DE4000339A1 - Luftreifen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit ver­ bessertem Griffverhalten auf verschneiten Straßen.

Zur Verbesserung des Griffverhaltens von Winterreifen auf verschneiten Straßen, z.B. der Traktion und der Spurhaltung wurden bekannterweise viele Maßnahmen ergriffen. So wurden z.B. die Laufflächenblöcke in bestimmter Weise ausgestaltet, es wurden in den Laufflächenelementen mit verschiedenartigen Formen und Größen Lamellenschnitte vorgesehen usw. Diese Maß­ nahmen wurden in erster Linie auf die Auslegung der Laufflä­ che ausgelegt, d.h. es wurde die Laufflächenstruktur an der Bodenaufstandsfläche gestaltet. Es ist jedoch weiterhin das Verhalten von solchen Reifen auf verschneiten Straßen noch nicht vollständig zufriedenstellend.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß die Laufflächenkante(-schulter) und der radial äußerste Teil der Reifenseitenwand beim Fahren auf verschneiter Straße Berührung mit der Seitenwand der Reifenspur bekommt, insbesondere wenn die Straße mit gespurtem Schee bedeckt ist.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen mit verbessertem Griffverhalten auf verschneiten Straßen zu schaffen, der mit einer neuen Konzeption der Straßenberüh­ rungsfläche des Reifens versehen ist, so daß ein besseres Griffverhalten erzielt werden kann durch Greifmittel im sog. Kanten- oder Schulterbereich wie auch auf der Lauffläche.

Ein erfindungsgemäßer Luftreifen umfaßt einen Laufstreifenab­ schnitt zwischen den Laufflächenkanten und Seitenwandab­ schnitte, die sich von den Laufflächenkanten radial nach innen erstrecken, so daß eine Lauffläche geschaffen ist, die als die Umfangs-Außenfläche des Laufflächenabschnitts defi­ niert ist, sowie Seitenwandflächen, die sich von den Laufflä­ chenkanten radial nach innen erstrecken, wobei der Laufflächenabschnitt in jedem Kanten- oder Schul­ terbereich mit in Umfangsrichtung mit Abstand angebrachten Quernuten versehen ist, die an der Seitenwandfläche so mün­ den, daß sie eine Reihe von längs jeder Laufflächenschulter angeordneten Schulterblöcken bestimmen,von denen jeder Schul­ terblock an seiner oberseite mit einer Vertiefung oder Nut versehen ist, deren axial inneres Ende abgeschlossen ist, während das axial äußere Ende an der axial außenliegenden Seite des Schulterblocks mündet, während die Seitenwandabschnitte an der axial äußeren Seite jedes Schulterblocks mit je einem in Axialrichtung über die Seitenwandfläche vorstehenden Fortsatz versehen sind, dessen obere Fläche direkt in den Boden der Vertiefung übergeht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 in Draufsicht den Laufflächenbereich eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugreifens,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Laufstreifen nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Schul­ terblocks einer Lauffläche nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Schulterblock aus Fig. 3,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem relativen Bremsweg und dem Axialabstand L von der Reifenmittenebene bis zur Vertiefung an der Laufstreifenfläche,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem relativen Bremsweg und der Länge 12 des Fortsatzes,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Fersen- und Zehenverschleiß und dem erwähnten Axialabstand L, und

Fig. 8 und 9 perspektivische Darstellungen anderer Ausfüh­ rungen der vorliegenden Erfindung.

Nach den Fig. 1 bis 4 besitzt ein Luftreifen 1 einen Laufflä­ chenabschnitt 2 und zwei Seitenwandabschnitte, die sich radial von der jeweiligen Laufflächenkante oder -schulter zu einem (nicht dargestellten) Wulstabschnitt erstrecken, und der Reifen ist gemäß Fig. 1 mit einer Blockstruktur im Lauf­ flächenabschnitt versehen.

Der Laufflächenabschnitt ist mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Hauptnuten G 2 an beiden Seiten der Reifenmit­ tenebene CO versehen und mit Quernuten K, die sich von den Hauptnuten G 2 zu den Laufflächenkanten T erstrecken und an dem axial äußeren Ende der Lauffläche an der Seitenwandflä­ che 3 münden, so daß in jedem Schulterbereich eine Reihe US von sich in Umfangsrichtung des Reifens längs der Laufflä­ chenkante T erstreckenden Schulterblöcken BS gebildet wird.

Weiter sind in dem Laufflächenabschnitt dieser Ausführung zwischen den erwähnten Hauptnuten G 2 weitere sich in Umfangs­ richtung erstreckende Hauptnuten G 1 und Quernuten so gebil­ det, daß eine Reihe UC von Zentralblöcken BC gebildet wird, die an der Reifenmittenebene der Lauffläche oder an der Äqua­ torlinie CD angeordnet sind, und eine Reihe UM von Mittel­ blöcken BM, die wiederum in Umfangsrichtung zwischen der Zen­ tralblockreihe UC und der jeweiligen Schulterblockreihe US angeordnet ist.

Die Anzahl der Blöcke in jeder Reihe UC, UM, US liegt vor­ zugsweise im Bereich von 25 bis 60.

Weiter ist die Gliederung der Lauffläche durch die erwähnten Blöcke BC, BM und BS so ausgelegt, daß die Gesamtfläche SA der Oberflächen der Blöcke BC, BM und BS zwischen 45 und 75% der Flächengröße S der Laufstreifenfläche beträgt, in Projek­ tionsgröße, d.h. als glatte Fläche gerechnet. Wenn der An­ teil SA/S mehr als 75% beträgt, wird zwar das Verschleißver­ halten verbessert, jedoch das Traktions- oder zugverhalten verschlechtert. Wenn andererseits der Anteil SA/S unter 45% liegt, wird der Verschleißwiderstand weit herabgesetzt.

Die Kanten S 1 und S 2 jedes Blocks BC, BM und BS, insbesonde­ re die jeweiligen Seitenkanten S 2 sind, wie in Fig. 1 ge­ zeigt, zick-zack-förmig oder gestuft ausgebildet, so daß der Eingriff der Einzelblöcke mit auf der Straße befindlichem Schnee und Eis wirksam verbessert wird.

Die Lauffläche ist mit Einschnitten oder Vertiefungen 10 (Fig. 2 bis 4) versehen und jede Seitenwandfläche 3 enthält Fortsätze 11, die mit Einschnitten oder Vertiefungen in Zu­ sammenhang stehen, so daß jeweils ein aus einer Vertiefung und einem Fortsatz gebildetes Paar ein Greifmittel 7 bildet. Eine Vielzahl von Greifmitteln, in der gezeigten Ausführung sind es fünf, ist an jedem Schulterblock BS ausgebildet.

Die Vertiefung 10 ist als von der Oberfläche des Laufstrei­ fens radial nach innen gerichtete Vertiefung und als axial von der Seitenwandfläche 3 aus nach innen gerichtete Vertie­ fung ausgebildet. Das bedeutet, die Vertiefung erstreckt sich von der Laufstreifenkante T bis zu einer Stelle 9, die axial weiter innen liegt, und ihr axial äußeres Ende mündet an der Seitenwandfläche 3, während das axial innere Ende mit axialem Abstand 11 von der Laufstreifenkante T nach innen an der Oberfläche des Schulterblocks BS liegt.

Der Abstand L der Stelle 9 von der Reifenmittenebene CO sollte zwischen 46 und 49,75% der zwischen den Laufstreifen­ kanten T gemessenen Laufstreifenbreite WT betragen und allge­ mein und vorzugsweise wird der Abstand 11 im Bereich zwi­ schen 1,5 und 8 mm festgesetzt.

Die Vertiefung ist nach den Fig. 1 bis 4 mit einem nach außen geneigten oder schräg liegenden Boden 10 A (siehe Fig. 3) versehen, d.h. diese Vertiefung verläuft von der Lauf­ streifenfläche bis zur Seitenwandfläche 3 mit einem Neigungs­ winkel R von 40°.

Der Fortsatz 11 steht axial von der Seitenwandfläche 3 ein Stück 12 nach außen vor. Die radial äußere Fläche 11 A dieses Fortsatzes liegt radial weiter innen als der Boden 10 A der zugehörigen Vertiefung, geht direkt in den Boden 10 A über und in der gezeigten Ausführung ist die Fläche 11 A mit dem gleichen Winkel wie die Bodenfläche 10 A geneigt, bei diesem Ausführungsbeispiel also mit 40°.

Der Fortsatz 11 hat weiter eine radial innere Fläche, deren Innenkante sich an der Seitenwandfläche 3 befindet, eine axial äußere Fläche 11 B, die parallel zur Seitenwandfläche 3 zwischen den radial äußeren und inneren Flächen verläuft, und Seitenflächen 11 C, die rechtwinklig zur Seitenwandfläche verlaufen.

Der Abstand 12, axial von der Laufstreifenkante T zur Um­ fangskante 11 a zwischen den Flächen 11 A und 11 B gemessen, d.h. das Vorstehmaß des Fortsatzes, beträgt mindestens 1% der zwischen den Laufstreifenkanten T gemessenen Laufstrei­ fenbreite WT.

Dementsprechend sind in einem Bereich um jede Laufstreifen­ kante nach Fig. 3 und 4 durch jede Vertiefung 10 zwei gewin­ kelte Kanten 10 a gebildet und durch jeden Fortsatz 11 zwei gewinkelte Kanten 11 a radial innerhalb der Laufstreifenkante T. Die Kanten 10 a und 11 a treten jeweils mit dem Grund bzw. der Seitenwand der Reifenspur in Eingriff, wobei ein Schaben oder Kratzen an dem Schnee stattfindet, so daß eine gute Traktion oder ein guter Widerstand gegen Ausbrechen erzielt wird. Damit kann das Greifmittel 4 gewinkelte Kanten bereit­ stellen, die den Straßengriff verbessern.

Da in dieser Ausführung fünf Greifmittel 7 an jedem Schulter­ block vorgesehen sind, sind an jedem Schulterblock demgemäß vierzig Winkelkanten vorhanden.

In Fig. 4 ist mit X eine 15%-Verschleiß-Linie gezeigt, d.h. eine imaginäre Linie parallel zur Lauffläche mit einem Ab­ stand von 15% der Quernutentiefe H, von der Lauffläche aus gerechnet. Bei dieser Ausführung ist die Hauptnutentiefe gleich der Quernutentiefe. Der Fortsatz 11 erstreckt sich vorzugsweise radial über die Linie X hinaus nach innen, so daß ein Teil 12 des Fortsatzes auch bei einem Verschleiß bis zu 15% noch immer mit der Radspur in Eingriff kommt und ein gutes Griffverhalten während der gesamten Lebensdauer gewähr­ leistet.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen die Ergebnisse verschiedener Untersu­ chungen, bei denen Testreifen der Größe 10.00 R 20 (Lauf­ streifenbreite WT=200 mm) mit der in Fig. 1 gezeigten Lauf­ flächenstruktur erprobt wurden.

Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem angegebenen Abstand L und dem Bremsweg an einer Straße, die mit einem ebenen zer­ spurten Schneebelag versehen war. Bei den Untersuchungen wurde der Abstand L verändert, während der Abstand 12 mit 1% von WT, also 2,0 mm, konstant gehalten wurde. Die Testreifen mit den jeweiligen Abständen L waren immer auf die Räder, und zwar auf alle Räder, eines Lastwagens vom Typ 2-D4 aufge­ zogen.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem angegebenen Abstand 12 und dem Bremsweg an einer mit gespurten Schnee bedeckten Straße. Bei diesem Versuch wurde der Abstand 12 verändert, während der Abstand L konstant gehalten wurde mit 48% von WT =96 mm. Die Testreifen mit den jeweiligen Abständen 12 waren auf alle Räder eines Lastwagens vom Typ 2-D4 aufgezo­ gen.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Abstand L und dem Fersen-Zehen-Verschleiß an den Kanten 10 a der Vertiefungen nach einer Laufuntersuchung von 30 000 km. Bei den Untersu­ chungen wurde der Abstand L verändert, während der Abstand 12 mit 1% von WT=2 mm konstant gehalten wurde. Die Testrei­ fen mit den jeweiligen Abständen L waren auf die Vorderräder eines Lastwagens vom Typ 2-D4 aufgezogen.

Wie Fig. 5 zeigt, wird das Greifverhalten verschlechtert, wenn der Abstand L mehr als 49,75% von WT beträgt. Wie Fig. 6 zeigt, wird ebenfalls das Verhalten schlechter, wenn der Abstand 12 unter 1% WT liegt. Andererseits zeigt sich anhand der Fig. 7, daß sich bei einem Abstand L von weniger als 46% WT das Verschleißverhalten sehr verschlechtert.

In Fig. 8 ist das Greifmittel 7 im wesentlichen gleichartig zu dem bisher erklärten, jedoch ist die Umfangsbreite des Fortsatzes 11 größer als die Umfangsbreite der Vertiefung 10, während die beiden Breiten nach der Ausführung in Fig. 1 bis 4 gleich waren.

In Fig. 9 ist der Fortsatz 11 mit der gleichen Breite wie die Vertiefung 10 ausgeführt, jedoch liegt hier jeweils der Boden 10 A jeder Vertiefung, der in die geneigte radial äu­ ßere Fläche 11 A der Verlängerung übergeht, parallel zur Lauf­ streifenfläche.

Wie bereits ausgeführt, wird bei der vorliegenden Erfindung der Reifen mit Vertiefungen und Fortsätzen im Reifenschulter­ bereich versehen. Dementsprechend wird beim Fahren auf einer Straße mit gespurtem Schnee zusätzlich zur Eingriffskraft zwischen dem Laufstreifen und der Basis der Radspur eine Ein­ griffskraft erzeugt zwischen den Reifenseitenwänden und den Spurseitenwänden. Es kann also das Straßengriffverhalten wirksam so verbessert werden, daß auf beschneiter Straße ein besseres Laufverhalten erhalten wird. Durch Einstellen des Axialmaßes der Vertiefung und des Radialmaßes des Fortsatzes in der erwähnten Weise kann das Greifverhalten während der gesamten Lebensdauer des Reifens aufrechterhalten werden, ohne einen ungleichen Verschleiß hervorzurufen.

Claims (5)

1. Luftreifen mit einem Laufstreifenabschnitt zwischen den Kanten des Laufstreifens und mit sich radial von den je­ weiligen Laufstreifenkanten nach innen erstreckenden Sei­ tenwandabschnitten, so daß eine als die Umfangsaußenflä­ che des Laufstreifenabschnitts bestimmte Laufstreifenflä­ che und eine radial von jeder Laufstreifenkante nach innen abstehende Seitenwandfläche definiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufstreifenabschnitt (2) an seiner Oberseite in Umfangsrichtung mit Abstand verse­ hene Quernuten (K) aufweist, die an der Seitenwandfläche so münden, daß jeweils entlang jeder Schulterkante (T) in Reihen (US) angeordnete Schulterblöcke (BS) definiert werden,
daß jeder Schulterblock (BS) an seiner Oberseite mit einer Vertiefung (10) versehen ist, deren axial inneres Ende begrenzt (9) ist, während ihr axial äußeres Ende an der axial äußeren Seite des Schulterbocks (BS) mündet, und
daß die Seitenwandabschnitte (3) an der axial äußeren Seite jedes Schulterblocks (BS) mit einem Fortsatz (11) versehen sind, der axial über die Seitenwandfläche (3) nach außen vorsteht und eine obere Fläche (11 A) besitzt, die direkt in den Boden (10 A) der Vertiefung (10) über­ geht.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand (L) von der Reifenmittenebene (CO) zu jeder Vertiefung (10) an der Laufstreifenfläche 46% bis 49,75% der Gesamtbreite (WT) des Laufstreifens (2) zwi­ schen den Laufstreifenkanten (T) beträgt.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Fortsatz (11) sich in Radialrichtung von einem Ort innerhalb der Laufstreifenfläche über einen Abstand von 15% der Quernuttiefe hinaus von der Laufstrei­ fenfläche erstreckt.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Vertiefung (10) einen Boden (10 A) besitzt, der sich zwischen der Oberfläche und der axial äußeren Seite jedes Schulterblocks (BS) erstreckt, und der mit einem Winkel (R) von 35° bis 55° zur Reifenmitten­ ebene (CD) des Reifens geneigt ist.

5. Luftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fortsatz (11) eine radial äußere Fläche (11 A) be­ sitzt, die mit einem Winkel von 35° bis 55° zur Reifenmit­ tenebene (CO) geneigt ist.