DE3000929A1

DE3000929A1 - Luftreifen mit stollenprofil

Info

Publication number: DE3000929A1
Application number: DE19803000929
Authority: DE
Inventors: Masaru Abe; Yasutaka Enoki; Yoshihiro Sakai; Noriyasu Sawada
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1979-01-13
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1980-07-17
Also published as: AU520651B2; AU5413679A; JPS5594803A; CA1112142A; JPS585803B2; IT8019170A0; FR2446194A1; IT1130861B; FR2446194B1; GB2039832B; US4289183A; GB2039832A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOET2

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS

«Iä.-ING. FRANZ TTUESTHOFF

D3. PHIL. FREDA VUESTHOFF (J927-I9j6) DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971) DIFL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-1NG. DIETER BEHRENS DIP1.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

1A-53 149

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

telepon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent TELEX: $24070

11. Januar 1980

.Anmelderin:

Bridgestone Tire Company Limited 10-1, Kyobashi 1-Chome, Chuo-Ku, Tokyo / Japan

Titel

: Luftreifen mit Stollenprofil

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CR.-:NG. FRANZ WUESTHOFP

PATENTANWÄLTE _pR_ _yH,_L. _{PREDA WMTHOF}, (_I927-_I9j6)

WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 _MfHKc. gerhard puls (1952-197O

£^ DIPL-CHEM-DR-E₁FREIHERr VON PECHMANN

M.OFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DE.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE SUROPEEN DES DRBVBTS DIPL.-ING.J DIPL.-X7IHTSCH.-ING. RUPERT GOSTZ

3 OO 0 9 2 B D-8000 MÜNCHEN

1A-53 149 " SCHWEIGERSTRASSE

""~""~-~"~~~""~""" telefon: (089)662052

telegramm: protectpatent telex: j 24070

Beschreibung

Luftreifen mit Stollenprofil

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen für ein bei hoher Beladung mit großer Geschwindigkeit gefahrenes Kraftfahr·= zeug, wie z.B. im allgemeinen Lastkraftwagen, Omnibusse oder Anhänger, einschließlich der mittleren und kleinen Größen, und bezieht sich insbesondere auf einen geräuscharm ablaufenden Luftreifen mit Stollenlaufflächenprofil.

Von dieser Art von Luftreifen wird nicht nur eine ausgezeichnete Haltbarkeit verlangt, ausgedrückt als Abriebfestigkeit, Lagentrennfestigkeit, Platssicherheit o.dgl., und ausgezeichnetes dynamisches Verhalten, ausgedrückt durch Rutschfestigkeit, Lenkstabilität, Rollwiderstand o.dgl., sondern auch geringstmögliche Entwicklung von Ablaufgeräusch in Erfüllung von in jüngerer Zeit gestellten Forderungen nach verbessertem Umweltschutz.

Um die Sicherheit des Luftreifens zu erhalten oder zu verbessern, muß selbstverständlich die Geräuscharmut verbessert werden, ohne die Lenkstabilität, Rutschfestigkeit und Haltbarkeit zu verschlechtern.

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Im allgemeinen steht die Forderung nach geringem Ablaufgeräusch jedoch im Widerspruch sowohl zur Haltbarkeit als auch zum dynamischen Verhalten. Außerdem sind die Forderungen nach Haltbarkeit und gutem dynamischem Verhalten bisher nicht miteinander vereinbar.

In der Reifentechnik besteht folglich ein wichtiges Problem darin, einen Luftreifen zur Verfügung zu stellen, bei dem die Unvereinbarkeit dieser drei Forderungen aufgehoben ist und der gleichzeitig nicht nur ein sehr geringes Ablaufgeräusch erzeugt, sondern auch ein ausgezeichnetes dynamisches Verhalten und eine hohe Haltbarkeit aufweist.

Ein Rippenlaufflächenprofil ist grundsätzlich geeignet, die Forderungen nach geringem Ablaufgeräusch mit dem gewünschten dynamischen Verhalten zu erfüllen. Wenn jedoch der Luftreifen mit Rippenprofil bei schwerer Beladung oder auf unbefestigter Fahrbahn oder abseits der Straße benutzt wird, wo Hindernisse in Form verstreuter Steine angetroffen werden, oder wenn er unter anderen rauhen Betriebsbedingungen gefahren wird, kommt es häufig zu Rippenriß, Nutbruch, Ein-Schnittverletzungen am Nutgrund oder zu Platzern infolge der Eindrückung von Steinen in die Nut, insbesondere zu Lagentrennung an den inneren Verstärkungsschichten auf Grund zu starker Erwärmung im Schulterbereich. Diese Versagensarten sind dem Rippenlaufflächenprofil eigentümlich und verringern zwangsläufig die Haltbarkeit des Luftreifens in unzulässigem Maße.

Folglich ist es unerläßlich, für die vorstehend genannten Einsatzzwecke einen Luftreifen mit Stollenlaufflächenprofil, nachfolgend Stollenluftreifen genannt, zu verwenden. Bei dem nachfolgend als Rippenluftreifen bezeichneten Luftreifen mit Rippenlaufflächenprofil wird beim Abrollen des Luftreifens unter Last die Berührung der Lauffläche mit der Fahrbahn nicht unterbrochen. Beim Stollenluftreifen dagegen kommen die Stollen nacheinander mit der Fahrbahn intermittierend

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in Berührung^ so daß beim Ablaufen des Luftreifens unter Last unvermeidlich stärkeres Geräusch erzeugt wird als beim Rippenluftreifen. Der luftrsifenbedingt© Anteil an den Straßenverkehrsgeräuschen rührt -worn Stollenluftreif©a her_o

Es sind viele Versuche unternommen worden_p um das durch den Stollenluftreifen erzeugte Geräusch au verringern;, jedoch wurden wegen der Verschlechterung dar Haltbarkeit und des dynamischen Verhaltens des Luftreifens bisher keine völlig zufriedenstellende Ergebnisse erzielte

Als einer dieser Versuche wurde vorgeschlagen bei einem Luftreifen der Größe 10.00=20 den Rückenradius der Lauf= fläche, also den Krümmungsradius dar Außenkonturlinie des Rückens in der radialen Querschnittsebsne des Luftreifens„ mit höchstens etwa 250 mm klein zu machen.. In diesem Fall© wird durch eine mengenmäßige Verringerung des Laufflächen·= gummis, die einen nachteiligen Einfluß auf den Abnutzungswiderstand des Luftreifens ausübt _B zusammen mit einer lokalen Erhöhung der Bodenaufstandsdruekverteilung im Rückenmittelbereich die Abrieblebensdauer des Luftreifens in beträchtlichem Maße verkürzte Außerdem führen eine Verkleinerung der Bodenberührungsfläche„ ein® ungeeignete Konfiguration der Bodenberührungsfläch© und eine ungeeignete Bodenaufstandsdruckverteilung zu ainer Verschlechterung sowohl der Lenkstabilität als auch der Rutsehfestigkeit des Luftreifens, der dadurch praktisch unaulässige Machteil© zeigt„

Der Mechanismus der Geräuscherzeugung beia Abrollen des Luftreifens läßt sich wie folgt kurz darstellen?

1) Wenn der Luftreifen mit d©r Fahrbahn in Berührung kommt wird die Lauffläche so verfomtp daß Luft;, die in Nuten eingeschlossen ist_g zusammengepreßt wirdo Die Nuten bewirken, daß sieh di© komprimierte Luft aus?= dehnt und dadurch eiae nachfolgend 'als Pumpgeräusch bezeichnete Welle geringer und starker Verdichtung erzeugt.

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2) Einschnitte aufgrund des Vorhandenseins von Quernuten in der Lauffläche haben Dicken- und Konfigurationsänderungen des Laufflächengummiβ an verschiedenen Stellen der Lauffläche in Umfangerichtung zur Folge, so daß es wegen synchroner Stöße, die beim Abrollen des Luftreifens zwischen ihm und der Fahrbahnoberfläche entstehen, zu Schwingungen in der Lauffläche und der Karkasse kommt, die nachfolgend als Impakt- oder Stoßgeräusch bezeichnet werden.

3) Beim Ein- und Auslaufen des Luftreifens in und aus der Bodenberührungsfläche wird die Lauffläche verformt und erzeugt ein Teilgleiten.

Das vom Stollenluftreifen erzeugte Geräusch rührt hauptsächlich vom Pumpgeräusch (1) und vom Stoßgeräusch (2) her, abhängig von der Konfiguration an sich der Quernut und von der Laufgeschwindigkeit des Luftreifens. Es wurde festgestellt, daß bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h die Einflüsse des Pumpgeräusches (1) und des Stoßgeräusches (2) auf das Geräusch des Stollenluftreifens im wesentlichen gleich sind. Selbst wenn die Ursache entweder für-das Pumpgeräusch (1) oder für das Stoßgeräusch (2) beseitigt wird, ist folglich die echte geräuschverhindernde Wirkung nicht groß genug und bewirkt schließlich, daß das andere Geräusch zunimmt. Die erwartete geräuschverhindernde Wirkung kann daher nicht erzielt werden. Daraus ergibt sich, daß beim Pumpgeräusch (1) und Stoßgeräusch (2) eines verbessert werden muß, ohne eine Verschlechterung beim anderen Geräusch herbeizuführen und ohne die Haltbarkeit, die Lenkstabilität und die Rutschfestigkeit des Luftreifens zu verringern.

Versuche mit der vorstehend beschriebenen Luftreifenart haben gezeigt, daß, wenn für verschiedene Abmessungen, die für die ebene Konfiguration der Quernut und für ihre Konfiguration in der Querschnittsebene (in der Umfange- oder meridional en Richtung des Luftreifens, also in der Querschnittsebene an einer Normalen rechtwinklig zur Außenkontur-

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linie der Lauffläche) bestimmend sind_p optimal© Werte gewählt werden, es möglich ist, hinsichtlich der Geräuscharmut, Haltbarkeit, Lenkstabilität und Rutschfestigkeit die einander widersprechenden Bedingungen aufzuhebem

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde„ einen geräuscharm abrollenden Stollenluftreifen zu schaffen,, bei dem das Geräusch in allen Bereichen der üblichen Geschwindigkeit des Stollenluftreifens, also bei einer Geschwindigkeit unter 80 km/h, ausreichend herabgesetzt iat₉ ohne daß die Haltbarkeit und das dynamische Verhalten des Luftreifens verschlechtert werden.

Ausgehend von einem Luftreifen mit Stollenprofil_p· bei dem mehrere Stollen entlang dem Umfang einer tauffläche mit Zwischenabstand angeordnet und von einer gleichen Anzahl Quernuten begrenzt sind, die je zur Seitenfläche der zugehörigen von zwei Schultern des Luftreifens hin offen sind, links und rechts von der Reifenmittellinie angeordnet sind und Quernuten-Paare bilden, wobei bei jeder der Quernuten das Verhältnis Wg/Wl gleich oder kleiner ist als 1,O₁, worin Wg die an einer Umfangslinie durch den Mittelpunkt zwischen der Reifenmittellinie und der Schulter des Luftreifens gemessene Breite der Quernut und Wl die in gleicher Weise wie Wg gemessene Breite des Stollens ist_v besteht ein Merkmal der Erfindung darin, daß an der Seite der durch di© Reifenmittellinie voneinander getrennten linken und rechten Laufflächenhälften, die entsprechend der Straßenverkehrsordnung der Mittellinie einer Fahrbahn abgewandt ist, jede der Quernuten als Ganzes zu ihrer Öffnung hin an der Austrittsseite jedes Stollens nicht geneigt ist, jedoch an der Eintrittsseite jedes Stollens zu ihrer Öffnung hin unter einem höchstens 22° betragenden Winkel geneigt ist, der gebildet ist zwischen einem Segment, das zwei Enden einer Mittellinie der Quernut verbindet, welche durch die Mittelpunkte von an der Umfangslinie der Lauffläche gemessenen Breiten der Quernut geht, und einer Meridianlinie des Luftreifens,

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wobei jeder Abschnitt der Mittellinie der Quernut in nahezu dem gesamten Bereich der Länge L der Quernut an der Meridianlinie des Luftreifens in bezug auf die Meridianlinie unter einem wie vorstehend definierten Winkel geneigt ist, der zwischen höchstens 15", gemessen in der der Neigungsrichtung der Quernut als Ganzes entgegengesetzten Richtung, und höchstens 60*, gemessen in der Neigungsrichtung, beträgt, jeder Abschnitt der Mittellinie der Quernut in einem Bereich von wenigstens 60$ der Länge L der Quernut in bezug auf die Meridianlinie des Luftreifens unter einem wie vorstehend definierten Winkel geneigt ist, der höchstens 2* in der der Neigungsrichtung der Quernut als Ganzes entgegengesetzten Richtung und höchstens 30* in der Neigungsrichtung beträgt, und die Neigung der Quernut als Ganzes in einem Bereich vom inneren Ende jeder der Quernuten bis zu einer Stelle, die wenigstens 75% der Länge L der Quernut entspricht, an der Eintrittsseite jedes Stollens zur Öffnung jeder der Quernuten hin entsprechend der Zunahme der Läufflächenabnutzung vergrößert ist.

AusführungsbeJapiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1a einen radialen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines geräuscharmen Stollenluftreifens nach der Erfindung,

Fig. 1b eine Abwicklung eines Teils der Lauffläche des Luftreifens gemäß Fig. 1a,

Fig. 1c den Schnitt I-I in Fig. 1a und 1b, Fig. 1d den Schnitt II-II in Fig. 1a und 1b, Fig. 1e den Schnitt III-III in Fig. 1a und 1b,

Fig. 1f den Schnitt IV-IV in Fig. 1b durch eine Rundschulter,

Fig. 2 einen radialen Querschnitt durch einen eckigen Schulterabschnitt eines Luftreifens gemäß Fig. 1a,

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BAD

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P (ptl· jCV /O\ Ä. ΛΑ Λ». dh

Fig. 3a eine Ansicht aus der Vogelperspektive einer Fahr= bahn mit Angaben über die Bewegungsrichtung von Fahrzeugen und Angaben zur Verdeutlichung einer Beziehung zwischen !luftreifen und Häusern bei linksverkehr,

Fig· 3b eine Fig. Ja ähnliche Ansicht aus der Vogelperspektive bei Rechtsverkehr,

Fig. 3c eine Seitenansicht, die eine Beziehung zwischen der Bewegungsrichtung eines Fahrzeuges und der Dreh= richtung seiner luftreifen verdeutlicht„

Fig. 4, 5 und 6 je eine Abwicklung einer lauffläche Über eine Teilung in der in bezug auf die Reifeamittel= linie - entsprechend der Drehrichtung des Luftreifens linken Hälfte eines Stollenluftreifens nach der Erfindung in Ausbildung für linksverkehr,,

Fig. 7, 8 und 9 je eine Abwicklung einer lauffläche über eine Teilung in der in bezug auf die Reifexmittel·= linie entsprechend der Drehrichtung des luftreifens rechten Hälfte eines Stollenluftreifens nach der , Erfindung in Ausbildung für Rechtsverkehr

Fig. 10a, 10b, 11a und 11b je ©ine Ansieht zur Erläuterung der -ebenen Konfiguration von zur laufflächenober-= seite hin offenen Abschnitten von Quernuten und zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Konfiguration der Bodenberührungsfläehe und der Reihen= folge des Eintritts in di© Bodenberührungsfläeh© bei linksverkehr,

Fig. 12a und 12b . je eine Ansicht zur Erläuterung der ebenen Konfiguration von zur Eaufflächenoberseite hin offenen Abschnitten bei fortgeschrittener Abnutzung der Lauffläche an der Queraut nwS. sur Erläuterung einer Beziehung zwischen &®τ Konfiguration der Bodenberührungsfläoh© und t®r Heihenfolg® des tritts in die Bodenbsrühruagsfläche bei links verkehr,

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Pig. 13a, 13b und 13c je eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Abnutzungsgrad und dem Geräuschpegel des Luftreifens,

Pig. 14 einen Schnitt in Umfangsrichtung durch eine andere Ausführungsform einer Quernut eines Stollenluftreifens nach der Erfindung mit nahe der Luftreifenschulter gelegenen Abschnitten,

Pig. 15, 16, 17a, 17b und 18a je eine Abwicklung einer Lauffläche über eine Laufflächenprofilteilung,

Pig. I8b eine Schrägansicht zur Verdeutlichung der Wandneigung bei der Quernut gemäß Pig. 18a,

Pig. 19a und 19b je eine Abwicklung über eine Laufflächenprofilteilung der Lauffläche eines Stollenluftreifens nach der Erfindung,

Pig. 20, 21, 22 und 23 je eine Abwicklung eines Teiles eines Stollenluftreifens nach der Erfindung.

Die im folgenden angegebenen Abmessungen verschiedener Teile des Luftreifens beziehen sich auf einen Luftreifen, der auf eine Felge aufgezogen und mit einem Innendruck gefüllt ist. Wo zutreffend beziehen sich die Angaben "rechts" und "links" sowohl alleinstehend als auch in Wortzusammensetzungen auf die Reifenmittellinie und gelten entsprechend der Drehrichtung des Luftreifens bzw. entsprechend der Fahrtrichtung des Fahrzeuges.

In Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 einen Wulst, 2 eine Karkasse, 3 eine Seitenwand, 4 bzw. 4" eine Schulter, 5 eine Lauffläche, 6 einen Stollen und-7 eine Quernut.

Gemäß Fig. 1a ist die Laufflächenbreite B entlang der Rückenfläche der Abstand zwischen den beiden Schultern 4,4, gemessen entlang einer Außenkonturlinie 51 der Lauffläche 5 in einem radialen Querschnitt, der durch die Drehachse des Luftreifens geht. Bei der in Fig. 2 dargestellten eckigen Schulter ist unter der Schulter 4 der Schnittpunkt der

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Außenkonturlinie 51 und d©r Querschnittskonturlinie 31 der Seitenwand 3 zu. verstehen., Im Falle der in Figo 1f dargestellten Rundschulter wird unter der Schulter der Schnittpunkt 4" verstanden^ wo sich eine vom Schnittpunkt 4» der Verlängerungslinien dsr beiden Linien 51 "und 31 rechtwinklig zur Luftreifenoberfläche gezogene Normale und die Luftreifenoberfläche schneiden,,

Ein erstes Merkmal der Erfindung besteht in der Forderungj, daß in einer durch Unterteilen der Lauffläche 5 durch die Reifenmittellinie 52 erhaltenen Laufflächenhälfte an der Seite der Fahrbahn, die entsprechend der Straßenverkehrsordnung zumindest der Fahrbahnmitte abgewandt ist, die Quernut 7 als Ganzes an der Austrittsseite 6b jedes Stollens 6 zu ihrer Öffnung hin nicht geneigt ist_o Durch die Anwendung dieser Maßnahme ist sichergestellt, daß Luft, die in der Quernut 7 bei jedem Eintreten derselben in die Bodenberührungsfläche aufgrund der Verformung des Stollens 6 eingeschlossen wird, ohne Schwierigkeiten freigegeben wird, und wird der wichtige Vorteil geschaffen, daß die Lauffläche 5 zu einem späteren Zeitpunkt mit der Fahrbahn in Berührung kommt.

Die Neigung der Quernut 7 zu ihrer Öffnung hin an der Eintrittsseite 6a ist so, daß die Quernut 7 nach vorn geneigt ist, wogegen ihre Neigung an cö* entgegengesetzten Seite der

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Meridianlinie des Luftreifens, also zur Austrittsseite 6b hin so ist, daß die Quernut 7 in die entgegengesetzte Richtung geneigt ist.

Im Falle des von der Straßenverkehrsordnung beispielsweise in Japan und Großbritannien vorgeschriebenen Einksverkehrs gemäß Fig. 3a ist in wenigstens der schräg schraffierten;, in bezug auf die Reifenmittellinie 52 linken Hälfte des Luftreifens eine polygonal© gerade oder wellenförmige Mittellinie 70 der Quernut J₉ welche die Mittelpunkte der Öffnungsweiten entlang dem Umfang der Lauffläche 5 miteinander verbindet,, gemäß Figo 4 unter Winkeln ß« und ß~ und

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gemäß Fig. 5 unter Winkeln ß^, ß^ und Q^ (nachfolgend als ß bezeichnet) in bezug auf die Meridianlinie 27 geneigt und, gemäß Fig. 4 bis 6, über nahezu dem gesamten Bereich der Länge L der Quernut 7 mit veränderlicher Richtung ausgebildet, das heißt, unter einem Winkel von höchstens 15*, vorzugsweise höchstens 8* in der entgegengesetzten, also entsprechend der Zeichnung in der rechtsdrehenden Richtung, bis höchstens 60", vorzugsweise höchstens 45* in der Vorwärt srichtung, also entsprechend der Zeichnung in der linksdrehenden Richtung. Außerdem ist in einem Bereich, der wenigstens 60$, vorzugsweise wenigstens 75$ der Länge L der Quernut 7 entspricht, der Winkel ß mit einem Betrag von höchstens 2", vorzugsweise höchstens Γ in der entsprechend der Zeichnung rechtsdrehendeη Richtung bis höchstens 30" in der entsprechend der Zeichnung linksdrehenden Richtung gewählt. Ferner ist ein Segment 7Oz, welches das der Laufflächenmitte am nächsten gelegene innere Ende 70a der Mittellinie 70 der Quernut 7 mit dem äußeren, also schulterseitigen Ende 7Od der Mittellinie 70 verbindet, unter einem Winkel f geneigt, der höchstens 22", vorzugsweise höchstens 16" in der in bezug auf die Meridianlinie 27 des Luftreifens linksdrehenden Richtung beträgt.

Im Falle des von der Straßenverkehrsordnung beispielsweise in den USA vorgeschriebenen Rechtsverkehrs gemäß Fig. 3b ist in wenigstens der schräg schraffierten, in bezug auf die Reifenmittellinie 52 und entsprechend der Fahrtrichtung des Fahrzeuges rechten Hälfte des Luftreifens gemäß Fig. 7 bis 9 eine polygonale gerade oder wellenförmige Mittellinie 70 der Quernut in bezug auf die Reifenmittellinie 52 zur Mittellinie 70 gemäß Fig. 4 bis 6 symmetrisch ausgebildet.

In Fig. 3a und 3b bezeichnet C die Mittellinie der Fahrbahn, V ein Fahrzeug, S einen Gehsteig und H ein Haus.

Schallenergie, die während einer Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit hindurchgeht, ist umgekehrt proportional dem

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Quadrat der Entfernung der Schallquelle von der Flächen= einheit. Wenn sich das Fahrzeug auf der linken Fahrbahn= seite fortbewegt, ist folglich fi@r Geräuschpegel d©s Gs= räusehes, das am in bezug auf die Fahrtrichtung des Fahr= zeuges V links stehenden Haus H auftrifftp höher als der des Geräusches, das am auf der rechten Seite stehenden Haus H auftrifft. Folglich hat das Geräusch,, das von der linken Hälfte der durch die Reifenmittellinie 52 unterteilten Laufflächenhälften kommt, auf das Haus H einen größeren Einfluß als das auf das Haus H einwirkende Geräusch vom rechten Halbbereich der Laufflächenhälften«, Es ist somit notwendig, das vom linken Halbbereich der Laufflächen-= hälften erzeugte Geräusch zu unterdrücken oder zu verringern. Zu diesem Zweck muß die Quernut 7 mit der weiter oben beschriebenen Konfiguration und Ausbildung verwirklicht werden. Das heißt, daß wenigstens in der .der Mittellini© C der Fahrbahn abgewandten Lauffläehenhälfte die Quernut 7 als Ganzes an der Austrittsseite 6b des Stollens 6 zur Öffnung der Schulter hin nicht geneigt isto

Diese Beziehung wird nun anhand der in Figo 10a und 10b dargestellten Ausführungsform erläutert» Figo 10a und 10b verdeutlichen den Ablauf bzw. die Reihenfolge, mit dem in der die Elemente der linken Laufflächenhälfte mit der Fahrbahn in Berührung kommen. Dabei geht die Betrachtung von der Luftreifenoberfläche aus_o Gemäß Figo 10a und 10b zeichnet eine Außenkonturlinie 106 der Bodenberührungs fläche des Luftreifens stets eine Bogenlini® in der in Fig. 10a und 10b angegebenen Riehtungo Der radius 107 dieses üblichen Bogens wird klein? wenn der Rückenradius R verkleinert wird_o Um das von der linken . Laufflächenhälfte erzeugte Geräusch gu verringern^ ist es folglich vorteilhaft, wenn die Mittellini© 70 der Quernut 7 als Ganzeβ sich parallel zur Meridianlinie 27 erstreckt oder vom inneren Ende 70a zum äuSarsa End® 70<ä schräg nach unten verläuft. Der Grund hierfür ist₈ daß dureh &i@ Anwendung dieser Maßnahme di© ZSsitvsrsögerua-g vergrößert

wird, mit der der entsprechende Abschnitt der Quernut 7» allmählich vom zentrumsnahen zum schulternahen Bereich wandernd, mit der Fahrbahn in Berührung kommt, so daß die Gesamtstoßenergie des Luftreifens verringert werden kann. Außerdem wird in der Quernut 7 eingeschlossene Luft ohne Schwierigkeiten aus ihr abgeführt, so daß die Gesamtkompressionsenergie der Luft herabgesetzt werden kann. Wenn die vorstehend beschriebene nach unten gerichtete Neigung der Mittellinie 70 der Quernut 7 als Ganzes beispielsweise die in Pig. 10 und 11 mit gestrichelten Linien angegebene obere Grenze davon übersteigt, wird zwar das von der linken Laufflächenhälfte ausgehende Geräusch verringert (Pig. 10), das von der rechten Laufflächenhälfte (sh. Pig. 11) erzeugte Geräusch wird jedoch übermäßig groß. Polglich bewirkt die Schallbeugung, daß das Geräusch, welches das in bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeuges V auf der linken Seite stehende Haus H erreicht, zunimmt. Aus diesen Gründen werden die entsprechenden numerischen Werte innerhalb der weiter oben angegebenen Bereiche festgelegt.

Es werden nun die Gründe genannt, weshalb das von der rechten Laufflächenhälfte ausgehende Geräusch übermäßig groß wird, wenn die nach links unten gerichtete Neigung der Mittellinie 70 der Quernut 7 ihre obere Grenze übersteigt.

Zum Zwecke der Verringerung ungleicher Abnutzung des Luftreifens und folglich zur Verlängerung seiner Abrieblebensdauer war es üblich, die Montageposition des Luftreifens zu wechseln. Wenn danach der Luftreifen in der entgegengesetzten Richtung abrollt, ist aus der bisher linken die rechte Laufflächenhälfte geworden. Als Folge des Luftreifenpositionswechsels ändert sich die in Fig. 10 dargestellte Bedingung in die ihr völlig entgegengesetzte Bedingung gemäß Fig. 11. Selbst wenn bei Überschreiten der oberen Grenze für die nach links unten gerichtete Neigung unter den in Fig. 10 dargestellten Bedingungen noch zufriedenstellende Ergebnisse erzielt wurden, wird der sich aus der

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Bedingung gemäß Fig_o 11 ergebende schlechte Einfluß über= mäßig groß und das Geräusch^ welches das auf der linken Seite stehende Haus H erreicht_ρ nimmt zu₀

Im Falle des von der Straßenverkehrsordnung vorgeschriebenen Rechtsverkehrs wird die vorstehend beschriebene Maßnahme in bezug auf die Reifermittellinie 52 umgekehrt angewandte

Außerdem ist es wichtig, daß die folgenden Bedingungen erfüllt werden. Unter dem Neigungswinkel Q der Nutwand wird der Winkel verstanden, der gebildet ist zwischen einem Segment 71, das den Schnittpunkt X der Äußenkonturlinie 53 der Lauffläche 5 in der radialen Querschnittsebene der Quernut 7 oder deren Verlangerungslinie und der Nutwand oder deren Verlangerungslinie mit dem Schnittpunkt Y der Verlangerungslinie der quergerichteten Wand und dep Nutgrundes verbindet, und einer durch den Punkt X gehenden Normalen 74 zur Äußenkonturlinie 53 der Lauffläche 5» Dieser Neigungswinkel 6 der Nutwand wird so festgelegt ₉ daß bei jeder Quernut 7 die Neigung als Ganzes zur Eintrittsseite der Quernut 7 und zu ihrer Öffnung hin in dem Bereich der Quernut 7» der vom inneren Ende 70a aus wenigstens 75$ ihrer Länge L entspricht, entsprechend der Zunahme der lauf=- flächenabnutzung größer wird. Polglich kann Luft, die in der Quernut 7 eingeschlossen ist_? aufgrund der Verformung_p die der Stollen 6 während des Abrollens des Luftreifens bei jedem Eintritt der Quernut 7 in die Bodenberührungsfläche erfährt, ohne Schwierigkeiten durch die Öffnung der Quernut 7 hindurch abgeleitet werden^ und der Stollen 6 kann mit der Fahrbahn zu einem späteren Zeitpunkt in Berührung kommen.

Selbstverständlich muß der Luftreifen sein geringes Abroll= geräusch während seiner gesamten !lebensdauer beibehaltene Aus diesem Grunde ist die Anwendung der vorstehend beschriebenen Maßnahme wesentliche

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Die vorstehend genannte Beziehung wird nun anhand des praktischen Beispiels gemäß Pig. 10a und 10b erläutert. Fig. 12a und 12b zeigen die Quernut 7 gemäß Fig. 10a und 10b nach Abnutzung der Lauffläche 5. Wie sich aus Fig. 10a und 12a deutlich ergibt, ist die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius 107 der Außenkonturlinie 106 und dem Rückenradius R so, daß der Krümmungsradius 107 groß wird abhängig von der Zunahme des Rückenradius R mit fortschreitender Abnutzung der Lauffläche 5. Um das von der linken Laufflächenhälfte erzeugte Geräusch nicht nur beim neuen, sondern auch beim alten Luftreifen mit abgenutzter Lauffläche 5 zu verringern, ist es folglich von Vorteil, wenn die Mittellinie 70 der Quernut 7 als Ganzes, die sich vom inneren Ende 70a bis zum äußeren Ende 7Od erstreckt, eine Neigung in der linksdrehenden Richtung erhält, die entsprechend der Zunahme der Laufflächenabnutzung größer wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Anwendung einer solchen Maßnahme selbst nach Zunahme der Abnutzung der Lauffläche die Zeitverzögerung vergrößert, mit der die Quernut 7 beim Abrollen des Luftreifens unter Last von ihrem zentrumsnahen Bereich fortschreitend zum schulternahen Bereich mit der Fahrbahn in Berührung kommt, so daß die Gesamtstoßenergie je Zeiteinheit verringert wird, und daß die Gesamtkompressionsenergie der Luft je Flächeneinheit klein wird, da die in der Quernut 7 eingeschlossene Luft aus ihr ohne Schwierigkeiten abgeführt werden kann.

Diese Wirkung wird am Beispiel eines Stollenluftreifens der Größe 10.00-20 anhand Fig. 13a, 13b und 13c beschrieben.

Fig. 13a, 13b und 13c zeigen grafische Darstellungen der Beziehungen zwischen dem Abnutzungsgrad und dem Geräuschpegel des Stollenluftreifens bei der Prüfung auf der Lauftrommel mit einer Geschwindigkeit von.40, 60 bzw. 80 km/h. Dabei sind die Versuchsergebnisse mit einem Vergleichsstollenluftreifen Nr. 1 durch gestrichelte Linien, mit einem Vergleichsstollenluftreifen Nr. 2 mit punktierten Linien und

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mit einem Stollenluftreifen nach der Erfindung durch durchgezogene Linien angegeben.

Bei dem Vergleichsstollenluftreifss. Mr₀ 1 handelte es sich um einen herkömmlichen Stollenluftreifen_p bei dem die Quer= nut unter einem Winkel geneigt war_p der zu ihrer Öffnung hin an der Eintrittsseite jedes Stollens größer wurde, und die Querschnittsgestalt der Quernut in bezug auf ihre Mittellinie ungefähr symmetrisch war_o Di© Quernut als Ganzes war nicht gewunden.

Bei dem Vergleichsstollenluftreifen Ir₀ 2 war die Quernut als Ganzes nicht so stark gewunden wie beim Stollenluftreifen nach der Erfindung, so daß ,Jeder Stollen an seiner Eintrittsseite unter einem Winkel geneigt war;, der mit zunehmender Abnutzung zur Öffnung der Quernut hin nicht größer wurde.

In Pig. 13a, 13b und 13c ist an der Ordinate der Geräuschpegel in {dB(A)} , an der Abszisse der echte Abnutzungsgrad der Lauffläche nach der Formel

Tiefe der Quernut Resttiefe der

: Quernut : _χ ^ _aufgetrageno

Tiefe der Quernut am Neureifen

Bei den genannten Vergleiehsprüfungen wurden alle Konstruktionselemente unverändert gehaltea, mit Ausnahme der Konfiguration der Quernut.

Der Geräuschpegel wurde nach einem Verfahren gemäß JIS 28731 unter Verwendung eines Anzeigemeßinstrumentes gemäß JIS 01502 gemessen. Der Geräuschpegel ist eine Größe der-sinn» liehen Wahrnehmung, die angibt, wie stark Schall von einem Menschen in Abhängigkeit von seinem Hörvermögen empfunden wird.

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Mit anderen Worten, wenn der Geräuschpegel beispielsweise um 10 dB(A) ansteigt, hört der Mensch das Geräusch mit der doppelten Stärke des Geräusches mit dem vorherigen Geräuschpegel.

Zum Vergleich des Geräuschpegels mit der Schallstärke als der physikalischen Größe, das heißt, mit der Schallenergie, die während der Zeiteinheit durch eine zur Schallfortpflanzungsrichtung senkrechte Flächeneinheit hindurchgeht: Wenn der Geräuschpegel um 3 db(A) ansteigt, wird die Schallenergie etwa doppelt so groß wie der vorherige Geräuschpegel.

Daraus folgt, daß, wenn der Geräuschpegel um 3 db(A) siikt, der Mensch das Geräusch mit einer um etwa 20$ niedrigeren Stärke als zuvor hört, und die Schallenergie um 50?& kleiner als zuvor, also etwa halb so groß wie die vorausgegangene Schallenergie wird.

Diese Wirkung ist in Pig. 3a, 3b und 3c verdeutlicht.

Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Um eine weitere Verringerung des Geräusches nach fortgeschrittener Abnutzung der Lauffläche zu erzielen, ist es zuerst von Vorteil, wenn der weiter oben erwähnte Winkel ©a der Wand der Quernut 7 in der radialen Querschnittsebene nahe der Mitte zwischen der Reifenmittellinie 52 und der Schulter 4 oder 4" an der Eintrittsseite des Stollens 6 wenigstens 8', vorzugsweise wenigstens 12* größer ist als der Winkel Qb an seiner Austrittsseite. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Winkel ob der Quernutwand in der Nähe der Schulter und an der Austrittsseite wenigstens 4^# größer ist als der Winkel ©a an der Eintrittsseite des Stollens 6.

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Die Anwendung solcher Maßnahmen vergrößert mit fortschrei·= tender Zunahme der Lauffläehenabnutzung dia Neigung als Ganzes an der Eintrittsseite 6a &®m Stollens β entlaß der Mittellinie 70 der Quernut 7 von deren innerem Ende 70a bis zu ihrem äußeren Ende 70d„

Zur weiteren Verringerung des Geräusches bei fortgeschritten ner Laufflächenabnutzung ist es in ähnlicher Weise von Vor= teil, wenn die Nutwand an der Austrittsseite der Quernut 7 und in der Nähe der Schulter in Richtung des Nutgrundes konvex ist (sh. Pig. 14). Der Grund hierfür ist, daß mit fortschreitender Laufflächenabnutzung der Rückenradius R zu Beginn der Laufflächenabnutzung beträchtlich groß wird_p jedoch langsam zunimmt, wenn sich die Laufflächenabnutzung dem Grenzwert nähert. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Neigung als Ganzes mit zunehmender Laufflächenabnutzung an der Eintrittsseite 6a des Stollens 6 entlang der Mittellinie 70 der Quernut 7 von ihrem inneren Ende 70a bis zu ihrem äußeren Ende 70d größer wird, und wenn diese Tendenz der Neigung zur Zunahme zu Beginn der Eaufflächenabnutzung groß ist. Diese Bedingung kann mit der vorstehend beschriebenen Maßnahme erfüllt werden.

Gemäß Fig. 14 ist ein konvexer Vorsprung 71s der Quernut I₉ dessen Gestalt der Zunahme des Rückenradius R bei Beginn der Abnutzung entspricht, vorzugsweise so ausgebildet, daß sein Scheitelpunkt 71t von der Laufflächenoberseite einen vertikalen Abstand hat, der 20 bis 30$ der von der Laufflächenoberseite aus gemessenen Tiefe der Quernut 7 beträgt, Der Grund hierfür ist_? daß der Rückenradius R zwischen der Laufflächenoberseite und der vorstehend definierten Fläche beträchtlich vergrößert ist und in einem Bereiche der über die vorstehend definierte Fläche hinausgeht;, langsam zunimmt.

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Gemäß Pig. I8b ist in der Wand der Quernut 7 an der Austrittsseite 6b des Stollens 6 ein konvexer Vorsprung 71s ausgebildet, und beträgt der Unterschied im Nutwinkel zwischen der Austrittsseite 6b und der Eintrittsseite 6a des Stollens 6 etwa 6*.

Der Nutwinkel an der Eintrittsseite 6a des Stollens 6 ist kleiner gewählt als der Nutwinkel an der Austrittsseite 6b des Stollens 6, um der Eintrittsseite 6a geringe Steifigkeit zu verleihen, wodurch die Erzeugung des Geräusches unterdrückt wird. Dies rührt daher, daß eine der Ursachen für die Erzeugung des Geräusches in Schwingungen liegt, die entstehen, wenn beim Abrollen des Luftreifens die Eintrittsseite 6a des Stollens 6, insbesondere die Eintrittsseite am Schulterabschnitt des Stollens 6, mit der Fahrbahn in Berührung, kommt. Es ist daher von Vorteil, wenn die Steifigkeit der Eintrittsseite 6a des Stollens 6 gering ist, Der Stoß, dem ein nahe dem Mittelabschnitt der Lauffläche gelegener Abschnitt ausgesetzt ist, wenn die Eintrittsseite mit der Fahrbahn in Berührung kommt, ist aufgrund des Vorhandenseins der in Umfangsrichtung durchgehenden Rippe verhältnismäßig klein.

Bei der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform ist daher die Steifigkeit der Nutwand nahe dem Zentrum der Lauffläche 5 und an der Eintrittsseite 6a des Stollens 6 nicht klein gewählt, sie hat aber hinsichtlich des Geräusches Iceinen sehr nachteiligen Einfluß.

Zur weiteren Verringerung des Geräusches unter Vermeidung einer Verschlechterung der guten Haltbarkeit und des dynamischen Verhaltens des Luftreifens müssen außerdem die folgenden Bedingungen erfüllt werden: Es ist von Vorteil, wenn ein nachfolgend Teilung genannter Teilungsschritt P an der Reifenmittellinie 52, bezogen auf die Rückenumfangsbreite B,O,37B bis 0,46B, vorzugsweise O,39B bis 0,44B beträgt. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Länge L

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der Quernut 7 entlang der Meridianlinie 27 des Luftreifens 0,36B bis 0,41B, vorzugsweise O,38B Ms O_P4OB beträgt„ Auch ist es zweckmäßig, wenn das Verhältnis der an der Mittellinie zwischen der Reifenmittellini® 52 und der Schulter 4 oder 4" gemessenen Nutbreite Wg einer Quernut 7 zur Breite Wl eines entsprechenden Stollens 6 0,5 bis Oj,71» vorzugsweise 0,53 bis 0,67 ist_o Me untere Grenze dsr Teilung P, der obere Grenzwert für die Länge L der Quernut 7 und der obere Grenzwert für das Verhältnis Wg/Wl werden im Hinblick auf die Geräuschverringerung festgelegte Der obere Grenzwert für' die Teilung P„ der untere Grenzwert für die Länge L der Quernut 7 und der unteren und oberen Grenzwerte für das Verhältnis Wg/Wl werden unter dem Gesichtspunkt der Erhaltung der Haltbarkeit und des dynamischen Verhaltens des Luftreifens festgelegte

Zur weiteren Verringerung des Geräusches ist es von Vorteil» wenn beim Festlegen einer gegebenen Teilung P aus einer Kombination je eines Stollens 6 und einer entsprechenden^ benachbarten Quernut 7 eine Teilung Pa über einen Stollen 6a und eine entsprechende Quernut Ja. gleich ist einer Teilung Pb über einen anderen Stollen 6b und eine diesem entsprechende Quernut 7b, jedoch verschieden ist von einer Teilung Pc über einen anderen Stollen 6c und eine diesem entsprechende Quernut 7c. Ferner ist es vorteilhaft„ vvewa diese verschiedenen Teilungen in Umfangerichtung so angeordnet sind, daß die Spitzenschwingungsfrequenz davon mit der Resonanzfrequenz des Luftreifens nicht wiederkehrend,, insbesondere nicht periodisch zusammenfällt₉ dadurch also eine sogenannte veränderliche Teilung bilden,,

Alle Luftreifen haben eine ihnen eigentümliche Resonanzfrequenz. Einige dieser Resonanzfrequenzen können ermittelt werden durch Drehen des Luftreifens mit ständig veränderlichen Geschwindigkeiten und durch stänöigss Messen des vom Luftreifen erzeugten Geräuschpegels_β Mit anderen Worten, wenn zu prüfende Luftreifen gedreht werden, ihr© Dreh=-

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geschwindigkeit ausreichend groß gewählt wird und man die Luftreifen dann auslaufen läßt, um ihre Drehgeschwindigkeit allmählich zu verringern, wird der Geräuschpegel entsprechend der Abnahme der Drehzahl nicht einfach herabgesetzt, sondern steigt plötzlich auf einen Spitzenwert an. Ein solcher Spitzenwert des Geräuschpegels wird in einem üblichen Geschwindigkeitsbereich von 30 bis 80 km/h gewöhnlich an fünf bis sieben Stellen festgestellt. Die Resonanz des Luftreifens tritt bei der Geschwindigkeit ein, bei der der Geräuschpegel einen Spitzenwert hat. Die Resonanzfrequenz des Luftreifens läßt sich durch eine Analyse der Schallfrequenz in deren Spitzenpunkt feststellen.

Der Geräuschpegel nimmt einen Spitzenwert an, wenn die durch die Drehung des Luftreifens am Laufflächenprofilabschnitt erzeugte Spitzenschwingungsfrequenz wiederholt mit der Resonanzfrequenz des Luftreifens in Einklang gebracht wird. Ein Spitzenwert des Geräuschpegels stellt sich unvermeidbar ein, wenn die Teilung P an der Reifenmittellinie 52 eine sogenannte Monoteilung ist, bei der eine Kombination ausje einem Stollen 6 und einer entsprechenden benachbarten Quernut 7 eine gegebene Teilung P bildet und alle Längen dieser gegebenen Teilungen P,P, ... entlang dem Umfang des Luftreifens ungefähr die gleichen sind.

Im Falle einer veränderlichen Teilung, bei der mehrere Arten von Teilungen von verschiedenen Längen in Umfangsrichtung so angeordnet sind, daß die Spitzenschwingungsfrequenz davon mit der Resonanzfrequenz des Luftreifens nicht wiederholt zusammenfällt, wird die Häufigkeit, mit der die Spitzenschwingungsfrequenz, welche durch die Drehung des Luftreifens am Laufflächenprofilabschnitt erzeugt wird, mit der Resonanzfrequenz des Luftreifens wiederholt zusammenfällt, beträchtlich herabgesetzt, wodurch die Resonanz des Luftreifens in bedeutendem Maße verringert wird. Polglich zeigt der Geräuschpegel einen kleinen oder fast keinen Spitzenwert, wodurch der Geräuschpegel gesenkt wird. Im Vergleich

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zur Jäonoteilung ist die Spitzenschwingungsfrequenz der veränderlichen Teilung auf getrennt© Stellen verstreut,, so daß das Geräusch zu einem Schall wird_p d@r sich angenehmer anhört.

Um eine wirksame Verringerung des Luftreifengeräusches zu erzielen, ohne die gute Haltbarkeit des Luftreifens und sein gutes dynamisches Verhalten zu verschlechtern, kann eine veränderliche Teilung angewandt werden, die sich aus zwei verschiedenen Arten von Teilungen mit einem Teilungs=· verhältnis außerhalb des Bereichs 9_s5(±0_?25) s 10,5 (+0_p25) zusammensetzt. Wenn der Betrag dieses Verhältnisses seine obere Grenze übersteigt, nimmt die geräuschmindernde Wirkung plötzlich ab, wogegen bei einem Betrag des Verhältnisses unter seiner unteren Grenze sowohl die Haltbarkeit als auch die Lenkstabilität und die Rutschfestigkeit unter die praktisch zulässigen Werte absinken«, Polglich werden die oberen und unteren Grenzwerte für das Teilungsverhältnis mit vor= stehend angegebenen numerischen Werten festgelegt»

Um eine wirksame Verringerung des Luftreifengeräusches zu erzielen, ohne die Haltbarkeit und das dynamische Verhalten zu verschlechtern, kann außerdem eine veränderliche Teilung angewandt werden,, die sich aus drei verschiedenen Arten von Teilungen mit einem Teilungsverhältnis von 9(+O,25) : 1O(+O,25) : 11(+0,25) zusammensetzt. Die Gründe für die Festlegung der oberen und unteren Grenzwerte auf die vorstehend genannten numerischen Werte sind die gleichen wie bei der aus zwei verschiedenen Teilungsarten zusammengesetzten veränderlichen Teilungo

Bei der veränderlichem. Teilung wird unter der Teilung P aa der Reifenmittellinie 52 ein numerischer Wert verstanden, der durch Dividieren des Außenumfanges des Luftreifens durch die Gesamtzahl der Teilungen erhalten wird» Außerdem wird für die Festlegung des Verhältnisses Wg/Wl unter der Stollenumfangsbreite Wl der Durchschnittswert der Stollen=

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umfangsbreiten an beiden Seiten der Quernut 7 verstanden.

Zur weiteren Verbesserung der Rutschfestigkeit des Luftreifens ist es ferner von Vorteil, wenn gemäß Pig. 15 und 16 die Mittellinie 70 der Quernut 7 geknickt ist, um eine geknickte Mittellinie zu bilden, die sich im wesentlichen aus zwei Segmenten zusammensetzt.

Der Grund hierfür ist, daß, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, die Gesamtsumme der auf die Reifenmittellinie 52 projizierten längen des Nutrandes der Quernut 7 und des Schulterrandes des Stollens 6, die in der Bodenberührungsfläche angeordnet sind und den Rutschwiderstand schaffen, vergrößert wird, insbesondere der Teil der projizierten länge gegenüber der oben genannten Gesamtsumme der projizierten Längen vergrößert wird, der an der Reifenmittellinie 52 erzeugt wird und nahe dem Schulterrand des Stollens 6 gelegen ist, auf den die Zentrifugalkraft wirkt und der den Rutschwiderstand schafft.

Im Falle des von der Straßenverkehrsordnung vorgeschriebenen Linksverkehrs ist es nicht nur zur Verbesserung der Rutschfestigkeit, sondern auch zur Verringerung des Geräusches in diesem Fall von Vorteil, wenn eine Länge 70e an der Meridianlinie 27 zwischen dem inneren Ende 70a der Mittellinie 70 der Quernut 7 und einem Knickpunkt 70b gleich dem 0,19- bis 0,41 fachen, vorzugsweise gleich dem 0,23-bis 0,37fachen der Länge L der Quernut 7 ist. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn ein Segment 70g, welches das innere Ende 70a der Mittellinie 70 der Quernut 7 mit dem Knickpunkt 70b verbindet, in bezug auf die Meridianlinie 27 des Luftreifens unter einem Winkel ^. von 20* bis 40', vorzugsweise von 25* bis 35* geneigt ist. Ferner ist es zweckmäßig, wenn ein Segment 70h, das den Knickpunkt 70b mit dem äußeren Ende 7Od der Mittellinie 70 der Quernut 7 verbindet, ungefähr parallel zur Meridianlinie 27

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des Luftreifens verläuft oder in bezug auf sie unter einem Winkel J"p von höchstens 10*, vorzugsweise von höchstens 7* geneigt ist.

Eine andere Möglichkeit besteht gemäß Figo 16 darin, einen Abstand 7Of zwischen dem Knickpunkt 70b der Mittellinie 70 der Quernut 7 und ihrem äußeren Ende 7Od gleich dem 0,40-bis 0,68fachen, vorzugsweise gleich dem O₉46= bis O,62fachen der Länge L der Quernut 7 zu wählen«, Außerdem kann das Segment 70h in bezug auf die Meridianlinie 27 des Luftreifens unter einem Winkel o„ von 10 bis 25 % vorzugsweise von 12 bis 20* geneigt sein_o Ferner kann das Segment 70g ungefähr parallel zur Meridianlinie 27 des Luftreifens verlaufen oder in bezug auf sie unter einem Winkel <f* von höchstens 8^#, vorzugsweise von höchstens 5° geneigt sein_o

Im Falle des von der Straßenverkehrsordnung vorgeschriebenen Rechtsverkehrs gemäß Fig. 3b sind in dem Laufflächenhalbbereich, der in bezug auf die Reifenmittellinie 52 dem weiter oben genannten Laufflächenhalbbereich gemäß Figo 3a gegenüberliegt," die Anordnung und die Konfiguration der Quernut 7 symmetrisch zur Reifenmittellinie 52„

Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig_o 15 der Abstand 7Oe, der Winkel <T des Segmentes 70g und der Winkel ^C &es Segmentes 70h kleiner als ihre unteren Grenzwerte werden, nehmen sowohl die die Rutschfestigkeit verbessernde Wirkung als auch die geräuschmindernde Wirkung plötzlich abj aus diesem Grunde sind die oben angegebenen unteren Grenzwerte festgelegt worden. Wenn dagegen der Abstand 7Oe, der Winkel ο\ und der Winkel ^ ihre oberen Grenzwerte übersteigen, wird nur die die Rutschfestigkeit verbessernde Wirkung verstärkt, wogegen die Festigkeit gegen ungleichmäßig© Abnutzung unter die praktisch zulässigen Werte absinkt. Außerdem ergibt sich eine Verringerung dee Geräusches, das von dem entsprechend der Vorwärtsdrehrichtung des Luftreifens linken Abschnitt des Luftreifens erzeugt wird, wogegen das

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vom rechten Abschnitt des Luftreifens erzeugte Geräusch übermäßig groß wird. Die Schallbeugung bewirkt daher, daß das Geräusch, das die Häuser an der linken Seite erreicht, zunimmt. Deshalb wurden die oben angegebenen oberen Grenzwerte festgelegt.

Die Gründe, weshalb bei der Ausführungsform gemäß Pig. die oberen und unteren Grenzwerte für den Abstand 7Of, den Winkel (Tp des Segmentes 70h und den Winkel <T. des Segmentes 70g mit den vorstehend genannten numerischen Werten festgelegt wurden, sind die gleichen wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Fig. 15 genannt.

Die Ausbildung der Quernut 7 mit einer sich aus zwei Segmenten zusammensetzenden geknickten Mittellinie 70 ist auch auf die Ausführungsform gemäß ,Fig. 17a anwendbar. Der Grund hierfür ist, daß sich die Ausführungsform gemäß Fig. 15, die in Fig. 17b mit durchgezogenen Linien auch eingezeichnet ist, und die Ausführungsform gemäß Pig. 17a, die mit gestrichelten Linien ebenfalls in Fig. 17b eingezeichnet ist, äußerst wenig voneinander unterscheiden, und daß Punktion und Wirkung der erstgenannten die gleichen sind wie bei der zweitgenannten Ausführungsform.

Zur weiteren Verbesserung der Rutschfestigkeit des Luftreifens ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Mittellinie 70 der Quernut 7 geknickt ist, um eine geknickte Mittellinie zu bilden, die sich gemäß Pig. I8a aus drei Segmenten zusammensetzt.

Im Falle des von der Straßenverkehrsordnung vorgeschriebenen Linksverkehrs gemäß Pig. 3a ist es von Vorteil, wenn, wie bei der Ausführungsform gemäß Pig. I8a, im links von der Eeifenmittellinie 52 gelegenen schraffierten Bereich ein Abstand 7Oe zwischen dem inneren Ende 70a der Mittellinie 70 der Quernut 7 und einem ersten Knickpunkt 70b

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gleich ist dem 0,15- bis O_?33facliexi_p vorzugsweise dem 0,19- bis 0,29fachen der Nutlänge Is₉ ein Abstand 7Of zwischen einem zweiten Knickpunkt 70c der Mittellini© 70 der Quernut 7 und deren äußerem End© 7Od gleich ist dem 0,25- bis 0,49fachen„ vorzugsweise dem 0^30= bis O_p45fachen der Nutlänge 1, ein Segment 70g_p welches das innere Ende 70a mit dem ersten Knickpunkt 70b verbindet,, in bezug auf die Meridianlinie 27 unter einem Winkel <f von 20° bis 40° _ΰ vorzugsweise von 25° bis 35* geneigt ist, ein Segment 7Oh₉ das den ersten Knickpunkt 70b mit dem zweiten Knickpunkt 70c verbindet, ungefähr parallel zur Meridianlinie 27 verläuft oder in bezug auf sie unter einem Winkel &~ von höchstens 7*, vorzugsweise von höchstens 4° geneigt ist^ und ein Segment 7Oi, das den zweiten Knickpunkt 70c mit dem äußeren Ende 7Od verbindet, in bezug auf die Meridian= linie 27 des Luftreifens unter einem Winkel «C von 6° bis 18*, vorzugsweise von 8* bis 15* geneigt ist.

Wenn die Straßenverkehrsordnung Rechtsverkehr gemäß Figo 3b vorschreibt, werden die oben beschrieben Maßnahmen auf den rechts von der Reifenmittellinie 52 gelegenen Laufflächenhai bbereich angewandt. Die Gründe, weshalb die oberen und unteren Grenzwerte mit den vorstehend genannten numerischen Werten festgelegt werden, sind die gleichen wie bei der Ausführungsform mit einer Quernut 7? bei der sich die geknickte Mittellinie 70 aus zwei Segmenten zusammensetzt«,

Die vorstehend beschriebene Ausbildung der Quernut 7 mit einer sich aus drei Segmenten zusammensetzenden geknick= ten Mittellinie 70 ist auch auf die Ausführungsform gemäß Pig. 19a anwendbar. Der Grund hierfür istj, daß sich die Ausführungsform gemäß Fig. I8a_y die mit durchgezogenen Linien auch in Fig. 19b eingezeichnet istj, und die Ausführungsform gemäß Fig. 19a, die mit gestrichelten Linien ebenfalls in Fig« 19b eingezeichnet ist_p sich äußerst wenig voneinander unterscheiden und folglich Funktion und Wirkung der erstgenannten die gleichen sind wie bei der zuletzt genannten Ausführungsf orm»

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Um eine Verringerung der ungleichmäßigen Abnutzung und eine beträchtliche Verbesserung sowohl bei der Abrieblebensdauer als auch bei der Haltbarkeit zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn sich die links von der Reifenmittellinie 52 angeordneten Quernuten 7 mit den rechts davon angeordneten Quernuten 7 ungefähr abwechseln, wie in Fig. 1b, 20, 21, 22 und 23 dargestellt. Die Anwendung dieser Maßnahme schaltet die ungleichmäßige Abnutzung aus.

Im Falle des von der Verkehrsordnung vorgeschriebenen Linksverkehrs ist es zur beträchtlichen Verringerung des Geräusches und zur beträchtlichen Milderung der ungleichmäßigen Abnutzung des Luftreifens außerdem von Vorteil, wenn die Quernuten 7 links und rechts von der Reifenmittellinie 52 so angeordnet sind, daß- sie gemäß Fig. 20 zu einem Punkt an der Reifenmittellinie 52 punktsymmetrisch sind. Wenn die Straßenverkehrsordnung Rechtsverkehr vorschreibt, ist eine Anordnung der Quernuten links und rechts von der Reifenmittellinie 52 vorteilhaft, bei der die Quernuten 7 in bezug auf einen Punkt an der Reifenmittellinie 52 punktsymmetrisch sind (sh. Fig. 21).

Wie weiter oben schon erwähnt, war es zur Milderung der ungleichmäßigen Abnutzung und zur Verlängerung der Abrieblebensdauer des Luftreifens üblich, die Montageposition des Luftreifens zu wechseln. Durch solche Wechsel wurde häufig die Drehrichtung des Luftreifens umgekehrt. Die Anwendung der vorstehend beschriebenen Punktsymmetrie schafft den wichtigen Vorteil, daß das Geräusch gleichmäßig verringert und die ungleichmäßige Abnutzung gleichmäßig gemildert werden kann.

Im Rahmen der Erfindung wurden die Abmessungen verschiedener Luftreifenteile bei aufgeblasenem Luftreifen unter den nachstehend genannten Bedingungen gemessen: Es wurde ein neuer Luftreifen auf eine entsprechende Normalfelge montiert und nach dem Füllen mit dem seiner PR-Zahl entsprechenden

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maximalen Innendruck im erreichten Zustand bei Raumtempera-= tür während mehr alB 24 Stunden ruhengelassene Danach wurden die Abmessungen der verschiedenen Seil© bei Raumtempera= tür gemessen. Hierbei wurden, in &©r angegebenen Reihenfolge, JIS-Normen, TRA-Normen (USA) und KRTRO-Normen angewandt.

Aus dem Vorstehenden ergibt sieh? daß die Erfindung das Geräusch in beträchtlichem Maße Terringert, ohne für verschiedene Stollenluftreifen geforderte verschiedene Eigenschaften, insbesondere die Gesamthaltbarkeit_p die Lenkstabilität und die Rutschfestigkeit, zu verschlechtern.»

Bei der Durchführung der Erfindung ist es nicht immer notwendig, die Quernuten 7 symmetrisch &ur Reifsnmittellinie anzuordnen; ₄im Bedarfsfall können sie unsymmetrisch zur Reifenmittellinie 52 angeordnet werden«

Außerdem können zur weiteren Verringerung des Geräusches die linken Quernuten 7 nahe den Quernuten 7 an der rechten Seite angeordnet werden. In Figo 22 ist der Luftreifen dargestellt, der bei vorgeschriebenem Linksverkehr benutzt wird.

Im Falle von Spezialfahrzeuge^ bei denen ein Wechsel der Montageposition des Luftreifens nicht erforderlich ist, oder wenn die Drehrichtung des Luftreifens stets unverändert gehalten wird, können die Quernuten 7 zur noch weiteren Verringerung des Geräusches gemäß Fig_o 23 angeordnet werden.

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Claims

Dk.-iNG. FRANZ XPUESTHOFF

PATENTANWÄLTE _Dp „_{hi? FREDA} ^_UESTHOFF (ij₁₇-_I956)

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOElZ dicing, gbhhard puls

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANK PKOFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE DRYING. DIETER DEHRENS

UANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL₁-VIRTSCh₁-INCRUPERT GOETZ

I D-8000 MÜNCHEN 90

1A-53 149 SCHWEIGERSTRASSE 2

·—"—~—■—"~~ telefon: (089) 66zo$i

TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070

Patentanspruch©

1, Luftreifen mit Stollenprofil ₉ bei dem mehrere Stollen -"entlang dem Umfang einer Lauffläche mit Zwischenabstand angeordnet und von einer gleichen Anzahl Quernuten begrenzt Bind, die je zur Seitenfläche der zugehörigen von zwei Schultern des Luftreifens hin offen sind_p links und rechts von der Reifenmittellinie angeordnet sind und Quernuten=· Paare bilden, wobei bei jeder der Quernuten das Verhältnis Wg/Wl gleich oder kleiner ist als I₉ O_s worin Wg di© an einer Umfangslinie durch den Mittelpunkt zwischen der Reifenmittellinie und der Schulter des Luftreifens gemessene Breite der Quernut und Wl die in gleicher Weise wie Wg gemessene Breite des Stollens ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seite der durch die Reifenmittellinie (52) voneinander getrennten linken und rechten Laufflächenhälften, die entsprechend der Straßenverkehrsordnung der Mittellinie (C) einer Fahrbahn abgewandt ist, jede der Quernuten (7) als Ganzes zu ihrer Öffnung hin an der Austrittsseite (6b) jedes Stollens (6) nicht geneigt ist, jedoch an der Eintrittsseite (6a) jedes Stollens (6) zu ihrer Öffnung hin unter einem höchstens 22* betragenden Winkel (?) geneigt ist, der gebildet ist zwischen einem Segment (7Oz), das zwei Enden (70a,7Od) einer Mittellinie (70) der Quernut (7) verbindet, welche durch die Mittelpunkte von an der Umfangslinie der Lauffläche (5) gemessenen Breiten der Quernut (7) geht, und.einer Meridianlinie (27) des Luftreifens, wobei jeder Abschnitt der Mittellinie (70) der Quernut (7) in nahezu dem gesamten Bereich der Länge (L)

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der Quernut (7) an der Meridianlinie (27) des Luftreifens in bezug auf die Meridianlinie (27) unter einem wie vorstehend definierten Winkel (ß) geneigt ist, der zwischen höchstens 15*, gemessen in der der Neigungsrichtung der Quernut (7) als Ganzes entgegengesetzten Richtung, und höchstens 60', gemessen in der Neigungsrichtung, beträgt, jeder Abschnitt der Mittellinie (70) der Quernut (7) in einem Bereich von wenigstens 60$ der Länge (L) der Quernut (7) in bezug auf die Meridianlinie (27) des Luftreifens unter einem wie vorstehend definierten Winkel (ß) geneigt ist, der höchstens 2* in der der Neigungsrichtung der Quernut (7) entgegengesetzten Richtung und höchstens 30* in der Neigungsrichtung beträgt, und die Neigung der Quernut (7) als Ganzes in einem'Bereich vom inneren Ende (7Oa) jeder der Quernuten (7) bis zu einer Stelle, die wenigstens 75$ der Länge (L) der Quernut (7) entspricht, an der Eintrittsseite (6a) jedes Stollens (6) zur Öffnung jeder der Quernuten (7) hin entsprechend der Zunahme der Laufflächenabnutzung größer wird.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkel (Qa), der in einer radialen Querschnittsebene der Quernut (7) nahe dem Mittelpunkt zwischen der Reifenmittellinie (52) und der Reifenschulter (4 oder 4") zwischen einem Segment (71), das den Schnittpunkt (X) der Außenkonturlinie (53) der Lauffläche (5) oder ihrer Verlängerungslinie und einer Wand der Quernut (7) oder deren Verlängerungslinie mit dem Schnittpunkt (Y) verbindet, wo die Verlängerungslinie der Wand der Quernut (7) die Verlängerungslinie des Nutgrundes schneidet, und einer Normalen (74) gebildet ist, die senkrecht zur Außenkonturlinie (53) der Lauffläche (5) gezogen ist und durch den Schnittpunkt (X) geht, an der Eintrittsseite (6a) des Stollens (6) gemessen wenigstens 8* größer ist als der an der Austrittsseite (6b) des Stollens (6) gemessene Winkel (Ob).

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3. Luftreifen nach Anspruch 1_P dadurch, g a k e η η zeichnet , daß der Winkel (Qh) der Wand der Quer-= aut (7) in der Nähe der Schulter (4_P 4⁵⁰) an der Austritts= saite (6b) des Stollens (β) gemessen wenigstens 4° größer ist als der an der Eintrittsseite (Sa) des Stollens (6) gemessene Winkel (Oa).
4» Luftreifen nach Anspruch 1 „ dadurch g e k e η η <= zeichnet', daß die Wand der Quernut (7) nahe der Schulter (4_?4") an der Austrittsseite (6b) jedes Stollens (6) mit einem Vorsprung (71s) ausgebildet ist_p der mit einer konvexen Fläche gegen den Mutgrund weist_o
5 ο Luftreifen-nach Anspruch 4p dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Scheitelpunkt (71t) des Vor= Sprungs (71s) von der. lauffläehenoberseite einen vertika= lan Abstand hatj der 20 bis 30$ der von der Laufflächen= Oberseite aus gemessenen Tiefe der Quernut (7) beträgt„