DE3720908A1 - Luftreifen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einer Lauf
fläche, die eine Anzahl von Nuten oder Profilrillen hat,
welche in der jeweils axial äußeren Kante der Laufflä
che des Reifens münden.
Es sind verschiedene Luftreifen mit Laufflächen bekannt,
die eine Vielzahl von Profilrillen aufweisen, welche
sich diagonal unter einem Winkel zur Äquatorebene des
Reifens erstrecken, um die Griffigkeit des Reifens bei
Nässe zu verbessern, siehe z. B. US-PS 42 99 264. In
einem solchen Luftreifen erstreckt sich eine Vielzahl
seitlich verlaufender bzw. Querprofilrillen in Umfangs
richtung in Abständen voneinander zu beiden Seiten der
Äquatorebene bzw. Mittellinie der Lauffläche.
Jede dieser seitlichen Hauptprofilrillen ist zur Äqua
torebene diagonal so angeordnet, daß sie sich in Annä
herung an die Äquatorebene nach vorn erstreckt und ihr
axial äußerstes Ende verlängert ist, so daß es an der
axial äußeren Kante der Lauffläche des Reifens endet.
Das hat zur Folge, daß bei der Benutzung eines solchen
Luftreifens auf einer nassen Straße die Hauptprofilril
len als Ablaufkanäle für Wasser zwischen den Profil
oberflächen der Lauffläche und der Straße dienen, wo
durch die Griffigkeit des Reifens bei Nässe verbessert
ist. Ein solcher Luftreifen unterliegt jedoch axialen
Zentrifugalkräften und wird stark verformt, wenn das
zugehörige Fahrzeug bei einer Vorwärtsbewegung nach
rechts gelenkt wird (wie durch Pfeil U in Fig. 20
angedeutet). Dabei ändert sich der Bodenabdruck des Rei
fens von der durchgezogen gezeigten, etwa rechteckigen
Gestalt während des Geradeausfahrens in eine im wesent
lichen dreieckige Form, wie sie strichpunktiert in Fig.
20 angedeutet ist. Dadurch verkleinert sich die Boden
kontaktfläche, d. h. die Griffläche an der Einschwenk
seite, d. h. der Außenseite der Äquatorebene im Verhält
nis zur Einschlagrichtung des Fahrzeugs deutlich im Ver
hältnis zu der Bodenkontaktfläche an der Innenseite der
Äquatorebene, die geringfügig zunimmt. Das Verhalten des
Reifens beim Wenden hängt folglich im wesentlichen von
dem Griffbereich an der Außenseite der Äquatorebene ab,
insbesondere vom Kantenbereich der Lauffläche, wenn das
Fahrzeug eine Wendung macht.
Da bei dem Luftreifen der vorstehend genannten Art das
axial äußerste Ende jeder Querprofilrille bis zur Kante
der Lauffläche reicht, ist die Festigkeit des Kantenbe
reichs der Lauffläche im Vergleich zu einem herkömmli
chen Reifen mit Rippenprofil vermindert, und dementspre
chend nimmt der Bodenkontaktbereich der Lauffläche
stark ab, wenn der Reifen einer seitlichen Kraft ausge
setzt ist. Das bedeutet, daß der Luftreifen der vorste
hend beschriebenen Art ein schlechtes Kurvenfahrverhal
ten hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftreifen der vor
stehend genannten Art so zu verbessern, daß er eine
gute Kurvenfahrleistung und gutes Spurhaltevermögen bei
hoher Verschleißfestigkeit erhält.
Dazu wird gemäß der Erfindung ein Luftreifen geschaffen,
in dessen Lauffläche eine Vielzahl von Profilrillen an
der axial äußeren Kante bzw. den Kanten der Lauffläche
mündet. Im Querschnitt jeder der Profilrillen ist eine
Mittellinie mindestens im Kantenbereich der Lauffläche
gegenüber einer auf die Oberfläche der Lauffläche senk
recht gezeichneten Vertikalen axial nach innen geneigt,
und der Winkel H zwischen der Mittellinie und der Ver
tikalen nimmt mit zunehmender Entfernung der Stelle des
Querschnitts von der Äquatorebene des Reifens allmählich
zu.
Die Vielzahl von Profilrillen, die die Oberfläche der
Lauffläche durchsetzen, ist vorzugsweise an beiden Sei
ten der Äquatorebene und in Umfangsrichtung in gegensei
tigen Abständen ausgebildet, gegenüber der Äquatorebene
in Umdrehungsrichtung des Reifens in Richtung nach vorn
so geneigt, daß sich die Profilrillen der Äquatorebene
nähern, und am axial äußersten Ende an der Laufflächen
kante geöffnet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
besteht eine Vielzahl von Hauptprofilrillen aus in Um
fangsrichtung in Abständen voneinander in der Oberfläche
des Laufflächenteils ausgebildeten Rillen, die zur Äqua
torebene so schräg verlaufen, daß sie in Umdrehungsrich
tung des Reifens in Annäherung an die Äquatorebene nach
vorn gerichtet sind. Ein Kreuzungswinkel J zwischen
der Äquatorebene und einer Tangente an die Hauptprofil
rille nimmt mit zunehmender Entfernung der Hauptprofil
rille von der Äquatorebene zu.
Bei einem weiteren zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist der Luftreifen eine Vielzahl von Profil
rillen auf, die jeweils am axial äußersten Ende an der
Kante der Lauffläche münden und bei denen der Seiten
wandwinkel der Profilrille mindestens am offenen Ende
der Profilrille derjenigen Seitenwand, die an der ablau
fenden Seite A liegt, welche bei der Umdrehung des
Reifens zuvor mit der Straßenoberfläche in Berührung
stand, unter Belastung kleiner ist als der gegenüberlie
gende Seitenwandwinkel der gegenüberliegenden Seiten
wand der Profilrille an der auflaufenden Seite B. Die
ser Winkel wächst mit der Entfernung vom offenen Ende
und in Richtung zum axial inneren Teil der Lauffläche.
Wenn ein Fahrzeug bei Vorwärtsbewegung um eine Kurve
fährt, unterliegt der Luftreifen einer Zentrifugalkraft,
die ihn in seitlicher Richtung verformt und zur Folge
hat, daß die Bodenberührungsfläche an der Außenseite
der Wenderichtung des Fahrzeugs geringfügig zunimmt und
an der Innenseite stark abnimmt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen, bei dem
das axial äußerste Ende jeder Hauptprofilrille bis zur
Außenkante der Lauffläche reicht, ist der Bodenberüh
rungsbereich in einem der Außenkante der Lauffläche be
nachbarten Teil an der Außenseite der Äquatorebene
kleiner als bei einem herkömmlichen Luftreifen mit rip
penartigem Profil. Gemäß der Erfindung ist jedoch die
Hauptprofilrille zur Äquatorebene so geneigt, daß sie
in Umdrehungsrichtung des Reifens mit Annäherung an die
Äquatorebene nach vorn gerichtet ist. Außerdem ist die
Mittellinie im Querschnitt jeder Hauptprofilrille gegen
über einer Vertikalen auf die Oberfläche oder die Lauf
fläche im Laufflächenkantenbereich in axialer Richtung
nach innen geneigt. Wenn also das zugehörige Fahrzeug
um eine Kurve fährt, verformt sich jede Hauptprofilrille
an der Außenseite der Äquatorebene so, daß die Mittel
linie der Hauptprofilrille sich noch mehr in axialer
Richtung nach innen neigt, wodurch der offene Teil der
Seitenwand der Hauptprofilrille an der Seite der Äqua
torebene nach außen gedrückt wird und die Bodenoberflä
che berühren kann. Damit vergrößert sich die Bodenkon
taktfläche, was das Kurvenfahrverhalten verbessert. Ein
starker Vergrößerungseffekt für diesen Flächenbereich
ist dadurch zu erzielen, daß der Bodenkontaktbereich in
der Laufflächenkantenzone an der Außenseite beim Ein
schlagen vergrößert wird, wo die Bodenberührung natur
gemäß groß ist.
Eine allgemein bekannte, die Lenkung eines Fahrzeugs be
einflussende Schwierigkeit eines Luftreifens ist das
sogenannte "Abwandern", oder anders ausgedrückt das
Spurhaltevermögen. Diese Erscheinung bedeutet, daß eine
Richtungssteuerung des Fahrzeugs schwer einzuhalten ist,
wenn das Fahrzeug längs einer geraden Linie auf oder
über eine geneigte Fläche einer Fahrrinne fahren soll,
die in einer gepflasterten Straße eingesunken, durch
Verschleiß entstanden oder anderweitig auf einer viel
befahrenen Straße, beispielsweise durch schwere Lastwa
gen entstanden ist.
Um diese Erscheinung wirksam zu unterdrücken, d. h. die
Spurhalteleistung zu verbessern, muß auf der Basis der
Scherkraft ein großes Moment erzeugt werden. Dabei ist
es wünschenswerter, eine starke Scherkraft an der axial
äußeren Seite der Lauffläche als an deren axial innen
liegender Seite zu erzeugen, da die an der Innenseite
entstehende Scherkraft weniger zu dem gewünschten Moment
beiträgt. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß an
der äußersten Seite der Lauffläche, d. h. am äußersten
Ende der Querprofilrille, die in der Seitenfläche der
Lauffläche mündet, der Seitenwandwinkel der Profilrille
an der ablaufenden Seite kleiner ist als der Seitenwand
winkel der Profilrille an der auflaufenden Seite, wo
durch eine große, in Umfangsrichtung wirksame Scher
kraft entsteht, die ein Moment in einer Richtung zum
Überwinden der geneigten Fläche der Fahrrinne erzeugt,
welches ausreicht, um das Ausbrechen wirksam zu verhin
dern. An der axial innenliegenden Seite hingegen, die
weniger zu dem Moment und folglich zum Ausbrechen bei
trägt, ist der Seitenwandwinkel der Profilrille am ab
laufenden Ende groß, wodurch die Scherkraft an der
axial inneren Seite geringer ist, so daß der Fersen-
und Zehenverschleiß wirksam unterdrückt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:
Fig. 1 die Draufsicht auf den Laufflächenteil des Rei
fens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin
dung;
Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1;
Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1;
Fig. 4 die Draufsicht auf die Oberfläche des Laufflä
chenteils eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 4;
Fig. 6 den Schnitt VI-VI in Fig. 4;
Fig. 7 den Schnitt VII-VII in Fig. 4;
Fig. 8 die Draufsicht auf die Oberfläche des Laufflä
chenteils des bei einem Versuch benutzten Ver
gleichsreifens;
Fig. 9 den Schnitt IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 die Draufsicht auf den Laufflächenteil des bei
einem Versuch benutzten herkömmlichen Reifens;
Fig. 11 den Schnitt XI-XI in Fig. 10;
Fig. 12 die Draufsicht auf die Oberfläche des Laufflä
chenteils eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
Fig. 13 den Schnitt XIII-XIII in Fig. 12;
Fig. 14 den Schnitt XIV-XIV in Fig. 12;
Fig. 15 den Schnitt XV-XV in Fig. 12;
Fig. 16 die Draufsicht auf die Oberfläche des Laufflä
chenteils eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung,;
Fig. 17 den Schnitt XVII-XVII in Fig. 16;
Fig. 18 den Schnitt XVIII-XVIII in Fig. 16;
Fig. 19 den Schnitt XIX-XIX in Fig. 16;
Fig. 20 eine Darstellung zum Erläutern der Bodenabdrücke
eines herkömmlichen Reifens während einer Gerade
ausbewegung und einer Wendebewegung nach rechts.
Um die Spurhalteleistung eines Luftreifens zu verbessern,
zeigt Fig. 1 einen Luftreifen mit einer Lauffläche 1, die
in ihrem mittleren Teil mit einer Vielzahl von Umfangs
profilrillen 2 und in den beiden einander gegenüberlie
genden Kantenbereichen 1 a mit einer Vielzahl von Quer
profilrillen 3 versehen ist, die an ihren äußersten Enden
in der Seitenfläche 1 b der Lauffläche 1 münden. Jede
Querprofilrille 3 kann, wie Fig. 2 zeigt, eine solche
Gestalt haben, daß ihre Seitenwand 3 a zur Oberfläche 1 c
an dem ablaufenden Ende A unter einem Winkel α geneigt
ist, der kleiner ist als der Winkel β, unter dem die
Seitenwand 3 b der Profilrille am auflaufenden Ende B
geneigt ist. Hierdurch wird die in Umfangsrichtung wirk
same Scherkraft (Bremskraft) am ablaufenden Ende A bei
einem unter Last rollenden Reifen vergrößert und infol
gedessen ein aufwärtsgerichtetes Moment erzeugt, welches
nötig ist, um die geneigte Oberfläche einer Fahrrinne
zu überwinden. Mit dem Ausdruck "ablaufendes Ende A"
wird diejenige Zone der Oberfläche 1 c der Lauffläche an
einer Seite der Querprofilrille 3 bezeichnet, die zuvor
bei der Umdrehungsrichtung des Reifens R mit der Boden
fläche in Berührung stand, während mit "ablaufendes Ende
B" diejenige Zone der Oberfläche 1 c der Lauffläche be
zeichnet wird, die an der gegenüberliegenden Seite der
Querprofilrille 3 liegt. Als Seitenwandwinkel der Profil
rille wird derjenige Winkel bezeichnet, der zwischen der
Oberfläche 1 c der Lauffläche und jeder der beiden einan
der gegenüberliegenden Seitenwände 3 a und 3 b der Quer
profilrille 3 in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse
des Reifens eingeschlossen ist.
Unter Hinweis auf Fig. 4 bis 7 soll ein Ausführungsbei
spiel der Erfindung näher erläutert werden.
Fig. 4 zeigt die Lauffläche eines Luftreifens für einen
Lastwagen, Bus oder dgl. Die Lauffläche 1 weist zwei
Laufflächenteile auf, die zu beiden Seiten einer Äqua
torebene 5 liegen und in deren Oberfläche 1 c eine Viel
zahl von Hauptprofilrillen 6 ausgebildet ist, deren Ab
stand voneinander in Umfangsrichtung der gleichen Tei
lung entspricht. Die Hauptprofilrillen 6 zu beiden Sei
ten der Äquatorebene 5 sind um eine halbe Teilung im
Verhältnis zueinander versetzt und symmetrisch zur Äqua
torebene 5 angeordnet.
Aus den Fig. 4 bis 7 geht hervor, daß bei den Hauptpro
filrillen 6 in ihrem äußeren Endbereich in der Nähe der
Laufflächenkanten 7 und 8 die Mittellinie C durch den
Querschnitt jeder der Hauptprofilrillen gegenüber einer
Vertikalen E, die auf der Oberfläche 3 der Lauffläche
1 senkrecht steht, wie Fig. 7 zeigt, axial nach innen
geneigt ist. Hiermit ist sichergestellt, daß die Mittel
linie C der Hauptprofilrille im Endbereich in der
Nähe der Laufflächenkanten 7, 8 mit Sicherheit schräg
verläuft, so daß sie bei einer Kurvenfahrt eine starke
Wirkung in Richtung auf eine Vergrößerung der Fläche hat,
da die den Laufflächenkanten 7 und 8 benachbarten Zonen
im wesentlichen einen größeren Bodenberührungsbereich
haben als andere Laufflächenzonen und der Bodenberüh
rungsbereich konstant zunimmt. Es sei noch erwähnt, daß
die Mittellinie C im Schnitt durch die Hauptprofil
rille 6 eine Linie ist, die längs der Mitte der Breite
im Querschnitt der Hauptprofilrille in einer Ebene G
verläuft, die zur Oberfläche der Lauffläche 1 an belie
biger Stelle der Hauptprofilrille 6 senkrecht und quer
zur Längsrichtung F der Hauptprofilrille 6 verläuft.
Zwischen der Mittellinie C und der Vertikalen E ist
ein Winkel H eingeschlossen, der mit zunehmender Ent
fernung der Profilrille von der Äquatorebene 5 zunimmt.
Wenn nämlich der Winkel H in dem der Äquatorebene 5 be
nachbarten Bereich der Lauffläche groß wäre, würde die
Festigkeit der Lauffläche in der Nähe der Äquatorebene
5 abnehmen und sich eine ungleichmäßige Abnutzung ein
stellen.
Die Neigung der Mittellinie ist vorzugsweise in den
Hauptprofilrillen 6 in Bereichen entsprechend minde
stens 30% der Breite der Lauffläche jeder von den Lauf
flächenkanten 7 und 8 wegreichenden Zonen vorgesehen und
kann auch über die ganze Länge jeder Hauptprofilrille
reichen.
Jede Hauptprofilrille 6 erstreckt sich im wesentlichen
in Umfangsrichtung und diagonal quer über die ganze
Breite jedes Laufflächenteils, so daß das axial innere
Ende der Hauptprofilrille 6 in der Nähe der Äquatorebene
5 in Umdrehungsrichtung Q des Reifens nach vorn weist
(die Richtung, in der es zu Bodenkontakt kommt, wenn
der Reifen sich in Vorwärtsrichtung dreht). Dieser Um
drehungsrichtung des Reifens gemäß dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel entspricht das Laufflächenmuster. Wenn
sich also der Reifen in normaler Richtung dreht, ist das
axial am weitesten innenliegende Ende der Hauptprofil
rille 6, welches anfänglich in Eingriff tritt, das An
fangsende 6 a, während das axial äußerste Ende der Haupt
profilrille, welches als letztes außer Eingriff tritt,
das Schlußende 6 b ist.
Ein von einer Tangente L an der Hauptprofilrille 6 mit
der Äquatorebene 5 eingeschlossener Kreuzungswinkel J
nimmt kontinuierlich allmählich von einem Mindestwert
am Anfangsende 6 a zu einem Höchstwert am Schlußende 6 b
zu, so daß die Neigung der Hauptprofilrille 6 gegenüber
der Äquatorebene 5 vom Anfangsende 6 a zum Schlußende 6 b
größer wird.
Auch die Breite der Hauptprofilrille 6 nimmt von ihrem
Anfangsende 6 a zu ihrem Schlußende 6 b zu, welches je
weils an der Laufflächenkante 7 bzw. 8 offen ist.
Der Kreuzungswinkel J an beliebiger Stelle zwischen
dem Anfangsende 6 a und dem Schlußende 6 b liegt vorzugs
weise im Bereich von 0° bis 60°. Wenn der Kreuzungswin
kel J kleiner wäre als 0°, entstünde in der Hauptpro
filrille 6 eine L-förmige Biegung, so daß Wasser schwer
durch die Hauptprofilrille 6 abfließen könnte. Ist der
Kreuzungswinkel J nicht kleiner als 0°, dann ist die
Hauptprofilrille 6 nicht in Zickzackform gebogen. Ist
der Kreuzungswinkel J andererseits größer als 60°,
kann das die Stabilität bei Nässe verringern. Es liegt
auf der Hand, daß bei einem Kreuzungswinkel J im
bevorzugten Größenordnungsbereich das Wasser im Boden
berührungsbereich mit hoher Geschwindigkeit in den
Hauptprofilrillen abfließen kann und in Form eines Fä
chers verteilt wird, so daß es rasch aus der Berührungs
fläche abgeleitet werden kann. Infolgedessen nimmt die
Wassermenge vor der in Eingriff tretenden Stelle ab und
die Bodenberührungsfläche des Reifens zu, was die Lei
stungsfähigkeit bei Nässe verbessert.
An den äußeren Laufflächenkanten 7 und 8 sollte außerdem
die Umfangsentfernung bzw. Teilung P zwischen einander
benachbarten Hauptprofilrillen 6 in einem Bereich von
0,2 bis 1,0 mal der Breite der Lauffläche 1 liegen. Wenn
dieser Abstand geringer ist als das 0,2-fache der Breite
der Lauffläche 1, entsteht an den Laufflächenkanten 7
und 8 ein ungewöhnlich großer Fersen- und Zehenver
schleiß. Ist andererseits die Entfernung größer als das
1,0-fache der Breite der Lauffläche, dann nimmt die
Dichte der Hauptprofilrillen so stark ab, daß es schwer
ist, die gewünschte Wasserableitung aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus sollte der Reifen ein negatives Verhält
nis von höchstens 25% haben. Übersteigt das negative
Verhältnis 25%, so verschlechtert sich möglicherweise
die Verschleißfestigkeit und der Rollwiderstand des Rei
fens. Als negatives Verhältnis wird ein Wert bezeichnet,
der die Gesamtfläche der in einer Flächeneinheit der
Lauffläche 1 vorgesehenen Hauptprofilrillen als Prozent
satz ausdrückt.
Die Arbeitsweise und Wirkung des ersten Ausführungsbei
spiels der Erfindung soll nun näher erläutert werden.
Wenn das mit vorstehend beschriebenen Reifen ausgerüste
te Fahrzeug, beispielsweise ein Lastwagen, Bus oder dgl.
bei der durch Pfeil Q in Fig. 4 angedeuteten Vorwärts
richtung nach rechts schwenkt, unterliegt jeder Reifen
einer starken Zentrifugalkraft, die eine seitliche
Verformung des Bodenberührungsbereichs des Reifens ver
ursacht. Dabei wird jede der beim Kurvenfahren gegenüber
der Äquatorebene 5 an der äußeren Seite liegende Haupt
profilrille 6 so verformt, daß die Mittellinie C ihres
Querschnitts sich stärker axial nach innen neigt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel verläuft jede Hauptprofilril
le 6 schräg zur Äquatorebene 5 und weist in Umdrehungs
richtung des Reifens mit ihrer Annäherung an die Äquator
ebene 5 in Richtung nach vorn. Die Mittellinie C im
Querschnitt jeder Hauptprofilrille 6 ist gegenüber einer
Vertikalen E, die auf der Oberfläche mindestens eines
Teils der Lauffläche in der Nähe der Laufflächenkanten
7 und 8 senkrecht steht, axial nach innen geneigt. Folg
lich ist in demjenigen Teil der Hauptprofilrille 6, der
gegenüber der Äquatorebene geneigt ist, ein Winkel R
zwischen der der Äquatorebene 5 benachbarten Seitenwand
6 c und der Oberfläche 1 c der Lauffläche 1 ein stumpfer
Winkel von mindestens 90°. Deshalb werden diese Seiten
wände 6 c der Hauptprofilrillen 6 in die gestrichelt in
Fig. 7 gezeigte Lage nach außen gedrückt, was zur Folge
hat, daß ein Teil der Seitenwand 6 c in der Nähe der Öff
nungskante der Hauptprofilrille mit der Straßenoberflä
che in Berührung tritt. Folglich wird die Bodenkontakt
oberfläche der Lauffläche vergrößert und der Verlust an
Bodenkontaktfläche aufgrund der Anordnung der Hauptpro
filrille 6 wettgemacht und damit insgesamt das Kurven
fahrverhalten verbessert. Als Folge der beschriebenen
seitlichen Verformung des Reifens ändert sich auch der
Bodenabdruck. Die genannte Zunahme der Bodenberührungs
fläche ergibt sich mindestens in einem Bereich in der
Nähe der Laufflächenkanten 7 und 8, wo sich eine starke
Auswirkung der Vergrößerung der Bodenberührung einstellt.
Es sollen nun die Ergebnisse einiger Versuche beschrie
ben werden.
Für diese Versuche wurden Versuchsreifen gemäß der Er
findung hergestellt, wie sie in Fig. 4, 5, 6 und 7 ge
zeigt sind, sowie Vergleichsreifen mit Hauptprofilrillen,
bei denen die Mittellinie C im Querschnitt parallel
zur Vertikalen E verlief, d. h. der Winkel H 0° be
trug, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, und schließlich Rei
fen gemäß dem Stand der Technik mit dem allgemein ver
wendeten Rippenmuster, bei dem die Mittellinie C des
Querschnitts der Profilrille parallel zur Vertikalen E
verläuft, wie in Fig. 10 und 11 gezeigt. Jeder dieser
Reifen hatte die Größe 275/70R 22,5.
Jeder der für die Versuche benutzten Reifen gemäß der
Erfindung hatte Hauptprofilrillen 6 mit einem Winkel H
zwischen der Mittellinie C und der Vertikalen E an
Punkten X, Y und Z (Fig. 4) von 7,63°, 15,12° bzw. 15,12°.
Zur Prüfung wurden die Reifen an unbelasteten Lastwagen
montiert und dann auf den richtigen Innendruck aufge
pumpt. Der Testfahrer fuhr mit jedem Lastwagen auf einer
nassen Straße und versuchte ihn bei höchster Geschwin
digkeit mit gleichbleibendem Einschlagradius zu wenden.
Die seitliche Kraft wurde so bestimmt, daß die gemessene
Höchstgeschwindigkeit zum Quadrat erhoben und dann durch
den Einschlagradius dividiert wurde. Die seitliche Kraft
des Prüfreifens gemäß der Erfindung betrug 0,307 im Ver
hältnis der Schwerkraftbeschleunigung. Im Vergleich dazu
waren die seitlichen Kräfte beim Vergleichsreifen und
beim Reifen gemäß dem Stand der Technik 112 bzw. 109.
Das zeigt, daß die seitliche Kraft beim Prüfreifen ge
mäß der Erfindung größer war als beim Vergleichsreifen
und beim Reifen gemäß dem Stand der Technik, und daß die
Kurvenfahrleistung gleichfalls besser war.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
den Fig. 12 bis 15 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbei
spiel ist die Lauffläche 1 an beiden Seiten der Äquator
ebene 5 mit Längsprofilrillen oder Hauptprofilrillen 11
versehen, die sich jeweils in Umfangsrichtung erstrec
ken, ohne die Hauptprofilrillen 6 zu kreuzen, die in
gerader Ausrichtung vorgesehen sind und am Anfangsende
6 a und am Schlußende 6 b gebogen sind, um den Kreuzungs
winkel J schrittweise zu vergrößern.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
den Fig. 16 bis 19 dargestellt. Bei diesem Ausführungs
beispiel ist die Lauffläche 1 an beiden Seiten der Äqua
torebene 5 mit einer Vielzahl von Längsprofilrillen oder
Hauptprofilrillen 12 versehen, die in Umfangsrichtung
verlaufen und die Hauptprofilrillen 6 kreuzen. Der Kreu
zungswinkel zwischen der Hauptprofilrille 6 und der Äqua
torebene 5 ist sowohl im Bereich in der Nähe der Äquator
ebene 5 als auch in der Nähe der Laufkantenflächen 7 und
8 groß, während er im Bereich dazwischen klein ist.
Das in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der
Erfindung betrifft einen Radialreifen von besonders
großer Tragfestigkeit. Wie Fig. 1 zeigt, sind in der
Lauffläche 1 dieses Luftreifens (die Breite W 1 der
Lauffläche beträgt hier 180 mm) vier Längsprofilrillen
2 in Umfangsrichtung und eine Vielzahl Querprofilrillen
3 vorgesehen, die sich in axialer Richtung in Umfangs
abständen voneinander in den beiden äußeren Randberei
chen 1 a der Lauffläche 1 erstrecken und Profilauflage
flächen 13 in Form eines Rippen- und Blockmusters be
grenzen. An ihrem axial äußersten Ende mündet jede Quer
profilrille in der Seitenfläche 1 b der Lauffläche.
Wenn ein Luftreifen mit dieser Lauffläche 1 in Richtung
R gemäß Fig. 1 auf einer Straße unter Last abrollt,
tritt zuerst das ablaufende Ende A der Profilauflage
fläche an einer Seite einer Querprofilrille 3 mit der
Oberfläche der Straße in Berührung und danach das auf
laufende Ende B der nächsten Profilauflagefläche. Die
Seitenwand 3 a der Profilrille am ablaufenden Ende A
ist um einen Seitenwandwinkel α c (70° bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel) am offenen Ende 3 c der Querprofilrille 3
an der Seitenfläche 1 b der Lauffläche geneigt. Dieser
Seitenwandwinkel α c am offenen Ende 3 c ist um 40° klei
ner als der gegenüberliegende Seitenwandwinkel b c (110°)
der gegenüberliegenden Seitenwand 3 b der Querprofilrille
3 am auflaufenden Ende B. Ferner wird der Seitenwand
winkel a, den die Seitenwand 3 a der Profilrille am ab
laufenden Ende A bildet, größer mit zunehmendem Ab
stand der Seitenwand vom offenen Ende 3 c in Richtung zur
Äquatorebene 5 längs der Querprofilrille 3. So ist z. B.
der Seitenwandwinkel α D (80°) am ablaufenden Ende A an
einer Stelle 3 d, die vom offenen Ende 3 c um 35 mm axial
nach innen versetzt ist, um 10° größer als der Seiten
wandwinkel α D (80°) der Profilrille am ablaufenden Ende
A des offenen Endes 3 c der Querprofilrille 3. Der Sei
tenwandwinkel α ändert sich allmählich zwischen der Stel
le 3 d und dem offenen Ende 3 c der Querprofilrille 3. An
der Stelle 3 d der Querprofilrille ist der Querschnitt
in Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ändert sich auch der Seitenwandwinkel β am auflaufenden
Ende B allmählich (er nimmt ab) vom offenen Ende 3 c der
Querprofilrille zum inneren Teil der Lauffläche, so daß
z. B. an der Stelle 3 d der Winkel β D 100° beträgt. Also
ist der Seitenwandwinkel α D (80°) der Querprofilrille
am ablaufenden Ende A an der Stelle 3 d der Querprofil
rille um 20° kleiner als der Seitenwandwinkel β D (100°)
der Querprofilrille am auflaufenden Ende B an der
gleichen Stelle. Abgesehen von der vorstehend beschrie
benen Konstruktion der Lauffläche ist der Reifen so auf
gebaut, wie übliche Radialluftreifen für schwere Be
lastung.
Zwar bezog sich die Beschreibung dieses Ausführungsbei
spiels der Lauffläche auf ein Rippen- und Blockmuster;
aber die Erfindung ist bei jeder Art von Lauffläche an
wendbar, beispielsweise bei Blockmustern, Ansatzmustern,
Rippen- und Ansatzmustern, vorausgesetzt, daß Querpro
filrillen im Randbereich der Lauffläche vorgesehen sind.
Die Differenz zwischen den Seitenwandwinkeln am auflau
fenden Ende und am ablaufenden Ende (β c-α c) sollte vor
zugsweise mindestens 10°, insbesondere mindestens 30°
betragen. Es sei noch erwähnt, daß der Bereich für die
Größe der Seitenwandwinkel α c und β c am offenen Ende der
Querprofilrille in erster Linie unter dem Gesichtspunkt
der Verbesserung des Spurhaltevermögens und in zweiter
Linie im Hinblick auf eine leichtere Herstellung und
auf die Vermeidung übermäßig starker Fersen- und Zehen
abnutzung, d. h. Verschleiß am ablaufenden und auflau
fenden Ende gewählt wird.
Ferner sollte vorzugsweise das Verhältnis, mit dem sich
der Seitenwandwinkel α am ablaufenden Ende längs der
Querprofilrille ändert (beispielsweise von α c zu α d) ca.
3° bis 15° auf eine Länge von 10% der Breite der Lauf
fläche betragen. Die Änderung des Winkels kann schritt
weise vorgesehen sein, vorzugsweise wird jedoch eine all
mähliche Änderung vorgesehen, wie bei den vorstehenden
Ausführungsbeispielen beschrieben.
Unter dem Gesichtspunkt des Ausgleichs ist vorzugsweise
der Seitenwandwinkel β am auflaufenden Ende B der Pro
filrille stufenweise oder allmählich von der Stelle am
offenen Ende 3 c der Querprofilrille 3 zum axial inneren
Bereich entsprechend dem Seitenwandwinkel α am ablaufen
den Ende A verändert (verkleinert), wie bei dem vor
stehenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Um die oben beschriebene Erscheinung des Ausbrechens
wirksam zu unterbinden, sollte vorzugsweise der Seiten
wandwinkel α am ablaufenden Ende größer sein als der
Seitenwandwinkel β am auflaufenden Ende, und zwar in
allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse des Reifens
sowohl in der Querprofilrille 3 als auch am offenen Ende
3 c derselben.
Um die mit der Erfindung erzielte Wirkung zu bestätigen,
wurden Vergleichsversuche durchgeführt, bei denen drei
Arten von Reifen der Größe 10,00 R20 14PR untersucht
wurden (zwei Arten von Vergleichsreifen und eine Art von
Prüfreifen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung).
Die Prüfreifen gemäß der Erfindung entsprachen dem in
Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Der Reifen
aufbau war, abgesehen vom Seitenwandwinkel der Profilril
le von herkömmlicher Art. Vergleichsreifen (1) war ein
herkömmlicher Reifen und Vergleichsreifen (2) so abgewan
delt, daß die Seitenwand der Profilrille gleichförmig
geneigt war, sich aber nicht je nach der Stelle an der
Seitenwand unterschied.
Mit Ausnahme des Seitenwandwinkels, der aus der folgen
den Tabelle hervorgeht, wurden die geprüften Reifen auf
die gleiche Weise hergestellt.
Die Prüfung wurde nach üblichem Testmuster durchgeführt,
indem die zu prüfenden Reifen auf ein Prüffahrzeug mon
tiert wurden. Die Prüfungsergebnisse sind auf der Basis
eines Index wiedergegeben, bei dem das Vergleichsbei
spiel 1 die Ziffer 100 trägt. Das Ergebnis ist um so
besser, je kleiner der durch Index angegebene Wert ist.
Das Spurhaltevermögen wurde geprüft, indem die Kraft ge
messen wurde, die nötig war, um das Lenkrad des Fahr
zeugs bei Geradeausbewegung auf einer geneigten Oberflä
che einer Fahrrinne festzuhalten. Bei der Fersen- und
Zehenverschleißprüfung wurde die Differenz der in der
Querrille aufgetretenen Abnutzung am ablaufenden und auf
laufenden Ende gemessen.
Die Seitenwandwinkel der Profilrille und die Leistung
der Prüfreifen (Prüfergebnisse) sind in der folgenden
Tabelle 1 zusammengefaßt. Es sei noch erwähnt, daß die
in der Tabelle genannten Querschnitte II-II und III-III
in den Fig. 1 bis 3 zu sehen sind.
Aus der vorstehenden Tabelle 1 geht hervor, daß mit dem
Reifen gemäß der Erfindung nicht nur das Spurhaltevermögen
verbessert, sondern auch eine ungleichmäßige Abnutzung
stark verringert ist, wie anhand der Fersen- und
Zehenabnutzung im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen
1 und 2 erkennbar ist. Ferner zeigt sich, daß mit der Erfindung
eine bedeutende Verbesserung der Kurvenfahrleistung
zusätzlich zu dem verbesserten Spurhaltevermögen
und der Vermeidung eines ungleichmäßigen Verschleißes
erzielbar ist.
Claims (5)
1. Luftreifen mit einer Lauffläche (1), in der
eine Vielzahl von Profilrillen vorgesehen ist, die in
die axiale Außenkante bzw. Außenkanten der Lauffläche
münden, wobei die Mittellinie (C) im Querschnitt jeder
der Profilrillen mindestens im Bereich der Laufflächen
kante gegenüber einer Vertikalen (E), die auf der Ober
fläche der Lauffläche senkrecht steht, axial nach innen
geneigt ist und der Winkel (H) zwischen der Mittellinie
(C) und der Vertikalen (E) mit zunehmender Entfernung
der Stelle des Querschnitts von der Äquatorebene (5) des
Reifens allmählich zunimmt.
2. Luftreifen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl
von Profilrillen in der Oberfläche der Lauffläche (1)
zu beiden Seiten der Äquatorebene (5) vorgesehen ist,
daß die Profilrillen in Umfangsrichtung einen Abstand
voneinander haben und gegenüber der Äquatorebene (5) so
geneigt sind, daß sie mit der Annäherung der Profilril
len an die Äquatorebene in Umdrehungsrichtung (Q) des
Reifens nach vorn weisen, und daß sie an ihrem axial
äußersten Ende zur Laufflächenkante (7, 8) offen sind.
3. Luftreifen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Viel
zahl von Hauptprofilrillen (6) aus Profilrillen besteht,
die in Umfangsrichtung in Abständen voneinander in der
Oberfläche des Laufflächenteils vorgesehen und gegenüber
der Äquatorebene (5) so geneigt sind, daß sie mit der
Annäherung der Profilrillen an die Äquatorebene in Umdrehungsrichtung
(Q) des Reifens nach vorn weisen.
4. Luftreifen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreu
zungswinkel (J) zwischen einer Tangente (L) an der Haupt
profilrille (6) und der Äquatorebene (5) mit zunehmender
Entfernung der Hauptprofilrille von der Äquatorebene zu
nimmt.
5. Luftreifen mit einer Vielzahl von Profilrillen,
die jeweils am axial äußersten Ende zur Laufflächenkante
geöffnet sind, wobei ein Seitenwandwinkel der Seitenwand
(3 a) mindestens am offenen Ende (3 c) der Profilrille am
ablaufenden Ende (A), welches zuvor bei der Umdrehung des
Reifens unter Last mit der Straßenoberfläche in Berührung
stand, kleiner ist als der gegenüberliegende Seitenwand
winkel der gegenüberliegenden Seitenwand (3 b) der Profil
rille am auflaufenden Ende (B) und mit zunehmender Ent
fernung vom offenen Ende in Richtung zum axial inneren
Teil der Lauffläche (1) zunimmt.
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