DE69004378T2

DE69004378T2 - Luftreifen für LKW.

Info

Publication number: DE69004378T2
Application number: DE90308723T
Authority: DE
Inventors: Yasutaka Enoki; Akihito Goto
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: EP0413502B1; EP0413502A1; DE69004378D1; US5160385A; ES2047859T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen LKW-Luftreifen, der für Lastwagen und Busse bestimmt ist, und insbesondere auf einen Gürtelluftreifen mit einem Laufflächenmuster, das geeignet ist, die Reifenbeschädigung infolge des Einfangens von Steinen zu vermindern.
Wenn der LKW-Luftreifen dieses Typs in einem Zustand gefahren wird, in dem gewöhnlich auf der Straße verstreute Steine in Rillen des Laufflächenbereichs festgehalten werden, wird der Rillenbodenbereich beschädigt, da die Belastung wiederholt auf den Rillenbereich mit dem eingefangenen Stein einwirkt, und außerdem kann sich eine solche Beschädigung innerhalb des Reifens vergrößern.
Um die Reifenbeschädigung infolge des Einfangens von Steinen zu verhindern, ist bisher ein LKW-Luftreifen gemäß den Figuren 1a und 2b bekannt, der dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspricht, und bei dem Vorsprünge 14 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen auf dem Boden einer Umfangsrille 12 angeordnet sind und sich im wesentlichen in Umfangsrichtung eines Reifens 10 längs der Rille erstrecken, so daß das Einfangen von Steinen in der Umfangsrille 12 vermindert wird, und eingefangene Steine durch die elastische Kraft des Vorsprungs 14 während des Laufs aus der Rille ausgeworfen werden.
Außerdem kann eine Querrille 16, die sich mit der Umfangsrille 12 kreuzt, in der Lauffläche eines solchen LKW-Luftreifens angeordnet werden, um die Zug- und Bremsleistung zu verbessern. In diesem Fall wird natürlich erwartet, daß in der Querrille Steine eingefangen werden. Ein in der Querrille eingefangener Stein wird jedoch durch die Eindrück- und Auswerfbewegung des Laufflächengummis während des Laufs leicht ausgeworfen. Wenn der Vorsprung zur Verhinderung des Einfangens von Steinen auf dem Boden der Querrille angeordnet ist, wird der Radius der Rille klein, und dann erfolgt leicht Rißbildung, so daß in der Querrille gewöhnlich kein Vorsprung angeordnet wird.
Selbst bei einem solchen Reifen, der mit den Vorsprüngen zur Verhinderung des Einfangens von Steinen versehen ist, bestehen jedoch die Kreuzungsbereiche zwischen der Umfangsrille 12 und der Querrille 16, das heißt, die Gebiete A und B, aus Seiten und Eckenbereichen von drei oder vier Blöcken, die Inselbereiche der Lauffläche darstellen, so daß dann, wenn ein Stein durch den Kreuzungsbereich eingefangen wird, sofort auch das oben erwähnte, auf das Einfangen des Steins zurückzuführende Problem verursacht wird, weil der eingefangene Stein von den Gummiblöcken elastisch festgehalten wird, und die Vorsprünge 14 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen, die längs der Umfangsrille 12 angeordnet sind, ihre Funktion nicht in genügender Weise erfüllen können, so daß die Steine in dem eingefangenen Zustand verbleiben. Außerdem ist bekannt, daß ein solches Problem unabhängig von der Reifenstruktur verursacht wird.
Bei dem LKW-Luftreifen mit einem Blockmuster wie bei dem obigen herkömmlichen Reifen wird leicht eine Schulterabnutzung bei den Blöcken in dem Schulterbereich der Lauffläche, sowie eine Fersen- und Zehenabnutzung bei den Blöcken des mittleren Bereichs des Reifens hervorgerufen. Daher wird ein blinder Einschnitt, der sich nicht bis zu den Querrillen und den Umfangsrillen erstreckt, in jedem Block gebildet, wie dies in der Figur 1a gezeigt ist. Auf diese Weise wird die Steifigkeit jedes Blocks durch den blinden Einschnitt vermindert, um die bei der Bodenkontaktfläche der Lauffläche während der Eindrück- und Auswerfbewegung in der Umfangsrichtung erzeugte Scherkraft zu reduzieren, wodurch die Fersen- und Zehenabnutzung beherrscht werden kann.
Bei diesem LKW-Luftreifen gibt es jedoch noch das Problem, daß bei den Blöcken des Schulterbereichs, auf die die seitliche Kraft am stärksten einwirkt, leicht Schulterabnutzung hervorgerufen wird.
Angesichts der obigen Ausführungen ist es ein Ziel der Erfindung, einen LKW-Luftreifen vorzuschlagen, bei dem die Reifenbeschädigung infolge des Einfangens von Steinen in dem Kreuzungsbereich zwischen den Rillen verhindert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen LKW-Luftreifen vorzuschlagen, bei dem die Schulterabnutzung in dem Schulterbereich, und die Fersen- und Zehenabnutzung in dem mittleren Bereich gleichzeitig und wirksam beherrscht werden kann, und zwar zusätzlich zu der Verhinderung des Einfangens von Steinen.
Gemäß der Erfindung wird ein Luftreifen vorgeschlagen, mit einer Lauffläche, die ein Blockmuster aufweist, das gebildet wird von Inselbereichen, die von Rillenbereichen umgeben sind, und von auf dem Boden der Rillen angeordneten Vorsprüngen, um zu verhindern, daß Steine eingefangen werden, wobei die Vorsprünge Kreuzungsvorsprünge aufweisen, die in einem Kreuzungsbereich zwischen mindestens zwei Rillen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzungsvorsprünge mit vorspringenden Teilen versehen sind, die in Richtung jeder angrenzenden Rille vorspringen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Lauffläche ein Blockmuster auf, das aus mindestens fünf Blockreihen besteht, die durch mehrere Umfangsrillen und mehrere Querrillen in Breitenrichtung des Reifens festgelegt sind. Bei allen diesen Blockreihen ist jeder Block mit einem blinden Einschnitt versehen, der in Umfangsrichtung des Reifens so gebildet ist, daß er nicht bis zu den Querrillen reicht. Wahlweise weist jeder Schulterblock einer Blockreihe, der in jedem Endbereich in Breitenrichtung des Reifens angeordnet ist, keinen Einschnitt auf, während jeder mittlere Block einer Blockreihe, der in einem mittleren Bereich in Breitenrichtung der Lauffläche angeordnet ist, und jeder zweite Block einer Blockreihe, der zwischen dem Schulterblock und dem mittleren Block in Breitenrichtung der Lauffläche angeordnet ist, mit einem blinden Einschnitt versehen ist, der in Umfangsrichtung des Reifens so gebildet ist, daß er nicht bis zu den Querrillen reicht.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:
Die Figur 1a ist ein partieller Grundriß des herkömmlichen Reifens mit einem Blockmuster.
Die Figur 1b ist eine schematische Schnittansicht einer Umfangsrille eines herkömmlichen Reifens, wobei diese Umfangsrille mit einem Vorsprung zur Verhinderung des Einfangens von Steinen versehen ist.
Die Figur 2 ist ein partieller Grundriß einer Ausführungsform des LKW- Luftreifens gemäß der Erfindung.
Die Figuren 3a bis 3c sind vergrößerte schematische Ansichten von Vorsprüngen zur Verhinderung des Einfangens von Steinen in den Gebieten C, D bzw. E der Figur 2.
5 Die Figur 4 ist eine schematische Schnittansicht einer Umfangsrille des Reifens der Figur 2, wobei diese Umfangsrille mit einem Vorsprung zur Verhinderung des Einfangens von Steinen versehen ist.
Die Figuren 5 und 6 sind Schnittansichten gemäß den Schnittlinien V-V bzw. VI-VI der Figur 2.
Die Figuren 7 und 8 sind schematische Ansichten von Laufflächenmustern anderer Ausführungsformen des LKW-Luftreifens gemäß der Erfindung.
Die Figuren 9a und 9b sind schematische Ansichten, die eine Testmethode für den erfindungsgemäßen Reifen und einen Vergleichsreifen wiedergeben.
Bei dem LKW-Luftreifen gemäß der Erfindung springt der vorspringende Teil des Vorsprungs zur Verhinderung des Eindringens von Steinen, der in dem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille und der Querrille angeordnet ist, die den Inselbereich in Blöcke unterteilen, in Rillenrichtung vor, so daß er das Einfangen von Steinen in dem Kreuzungsbereich behindert und folglich keine Steine in dem Kreuzungsbereich eingefangen werden, und die Reifenbeschädigung infolge des Einfangens von Steinen wirksam verhindert werden kann.
Weiterhin wird keine Rißbildung infolge Verminderung des Radius des Rillenbodens hervorgerufen, da sich der vorspringende Teil nicht längs der Querrille erstreckt.
In der Figur 2 ist ein Laufflächenmuster eines erfindungsgemäßen LKW- Luftreifens 20 wiedergegeben, das aufweist: eine Umfangsrille 22, die auf dem Äquator des Reifens angeordnet ist, und sich im wesentlichen in der Äquatorebene in Umfangsrichtung erstreckt, zwei Umfangsrillen 24, 24, die auf beiden Seiten der Umfangsrille 22 angeordnet sind und in Breitenrichtung des Reifens einen gewissen Abstand voneinander haben, Querrillen 26, die zwischen den Umfangsrillen 24, 24 so angeordnet sind, daß sie sich mit der Umfangsrille 22 unter einem konstanten Winkel bezüglich der Äquatorebene des Reifens kreuzen, und die in Umfangsrichtung einen gewissen Abstand voneinander haben, und weitere Querrillen 30, die zwischen der Umfangsrille 24 und einem Schulterbereich 28 unter einem konstanten Winkel bezüglich der Äquatorebene des Reifens und der Umfangsrille 24 angeordnet sind und in Umfangsrichtung einen gewissen Abstand voneinander haben. Außerdem bezeichnet die Kennziffer 32 eine schmale Rille, die in dem Schulterbereich 28 so gebildet ist, daß sie sich im wesentlichen parallel zu der Äquatorebene des Reifens erstreckt, und die vorgesehen ist, um die ungleichmäßige Abnutzung der an den Schulterbereich 28 angrenzenden Gummiblöcke zu verhindern.
Auf dem Boden der Umfangsrillen 22 und 24 sind Vorsprünge 34 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen so angeordnet, daß sie in der Umfangsrichtung des Reifens in Rillenrichtung voneinander getrennt sind. In diesem Fall sind diese Vorsprünge 34 in mindestens einem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 22 und der Querrille 26, einem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 24 und der Querrille 26, bzw. einem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 24 und der Querrille 30 angeordnet. Natürlich ist die obere Fläche des Vorsprungs 34 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen unterhalb der Oberfläche des Laufflächenbereichs, das heißt, in radialer Richtung des Reifens nach innen angeordnet.
Gemäß der Erfindung ist der Vorsprung 34, der in dem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 22 und der Querrille 26 in einem in der Figur 2 wiedergegebenen Gebiet C angeordnet ist, versehen mit vorspringenden Teilen 36, die in Rillenrichtung der Umfangsrille 22 vorspringen, und mit vorspringenden Teilen 38, die in Rillenrichtung der Querrille vorspringen, wie dies in der Figur 3a gezeigt ist. Weiterhin ist der Vorsprung 34, der in dem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 24 und der Querrille 26 in einem in der Figur 2 wiedergegebenen Gebiet D angeordnet ist, versehen mit vorspringenden Teilen 40, die in Rillenrichtung der Umfangsrille 24 vorspringen, und mit vorspringenden Teilen 42, die in Rillenrichtung der Querrille 26 vorspringen, wie dies in der Figur 3b gezeigt ist. Schließlich ist der Vorsprung 34, der in dem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 24 und der Querrille 30 angeordnet ist, in einem in der Figur 2 wiedergegebenen Bereich E versehen mit vorspringenden Teilen 44, die in Rillenrichtung der Umfangsrille 24 vorsprlngen, und mit einem vorspringenden Teil 46, das in Rillenrichtung der Querrille 30 vorspringt, wie dies in der Figur 3c gezeigt ist.
Bei dem LKW-Luftreifen gemäß der Erfindung behindern die Vorsprünge 34, die in den Kreuzungsbereichen zwischen der Umfangsrille 22 und der Querrille 26, zwischen der Umfangsrille 24 und der Querrille 26, und zwischen der Umfangsrille 24 und der Querrille 30 angeordnet sind, das heißt, die in Rillenrichtung vorspringenden Teile dieser Vorsprünge, das Einfangen von Steinen in diesen Kreuzungsbereichen, so daß die Reifenbeschädigung infolge des Einfangens von Steinen wirksam verhindert werden kann.
Da bei jedem der Vorsprünge zur Verhinderung des Einfangens von Steinen der vorspringende Teil in Rillenrichtung vorspringt, wird außerdem eine hohe Kompressionssteifigkeit des Vorsprungs selbst erhalten, so daß der Vorsprung selbst in dem Zustand, in dem ein Stein eingefangen wurde, nicht leicht zusammengedrückt wird, und folglich ein eingefangener Stein durch die elastische Erholungskraft des vorspringenden Teils während des Laufs des Reifens leicht wieder ausgeworfen werden kann.
Weiterhin sind die Vorsprünge 34 in den Umfangsrillen 22 und 24 in Rillenrichtung so angeordnet, daß sie in der Umfangsrichtung voneinander getrennt sind, wodurch die Wasserableitung weiter verbessert wird, verglichen mit dem Fall, daß ein kontinuierlicher Vorsprung in Rillenrichtung in der Rille angeordnet wird. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform sind die anderen Vorsprünge 34a, die in Rillenrichtung voneinander getrennt sind, zwischen den Vorsprüngen 34 angeordnet, die in dem Kreuzungsbereich zwischen der Umfangsrille 22 und der Querrille 26 längs des Bodenbereichs der Umfangsrille 22 angeordnet sind, wodurch das Einfangen von Steinen in den von den Kreuzungsbereichen verschiedenen Bereichen der Umfangsrille 22 verhindert wird. Außerdem kann der vorspringende Teil 36 des in dem Kreuzungsbereich angeordneten Vorsprungs 34 mit dem in Rillenrichtung in der Umfangsrille 22 angeordneten Vorsprung 34a verbunden werden.
Um unter einigen bei dem LKW-Luftreifen erforderlichen Eigenschaften die Abriebfestigkeit des Reifens zu verbessern, wird erwogen, die Rille in dem Laufflächenbereich tiefer zu machen, aber in diesem Fall ergibt sich das Problem, daß die Steine leichter eingefangen werden.
In der Figur 4 ist das Laufflächenmuster einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen LKW-Luftreifens wiedergegeben, bei dem der gewünschte Effekt der Verhinderung des Einfangens von Steinen erreicht werden kann durch Auswahl der Form und der Größe des Vorsprungs 34 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen bezüglich der Umfangsrille 22. Das Laufflächenmuster dieses Reifens ist das gleiche wie bei der Ausführungsform der Figur 2, so daß zur Vereinfachung weggelassen wurde und nur die Struktur des in der Umfangsrille angeordneten Vorsprungs wiedergegeben wurde.
Die einander gegenüberliegenden Seitenwände 48 der Umfangsrille 22 (24) erstrecken sich bis zu der Oberseite des Vorsprungs 34 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen, der auf dem Boden der Umfangsrille vertikal angeordnet ist, oder bis zu einer Höhe h des Vorsprungs 34 senkrecht zu der Laufflächenoberfläche 50, wobei sie von dem Gebiet der Oberseite des Vorsprungs 34 bis zu der Laufflächenoberfläche um einen Winkel α bezüglich einer zu der Laufflächenoberfläche senkrechten Ebene nach außen geneigt sind.
Wenn die Breite der Umfangsrille 22 (24) bei der Laufflächenoberfläche gleich W ist, die Tiefe der Umfangsrille 22 (24) ab der Laufflächenoberfläche gleich D ist, die Tiefe von der Laufflächenoberfläche 50 bis zu der Oberseite des Vorsprungs 34 gleich d ist, und die Höhe des Vorsprungs 34 ab dem Boden der Umfangsrille 22 (24) gleich h ist, werden die Form und die Größe des Vorsprungs 34 so gewählt, daß das Verhältnis der Breite W der Umfangsrille 22 (24) zu der Tiefe d des Vorsprungs 34 die Beziehung W/d ≥ 0,8 erfüllt, und das Verhältnis der Höhe h des Vorsprungs 34 zu der Tiefe D der Umfangsrille 22 (24) die Beziehung 0,4 ≤ h/D ≤ 0,5 erfüllt.
Wenn das Verhältnis W/d kleiner als 0,8 ist, werden Steine leicht eingefangen. Wenn andererseits das Verhältnis h/D kleiner als 0,4 wird, wird W/d zu klein, und dann können Steine leicht eingefangen werden, und wenn das Verhältnis h/D größer als 0,5 wird, wird die Steifigkeit gegenüber der Kompressionkraft des Vorsprungs 34 klein, und dann kann sich der gewünschte Effekt der Verhinderung des Einfangens von Steinen und der Ableitung von Wasser nicht entwickeln.
Um die Steifigkeit gegenüber der Kompressionskraft des Vorsprungs 34 sicherzustellen, werden die Form und die Größe des Vorsprungs 34 vorzugsweise so gewählt, daß das Verhältnis der Breite w des Vorsprungs 34 zu der Höhe h dieses Vorsprungs die Beziehung w/h ≥ 0,2 erfüllt, und das Verhältnis der Länge l des Vorsprungs längs der Umfangsrille 22 (24) zu der Höhe h dieses Vorsprungs die Beziehung l/h ≥ 1,0 erfüllt.
Um bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich zu der Verhinderung des Einfangens von Steinen das Auftreten von Schulterabnutzung in dem Schulterbereich, und von Fersen- und Zehenabnutzung bei dem verbleibenden mittleren Bereich zu verhindern, weist der LKW-Luftreifen ein Laufflächenmuster auf, das aus mindestens fünf Blockreihen besteht, die durch mehrere Umfangsrillen, und mehrere Querrillen in Breitenrichtung des Reifens festgelegt sind. Bei allen diesen Blockreihen ist jeder Block mit einem blinden Einschnitt versehen, der in Umfangsrichtung des Reifens so gebildet ist, daß er nicht bis zu den Querrillen reicht. Wahlweise weist jeder Schulterblock einer Blockreihe, der in jedem Endbereich in Breitenrichtung der Lauffläche angeordnet ist, keinen Einschnitt auf, während jeder mittlere Block in Breitenrichtung der Lauffläche, und jeder zweite Block einer Blockreihe, der in Breitenrichtung der Lauffläche zwischen dem Schulterblock und dem mittleren Block angeordnet ist, mit einem blinden Einschnitt versehen ist, der in Umfangsrichtung des Reifens so gebildet ist, daß er nicht bis zu den Querrillen reicht.
Die Schulterabnutzung in dem Schulterblock wird nach dem folgenden Mechanismus hervorgerufen: Bei dem herkömmlichen Reifen wird außer in dem mittleren Block und in dem zweiten Block auch in dem Schulterblock ein blinder Einschnitt gebildet, so daß die Scherkraft in Umfangsrichtung bei Brems- und Zugbeanspruchung vermindert ist. Wenn eine Seitenkraft auf den Reifen ausgeübt wird, wird andererseits, da der Schulterblock nahe bei der Einwirkungsseite der Seitenkraft liegt, die Bewegung des Reifens in Breitenrichtung ziemlich groß, verglichen mit dem Fall, in dem kein Einschnitt in dem Schulterblock gebildet ist. Dies hat zur Folge, daß die Abnutzung (Kraft x Bewegung) des Schulterblocks groß wird und die Schulterabnutzung hervorgerufen wird.
Um die Schulterabnutzung des Schulterblocks zu verhindern, ist es daher erforderlich, daß die Bewegung des Schulterblocks beherrscht wird. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung kein blinder Einschnitt in dem Schulterblock gebildet. Wenn in dem Schulterblock ein blinder Einschnitt gebildet wird, ist es erforderlich, daß das Verhältnis des Volumens des blinden Einschnitts zu dem Volumen des einen solchen blinden Einschnitt enthaltenden Schulterblocks (Einschnitt-Volumenverhältnis) nicht größer als 0,5% ist. Wenn das Einschnitt-Volumenverhältnis größer als 0,5% ist, wird bei Einwirkung einer Seitenkraft eine große Bewegung des Schulterblocks erhalten und die Schulterabnutzung hervorgerufen.
Außerdem sollte der Gummi, aus dem der Schulterblock besteht, vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 115 bis 165 kp/cm² bei 300% Dehnung haben. Wenn der Elastizitätsmodul kleiner als 115 kp/cm² ist, wird bei Einwirkung einer Seitenkraft eine zu große Bewegung des Schulterblocks erhalten, und wenn der Elastizitätsmodul größer als 165 kp/cm² ist, wird bei Einwirkung einer Seitenkraft eine große Reaktionskraft des Schulterblocks erhalten, wodurch eine große Abnutzung hervorgerufen wird.
Die Fersen- und Zehenabnutzung bei dem mittleren Block und dem zweiten Block wird andererseits nach dem folgenden Mechanismus hervorgerufen: Da der Bodenkontaktdruck bei dem mittleren Block und dem zweiten Block größer als bei dem Schulterblock ist, ist die Bewegung, die bei einer Brems- und Zugbeanspruchung eine Rolle spielt, in dem mittleren Block und dem zweiten Block größer als in dem Schulterblock. Dies hat zur Folge, daß bei dem mittleren Block und dem zweiten Block beim Eindrücken und Auswerfen die Scherkraft in Umfangsrichtung groß ist, und eine große Abnutzung erhalten wird, und die Fersen- und Zehenabnutzung hervorgerufen wird.
Um die Fersen- und Zehenabnutzung des mittleren Blocks und des zweiten Blocks beim Eindrücken und Auswerfen zu verhindern, ist es erforderlich, daß die Scherkraft in Umfangsrichtung beherrscht wird. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung in jedem mittleren Block und jedem zweiten Block ein blinder Einschnitt gebildet. In diesem Fall liegt das Verhältnis des Volumens des blinden Einschnitts zu dem Volumen des einen solchen blinden Einschnitt enthaltenden Blocks (Einschnitt-Volumenverhältnis) bei jedem mittleren Block und jedem zweiten Block innerhalb eines Bereichs von 0,5- 3,0%, vorzugsweise von 1,2-1,7%. Wenn das Einschnitt-Volumenverhältnis kleiner als 0,5% ist, ist die Scherkraft in Umfangsrichtung nicht genug vermindert, und wenn das Einschnitt-Volumenverhältnis größer als 3,0% wird, nimmt zwar die Scherkraft in Umfangsrichtung ab, aber es wird eine zu große Bewegung des gesamten Blocks erhalten, und die Abnutzung wird erhöht.
Außerdem hat der Gummi, aus dem jeder mittlere Block und jeder zweite Block besteht, vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 90-140 kp/cm² bei 300% Dehnung. Wenn der Elastizitätsmodul kleiner als 90 kp/cm² ist, ist die Scherkraft in Umfangsrichtung genug vermindert, aber es wird eine zu große Bewegung des Blocks erhalten, und die Abnutzung wird erhöht, und wenn der Elastizitätsmodul größer als 140 kp/cm² wird, wird keine genügende Verminderung der Scherkraft in Umfangsrichtung erhalten. Außerdem ist der Elastizitätsmodul des Gummis bei 300% Dehnung bei dem mittleren Block und dem zweiten Block größer als bei dem Schulterblock.
Gemäß der Erfindung hat der in jedem mittleren Block, jedem zweiten Block und jedem Schulterblock zu bildende, blinde Einschnitt eine Breite von nicht mehr als 2,5 mm. Wenn die Breite des blinden Einschnitts größer als 2,5 mm ist, werden leicht Steine eingefangen, und außerdem ist der Steifigkeitsunterschied um den blinden Einschnitt herum groß, wodurch Schulterabnutzung, sowie Fersen- und Zehenabnutzung hervorgerufen wird. Außerdem hat der blinde Einschnitt eine Tiefe, die 25-110%, vorzugsweise 70- 80% der Höhe jedes Blocks entspricht. Wenn die Tiefe des blinden Einschnitts geringer als 25% ist, wird der gewünschte Effekt angesichts der Abnutzung der Lauffläche nur während einer kurzen Dauer erhalten, und wenn die Tiefe größer als 110% ist, wird eine zu geringe Gummidicke zwischen dem Boden des blinden Einschnitts und dem Gürtel erhalten.
Der LKW-Luftreifen mit einem Blockmuster, das mit dem erfindungsgemäßen blinden Einschnitt versehen ist, weist auf: eine radiale Karkasse, die sich toroidförmig zwischen zwei Wulstkernen erstreckt, und von der inneren Seite nach der äußeren Seite des Reifens um den Wulstkern herum geführt ist, wobei eine innere Oberfläche dieser Karkasse mit einer inneren Einlage bedeckt ist. Außerdem weist die radiale Karkasse eine gut bekannte Struktur auf, die aus einer oder einigen wenigen gummigetränkten Lagen besteht, die Cordfäden enthalten, die in der radialen Richtung des Reifens angeordnet sind.
Der Kronenbereich der Karkasse ist ein Laufflächenbereich, der ein dickes Profil aufweist. Außerdem ist zwischen dem Laufflächenbereich und der radialen Karkasse die gut bekannte, nicht-dehnbare Gürtelschicht angeordnet, um den Laufflächenbereich zu verstärken.
In dem Laufflächenmuster des Laufflächenbereichs sind bei dem LKW- Gürtelluftreifen 20, wie in der Figur 2 gezeigt, bei der wiedergegebenen Ausführungsform in der Umfangsrichtung des Reifens in bestimmten Abständen in Breitenrichtung drei Umfangsrillen 22, 24, 24 zickzackförmig angeordnet. Außerdem sind in ungefähr gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Reifens viele Querrillen 26 so angeordnet, daß sie sich mit mindestens einem Teil von jeder der Umfangsrillen 22, 24 kreuzen. Außerdem ist die Tiefe der Umfangsrillen 22, 24 ungefähr gleich der Tiefe der Querrillen 26.
In jedem mittleren Block 52 der zwei Blockreihen, die durch diese Umfangsrillen 22, 24, 24 und die Querrillen 26 festgelegt sind und in einem mittleren Bereich der Lauffläche in Breitenrichtung des Reifens gelegen sind, ist ein blinder Einschnitt 54 gebildet. Der blinde Einschnitt 54 ist in dem mittleren Bereich des mittleren Blocks 52 in Breitenrichtung des Reifens in Umfangsrichtung des Reifens angeordnet. In diesem Fall reichen die beiden Endbereiche des blinden Einschnitts in der Umfangsrichtung des Reifens nicht bis zu den Querrillen 26. Außerdem ist der blinde Einschnitt 54 entsprechend der Form des mittleren Blocks 52 in der Umfangsrichtung des Reifens abgewinkelt.
Wie in der Figur 5 gezeigt ist, weist der blinde Einschnitt 54 eine Tiefe N auf, die 76% der Tiefe M der Umfangsrille 24 beträgt, wobei die Breite L des blinden Einschnitts 1,2 mm beträgt. Außerdem ist das Einschnitt-Volumenverhältnis des blinden Einschnitts 54 bei dem mittleren Block 52 gleich 1,57%.
Eine Blockreihe aus zweiten Blöcken 56 ist außerhalb der Reihe der mittleren Blöcke 52 in Breitenrichtung des Reifens angeordnet. In jedem der zweiten Blöcke 56 ist ein blinder Einschnitt 58 gebildet. Dieser blinde Einschnitt 58 ist in dem mittleren Bereich des zweiten Blocks 56 in Breitenrichtung des Reifens in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet. In diesem Fall reichen beide Endbereiche des blinden Einschnitts in der Umfangsrichtung des Reifens nicht bis zu den Querrillen 26. Außerdem ist der blinde Einschnitt 58 ein wenig schräg angeordnet, entsprechend der Form des zweiten Blocks 56 in Breitenrichtung des Reifens.
Wie in der Figur 6 gezeigt ist, weist der blinde Einschnitt 58 eine Tiefe S auf, die 76% der Tiefe M der Umfangsrille 24 beträgt, wobei die Breite U des blinden Einschnitts 58 gleich 1,2 mm ist. Außerdem ist das Einschnitt-Volumenverhältnis des blinden Einschnitts 58 bei dem zweiten Block 56 gleich 1,66%.
Außerdem ist eine Blockreihe aus Schulterblöcken 60 in jedem Breiten- Endbereich der Lauffläche gebildet. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform ist in dem Schulterblock 60 kein Einschnitt gebildet. Wenn in dem Schulterblock 60 ein Einschnitt gebildet wird, sollte das Einschnitt-Volumenverhältnis bei dem Schulterblock 60 nicht größer als 0,5 % sein.
Der mittlere Block 52 und der zweite Block 56 besteht aus einem Laufflächengummi, der einen Elastizitätsmodul von 115 kp/cm² bei 300% Dehnung aufweist, und der Schulterblock 60 besteht aus einem Laufflächengummi, der einen Elastizitätsmodul von 141 kp/cm² bei 300% Dehnung aufweist.
Wenn das mit solchen Reifen ausgerüstete Fahrzeug im Bremszustand oder Zugzustand ist, wird durch die Straßenoberfläche eine Kraft auf den mittleren Block 52, den zweiten Block 56, und den Schulterblock 60 ausgeübt. Da die blinden Einschnitte 54 und 58 in dem mittleren Block 52 und dem zweiten Block 56 angeordnet sind, die bei einem bestimmten Einschnitt- Volumenverhältnis einen bestimmten Elastizitätsmodul bei 300% Dehnung haben, ist der Bodenkontaktdruck bei dem mittleren Block 52 und dem zweiten Block 56 vermindert, wodurch eine Erhöhung der Scherkraft in Umfangsrichtung beim Eindrücken und Auswerfen verhindert wird, und folglich die Abnutzung bei diesen Blöcken gering wird und die Fersen- und Zehenabnutzung beherrscht wird.
Wenn andererseits das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, wirkt eine große Seitenkraft auf den auf der Einwirkungsseite der Kraft gelegenen Schulterblock 60 ein. Da der Schulterblock einen bestimmten Elastizitätsmodul bei 300% Dehnung aufweist, und nicht mit einem Einschnitt versehen ist, oder dann, wenn er mit einem Einschnitt versehen ist, das Einschnitt- Volumenverhältnis auf nicht mehr als 0,5% begrenzt ist, ist die Bewegung des Schulterblocks 60 in der Breitenrichtung des Reifens vermindert, und daher ist die Abnutzung gering und wird die Schulterabnutzung beherrscht.
Eine weitere Ausführungsform des LKW-Luftreifens gemäß der Erfindung weist ein Laufflächenmuster gemäß der Figur 7 auf. In diesem Fall ist der Laufflächenbereich durch fünf Umfangsrillen 22, 24 und 62, die in vorgegebenen Abständen in der Breitenrichtung des Reifens angeordnet sind, und viele Querrillen 26, die in vorgegebenen Abständen in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, in sechs rechteckige Blockreihen unterteilt. Bei dieser Ausführungsform wird der gleiche Effekt wie bei der oben erwähnten Ausführungsform erhalten.
Eine weitere Ausführungsform des LKW-Luftreifens gemäß der Erfindung weist ein Laufflächenmuster gemäß der Figur 8 auf. In diesem Fall ist der Laufflächenbereich durch vier Umfangsrillen 24 und 62, die in vorgegebenen Abständen in der Breitenrichtung des Reifens angeordnet sind, und viele Querrillen 26, die in vorgegebenen Abständen in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, in fünf Blockreihen aus rechteckigen Blöcken unterteilt. Bei dieser Ausführungsform bilden die mittleren Blöcke 52 eine einzige Blockreihe, aber es wird der gleiche Effekt wie bei der oben erwähnten Ausführungsform erhalten.
Die folgenden Beispiele sind zur Veranschaulichung der Erfindung wiedergegeben, und sollen keine Begrenzung der Erfindung darstellen.

Beispiel 1

Dieses Beispiel gibt einen Vergleich wieder bezüglich der Leistungsfähigkeit bei der Verhinderung des Einfangens von Steinen zwischen dem erfindungsgemäßen LKW-Luftreifen und dem herkömmlichen LKW-Luftreifen.
Testreifen:
Reifen der Größe 285/75 R24.5 mit allgemeiner radialer Struktur.

Erfindungsgemäßer Reifen

Dieser Reifen weist ein Laufflächenmuster gemäß der Figur 2 auf, wobei die Breite W und die Tiefe D der Umfangsrille 22 gleich 12,0 mm bzw. 22,0 mm ist, und die Tiefe d, die Höhe h und die Breite w des Vorsprungs 34 zur Verhinderung des Einfangens von Steinen gleich 12,4 mm, 9,6 mm bzw. 2,5 mm ist; und die Breite W und die Tiefe D der Umfangsrillen 24, die in einem Abstand von 29,4 mm von der Umfangsrille 22 angeordnet sind, gleich 13,0 mm bzw. 25,0 mm ist, und die Tiefe d, die Höhe h und die Breite w des Vorsprungs 34 gleich 13,4 mm, 11,6 mm bzw. 2,5 mm ist; die Breite und Tiefe der Querrillen 26, die in einem Abstand von 50,1 mm in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind und sich mit der Umfangsrille in der Äquatorebene des Reifens schräg kreuzen, gleich 7,0 mm bzw. 22,0 mm ist; und die Breite und Tiefe der Querrillen 30, die in einem Abstand von 45,5 mm in der Umfangsrichtung angeordnet sind und sich mit der Umfangsrille schräg kreuzen, gleich 11,0 mm bzw. 25,0 mm ist.
Da die Breite W der Umfangsrille 22 um 1 mm kleiner ist als die Breite der Umfangsrille 24, ist bei gleicher Tiefe d der Umfangsrillen die Leistungsfähigkeit bezüglich der Verhinderung des Einfangens von Steinen bei der Umfangsrille 22 schlechter als bei der Umfangsrille 24. Um zu erreichen, daß die Leistungsfähigkeit bezüglich des Einfangens von Steinen bei der Umfangsrille 22 ebensogroß ist wie bei der Umfangsrille 24, wurde die Tiefe des Vorsprungs in der Umfangsrille 22 geringer gemacht als bei der Umfangsrille 24. In diesem Fall ist, wenn die Tiefe der Umfangsrille 22 gleich der Tiefe (25,0 mm) der Umfangsrille 24 ist, das Verhältnis (h/D) der Höhe h des Vorsprungs zu der Tiefe D der Umfangsrille gleich 0,504, wobei dieser Wert außerhalb des gemäß der Erfindung festgelegten Bereichs 0,4 ≤ h/D ≤ 0,5 liegt, so daß die Tiefe D der Umfangsrille 22 auf 22,0 mm verringert wurde.
Wenn der Reifen auf einer Antriebswelle angebracht ist, ergibt sich aufgrund der Zugkraft leicht eine Fersen- und Zehenabnutzung infolge der Bewegung der Gummiblöcke in dem mittleren Bereich der Lauffläche. Bei dem erfindungsgemäßen Reifen ist die Tiefe D der Umfangsrille 22 geringer als die Tiefe der Umfangsrille 24, so daß die Steifigkeit der Gummiblöcke in dem mittleren Bereich der Lauffläche größer ist als die Steifigkeit der Gummiblöcke in dem anderen Bereich des Lauffläche, und die Bewegung der Gummiblöcke in dem mittleren Bereich der Lauffläche beherrscht wird, wodurch das Auftreten einer ungleichmäßigen Abnutzung wirksam verhindert werden kann.
Der erfindungsgemäße Reifen, bei dem der Vorsprung zur Verhinderung des Einfangens von Steinen in dem Kreuzungsbereich zwischen den Rillen angeordnet ist, weist von Natur aus eine genügende Leistungsfähigkeit bezüglich der Verhinderung des Einfangens von Steinen auf, verglichen mit dem herkömmlichen Reifen, selbst wenn die Tiefe D der Umfangsrille 22 gleich der Tiefe der Umfangsrille 24 ist.

Herkömmlicher Reifen:

Dieser Reifen weist ein Laufflächenmuster auf, das mit dem Vorsprung zur Verhinderung des Einfangens von Steinen gemäß den Figuren 1a und 1b versehen ist. In diesem Fall ist die Breite an der Laufflächen-Oberfläche Wo, die Breite auf dem Boden, und die Tiefe Do der Umfangsrille 12 gleich 12,0 mm, 10,5 mm bzw. 22,0 mm, und die Tiefe do, die Höhe ho und die Breite wo des Vorsprungs gleich 16,0 mm, 6,0 mm bzw. 6,0 mm; die Breite Wo, die Breite auf dem Boden, und die Tiefe Do der Umfangsrille 18, die einen Abstand von 29,4 mm von der Umfangsrille 12 hat, ist 13,0 mm, 10,5 mm bzw. 25,0 mm, und die Tiefe do, die Höhe ho, und die Breite wo des Vorsprungs ist gleich 19,0 mm, 6,0 mm bzw. 4,4 mm; die Breite und die Tiefe der Querrillen, die in einem Abstand von 50,1 mm in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind und sich mit der Umfangsrille in der Äquatorebene des Reifens kreuzen, sind 7,0 mm bzw. 22,0 mm; und die Breite und die Tiefe der Querrillen, die in einem Abstand von 45,5 mm in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind und sich mit der Umfangsrille in der Äquatorebene kreuzen, sind 11,0 mm bzw. 25,0 mm.

Testmethode:

Der erfindungsgemäße Reifen und der herkömmliche Reifen wurden bei demselben Fahrzeug auf dem Vorderrad und dem Hinterrad angebracht, und über eine Strecke von 20.000 km tatsächlich gefahren. Danach wurde die Anzahl der eingefangenen Steine pro Reifen ermittelt und durch einen Index ausgedrückt, wobei als Basis der Indexwert 100 für den herkömmlichen Reifen zugrunde gelegt wurde.
Um gleiche Testbedingungen zu haben, wurden außerdem der erfindungsgemäße Reifen (A) und der herkömmliche Reifen (B) abwechselnd auf der vorderen rechten Seite (RF), der vorderen linken Seite (LF), der hinteren rechten Seite (RR), und der hinteren linken Seite (LR) in der Laufrichtung des Fahrzeugs angebracht, wie dies in den Figuren 9a und 9b gezeigt ist.

Testergebnisse:

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. Dabei ist die Leistungsfähigkeit bezüglich der Verhinderung des Einfangens von Steinen um so besser, je kleiner der Indexwert ist. Tabelle I Erfindungsgemäßer Reifen Herrkömmlicher Reifen Indexwert
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Reifen die Leistungsfähigkeit bezüglich der Verhinderung des Einfangens von Steinen wesentlich verbessert gegenüber dem herkömmlichen Reifen.

Beispiel 2

Es wurden zwei Testreifen der Reifengröße 285/75 R24.5 vorgesehen, wobei einer der Reifen der erfindungsgemäße Reifen mit einem Laufflächenmuster gemäß den Figuren 2, 5 und 6 war, und der andere Reifen der herkömmliche Reifen mit dem gleichen Laufflächenmuster wie der erfindungsgemäße Reifen, aber ohne blinden Einschnitt in den einzelnen Blöcken war. Jeder dieser Testreifen wurde auf einer normalen Felge angebracht, und auf Landstraßen bei normalem Innendruck und normaler Last über eine Strecke von 100.000 km gefahren. Danach wurde die Abnutzung gemessen, wobei die in dar folgenden Tabelle 2 wiedergegebenen Ergebnisse erhalten wurden. Tabelle 2 Art des Reifens Herkömmlicher Reifen Erfindungsgemäßer Reifen Schrittweiser Unterschied der Fersen- und Zehenabnutzung Schulterabnutzungsbreite x Schrittweiser Unterschied
Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, ist der schrittweise Unterschied der Fersen- und Zehenabnutzung bei dem erfindungsgemäßen LKW- Gürtelluftreifen geringer als bei dem herkömmlichen Reifen ohne blinde Einschnitte, und die Schulterabnutzungsbreite x Schrittweiser Unterschied bei dem erfindungsgemäßen Reifen geringer als bei dem herkömmlichen Reifen. Dies hat zur Folge, daß der erfindungsgemäße Reifen nicht nur bezüglich der Verhinderung des Einfangens von Steinen, sondern auch bezüglich der Abnutzungsfestigkeit dem herkömmlichen Reifen überlegen ist.
Wie oben erwähnt wurde, kann gemäß der Erfindung die Leistungsfähigkeit bezüglich der Verhinderung des Einfangens von Steinen wesentlich verbessert werden, und außerdem die Schulterabnutzung in dem Schulterbereich, und die Fersen- und Zehenabnutzung in dem mittleren Bereich wirksam verhindert werden.

Claims

1. Luftreifen (20) mit einer Lauffläche, die ein Blockmuster aufweist, das gebildet wird von Inselbereichen, die von Rillenbereichen (22,24,26,30) umgeben sind, und von auf dem Boden der Rillen angeordneten Vorsprüngen (34,34'), um zu verhindern, daß Steine eingefangen werden, wobei die Vorsprünge Kreuzungsvorsprünge (34) aufweisen, die an einem Kreuzungsbereich zwischen mindestens zwei Rillen (22,26;24,26;24,30) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzungsvorsprünge (34) mit vorspringenden Teilen (36,38;40,42;44,46) versehen sind, die in Richtung jeder angrenzenden Rille vorspringen.

2. Luftreifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Breite W an der Laufflächen-Oberfläche (50), einer Tiefe D der Umfangsrille (22,24), einer Tiefe d von der Laufflächen-Oberfläche bis zu der oberen Seite des Kreuzungsvorsprungs (34), und bei einer Höhe h dieses Vorsprungs von dem Rillenboden dieser Umfangsnut, diese Umfangsnut und der Kreuzungsvorsprung (34) die Beziehungen W/d ≥ 0,8 und 0,4 ≤ h/D ≤ 0,5 erfüllen.

3. Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lauffläche ein Blockmuster aufweist, das aus mindestens fünf Blockreihen besteht, die durch eine Vielzahl von Umfangsrillen und eine Vielzahl von Querrillen in Richtung der Breite des Reifens definiert sind.

4. Luftreifen gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Block bei allen diesen Blockreihen mit einem blinden Einschnitt (54,58) versehen ist, der in Umfangsrichtung des Reifens so gebildet ist, daß er nicht bis zu den Querrillen reicht.

5. Luftreifen gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mittelblock (52) einer Blockreihe, der in einem mittleren Bereich in Richtung der Breite der Lauffläche angeordnet ist, und jeder zweite Block (56) einer Blockreihe, der zwischen einem Schulterblock (60) und dem Mittelblock in Richtung der Breite der Lauffläche angeordnet ist, mit einem blinden Einschnitt (54,58) versehen sind, der in Umfangsrichtung des Reifens so gebildet ist, daß er nicht bis zu den Querrillen reicht.

6. Luftreifen gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser blinde Einschnitt eine Breite von nicht mehr als 2,5 mm hat.

7. Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser blinde Einschnitt eine Tiefe hat, die 25-110% der Höhe dieses Blocks entspricht.

58. Luftreifen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen dieses blinden Einschnitts in jedem Block einer Schulterblock-Reihe unter diesen Blockreihen nicht größer als 0,5% des Volumens dieses Blocks ist, und das Volumen dieses blinden Einschnitts in jedem Block der Mittelblock-und der Zweite-Block-Reihen unter diesen Blockreihen 0,5-3,0% des Volumens dieses Blocks beträgt.

9. Luftreifen gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen dieses blinden Einschnitts in jedem Block der Mittelblock- und Zweite-Block- Reihen unter diesen Blockreihen 0,5-3,0% des Volumens dieses Blocks beträgt.

10. Luftreifen gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Block dieser Mittelblock- und Zweite-Block-Reihen aus Gummi besteht, der bei 300% Dehnung einen Elastizitätsmodul von 90-140 kg/cm² hat, und jeder Block dieser Schulterblock-Reihe aus Gummi besteht, der bei 300% Dehnung einen Elastizitätsmodul von 115-165 kg/cm² hat.

11. Luftreifen gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Elastizitätsmodul bei den Mittelblock- und Zweite-Block-Reihen größer als bei der Schulterblock-Reihe ist.