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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialreifen mit
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verbessertem Verschleißverhalten an Vorder- und Hinterkante der Profilklötze
(heel-and-toe wear).
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Im allgemeinen erleiden Radialreifen mit einem Blockprofil an der
Lauffläche ungleichen: Verschleiß, der als "Fersen/Zehen-Verschleiß" (heel-and-toe
wear) bekannt ist, da die einzelnen Profilblöcke nicht gleichmäßig verschleißen.
Die Seite des Blockes, die bei der Reifendrehung zuerst mit der Straße in Berührung
kommt, verschleißt anders als die Seite des Blockes, die sich von der Straße abhebt;
dabei wird nachfolgend die Aufsetzseite des Blockes als Ferse und die Abhebeseite
als Zehe bezeichnet. Normalerweise verschleißt die Zehe mehr als die Ferse.
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Dieser angeführte "Fersen/Zehen-Verschleiß" wird mit Bezug auf Figur
2 der beigefügten Zeichnung zunächst erläutert. Wenn sich der Reifen T in der Pfeilrichtung
F bei Befahren einer Straße G dreht, kommt zuerst die Ferse B1 des Blockes B mit
der Straße G in Berührung. Dabei wird der Block einer Druckverformung unterworfen.
Diese Druckverformung bewegt sich zur Zehe B2 hin, wenn die Ferse sich von der Straße
abhebt. Die Druckverformung beschleunigt zusammen mit dem Schlupf zwischen der Zehe
und der Straßen-Oberfläche den Verschleiß dieser Zehe. Der Fersen/Zehen-Verschleiß
wird besonders in den Blöcken merkbar, die an der Reifenschulter ausgebildet sind.
Um diesen ungleichen Verschleiß zu vermindern, sind verschiedene Vorschläge bekannt.
Ein Vorschlag ist, daß an der Schulter ein Profil aus umlaufenden Rippen gebildet
wird, und ein anderer Vorschlag, die Quernuten im Schulterbereich so auszubilden,
daß der Wandwinkel an der Ferse sich von dem an der Zehe unterscheidet. Aber auch
dadurch ist bisher noch keine zufriedenstellende Lösung dieses Problems erreicht
worden.
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Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, einen Radialreifen zu schaffen,
der verbessertes Verschleißverhalten in dieser Hin-
sicht zeigt, ohne Einbuße an den sonstigen, notwendigen Reifeneigenschaften
wie Greifverhalten, ruhiger Ablauf und Verschleißfestigkeit, die für die Lauffläche
unbedingt nötig sind.
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Dieses Ziel wird erreicht mit einem Radialreifen, der mindestens im
Schulterbereich ein Blockprofil besitzt mit einer Profilteilung von unter 25 und
sich dadurch auszeichnet, daß das Produkt aus Krümmungsradius des Laufstreifens
und Querschnittsverhältnis, bei aufgepumptem Reifen gemessen, im Bereich von 250
bis 400 mm liegt, die Gummihärte des Laufstreifens kleiner als 700 Shore ist, und
die Tiefe der Quernuten im Schulterbereich kleiner als 9 mm.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine perspektivische Querschnittsdarstellung
eines erfindungsgemäßen Reifens, Figur 2 eine schematische Darstellung des Aufstandsverhaltens
des Reifens, Figur 3 eine vergrößerte Teilansicht des Laufstreifens, und Figur 4
eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Tiefe der Quernut und
dem Fersen/Zehen-Verschleiß.
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Das im Laufstreifenbereich gebildete Profilmuster des in Figur 1 teilweise
gezeigten Radialreifens wird so ausgebildet, daß die Umfangsteilungszahl der Blöcke
25 oder darunter beträgt. Die Umfangsteilungszahl bedeutet die kleinste Profilmustereinheit,
durch die das Profilmuster gebildet wird. Das Profilmuster wird durch Wiederholung
der minimalen Profilmustereinheit in Umfangsrichtung ausgebildet. Die Anzahl der
Wiederholungen in Umfangs-
richtung wird dann als Umfangs-Teilungszahl bezeichnet. Die minimale
Profilmustereinheit ist dabei nicht der Block alleine, sondern es gehören auch die
Rippen und Einschnitte mit dazu.
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Falls die Umfangs-Profilteilungszahl über 25 liegt, wird der Laufstreifen
weniger steif und dementsprechend vermindert sich sein Verschleißwiderstand.
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Wie bei der Ausbildung der Erfindung festgestellt wurde, ist es notwendig,
daß die Schulter auch mit Blöcken versehen ist.
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Zur Verbesserung des Greifverhaltens werden die Blöcke so gebildet,
daß die Schulter in Umfangsrichtung durch Quernuten LG unterteilt wird. Als Schulter
wird ein Bereich der Laufstreifen angesehen, der etwa 20 % der Gesamtlaufstreifenbreite
an den Kanten des Laufstreifens einnimmt. Die Quernuten bilden den Fersen- und den
Zehenbereich jedes Einzelblockes, an denen der erwähnte Fersen/Zehen-Verschleiß
auftritt. Die Tiefe der Quernut LG beeinflußt direkt die Steifheit der Blockeinheiten
im Schulterbereich. Bei dem in Figur 1 gezeigten Reifen wird die Tiefe auf 9 mm
oder darunter beschränkt, um eine außerordentliche Steifigkeitsabnahme der Einzelblöcke
zu verhindern.
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Es wurde als notwendig festgestellt, daß das Produkt des Krümmungsradius
RT des Laufstreifens und des Querschnittsverhältnisses H/W, bei aufgepumptem Reifen
gemessen, im Bereich von 250 bis 400 mm liegt. Ein Reifen, der diese Bedingungen
erfüllt, besitzt eine vergleichsweise gleichförmige Verteilung des Aufstandsdruckes
im Schulter- und Kronenbereich, und es hat sich gezeigt, daß der Fersen/Zehen-Verschleiß
außerordnetlich verringert wird, was auf den niedrigen Aufstandsdruck im Schulterbereich
zurückgeführt wird. Wenn der Wert aus RT x H/W größer als 400 mm ist, steigt der
Aufstandsdruck im Schulterbereich so an, daß der Schulterbereich außerordentlich
verschleißt.
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Außerdem sollte der Laufstreifengummi eine Härte Hs in Shore besitzen,
die unter 700, vorzugsweise unter 600 liegt, jedoch höher als
50°
ist. Durch diesen Härtebereich des Gummis kann der Schlupf wirksam verringert werden,
so daß der Fersen/Zehen-VerschleiB verringert und das Greifverhalten verbessert
ist.
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Ausführungsbeispiele Es wurden Reifen der Größe 175SR14 erzeugt, gemäß
den Spezifikationen die in Tafel 1 zusammengefaßt sind, und sie wurden über eine
Strecke von 25 000 km auf Schnellstraßen gefahren ** unter Benutzung eines FR-Wagens.
Die Vorderräder wurden auf Fersen/Zehen-Verschleiß untersucht. Es wurde die maximale
Differenz, die in Figur 3 mit D bezeichnet ist, gemessen, und die Meßwerte jedes
Vorderreifens wurden gemittelt. Die Ergebnisse sind in Tafel 1 zusammengefaßt. Dabei
betrug die Reifenlast bei dem FR-Wagen 340 kg/pro Reifen beim Vorderreifen und 330
kg/ pro Reifen beim Hinterreifen.
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**FR-Wagen: Hinterradantrieb, Frontmotor TAFEL 1 Bsp.Nr. RTxH/W Teilungs-
Gummi- Tiefe der D zahl härte Schulter- (mm) quernut (rom) 175SR14 1 * 220 22 67
9,0 1,4 1 269 22 67 9,0 0,8 195/70HR14 2 * 211 22 65 9,0 1,1 2 253 22 71 9,0 0,9
3 252 22 71 10,0 1,0 4 271 22 71 9,0 0,7 5 273 18 71 9,0 0,8 205/60HR14 3 * 222
22 70 9,0 1,7 6 260 22 70 9,0 0,9 * Vergleichsbeispiel
Wie sich
aus Tafel 1 ergibt, wird der Fersen/Zehen-Verschleiß bei den erfindungsgemäßen Reifen
vermindert.
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Es wurden Reifen der Größe 195/70HR14 mit einem Produkt RT x H/W =
252, einer Teilungszahl von 22, einer Laufstreifengummihärte von 70° und einem Laufstreifenprofil
wie in Tafel 1 gezeigt, entsprechend den dort angegebenen unterschiedlichen Spezifikationen
erzeugt, und sie wurden nach Lauf über eine Strecke von 25.000 km auf Schnellstraße
bewertet, wobei ein hinterrad-angetriebenes Fahrzeug mit Frontmotor benutzt wurde.
Die Reifen wurden unter den genannten Bedingungen gefahren, um die Beziehung zwischen
dem Fersen/Zehen-Verschleiß und der Tiefe der Quernut zu beurteilen. Die Ergebnisse
sind in Figur 4 zusammengefaßt.
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Es ist zu sehen, daß die genannte Verschleißart bei Quernuten mit
mehr als 9 mm steil ansteigt.
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Es zeigt sich also, daß Reifen mit in den angegebenen Bereichen liegenden
Größen des Produktes aus Querschnittsverhältnis und Krümmungsradius der Lauffläche,
der Umfangs-Teilungszahl, der Härte des Laufstreifengummis und der Tiefe der Quernut
im Schulterbereich sich so verhalten, daß der Aufstandsdruck im Schulterbereich
gleich dem in dem Kronenbereich des Laufstreifens wird, und die Blöcke im Laufstreifen
die richtige Flexibilität erhalten, so daß ein Schlupf weitgehend verhindert und
der Fersen/Zehen-Verschleiß wirksam reduziert wird.
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