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Laufflächenprofil für M+S"FahrzeuJuftreifen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufflächenprofil für Fahrzeugluftreifen
in Gürtel/Radialbauart für den Winterbetrieb, dessen Profilelemente in quer zur
Umfangsrichtung vorliegenden Reihen und gegeneinander stufenförmig versetzt angeordnet
und durch in Quer- und in Umfangsrichtung durchgehende Profilrillen begrenzt sind.
Das M+S-Laufflächenprofil besteht aus zur Umfangsrichtung quer orientierten Profilblöcken,
die überwiegend in Umfangs- und Querrichtung orientierte Blockkanten aufweisen und
im wesentlichen aus drei, in Blocklängsrichtung aufeinanderfolgenden, zueinander
versetzten Blockabschnitten bestehen.
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Ein für den Wintereinsatz bekanntes M+S-Laufflächenprofil für Fahrzeugluftreifen
in GUrtel/Radialbauart besteht aus langgestreckten, gestuften und verschachtelt
angeordneten Profilblöcken von gleichem Umriß (vgl. DE-PS 23 22 095). Jeder Profilblock
weist einen T-förmigen und kreuzförmigen Endabschnitt auf, die in Quer- und Umfangsrichtung
gegeneinander versetzt sind. Die in jeder Querreihe jeweils gleich orientierten
Profilblöcke sind entlang einer Zickzacklinie unterschiedlich orientiert, wobei
sie einerseits gegeneinander um 1800 gedreht und andererseits um 1800 senkrecht
zur Lauffläche gewendet angeordnet sind.
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Durch die unregelmäßig ausgebildeten Blockabschnitte und die verschachtelte
Anordnung ist eine Aufstandsfläche vorhanden, die sich durch eine hohe Anzahl von
Quer- und Längskanten, unterschiedlich steife Blockbereiche sowie ein Rillensystem
mit wechselnd breiten, unregelmäßigen Rillenabschnitten auszeichnet. Es gewährleistet
gute Griffigkeit im Schnee, Selbstreinigung in Schnee und Matsch und ausreichende
Naßlaufeigenschaften.
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Ein weiter bekanntes M+S Laufflächenprofil besteht aus gestuften Profilblöcken,
die in mehreren Umfanysreihen angeordnet sind. Die Profil blöcke sind schrägorientiert
und in Umfangsrichtung pfeil artig gegeneinander angeordnet (vgl. Zeitschrift Gummibereifung
1/1981 S.43). Die zahlreichen Querkanten dienen guter Griffigkeit in Schnee und
einem günstigen Verschleißbild. Breite Rillen gewährleisten gute Selbstreinigung.
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M+S-Laufflächenprofile sind nach dem in Mitteleuropa erlassenen Spikeverbot
zu dem Zweck entwickelt worden, daß sie möglichst mit allen im Winter vorkommenden
Gegebenheiten gleichermaßen gut zurechtkommen. Das bringt verschiedene Probleme.
Sie sind als sog. Haftreifen von Generation zu Generation bezüglich Griffigkeit,
allgemeinem Fahrverhalten, Trocken- und Naßlaufeigenschaften verbessert worden;
dennoch weisen sie erhebliche Mängel bezüglich Spurhaltung und Drainage auf.
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Die Grundanforderungen, die an ein M+S-Laufflächenprofil gestellt
werden, sind daß sie ein hohes Maß an Griffigkeit und Spurhaltung auf verschneiten
Straßen und hohe Sicherheit gegen Rutschen auf schnee- und eisglatten Flächen bieten.
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In mitteleuropäischen Breiten mit häufig wechselnden Witterungsverhältnissen
soll das M+S-Profil des weiteren über ein gutes Drainagevermögen, geringen Abrieb
und Rollwiderstand bei verhältnismäßig gutem Fahrkomfort verfügen. Die bekannten
M+S-Laufflächenprofile werden diesen Anforderungen nur in ungenügendem Maße gerecht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufflächenprofil nach
der eingangs geschilderten Gattung zu schaffen, dessen Schnee- und Naßlaufeigenschaften
durch eine neue Blockform und eine günstige Blockanordnung verbessert werden und
durch das die Mängel bekannter M+S-Laufflächenprofile bezüglich Kurvenhaftung und
Spurhaltung zuverlässig vermieden werden, ohne daß das allgemeine Fahrverhalten
und der Komfort Einbußen erleiden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein M+S-Laufflächenprofil
gelöst, bei dem jeder querorientierte Profilblock eine Lauffläche aufweist, die
aus zwei rechteckförmigen Flächenabschnitten und einem mittig dazwischen vorliegenden
rhomboidförmigen Flächenabschnitt gebildet ist. Die rechteckförmigen Abschnitte
werden jeweils von zueinander parallelen Querkanten und der rhomboidförmige Abschnitt
wird von zueinander parallelen Schrägkanten begrenzt, deren Neigung zur Umfangs-,
richtung im Bereich von etwa 10°- 45" liegt. Die Profil blöcke sind von gleicher
Umrißform, und sie sind derart in der Querreihe zur Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt angeordnet, daß eine quer sich erstrekkende Blockkante nicht eine mit einer
anderen zusammenfallende Wirk-(oder Eingriffs-)linie in Querrichtung aufweist. Die
Profilblöcke in der Querreihe sind gegenüber der Umfangsrichtung wechselnd vor-
und rückversetzt angeordnet. Die Längskanten der Profilblöcke verlaufen im wesentlichen
parallel zur Mittenumfangslinie.
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Die quer sich erstreckenden Blockkanten gewährleisten eine hohe Zugkraft,
also Griffigkeit, und eine strömungsgünstige Rillenausbildung.
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Die schräg sich erstreckenden Blockkanten gewährleisten einen zusätzlichen
Zugkraftanteil und wesentliche Anteile zur Sicherung der Spurhaltung. Die längs,
also parallel zur Mittenlinie, sich erstreckenden Blockkanten bieten hohen Widerstand
gegen Querrutschen.
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Aufgrund der wechselnd in und entgegen der Umfangsrichtung versetzt
angeordneten Profilblöcke in der Querreihe wird der jeweilige Luafflächenteil der
Blöcke bereichsweise nacheinander und übergreifend zur Einwirkung gebracht, wobei
zugleich in jeder Eingriffsphase die Spurhaltung durch die Schräg- und Längskanten
hoch wirksam ist.
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Die gewählte Blockanordnung wirkt sich bezüglich der Schnee- und Eiseigenschaft
sehr vorteilhaft aus. Sie schafft ein verhältnismäßig offenes, geradliniges Kurzweg-Rillensystem,
betrachtet man es von Laufflächenmitte bis Schulterrand. Es gewährleistet jederzeit
gute Drainage und bietet hohe Sicherheit bei Aquaplaningverhältnissen.
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Bevorzugt werden die Profilblöcke im Bereich der Laufflächenmitte
mit Schrägkanten der gleichen und gleichorientierten Neigung und die Profilblöcke
im Bereich der Laufflächenschulter mit entgegengesetzt orientierten Schrägkanten
ausgestattet. Der bevorzugte Neigungsbereich beträgt 15"-300, gemessen schräg zur
Umfangsrichtung. Dadurch liegt in beiden Schrägrichtungen eine ausreichende Anzahl
von Schrägkanten zur Sicherung der Spurhaltung vor.
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Die Aufstandsflächen der Mitten- und Schulterblöcke sind im wesentlichen
gleich groß, jedoch ist die tatsächliche, in die Schulterrundung sich erstreckende
Oberfläche der Schulterblöcke etwa um das 1.5 bis 2fache größer.
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Dadurch werden die aus der Seitenwand in das Laufflächenprofil eingeleiteten
Kräfte günstig aufgeteilt und zuverlässig aufgenommen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Profil blöcke in der
Querreihe derart versetzt zueinander angeordnet, daß sie in Bezug zu benachbarten
Querreihen jeweils auf Lücke angeordnet sind. Die Profilblöcke stehen dabei jeweils
im wesentlichen mittig einer axialen Querrille gegenüber, die zwischen umfangsbenachbarten
Profilblöcken vorliegt.
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Aufgrund der gewählten Blockkontur mit parallelen Blockkanten und
dem vorgesehenen Blockflächenversatz mit im wesentlichen quer zur Reifenabrollrichtung
orientierten Flächen und Kanten liegen die Schrägkanten günstig in der Aufstandsfläche
verteilt vor. Die schräg und quer zur Umfangsmittenlinie sich erstreckenden Blockkanten
bilden eine hochwirksame kombinierte Schräg- und Geradverzahnung. Im Zusammenwirken
mit den Lücke auf Lücke versetzten Blöcken ergibt sich ein M+S-Laufflächenprofil,
das aufgrund der versetzten Blockaufstandsfläche und umgebenden Kurzweg-Rillensystem
über gute Winter- und Naßlaufeigenschaften verfügt. Die Querkanten erzeugen hohe
Griffigkeit in Schnee und Matsch und bilden die Voraussetzung für ein geradliniges,
kurzwegiges Rillensystem.
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Die Längs- und Querrillenanteile - rund um jeden laufflächenmittig
angeordneten
Profilblock sind offen, in der Kontur einfach und daher für Selbstreinigung und
Drainage sehr vorteilhaft. Dieses Rillensystem ist an kurze, verhältnismäßig geradlinige
Querrillen der Schulterprofilblöcke angeschlossen. Diese Ausbildung gewährleistet,
daß beim Ein- und Durchfahren von tiefen Wasser-/Matschpfützen durch eine hohe Volumenaufnahme
und durch verhältnismäßig rasches Ableiten großer Volumina von Wasser mit hoher
Sicherheit Gefahren bei Aquaplaning vermieden werden.
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Die Blockform weist des weiteren ein hohes Widerstandsmoment sowohl
in Laufrichtung als auch quer dazu auf. In Verbindung mit der gewählten Blockkantenkontur
gewährleistet es bei Trocken- wie auch bei Naßlauf verhältnismäßig kurze Bremswege
und hohe Bodenhaftung, insbesondere bei Kurvenfahrten. Hierbei wirkt sich die Anordnung
der geneigt und versetzt in Eingriff gelangenden Quer- und Schrägkanten in Abrollrichtung
mit verhältnismäßig langer Kantenlänge quer zur Abrollrichtung günstig aus.
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Sie sorgen für hohe Zugkraft und hohe Spurhaltung zugleich. Die Schrägkanten
zwischen den Querkanten und deren in Umfangsrichtung wie gewählt versetzte Anordnung
mindern außerdem des Reifengeräusch. Bei verhältnismäßig grobstolliger Ausführung
sind die sogenannten Winterprofile ohnehin bezüglich des Reifengeräusches schwierig
zu beherrschen. Die ver hältnismäßig lange Schrägkante mit geringer Neigung zur
Reifenumfangsrichtung hilft hier in vorteilhafter Weise, das Geräusch auf ein erträgliches
Niveau zu senken.
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Um die verhältnismäßig kompakt ausgebildeten Profilblöcke bereichsweise
elastischer auszuführen, sind sie bevorzugt mit Lamellenfeineinschnitten versehen.
Diese sind im wesentlichen quer zur Laufrichtung angeordnet. Zusätzlich erhalten
die Schulter-Profilblöcke jeweils eine etwas größere radiale Ausnehmung, die bevorzugt
rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Die Kanten dieser Hilfsmittel stellen in
der Aufstandsfläche zusätzliche Angriffskanten dar und unterstützen die Wirksamkeit
der Griffigkeit und elastischen Nachgiebigkeit für gute Bodenhaftung sowohl in ihrer
Schnee- als auch ihrer Naßlaufeigenschaft.
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Nach einem weiteren Merkmal sind die Blocklängskanten profiliert ausgebildet.
Dies ist vorteilhaft in Bezug auf eine weiter verbesserte Spurhaltung. Die Profilierung,
die gestuft, gezackt, gepfeilt oder ähnlich ausgebildet sein kann, unterstützt die
Querangriffsfläche beim Aufbauen eines hohen Widerstandes gegen Quer- oder Schrägbewegung
des Winterreifens.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Zeichnung erläutert,
in der verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind.
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Es zeigen Fig. 1 einen radialen Teilschnitt durch einen M+S-Fahrzeugluftreifen
in Radialbauart, Fig. 2 Aufsicht auf das Grundmuster des M+S-Laufflächenprofils,
Fig. 3 Einzelheit der Grundform der Lauffläche eines Profil blockes, Fig. 4 Einzelheit
der Grundform der Querreihenanordnung des M+S-Laufflächenprofils, Fig. 5 Aufsicht
auf eine Ausführungsform des M+S-Laufflächenprofils, Fig. 6 Einzelheiten verschiedener
Profilblockformen für a-d ein M+S-Laufflächenprofil, Fig. 7 Aufsicht auf eine weitere
Ausführungsform des M+S-Laufflächenprofils, Fig. 8 Einzelheit einer weiteren Grundform
der Querreihenanordnung.
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Der Fahrzeugluftreifen 1 nach Fig. 1 besteht aus einer Radialkarkasse
2, (nicht näher dargestellten) Seitenwänden und dem Laufstreifen 4, der durch eine
gürtelartige Anordnung von Gürtellagen 3 verstärkt ausgebildet ist. Das Laufflächenprofil
5 wird aus Profil blöcken gebildet, die durch Umfangs- und Querrillen begrenzt sind.
Im Laufflächenmittenbereich sind Profilblöcke mit der Bezeichnung LM und in den
Laufflächenschulterbereichen sind Profil blöcke mit der Bezeichnung L5 angeordnet.
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Das Grundmuster eines solchen M+S-Laufflächenprofils ist in Fig. 2
dargestellt. Die in Laufflächenmitte angeordneten Profil blöcke sind mit 6 und die
Schulterprofilblöcke sind mit 7 bezeichnet. Begrenzt werden diese Profilblöcke durch
Längs- und Querrillen, dessen in Reifenumfangsrichtung verlaufende Rillen mit 8
und 9 und dessen in Querrichtung verlaufende Rillen mit 10 und 11 bezeichnet sind.
Die im wesentlichen Dekorzwecken dienenden Profil blöcke im Bereich Schulter/Seitenwand
sind mit 12 bezeichnet.
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Die Profilblöcke 6, 7 sind im wesentlichen quer orientiert angeordnet.
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Die einzelnen Profil blöcke sind in und entgegen der Umfangsrichtung
U wechselnd gegeneinander versetzt angeordnet. Die auf diese Weise versetzte Anordnung
der Profil blöcke bildet jeweils eine Querreihe Q. Das Profilrillensystem ist gekennzeichnet
durch verhältnismäßig offene, kurzwegige Rillen, gemessen von der Laufflächenmitte
bis zum Schulterrand.
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Die jeweils die Reifenaufstandsfläche bildenden Profilblöcke sind
durch kräftigere Kantenkontur etwas herausgehoben.
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Die Flächenkontur des neuen Profilblockes 13 ist in Fig. 3 dargestellt.
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Der Profilblock ist quaderförmig ausgebildet und seine die Lauffläche
kennzeichnende Oberfläche setzt sich aus drei Blockabschnitten zusammen: den beiden
Randbereichen 14a, 14b mit rechteckiger Fläche und dem Mittenbereich 15 mit rhomboider
Fläche. Dieser Profilblock liegt quer orientiert im Laufflächenprofil vor. Die Querkanten
16,16'-des Abschnitts 14a, die Querkanten 17,17' des Abschnitts 14b, die Schrägkan-
ten
18,18' des Abschnitts 15 und die Längskanten 19,19' verlaufen im wesentlichen jeweils
parallel zueinander. Die Neigung unter Winkel gemessen zur Umfangsmittenlinie x-y,
liegt im Bereich von 10° bis 45°, wobei 15"- 300 bevorzugt sind. Die Blockkantenlänge
1 ist größer bemessen als die jeweilige Kantenlänge bzw. -höhe a, b oder c. Dieser
Profilblock erfüllt im einzelnen die folgenden Funktionen: die reinen Querkanten
16,17 usw., die durch die Schrägkante versetzt vorliegen, gewährleisten hohe Zugkraft,
also Griffigkeit auf jedem Untergrund, wobei der Kantenversatz wie ein festes Scharnier
wirkt. Die Querkanten sind ferner für hohe Selbstreinigung und Entwässerung maßgeblich
an der einfachen, geradlinigen Rillenausbildung beteiligt. Diese Rillen gewährleisten
Aufnahme großer Wasser-, Matsch- und Schneevolumina, rasche Ableitung dieser Volumina
bzw. Befreiung von Schnee, und sie vermeiden jederzeit, daß die günstige Wasserableitung
in der Aufstandsfläche abreißt. Die schrägen Kanten 18 sind sowohl für die Zugkraft
als auch für die Spurhaltung zuständig. Die in Querrichtung sich erstreckende Komponente
unterstützt die Zugkraft und die in Längsrichtung verlaufende Komponente unterstützt
die Angriffsfläche gegen Verrutschen.
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Die Schrägkante beeinflußt den Verlauf der Blockkanten in Querrichtung.
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Sie wirken wie ein festes Gelenk im Sinne eines Scharniers. Die Schrägkante
beeinflußt ferner vorteilhaft die Kontur der Querrille, die dadurch einen leicht
geschwungenen Verlauf erhält. Diese Kontur ist für Kurzwegdrainage günstiger als
eine rein querorientierte Rille.Die Längskanten 19 dienen dem hohen Widerstand gegen
Querbewegungen. Sie gewährleisten hohe Spurhaltung. Sie unterstützen den Widerstand,
der für hohe Bodenhaftung bei Kurvenfahrt erforderlich ist. Außerdem bilden sie
die Kontur der im wesentlichen geradlinig verlaufenden, offenen Umfangsrillen.
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Die Funktion der in QuerreShen 20 angeordneten Profilblöcke wird anhand
der Fig. 4 erläutert. Die Schulterblöcke 7sl, 7sr und die laufflächenmittigen Blöcke
6mr, 6ml sind derart angeordnet, daß die Wirklinie WL einer Blockkante nicht mit
der einer anderen zusammentrifft. Eine bevorsaugte Anordnung sieht vor, daß der
beispielsweise linke Schulterblock 7sl,
in Unfangsrichtung gesehen,
der vorstehende von vier Blöcken der Querreihe ist. Die Querkante 21 ist insoweit
zuerst wirksam. Der rechte Mittenblock 6mr ist demgegenüber ein wenig in Umfangsrichtung
gesehen rückversetzt angeordnet, so daß die Querkante 23 als zweite wirksam ist.
Diese befindet sich in einem wesentlichen Axialabstand zur Querkante 21. Gegenüber
dem rechten Mittenblock 6mr ist wiederum der linke Mittenblock 6ml um einen geringen
Betrag rückversetzt angeordnet, so daß von letzterem die Querkante 25 als dritte
wirksam ist. Gegenüber dem genannten Mittenblock ist der rechte Schulterblock 7sr
wiederum um einen geringen Betrag rückversetzt angeordnet, so daß hier die Querkante
27 danach wirksam ist. Die Parallel kanten sind mit ' bezeichnet. Bei Bodenkontakten
gelangen die Schrägkanten 30, 31, 32 und 33 nacheinander in Eingriff, und die Querkanten
22, 24, 26 und 28 schließen sich jeweils nacheinander an. Auf diese Weise ergibt
sich ein bereichsweise nacheinander erfolgender, stets übergreifender Bodenkontakt
mit einer hohen Anzahl von Quer- und Schrägkanten. Zugleich sind dabei die Längskanten
stets nacheinander in Bodenkontakt. Verbunden mit der kompakten Blockform ergeben
sich hieraus die Vorteile eines neuen M+S-Laufflächenprofils, das nicht nur griffig
und hoch wasserableitend, sondern zuverlässig spurhaltend und hoch bodenhaftend
auch bei Kurvenfahrten ist, das verhältnismäßig geräuscharm und gut im allgemeinen
Lenkverhalten ist.
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Eine bevorzugte Ausführung des Profils ist in Fig. 5 dargestellt.
Die Profilblöcke 40, 41, 42 und 43 sind derart in einer Querreihe angeordnet, jedoch
gegeneinander in Umfangsrichtung so versetzt, daß ein Profilblock jeweils auf Lücke
L in Bezug zu rechts und links benachbarten Profil blöcken angeordnet ist. Ein Profilblock
steht dabei einer Querrille 46, 47 gegenüber. Auf diese Weise wird die hohe Zugkraft
und Spurhaltung der Profil blöcke mit den vorgenannten Ausbildungs- und Anordnungsmerkmalen
beibehalten. Zusätzlich werden die Wasserableitungswege von der Laufflächenmitte
bis zum Schulterrand kurz und verhältnismäßig offen gestaltet. Dies verringert die
Gefahr des Aufschwimmens bei Aquaplaning erheblich. Unterstützt wird diese Maßnahme
durch die im wesentlichen geradlinigen Umfangsrillen 44 und 45.
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Zum Zwecke der bereichsweise elastischeren Blockausbildung sind Lamellenfeineinschnitte
48, 49 vorgesehen. Sie erstrecken sich quer zur Reifenlaufrichtung. Die Einschnitte
sind radial ausgebildet. Sie beginnen an gegenüberliegenden Blocklängskanten und
reichen über einen Teil des Blockvolumens. Zusätzlich sind die Schulterblöcke je
mit einer radialen Ausnehmung 50 versehen. Diese Einschnitte stellen in der Aufstandsfläche
zusätzliche Angriffskanten und tragen mit zur verbesserten Bodenhaftung bei.
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In Fig. 6, und zwar in 6a bis 6d, sind zusätzliche Hilfsmittel zur
Verbesserung der Spurhaltung und des zusätzlichen Widerstandes, insbesondere gegen
Querrutschen, dargestellt. Diese Mittel sind in Form von Profilierungen der Blocklängskanten
vorgesehen. Die Kantenprofilierung 61 ist gestuft, die Profilierung 62 ist pyramidenartig,
die der Profilierung 63 ist dachförmig oder gepfeilt und die der Profilierung 64
ist gezackt ausgebildet.
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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines M+S-Laufflächenprofils
mit Profilblöcken dargestellt, die gestufte Längskanten aufweisen. Die Profilblöcke
70,71 bilden das lauflächenmittige Profil und die Profilblöcke 72,73 bilden das
Schulterprofil. Die Blöcke sind durch Umfangsrillen 74,75 und durch Querrillen 76,77
begrenzt.
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In Fig. 8 ist eine weitere Anordnung von Profil blöcken in der Querreihe
dargestellt. Die Profilblöcke 37sl, 37rl bilden die Schulterprofilierung und die
Profilblöcke 36ml, 36mr bilden die laufflächenmittige Profilierung. In dieser gewählten
Blockanordnung sind alle Blöcke mit rechts steigend zur Umfangsrichtung geneigter
Anordnung der Schrägkanten vorgesehen. Sowohl Neigungsgrad als auch Neigungsrichtung
sind gleich.
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Ebenso ist die engegengesetzte Neigungsrichtung der Schrägkanten möglich.
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Der Charakter der Querorientierung der Blöcke mit hoher Anzahl von
Querkanten und ausreichender Anzahl von Schrägkanten, die zwischen Querkanten vorliegen
und das Grundmuster der Lauffläche des Blockes mit gestufter Anordnung zeigen, bleibt
in diesem Falle wie aucb in den übrigen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen voll
erhalten.