DE60213098T2

DE60213098T2 - Mit schlitzen versehene lauffläche

Info

Publication number: DE60213098T2
Application number: DE60213098T
Authority: DE
Inventors: Julien Metzger
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: US20070187014A1; EP1414653A1; FR2826911A1; WO2003006266A1; US7201195B2; CN1295086C; RU2288846C2; ATE332815T1; JP2004533961A; US20040216826A1; CN1524041A; JP4519460B2; US7836927B2; EP1414653B1; DE60213098D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Laufstreifen für Luftreifen, die die Antriebsachsen von Fahrzeugen und insbesondere Fahrzeugen vom Typ der Lastkraftwagen ausstatten sollen.
Ein solcher Laufstreifen ist im Allgemeinen mit einem Profil versehen, das aus Reliefelementen, Rippen und/oder Blöcken, gebildet wird, welche in Querrichtung und/oder Umfangsrichtung durch umlaufende und/oder quer verlaufende Rillen voneinander getrennt sind. In Abhängigkeit von der Achse, auf die ein Luftreifen montiert ist, ist sein Laufstreifen mit einem Profil versehen, das mehr Blöcke oder das mehr Rillen aufweist, die in Umfangsrichtung orientiert sind. Im Falle von Antriebsachsen, d. h. Achsen, auf die ein Motordrehmoment oder Bremsmoment übertragen wird, werden gewöhnlich eher Profile realisiert, die gleichzeitig umlaufende und quer verlaufende Rillen aufweisen, die eine Vielzahl von Blöcken begrenzen. Die Hauptnachteile dieses Profiltyps sind ein Weichenwerden des Laufstreifens (Verminderung der Schersteifigkeit unter Tangentiallast an der Oberfläche der Reliefelemente bei Kontakt) und die Geräuschemission bei der Fahrt, die mit dem Einschnittgrad (Verhältnis der Oberflächen der Rillen zur Gesamtoberfläche des Laufstreifens) steigt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Profil zu realisieren, das aus Rippen mit einer allgemeinen Orientierung in Umfangsrichtung (d. h. sie können in dieser Richtung auch im Zickzack verlaufen) gebildet ist, und diese Rippen mit einer Vielzahl von Einschnitten zu versehen, die im Vergleich mit der Breite der Rillen eine geringe Breite aufweisen (die mittlere Breite der Einschnitte beträgt als allgemeine Regel maximal 2 mm); diese Einschnitte können in Bezug auf die Querrichtung am Luftreifen schräg oder nicht schräg verlaufen und sich über die gesamte nutzbare Dicke des Laufstreifens oder einen Teil davon erstrecken (per definitionem entspricht die nutzbare Dicke der Dicke des Laufstreifens, die der Anwender nach den geltenden gesetzlichen Vorschriften nutzen kann). Auch wenn die Gegenwart dieser Einschnitte durch das Vorhandensein zahlreicher Kanten, die sie an der Lauffläche bilden, für die Haftung günstig ist, führt die Erhöhung ihrer Anzahl auch zu einer Verminderung der Steifigkeit, die für die anderen Eigenschaften des Luftreifens ungünstig ist, wobei diese Verminderung der Steifigkeit zum Teil mit der Möglichkeit zusammenhängt, dass die gegenüberliegenden Gummiwände, die den Einschnitt begrenzen, aneinander gleiten können, wenn sie mit der Fahrbahn in Kontakt kommen.
Eine Lösung wurde insbesondere von der Anmelderin in ihrem Patent EP 768 958 vorgeschlagen, das neue Formen von Einschnitten beschreibt, bei denen das Gleiten der gegenüberliegenden Wände deutlich reduziert ist und bei denen die Wände jeweils eine reliefförmige Oberfläche aufweisen, die aus Vorsprüngen und Hohlräumen gebildet ist, die auf beiden Seiten einer gemittelten Oberfläche angeordnet sind, wobei ein Vorsprung vollständig von Hohlräumen umgeben ist und umgekehrt, so dass die Oberflächen der Wände zusammenwirken und so die relativen Bewegungen der Wände beschränkt sind.
Es wird auch auf die Druckschrift FR-A-1 427 887 hingewiesen, die einen Laufstreifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart.
Ganz allgemein sind diese Einschnitte so angeordnet, dass sie Gummikanten bilden, die in etwa in Querrichtung orientiert sind, damit sie unter der Wirkung des Motordrehmoments oder Bremsmoments bei Geradeausfahrt einen Effekt auf die Haftung des Luftreifens haben können. Es hat sich herausgestellt, dass unter Tangentialkräften an der Kontaktfläche der Rippen, die mit diesem Einschnitttyp versehen sind, eine gewisse Arretierung einer Wand an der gegenüberliegenden Wand zustande kommt, dass diese Arretierung jedoch nicht sofort wirksam ist. Im Laufe der Versuche zur Lärmmessung an einem Lastkraftwagen, die darin bestehen, ein Motordrehmoment an der Antriebsachse anzulegen, hat die Anmelderin festgestellt, dass die bei der Fahrt des Fahrzeugs gemessenen Geräusche umso merklicher werden, je größer die Anzahl der Einschnitte des in dem Patent EP 768 958 beschriebenen Typs ist. Es gibt Richtungen, in denen keine Arretierung an den Wänden auftritt.
Es gibt ein Bedürfnis für ein Profil eines Luftreifenlaufstreifens, das im Wesentlichen aus umlaufenden Rippen gebildet ist, die mit einer Vielzahl von Einschnitten mit einer mittleren Breite unter 2 mm versehen sind, wodurch eine große Anzahl von Kanten und eine große Kantenlänge gebildet wird, wobei diese Einschnitte eine Vielzahl von Gummielementen begrenzen, deren gegenüberliegenden Wände sich gegenseitig praktisch sofort blockieren (d. h. mit einer sehr deutlich verminderten oder sogar gar keiner Verzögerung).
Die Erfindung schlägt daher einen Laufstreifen für Luftreifen vor, der ein Profil aufweist, das aus mindestens zwei Rillen von allgemein umlaufender Orientierung gebildet wird, wobei diese Rillen mindestens zwei Rippen begrenzen, die jeweils eine Kontaktfläche aufweisen, die mit der Fahrbahn in Kontakt kommen soll, und zwei Seiten flächen besitzen, die Seitenflächen die Kontaktfläche unter Bildung von Kanten zerschneiden, mindestens eine Rippe mit einer mittleren Breite L eine Vielzahl von Einschnitten aufweist, die an der Kontaktfläche und an den beiden Seitenflächen der Rippe münden, jeder Einschnitt an der Kontaktfläche im Neuzustand zwischen zwei Schnittpunkten mit den Kanten der Rippe A und B verläuft, die Richtung des Segments AB mit der Querrichtung des Laufstreifens einen Winkel α von höchstens 40° bildet und der Laufstreifen dadurch gekennzeichnet ist, dass:

– jeder Einschnitt mit einer mittleren Breite E von einer Seitenfläche der Rippe zur anderen Seitenfläche eine Folge von Einschnittbereichen aufweist, wobei bestimmte Einschnittbereiche über zumindest eine Gesamthöhe He, die der halben maximalen Tiefe Hi des Einschnitts entspricht, und für jede Fläche parallel zur Kontaktfläche im Neuzustand innerhalb dieser Höhe He Verläufe aufweisen, die mit der Längsrichtung des Laufstreifens einen mittleren Winkel β von höchstens 15° bilden, wobei diese Bereiche in der Projektion auf die Längsrichtung eine Gesamtlänge Lt aufweisen, die mindestens einem Fünftel der Breite L der Rippe entspricht; und dadurch, dass
– die Einschnittbereiche, deren Verläufe einen mittleren Winkel β bilden, an ihren gegenüberliegenden Wänden mit Reliefelementen einer Amplitude K versehen sind, die bei der Fahrt in Kontakt mit der Fahrbahn zusammenwirken sollen, um die relativen Bewegungen einer Wand des Einschnitts in Bezug auf die gegenüberliegende Wand in der Richtung der Dicke des Laufstreifens und in der Längsrichtung des Laufstreifens zu blockieren, wobei die Amplitude K der Reliefelemente im Bereich der 4- bis 10-fachen mittleren Breite E des Einschnitts liegt.

Die Gesamtlänge Lt entspricht der Summe der Längen der Projektionen der Teile des Einschnitts, die einen mittleren Winkel von höchstens 15° mit der Längsrichtung Y bilden, auf die Längsrichtung Y. Diese Länge Lt kann von einer Schnittebene zur nächsten unterschiedlich sein, was der Tatsache gleichkommt, dass sich der Verlauf des Einschnitts an der Lauffläche von einer Schnittebene zur anderen verändert.
Die mittlere Breite E eines Einschnitts ist als der mittlere Abstand definiert, der die gegenüberliegenden Wände trennt.
Um das gewünschte Ergebnis zu erhalten, ist die Kombination einer ausreichenden Länge der Einschnittbereiche, die mit der Längsrichtung des Laufstreifens (die der umlaufenden Richtung entspricht, wenn der Laufstreifen einen Luftreifen ausstattet) einen kleinen Winkel bilden, und der Gegenwart von Reliefelementen an diesen Bereichen wichtig, um eine Arretierung der Wände dieser Bereiche in allen, an der Oberfläche dieser Bereiche enthaltenen Richtungen zu realisieren, und zwar über zumindest eine Gesamthöhe He von mindestens zwei Dritteln der maximalen Einschnitttiefe Hi. Diese Höhe He kann natürlich als Summe der Höhe mehrerer getrennter Teile angesehen werden, bei denen die oben angegebenen Bedingungen der Erfindung zutreffen, nämlich die Bedingungen hinsichtlich des Winkels und der Länge.
Wenn die erfindungsgemäß mit Einschnitten versehenen Rippen in Kontakt mit dem Boden kommen, können sie mit in mechanischer Hinsicht kontinuierlichen (d. h. ohne Einschnitte) Rippen gleichgesetzt werden, da die gegenüberliegenden Wände der Einschnitte zumindest lokal aneinander arretiert sind und so alle relativen Bewegungen in den Richtungen parallel zu den Wänden (d. h. alle Richtungen der Wände, die nicht senkrecht verlaufen) aufgehoben werden.
Vorzugsweise:

– Die Gesamtlänge Lt beträgt mindestens ein Drittel der Breite L der Rippe;
– jeder Bereich des Einschnitts, der einen mittleren Winkel β von höchstens 15° bildet, hat in der Projektion auf die Längsrichtung des Laufstreifens eine Länge im Bereich von einem Viertel bis zur Hälfte des mittleren Abstands zweier Einschnitte;
– zur weiteren Verbesserung der Arretierung weist jeder Bereich des Einschnitts, der einen mittleren Winkel β von höchstens 15° bildet, in der Projektion auf die Längsrichtung des Laufstreifens eine Länge von mindestens einem Fünftel der Breite der Rippe auf;
– die Wände des Einschnitts, die einen mittleren Winkel β von mindestens 15° bilden, sind an zumindest 50 % der Maximaltiefe des Einschnitts, ausgehend von der Lauffläche im Neuzustand, mit Reliefen versehen; vorteilhaft sind diese Reliefe (Hohlräume oder Ausbuchtungen) auf mindestens drei, zur Lauffläche in etwa parallelen Niveaus verteilt;
– der mittlere Winkel β beträgt höchstens 5°, um eine noch wirksamere Blockade der Bewegungen der Wände der Einschnitte in Längsrichtung zu erzielen;
– alle Bereiche des Einschnitts sind an ihren Wänden mit Reliefen versehen, wobei diese Reliefe zusammenzuwirken sollen, um alle Bewegungen in den parallelen Richtungen der Wände zu blockieren.

Mit dem erfindungsgemäßen Laufstreifen kann im Vergleich mit einem Laufstreifen, der mit einem aus Rippen gebildeten Profil versehen ist, eine praktisch identische Funktionsweise erzielt werden, wobei er gleichzeitig eine Kantenanzahl und Gesamtkantenlänge im Kontakt aufweist, die dem Laufstreifen bezüglich der Haftung wesentlich bessere Eigenschaften geben. Alle relativen Bewegungen, mit Ausnahme der Distanz, einer Wand in Bezug auf die gegenüberliegende Wand sind nämlich deutlich reduziert oder sogar nicht vorhanden, wenn eine mit solchen Einschnitten versehene Rippe in der Kontaktzone Tangentialkräften in Längsrichtung (umlaufend) oder in Querrichtung oder einer Kombination dieser Kräfte ausgesetzt ist.
Es hat sich im Übrigen herausgestellt, dass ein erfindungsgemäßes Profil im Gebrauch keine Nachteile mit sich bringt und insbesondere keine unregelmäßige Abnutzung auftritt (d. h., die auftretende Abnutzung ist an der gesamten Kontaktfläche der Rippen in etwa gleichförmig).
Die Motive der Reliefs (Vorsprünge und Hohlräume) können beliebige geometrische Formen haben, vorzugsweise sind diese Formen jedoch ähnlich, damit die Wechselwirkung noch wirksamer ist. Es ist natürlich möglich, an einer Wand, die einen Einschnitt begrenzt, lediglich Vorsprünge auszubilden und an der gegenüberliegenden Wand lediglich Hohlräume zu bilden, die zu den Vorsprüngen komplementär sind.
Um eine noch bessere Arretierung zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Einschnittbereiche, die mittlere Winkel β von höchstens 15° bilden, über die gesamte Breite der Rippen zu verteilen. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Abstände die folgenden Beziehungen erfüllen: 1/3 ≤ Le/L ≤ 2/3 1/4 ≤ Li/Lwobei hier bedeuten:

– Le: den maximalen Abstand, der die Einschnittbereiche trennt, die Reliefeinheiten aufweisen und am nächsten an den Seitenwänden jeder Rippe liegen, und
– Li: den maximalen Abstand, der die Einschnittbereiche trennt, die Reliefeinheiten aufweisen und am nächsten am Mittelbereich jeder Rippe liegen.

Weitere Merkmale und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben wird, welche als nicht einschränkende Beispiele Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung zeigen.
In den Zeichnungen:
1 ist nach einer ersten Ausführungsform eine ebene Ansicht einer Rippe eines erfindungsgemäßen Luftreifenlaufstreifens;
2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II-II durch einen Einschnitt der in 1 gezeigten Rippe;
3 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Rippe eines Laufstreifens in ebener Ansicht;
4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI durch einen Einschnittsbereich der in 3 gezeigten Rippe;
5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V durch einen Einschnittsbereich der in 3 gezeigten Rippe;
6 zeigt eine allgemeine Ansicht eines Formelements eines erfindungsgemäßen Einschnitts;
7 zeigt eine andere Variante eines erfindungsgemäßen Einschnitts.
1 zeigt eine partielle Ansicht einer Rippe 1 eines Laufstreifens für einen Lastkraftwagenreifen der Dimension 315/80 R 22.5, der insgesamt acht Rippen aufweist, die durch Rillen einer mittleren Tiefe von 15 mm begrenzt werden und in Umfangsrichtung des Laufstreifens orientiert sind (die Umfangsrichtung ist in 1 durch die Richtung Y angezeigt).
Die Rippe 1 weist eine Kontaktfläche 2, die bei der Fahrt mit dem Boden in Kontakt kommen soll, und zwei Seitenflächen 3 und 4 auf, die die Kontaktfläche 2 entlang zweier Kanten 5 und 6 schneiden. Die Rippe 1 ist mit einer Vielzahl von Einschnitten 7 versehen, die an jeder Seitenfläche münden; von der Lauffläche des Luftreifens im Neuzustand aus betrachtet, schneidet jeder Einschnitt 7 die Fläche 2 nach einem Verlauf, der sich zwischen den Punkten A und B er streckt, die sich an den Kanten 5 und 6 der Rippen befinden. Der mittlere Winkel des Verlaufs des Einschnitts an der Lauffläche entspricht dem Winkel α, den die Linie AB mit der Querrichtung des Laufstreifens (in der Figur durch die Richtung X angegeben) bildet; dieser Winkel beträgt hier 7°. Jeder Einschnitt an einer Rippe weist eine mittlere Breite E von 0,6 mm auf und über die gesamte Länge (zwischen den Punkten A und B) eine praktisch konstante Tiefe, die der Tiefe der Rillen entspricht, die die Rippe 1 begrenzen.
Jeder Einschnitt 7 erstreckt sich von der Seitenfläche 5 zur Seitenfläche 6 der Rippe 1 und wird von aufeinander folgenden planen Einschnittbereichen 70, 71, 72, 73, 74 gebildet, von denen in 1 die Schnittlinien mit der Lauffläche erkennbar sind.
Zwei Bereiche 71, 72 des Einschnitts 7 haben an der Lauffläche Verläufe, die mit der Längsrichtung des Laufstreifens (in der Figur durch die Richtung Y dargestellt) Winkel von β1 bzw. β2 bilden, die in dem dargestellten Fall 7° betragen. Die beiden Einschnittbereiche 71 und 72 haben Längen L1 und L2, die beide 5 mm betragen und deren Summe Lt als Projektion der Längen auf die Längsrichtung Y hier einem Drittel der Breite L der Rippe entspricht.
Die beiden Einschnittbereiche 71 und 72 sind ferner an den sie begrenzenden Wänden mit einer Vielzahl von hohlen und hervorstehenden Motiven versehen, die den in dem Patent US 5 783 002 beschriebenen Motiven ähneln. In der 2, die einen Schnitt entlang der Linie II-II der 1 zeigt, ist der Einschnitt 71 zu sehen, der eine mittlere Breite E und eine Tiefe Hi aufweist. Jede Wand des Einschnitts 71 hat hohle und hervorstehende Motive mit einer maximalen Amplitude K, die in dem vorliegenden Fall 3,3 mm beträgt.
Die Wände des Einschnitts 71 weisen die vertieften und hervorstehenden Motive ferner auf einer Gesamthöhe He auf, die in dem gezeigten Fall Hi entspricht. Die Motive sind zwischen der Lauffläche und dem Boden des Einschnitts auf mehreren Niveaus verteilt: In der Praxis werden, in Richtung Hi des Einschnitts betrachtet, vorzugsweise mindestens drei Reliefreihen angeordnet.
In dem gezeigten Beispiel sind die Einschnittbereiche 70, 73, 74 ebenfalls gerade und schneiden die Lauffläche mit geraden Verläufen, die den gleichen mittleren Winkel α von 7° einnehmen. Diese Bereiche enthalten ferner ebenfalls eine Vielzahl von Motiven, die ähnlich wie die Bereiche 71 und 72 angeordnet sind.
In dem beschriebenen Beispiel ist die Drehrichtung entgegengesetzt zur Richtung Y in 1.
Insgesamt verläuft der Einschnitt 1 senkrecht zur Lauffläche im Neuzustand, d. h. jeder Bereich 70, 71, 72, 73, 74 ist im Mittel senkrecht zu dieser Fläche angeordnet.
Als Variante ist es möglich, jeden Einschnitt in einem Winkel von höchstens ein Absolutwert von 15° (in Bezug auf die Richtung senkrecht zur Lauffläche) zu neigen; die Einschnitte an einer Rippe können abwechselnd in einem positiven und einem negativen Winkel geneigt sein.
In der nachstehenden Tabelle 1 ist ein Vergleich von verschiedenen Profilen mit Rippen (Fall 1 bis Fall 4) angegeben:

– ohne Einschnitt (Fall 1);
– mit geraden Einschnitten und geradem Verlauf an der Lauffläche (Fall 2);
– mit geraden Einschnitten, die mit einer Vielzahl von Reliefelementen versehen sind, wie sie in dem Patent US 5 783 002 beschrieben wurden (Fall 3);
– mit erfindungsgemäßen Einschnitten (Fall 4).

In dem zuletzt genannten Fall 4 weist der Luftreifen acht Rippen auf, die jeweils mit einer Vielzahl von Einschnitten versehen sind, wie sie in der 1 dargestellt sind. Die Einschnitte der Rippe an der Schulter unterschieden sich von den Einschnitten der anderen Rippen dadurch, dass die Rippe an der Schulter breiter ist, wobei die Einschnitte mit einer zusätzlichen Wellung von größerer Amplitude versehen sind.
Zum Vergleich der Profile (Tabelle I) wird für jedes Profil eine longitudinale (in 1 Richtung Y) Schersteifigkeit als Verhältnis der durch den Boden auf jedes Profil ausgeübten Kraft in Längsrichtung und der Scherverformung an dem Profil berechnet. Man berechnet ferner ein Weicherwerden, das als das Verhältnis der longitudinalen Schersteifigkeit und des Produkts des Schermoduls des Gummis und der Fläche des Profils in Kontakt mit dem Boden definiert ist.
Der Einschnittgrad jedes Profils ist als Verhältnis der Summe der Einschnittflächen an einer Rippe im Neuzustand und der Gesamtfläche der Rippe definiert.
Tabelle I – berechnete Werte
Man stellt fest, dass es mit dem erfindungsgemäßen Profil (Fall 4) möglich ist, im Vergleich mit Profilen, die nicht erfindungsgemäße Einschnitte aufweisen, den Einschnittgrad und die Länge der Kanten zu erhöhen, indem die longitudinale Schersteifigkeit erhöht wird, ohne dass ein zu großes Weicherwerden auftritt.
Es wurden ferner Messungen an Luftreifen durchgeführt, die mit solchen Profilen (Fall 2, Fall 3, Fall 4) versehen sind, und an einem Profil, das Rippen aufweist, die mit verbrückten geradlinigen Einschnitten versehen sind (Fall 5), d. h. deren gegenüberliegenden Wände durch Gummibrücken verbunden sind. Diese Messungen sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben.
Tabelle II – Messungen an Luftreifen
Man stellt fest, dass das mit erfindungsgemäßen Einschnitten versehene Profil (Fall 4) eine größere Steifigkeit (ausgedrückt in daN pro Deformation) aufweist als ein Profil mit Einschnitten, die mit Brücken versehen sind, und gleichzeitig unabhängig vom Abnutzungsgrad mehr Profilrillen aufweist.
In der 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Rippe 10 eines Laufstreifens gezeigt, die eine Vielzahl von Einschnitten 700 aufweist. Jeder Einschnitt besitzt, betrachtet von der Lauffläche 20, einen Verlauf, der sich zwischen zwei Schnittpunkten A und B mit jeder Kante der Rippe erstreckt. Der Einschnitt weist von A nach B mehrere aufeinander folgende Schnittbereiche auf, nämlich: AC, CD, DE, EF, FG, GH, HT, IJ und JB. Die Einschnittbereiche AC, DE, FG und HI sind in Querrichtung X ausgerichtet und weisen an den sie begrenzenden Wänden keine Reliefelemente auf.
Die Bereiche CD, EF, GH und IJ bilden mit der Längsrichtung Y jeweils einen mittleren Winkel β mit einem Absolutwert von 5° (wobei dieser Winkel der Winkel des Abschnitts ist, der die Endpunkte der Einschnittbereiche verbindet. Alle diese Einschnittbereiche sind über die gesamte Tiefe mit einer Vielzahl von Reliefelementen versehen (wie dies durch die gewählten Verläufe 8 an der Lauffläche symbolisiert wird, wie sie in 3 dargestellt werden).
Um die Arretierung der Wände der Einschnittbereiche von größerer Länge noch zu verbessern, liegt die maximale Amplitude K der Reliefelemente im Mittelbereich jedes dieser Bereiche (in dem gezeigten Beispiel erhöht sich die Amplitude allmählich von einem Ende bis zum Mittelbereich, wie schematisch durch die gepunkteten Verläufe dargestellt ist).
Es ist vorteilhaft, wenn die Einschnittbereiche, die in einem Winkel β von unter 15° mit der Längsrichtung des Laufstreifens geneigt sind, über die Breite der Rippe so verteilt sind, dass die Blockage der gegenüberliegenden Wände des Einschnitts bestmöglich über die gesamte Breite der Rippe verteilt wird. In dem vorliegenden Fall beträgt die maximale Breite Le, die die Einschnittbereiche voneinander trennt, welche Reliefelemente aufweisen und am Nächsten an den Seitenflächen jeder Rippe liegen (entsprechend den Bereichen CD und IJ und insbesondere entsprechend dem Abstand zwischen den Punkten C und J) 2/3 der Breite L der Rippe 10, wohingegen die maximale Breite Li, die die Einschnittbereiche trennt, die Reliefelemente aufweisen und am Nächsten am Mittelbereich der Rippe gelegen sind, ein Drittel der Breite L beträgt.
Die Einschnittbereiche, die keine Reliefelemente aufweisen, sind vorteilhaft in einem positiven Winkel und einem negativen Winkel bezüglich einer senkrecht zur Lauffläche verlaufenden Mittelebene, die durch den Punkt A hindurchgeht, geneigt, wobei die Neigung höchstens 15° beträgt.
In dem gezeigten Fall sind die Einschnittbereiche DE und HI, die keine Reliefelemente aufweisen, in Bezug auf eine senkrechte Linie zur Lauffläche des Laufstreifens im Neuzustand, wie dies in der 4 zu sehen ist, geneigt. In der 4, die einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der 3 zeigt, hat der Einschnittbereich HI einen geneigten Verlauf mit einem Winkel γ₁ in Bezug auf eine senkrechte Linie zur Lauffläche, die durch den Schnittpunkt dieses Bereichs mit der Lauffläche hindurchgeht. Der Einschnittbereich FG, der sich in Bezug auf die Bereiche DE und HI auf der anderen Seite des Ab schnitts AB befindet, ist andererseits mit einem Winkel γ₂ mit dem gleichen Wert, jedoch umgekehrten Vorzeichen, des Winkels γ₁ geneigt, wie dies in der 5 zu sehen ist, die einen Schnitt entlang der Linie V-V des Einschnittbereichs FG zeigt.
Wenn L' und L'' die Abstände der Schnittpunkte bezeichnen, die in Längsrichtung von der fiktiven, durch die Punkte A und B hindurchgehenden Geraden am weitesten entfernt sind und auf beiden Seiten dieser Geraden liegen, sind verschiedene Fälle möglich. In dem beschriebenen Beispiel sind die Abstände L' und L'' in etwa gleich und betragen ein Viertel der Breite L der Rippe.
Für eine bessere Ausgewogenheit des Laufstreifens im Gebrauch und eine bessere Arretierung der Wände des Einschnitts ist es vorteilhaft, wenn die Längen L' und L'' mit der Anzahl der praktisch in Längsrichtung orientierten Einschnittbereiche gewichtet werden: In dem vorliegenden Fall sollte L'' in etwa doppelt so lang sein wie die Länge L'.
Die 1 und 3 zeigen Rippen, die mit erfindungsgemäßen Einschnitten versehen sind, die den Rippen eine bevorzugte Orientierung geben: Der gleiche Effekt kann natürlich auch mit einem Profil erhalten werden, bei dem eine Vielzahl von Einschnitten an jeder Rippe realisiert ist, wobei der Verlauf jedes Einschnitts in Bezug auf die Linie, die die Schnittpunkte des Einschnitts mit den Kanten der Rippe verbindet, in etwa symmetrisch ist.
Die Reliefelemente können die Form von Rillen und Rippen haben, die miteinander wechselwirken sollen, um die Blockage jeglicher Bewegung zu gewährleisten, sobald die mit solchen Einheiten versehe nen Wände der Einschnitte in Kontakt miteinander kommen. Die nicht notwendigerweise geradlinigen Rillen und Rippen sind an den gegenüberliegenden Wänden gemäß mittleren Richtungen geformt, die senkrecht zur Lauffläche vorlaufen können oder nicht.
Die 6 zeigt eine Variante eines Formelements 101 in Form einer Lamelle, das für eine Form zum Formen eines erfindungsgemäßen Einschnitts in einem Laufstreifen dienen soll. Die Lamelle 101 umfasst zwei schräge Bereiche 102 (d. h. Bereiche, die zum Formen von Einschnittbereichen vorgesehen sind, die einen von Null verschiedenen Winkel mit der Richtung senkrecht zur Lauffläche bilden) und dazwischen liegende radiale Bereiche 103 (die Einschnittbereiche senkrecht zur Lauffläche formen sollen). Alle diese Lamellenbereiche haben die gleiche mittlere Dicke. Die Gesamthöhe der Lamelle wird hier als Hi bezeichnet. Alle Bereiche der Lamelle weisen Hohlelemente 104 und hervorstehende Bereiche 105 auf, die abwechselnd angeordnet sind und deren Amplitude im Bereich des 4- bis 10-Fachen der mittleren Dicke der Lamelle liegt.
Einige der radialen Bereiche 106 sind zum Formen der Einschnittbereiche vorgesehen, die mit der Längsrichtung des Laufstreifens einen Winkel von 0° bilden (die anderen Bereiche verlaufen senkrecht zu dieser Richtung).
Die beschriebene Lamelle 101 ist zum Formen eines Einschnitts konzipiert, dessen Schnittfläche mit der Lauffläche eine gezackte Struktur aufweist, wobei die Amplitude der Zacken allmählich mit der Tiefe (und somit der Abnutzung des Laufstreifens) steigt. Ab einer bestimmten Tiefe und über mindestens eine Resttiefe He von mindestens der Hälfte der Gesamthöhe Hi weisen die radialen Berei che 106, die die Einschnittbereiche mit einem Winkel von 0° mit der Längsrichtung formen, in der Projektion auf diese Richtung eine Gesamtlänge Lt von mindestens einem Fünftel der Länge L der Lamelle auf (unter Gesamtlänge wird die Summe der Längen der radialen Bereiche in Längsrichtung verstanden).
Eine weitere interessante Variante dieser Lamelle entspricht der schematisch in 7 gezeigten Darstellung. In 7 ist ein Gummielement 201 eines Laufstreifens gezeigt, der mit einem Einschnitt 202 versehen ist, der mit einer Lamelle geformt wurde, die der oben beschriebenen Lamelle sehr ähnlich ist.
Die Besonderheit des Einschnitts 202 mit einer Gesamttiefe Hi besteht darin, dass an der Lauffläche ein geometrischer Verlauf 203 gebildet wird, der sich mit der Abnutzung von einer gezackten Form, wobei die Lücke in Bezug auf die Linie, die die Enden A und B verbindet, auf einer Seite liegt, über eine Zwischenposition, bei der der geometrische Verlauf geradlinig ist (im gezeigten Fall etwa auf der mittleren Tiefe des Einschnitts) in eine andere gezackte Form verändert, bei der die Lücke in Bezug auf die gleiche Linie auf der gegenüberliegenden Seite liegt. Die Formänderungen des geometrischen Verlaufs beginnen erst ab einer Tiefe He 1 und verlaufen monoton bis zu einer Tiefe, die einem vom Boden des Einschnitts mit He2 beabstandeten Niveau entspricht.
Mindestens die Wände gegenüber den Einschnittbereichen 204, die mit der Längsrichtung des Gummielements ausgerichtet sind, weisen Hohlräume und Vorsprünge auf (in der gezeigten Darstellung nicht zu sehen), so dass die Summe der auf die Längsrichtung und auf die Höhe He projizierten Längen dieser Bereiche gleich der Summe der Höhen He1 und He2 zumindest einem Fünftel der Breite L des Gummielements 201 entspricht. Die Höhe He ist hier gleich der halben Gesamthöhe Hi des Einschnitts.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele beschränkt und es können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Insbesondere bezieht sie sich auch auf Luftreifen für Personenkraftwagen sowie Luftreifen für die Achsen von Lastkraftwagen, die keine Antriebsachsen sind.

Claims

Laufstreifen für Luftreifen, der ein Profil aufweist, das aus mindestens zwei Rillen von allgemein umlaufender Orientierung gebildet ist, wobei die Rillen mindestens zwei Rippen (1) begrenzen, die jeweils eine Kontaktfläche (2), die mit der Fahrbahn in Kontakt kommen soll, und zwei Seitenflächen aufweisen, die Seitenflächen die Kontaktfläche unter Bildung von Kanten (5, 6) schneiden, mindestens eine Rippe der mittleren Breite L eine Vielzahl von Einschnitten (7) aufweist, die eine maximale Tiefe Hi besitzen und im Neuzustand an der Kontaktfläche und den beiden Seitenflächen der Rippe münden, sich der Verlauf jedes Einschnittes an der Kontaktfläche zwischen zwei Schnittpunkten A und B mit den Kanten der Rippe erstreckt, die Linie AB mit der Querrichtung des Laufstreifens einen Winkel α von höchstens 40° bildet und der Laufstreifen dadurch gekennzeichnet ist, dass: – jeder Einschnitt (7) einer mittleren Breite E von einer Seitenfläche der Rippe zur anderen Seitenfläche eine Folge von Einschnittbereichen (70, 71, 72, 73, 74) aufweist, wobei einige dieser Einschnittbereiche über mindestens eine Höhe He gleich der halben maximalen Tiefe Hi des Einschnitts und für alle Flächen parallel zur Kontaktfläche im Neuzustand über diese Höhe He Verläufe aufweisen, die mit der Längsrichtung des Laufstreifens einen mittleren Winkel β von höchstens 15° bilden, wobei diese Bereiche als Projekti on auf die Längsrichtung eine Gesamtlänge Lt aufweisen, die mindestens einem Fünftel der Breite L der Rippe entspricht; und dadurch, dass – die Einschnittbereiche, deren Verläufe einen mittleren Winkel β bilden, an ihren gegenüberliegenden Wänden mit Reliefelementen einer Amplitude K versehen sind, die, wenn sie in Kontakt mit der Fahrbahn kommen, zusammenwirken, um die relativen Bewegungen einer Wand des Einschnitts in Bezug auf die gegenüberliegende Wand in Richtung der Dicke des Laufstreifens und in der Längsrichtung des Laufstreifens zu blockieren, wobei die Amplitude K der Reliefelemente im Bereich des 4- bis 10-fachen der mittleren Breite E des Einschnitts liegt.
Laufstreifen für Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlänge Lt, die der Summe der Projektionen der Längen der Einschnittbereiche, die einem Winkel von höchstens 15° mit der Längsrichtung Y bilden, auf die Längsrichtung Y entspricht, mindestens ein Drittel der Breite L der Rippe beträgt.
Laufstreifen für Luftreifen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände, die die Einschnittbereiche begrenzen, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel β von höchstens 15° bilden, Reliefelemente ab der Lauffläche und über eine Tiefe von mindestens 50 % der maximalen Tiefe Hi des Einschnitts aufweisen.
Laufstreifen für Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Winkel β höchstens 5° beträgt.
Laufstreifen für Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Einschnitte in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Lauffläche geneigt ist, wobei diese Fläche durch den Punkt A in einem von 0° verschiedenen mittleren Winkel hindurchgeht.
Laufstreifen für Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Lauffläche, die durch den Punkt A hindurchgeht, in einem mittleren Winkel von höchstens einem Absolutwert von 15° geneigt sind, wobei die Einschnitte abwechselnd in einem positiven Winkel oder in einem negativen Winkel geneigt sind.
Laufstreifen für Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Einschnittbereiche mit einer mittleren Neigung unter 15° gibt, wobei die Bereiche entgegengesetzte Neigungen aufweisen.
Laufstreifen für Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass 1/3 ≤ Le/L ≤ 2/3 1/4 ≤ Li/Lmit: – he: maximaler Abstand, der die Einschnittbereiche trennt, die Reliefeinheiten aufweisen und am nächsten an den Seitenflächen jeder Rippe gelegen sind, und – Li: maximaler Abstand, der die Einschnittbereiche trennt, die Reliefeinheiten aufweisen und am nächsten am Mittelbereich jeder Rippe gelegen sind.