzeitig wurde nachgewiesen, daß die Erfindung den großen Vorteil einer Verbesserung der Abrieblebensdauer
/9
52
der Luftreifen schafft, die im allgemeinen der Rutschfestigkeit entgegenstehen würde. Diese Verbesserung betrug
10$ gegenüber dem Stand der Technik.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung gleichzeitig die Abrieblebensdauer und die Rutsch
festigkeit von Luftreifen verbessert, ohne zwischen diesen Merkmalen, die nach dem Stand der Technik sonst nicht miteinander
vereinbar waren, einen Kompromiß zu schließen oder eines von ihnen zu verschlechtern.
909849/071«
Claims (10)
- 292Ί377DR.-ING. FJlANZ TUESTHOFFPATENTANWÄLTE DR pHJL> FREDA VUESTHOPFWUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ «„„„«, GErhard pulsPROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENSMANDATAIRES AGREES PRES !.'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL.-TTIRTSCH.-ING. RUPERT GOBTZD-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent telex: 5240701A-52 304PATENTANSPRÜCHE1 Λ Hochleistungs-Luftreifen in Radialbauweise von hohem v-flasserabführungsvermögen, mit einer Lauffläche in einer Krone des Luftreifenhauptteils, das durch eine toroidförmige Karkasse verstärkt ist, welche sich zwischen einem Paar kreisringförmiger Wulstkerne erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lauffläche (1) ein Paar breiter Hauptnuten (2), die sich beiderseits der zentralen Umfangslinie (C-C) in Umfangsriehtung und in einem Zwischenabstand von wenigstens der Hälfte einer Laufflächenbreite (W™) des Luftreifens erstrecken, und eine breite Nebennut (3) ausgebildet sind, die sich entlang der zentralen Umfangslinie (C-C) und parallel zu den Hauptnuten (2) erstreckt, um von ihr und den Hauptnuten (2) begrenzte erste Rippen (5) und von den Hauptnuten (2) und Laufflächenrändern (4) begrenzte zweite Rippen (6) zu bilden, wobei in jeder der ersten Rippen (5) eine schmale Nut (7) ausgebildet ist, die sich in umfangsriehtung erstreckt, um die erste Rippe (5) in zwei Teile (Teilrippen 5-1, 5-2) zu teilen.
- 2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (Wff) zwischen Mittellinien (0-0) der zwei Hauptnuten (2) kleiner ist als sieben Zehntel der Laufflächenbreite (VL,) des Luftreifens./2 $€9849/07192321377- 2 - 52
- 3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (a) der Hauptnuten (2) wenigstens gleich ist der Breite (B) der Nebennut (3).
- 4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schmale Nut (7) in Umfangsrichtung kontinuierlich zickzackförmig entlang einer Mittellinie der ersten Rippe (5) verläuft.
- 5. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennz e i chnet , daß die schmale Nut (7) so ausgebildet ist, daß bei Belastung des Luftreifens ihre beicen sich gegenüberliegenden Seitenwände an in Umfangsrichtung im Abstand voneinander gelegenen Stellen zur gegenseitigen Anlage gebracht werden.
- 6. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite (C) der schmalen Nut (7) zwischen 0,2 und 2,0% der Laufflächenbreite (WT) des Luftreifens beträgt.
- 7. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schmale Nut (7) in Abschnitten wenigstens einer ihrer Seitenwände Abstandselemente (8) aufweist, die zur Mittellinie der Nut (7) hin herausragen und deren vordere Enden bei Belastung des Luftreifens zur Anlage an der anderen Seitenwand gebracht werden.
- 8. Luftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß Seitenwände der schmalen zickzackförmigen Nut (7) in Umfangsrichtung gegeneinander verschoben sind, so daß sie bei Belastung des Luftreifens an in Umfangsrichtung im Abstand voneinander gelegenen Stellen zur gegenseitigen Anlage gebracht werden./3 '80984 9/0713292137?-" 3 - . 52
- 9. Luftreifen nach, Anspruch. 7» dadurch gekennzeichnet, daß. die Abstandselemente (8) in beiden Seitenwänden so ausgebildet sind, daß sie in einer Richtung der Nut (7) gegeneinander versetzt sind.
- 10. Luftreifen nach Anspruch 7, dadurch gekenn-' zeichnet, daß die Abstandselemente (8) in beiden Seitenwänden so ausgebildet sind, daß sie sich gegenüberliegen.'909849/0719
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