DE69301376T2

DE69301376T2 - Asymetrische Reifenlauffläche

Info

Publication number: DE69301376T2
Application number: DE69301376T
Authority: DE
Inventors: John Robert Emerson
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2013-07-08
Also published as: EP0578216B1; US5421387A; ES2083802T3; EP0578216A1; DE69301376D1

Description

Diese Erfindung betrifft insgesamt einen Luftreifen und insbesondere einen Reifen für ein Kraftfahrzeug, leichten Lkw oder dergleichen, und mit einer bestimmten Laufflächenausbildung.
Ein ordentlich angebrachter Reifen ist den Fahrzeugbetriebsbedingungen ausgesetzt, in denen die inneren und äußeren Hälften des Reifens unterschiedlichen und verschiedenen Belastungen unterzogen werden. Während eines Kurvenfahrmanövers des Fahrzeugs überträgt die Querbeschleunigung des Fahrzeugs beispielsweise mehr Last auf jeden Reifen, der während eines Abbiegevorganges an der Außenseite des Fahrzeugs gelegen ist. Während eines solchen Manövers können die Räder am Fahrzeug, an dem die Reifen angebracht sind, möglicherweise nicht senkrecht zur Straßenoberfläche bleiben, auf der das Fahrzeug läuft. Diese Neigung der Räder, nicht senkrecht zur Straßenoberfläche zu verbleiben, führt zu einem Winkel zwischen einer Linie, die sich senkrecht zur Straßenoberfläche erstreckt, und der Ebene eines Rades, was in der Industrie als Sturzwinkel definiert ist. Ferner ist die äußere Hälfte eines jeden Reifens, der während einer Wendung an der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist, einer größeren Normalkraft ausgesetzt als die innere Hälfte des Reifens. Der Reifen verformt sich während einer Wendung in Querrichtung bezüglich der Radebene nahe der Berührungsfläche von Reifen/Straße. Die Kombination aus der Querauslenkung des Reifens, dem Sturzwinkel des Rades und einer Normalkraftverteilung erzeugt beispielsweise die unterschiedlichen Betriebsbedingungen zwischen der inneren und äußeren Hälfte des Reifens.
Die Betriebsbedingungen für die innere Hälfte des Reifens, verglichen mit der äußeren Hälfte des Reifens, wurden durch asymmetrische Laufflächenmuster ausgeglichen. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 3 155 135 eine Reifenlauffläche mit einem Stollenmuster auf der einen Hälfte und einem Blockmuster auf der anderen Hälfte der Lauffläche. Diese unterschiedlichen Laufflächenmusterhälften bilden für den Reifen einen Ausgleich der Unterschiede in den Fahrzeugbetriebsbedingungen, indem eine verbesserte Berührung mit der Straßenoberfläche erzielt wird.
Das US-Patent Nr. 4 848 429 offenbart einen Reifen mit einem Laufflächenabschnitt, der auf der einen Hälfte der Lauffläche Umfangsstollen und auf der anderen Hälfte des Reifens ein Laufflächen-Blockmuster aufweist. Im US- Patent Nr. 4 848 429 dient das Blockmuster der Lauffläche zum Maximieren der Traktion und anderer Bodenhaftungsleistungsmerkmale während niedriger Umgebungsbedingungen, wie etwa schneebedecktem oder gefrorenem Boden. Die Rippen der Lauffläche stellen eine gute Reifenleistung unter freien, trockenen oder nassen Straßenbedingungen sicher. Der Gesamtwert des Verhältnisses der Laufflächen-Berührungsfläche zur Gesamtfläche in der Aufstandsfläche zwischen dem Reifen und der Straße (Berührungsflächenverhältnis) liegt für Nenn-Betriebsbedingungen an Belastung und Aufpumpdruck zwischen 0,50 und 0,80. Das Berührungsflächenverhältnis für den außenseitigen Laufflächenabschnitt hat jedoch einen verhältnismäßig hohen Wert, verglichen mit dem Mittelwert des Reifens, um seine gesamte in Berührung mit der Bodenfläche stehende Fläche zu vergrößern. Die Ergebnisse des US-Patents Nr. 4 848 429 werden durch eine "größere Neigung zu einer rascheren und unregelmäßigeren Abnutzung der Lauffläche" abgeschwächt. Andere Gesichtspunkte des Reifens, der im US-Patent 4 848 429 offenbart ist, bilden einen Ausgleich für unterschiedliche Betriebsbedingungen für den innenseitigen Laufflächenabschnitt und den außenseitigen Laufflächenabschnitt des Reifens, indem man verschiedene Elastomerzusammensetzungen und verschiedene Laufflächen der beiden Laufflächenabschnitte mit einschließt.
Das US-Patent Nr. 4 785 863 offenbart voneinander abweichende Laufflächenmuster auf jeder Hälfte der Reifenlauffläche. Das eine Muster ist besonders zur Verwendung auf einer trockenen Straße geeignet und das andere Muster ist zur Verwendung auf einer nassen Straße geeignet. Die Starrheit der Stegabschnitte, die durch querverlaufende, geneigte Rillen unterteilt sind, ist zwischen den beiden Seiten der Reifenlauffläche unterschiedlich. Die Hälfte mit einer verhältnismäßig großen Abstandslänge der Querrillen und einem kleinen Neigungswinkel ermöglicht eine verhältnismäßig gute Traktion auf trockenen Straßen infolge der breiten Stegflächen mit hoher Starrheit. Die Hälfte mit einem verhältnismäßig geringen Abstand der Querrillen und großem Neigungswinkel ermöglicht eine verhältnismäßig gute Traktion auf nassen Straßen als Ergebnis der schmalen Stegflächen mit niedriger Starrheit. Die verbesserte Steuerbarkeit und Stabilität der Lenkung sowohl auf nassen als auch trockenen Straßen wurden mit geneigten Querrillen mit großem Abstand und kleinen Neigungswinkeln erzielt, die an der Außenseite des Fahrzeugs liegen. Für diesen außenseitigen Laufflächenmusterabschnitt ist das Verhältnis der Berührungsfläche zur Rille in der Reifenaufstandsfläche verhältnismäßig groß und die Starrheit des Stegabschnitts ist hoch.
Die Laufflächenausbildung, die im US-Patent 4 840 210 offenbart ist, verringert die anomale Schulterabnutzung dadurch, daß man den Durchmesser der Laufflächen-Außenschulter größer ausbildet als den Durchmesser der Laufflächen-Innenschulter. Die Scher-Steifigkeit der Lauffläche in bezug auf Scherung an der Reifen-Außenschulter ist größer als die Scher-Steifigkeit in bezug auf Scherung an der Innenschulter, indem man die Rillentiefe quer zum Reifen verändert, um eine unerwünschte Querkraft, die durch die unterschiedlichen Schulterdurchmesser eingebracht wird, auszugleichen. Es zeigt sich als Ergebnis dieser Konstruktion, daß zum Reifen eine unsymmetrische Masse sowie eine eingebaute Konizität hinzugefügt wird.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-159108 offenbart eine Laufflächenoberfläche gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einer Vielzahl sich in Umfangsrichtung erstreckender Stollen, wo sich das Berührungsflächenverhältnis in axialer Richtung ändert. Diese Laufflächen- Musterausbildung fördert die Traktionseigenschaften des Reifens auf trockenen Straßenoberflächen und vergleichmäßigt den Reifenabrieb. Ferner wird der Reifen "mit der Innenseite nach außen" montiert, um auf einer nassen Straßenoberfläche zu fahren, um Leistungsmerkmale zu erhalten, die gleichartig zu denen eines symmetrischen Reifenlaufflächenmusters sind, das auf einer trockenen Straßenoberfläche läuft. Diese Fahrt mit "Innenseite nach außen" erfordert das mühsame und zeitraubende Demontieren und Wiederaufziehen der Reifen auf einer Felge. Das Laufflächenmuster hat keine Symmetrie der Rippen-Oberflächen- Kontaktflächen bezüglich einer Mittelumfangsebene des Reifens.
Was von einem Reifen für eine gute Leistung im allgemeinen gefordert wird, gleichgültig, ob er unter der Bedingung der Geradeausfahrt, der Kurvenfahrt, der Beschleunigung oder Abbremsung läuft, ist eine starke Richtungsstabilität oder Stabilität im Fahrverhalten, ein sehr niedriger Roliwiderstand, ein hervorragender Fahrtkomfort, eine verhältnismäßig niedrige Geräuschemission, eine Laufflächen-Lebensdauer mit verhältnismäßig hoher Kilometerleistung und eine verhältnismäßig gute Traktion. Es sollte auch die Masse des Reifens für den bestimmten Lastbereich so niedrig wie möglich sein, ohne daß man die Benutzungsdauer oder Haltbarkeit des Reifens verringert. Fahrzeug-Betriebsbedingungen, wie etwa die Kurvenfahrt sowie Sturzbedingungen ändern Kräfte in Querrichtung über die Reifen-Berührungsfläche hinweg, und es sollte hierfür in einem Reifen zusammen mit den Fahrzeug-Betriebsbedingungen der Geradeausfahrt ein Ausgleich geschaffen werden. Ferner sind Fahrzeug-Aufhängungssysteme so, daß unsymmetrische wie auch symmetrische Auslenkungen und Winkel auf das Reifen-Rad-System des Fahrzeugs aufgebracht werden. Symmetrische Auslenkungen und Winkel, die auf eine asymmetrische Reifenlauffläche aufgebracht werden, sind eine Leistungsherausforderung, die vom Stand der Technik nicht gelöst wird.
Deshalb liegt hier ein Erfordernis für einen neuen Reifen mit einer asymmetrischen Lauffläche vor, der während asymmetrischer Fahrzeug-Betriebsbedingungen eine optimale Reifenleistung aufweist, wie auch eine optimale Leistung während symmetrischer Fahrzeug-Betriebsbedingungen, wie etwa der Geradeausfahrt. Die asymmetrische Reifenlauffläche ist deshalb mehr wünschenswert als die symmetrische Reifenlauffläche, weil asymmetrische Fahrzeug- Betriebsbedingungen für die Lebensdauer des Reifens kritisch sind. Eine Gelände-, Schlamm- und Schneeleistung ist besonders bei Einsätzen mit einem leichten Lkw für den Reifen wünschenswert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Verbesserungen der Gesamtleistung eines Reifens mit einer asymmetrischen Lauffläche zu verwirklichen, wenn er allen Betriebsbedingungen eines Pkw's, leichten Lkw's oder dergleichen unterzogen wird. Der Reifen soll so ausgeführt werden, daß er eine Vielzahl von Merkmalen aufweist, die während symmetrischer Fahrzeug-Betriebsbedingungen, wie auch während asymmetrischer Fahrzeug-Betriebsbedingungen, eine gute Leistung liefern.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Reifen mit einer asymmetrischen Lauffläche gerichtet. Der Reifen hat eine Mittelumfangsebene sowie eine Innenseite und eine Außenseite. Der Reifen ist zur Anbringung an einem Fahrzeugrad bestimmt. Die Lauffläche weist eine Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Stollen jeweils zwischen der genannten Innenseite und der genannten Außenseite auf, wobei jeder Stollen eine Umfangslänge aufweist. Die Stollen sind in einem Mittelsegment sowie zwei seitlichen Segmenten der Lauffläche enthalten. Jedes benachbarte Paar von Stollen ist durch eine jeweilige ununterbrochen durchlaufende Längsrille getrennt. Jeder der Stollen weist eine in Umfangsrichtung verlaufende Oberflächenberührungsfläche auf, die axial über die Umfangslänge verteilt ist. Jeder Stollen weist eine Stollenbreite auf, die definiert ist als der Abstand, der längs einer Richtung senkrecht zur Mittelumfangsebene zwischen dem äußersten Kantenabschnitt und dem innersten Kantenabschnitt gemessen ist. Jeder Stollen weist ein Berührungsflächenverhältnis auf, das als das Verhältnis zwischen der in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächenberührungsfläche und dem Produkt aus der Stollenbreite mal der Umfangslänge definiert ist. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen im mittigen Segment der Lauffläche haben im wesentlichen gleiche Oberflächenberührungsflächen. Das Berührungsflächenverhältnis der Stollen im mittleren Segment der Lauffläche nimmt aufeinanderfolgend ab, wenn sie von der Außenseite zur Innenseite der Lauffläche betrachtet werden. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen umfassen einen ersten seitlichen Stollen, der im innersten seitlichen Segment der Lauffläche enthalten ist, und einen zweiten seitlichen Stollen, der im äußersten seitlichen Seguient des Stollens enthalten ist. Der erste seitliche Stollen weist eine Oberflächenberührungsfläche auf, die im wesentlichen gleich ist der Oberflächenberührungsfläche des zweiten seitlichen Stollens. Der erste seitliche Stollen hat auch ein Berührungsflächenverhältnis, das sich vom Berührungsflächenverhältnis des zweiten seitlichen Stollens unterscheidet, und vorzugsweise kleiner ist als das genannte Berührungsflächenverhältnis.
Die Wirkung der asymmetrischen Lauffläche dieser Erfindung liefert eine gute Fahrzeugleistung sowohl während der symmetrischen als auch während der asymmetrischen Fahrzeug-Betriebsbedingungen.
In einem Ausführungsbeispiel hat jede der Rillen eine Breite der durchgehenden Rille, die senkrecht zur Mittelumfangsebene der Lauffläche gemessen sind. Die Breiten der durchgehenden Rillen nehmen aufeinanderfolgend ab, wenn man sie von der Außenseite zur Innenseite der Lauffläche betrachtet.
Ein Ausführungsbeispiel der oben beschriebenen, asymmetrischen Lauffläche umfaßt ferner einen ersten Zwischenstollen, der zur äußeren Seite der Mittelumfangsebene hin gelegen ist. Das Berührungsflächenverhältnis des ersten Zwischenstollens kann im wesentlichen gleich sein dem Berührungsflächenverhältnis des ersten seitlichen Stollens. Ferner kann eine erste Oberflächenberührungsfläche der Stollen im mittleren Segment der Lauffläche einen Wert aufweisen, der etwa 65% einer zweiten Oberflächenberührungsfläche des ersten und zweiten seitlichen Stollens in den beiden seitlichen Segmenten der Lauffläche beträgt.
Zusätzliche Ausführungsbeispiele der Lauffläche umfassen einen Mittelstollen, der in bezug auf die Mittelumfangsebene symmetrisch angeordnet ist. Der Mittelstollen hat einen vorbestimmten Wert für das Berührungsoberflächenverhältnis. Der erste Zwischenstollen kann ein Berührungsflächenverhältnis aufweisen, das größer ist als der vorbestimmte Wert für den Mittelstollen. Das Berührungsflächenverhältnis für den ersten Zwischenstollen kann etwa um 0,10 größer sein als das Berührungsflächenverhältnis für den Mittelstollen. Die Lauffläche umfaßt ferner einen zweiten Zwischenstollen, der an der innersten Seite der Mittelumfangsebene gelegen ist. Das Berührungsflächenverhältnis für den zweiten Zwischenstollen hat einen Wert von mindestens 0,60. Der zweite Zwischenstollen kann ein kleineres Berührungsflächenverhältnis aufweisen, als den vorbestimmten Wert für den Mittelstollen. Das Berührungsflächenverhältnis für den Mittelstollen kann auch kleiner sein als das Berührungsflächenverhältnis für den ersten Zwischenstollen. Der zweite Zwischenstollen hat das kleinste Berührungsflächenverhältnis für jeden sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen der Lauffläche.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lauffläche umfaßt den zweiten seitlichen Stollen, der im äußersten seitlichen Segment enthalten ist. Der zweite seitliche Stollen kann ein Berührungsflächenverhältnis im Bereich von 120% bis 130% des vorbestimmten Wertes für den Mittelstollen aufweisen. Ferner kann der erste seitliche Stollen, der im innersten seitlichen Segment enthalten ist, ein Berührungsflächenverhältnis im Bereich von 105% bis 120% des vorbestimmten Wertes für den Mittelstollen aufweisen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel hat der Mittelstollen eine Mitteibreite, die in bezug auf die Mittelumfangsebene des Reifens symmetrisch ist. Der erste Zwischenstollen kann eine erste Breite im Bereich von 80% bis 85% der Mittelbreite haben. Der erste seitliche Stollen kann eine erste seitliche Breite im Bereich von 125% bis 135% der Mittelbreite haben. Der zweite Zwischenstollen kann eine zweite Breite im Bereich von 105% bis 110% der Mittelbreite aufweisen. Der zweite seitliche Stollen kann eine zweite seitliche Breite im Bereich von 115% bis 125% der Mittelbreite aufweisen.
Ein erfindungsgemäßer Reifen kann an einem Fahrzeug verwendet werden, das Aufhängungssystem-Bestandteile aufweist, die einer Radlage einen asymmetrischen Sturz mitteilen und ungleichmäßige Normalkräfte auf einer Bodenberührungsfläche des Reifens erzeugen. Die asymmetrischen Laufflächenkomponenten verteilen gleichmäßig die vertikale Last auf den Reifen. Die gleichmäßige Verteilung der vertikalen Last verringert die ungleichmäßige und anomale Abnutzung des Reifens auf ein Minimum. Die asymmetrischen Laufflächenkomponenten gleichen den asymmetrischen Sturz aus, der an der Position des Rades eingebracht wird.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch näher ersichtlich werden, in denen:
Fig. 1 eine vergrößerte Vorderansicht eines Abschnitts eines Reifens aus dem zugehörigen technischen Bereich mit einer symmetrischen Lauffläche ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Vorderansicht eines Abschnitts eines Reifens mit einer asymmetrischen Lauffläche ist, der die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 3 eine Draufsicht ist, die ein Kurvenfahrtmanöver eines Fahrzeugs darstellt;
Fig. 4 ein Schnitt eines Fahrzeugs mit einem Pendelachsen-Aufhängungssystem während eines Kurvenfahrtmanövers ist.
Fig. 5 eine Perspektivansicht eines Reifens ist und die in Fig. 2 dargestellte, asymmetrische Laufflächenausbildung zeigt;
Fig. 6 eine Vorderansicht des Reifens in Fig. 5 ist; und
Fig. 7 ein Querschnitt des Reifens in Fig. 5 auf einer Felge ist.
Ein Radial-Luftreifen 2 mit einer Lauffläche, die die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Der Reifen 2 ist für die Anbringung an einem Fahrzeugrad bestimmt, das mit einer Achse eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist, wie etwa eines Pkw's, eines leichten Lkw's oder dergleichen. Der Reifen 2 ist um eine Längsmittelachse A (Fig. 7) drehbar. Eine Mittelumfangsfläche M erstreckt sich senkrecht zur Achse A und zweiteilt den Reifen 2. Der Reifen 2 umfaßt eine Radial- Karkasse 6, die sich zwischen einem Paar von Wülsten 8 erstreckt. Die axial entgegengesetzten Enden 9 der Karkasse 6 sind an einem jeweiligen Wulst 8 befestigt. Die Karkasse 6 ist von zwei Seitenwänden 17 flankiert. Der Reifen 2 umfaßt eine den Boden berührende Gummilauffläche 4 radial auswärts vom mittigen Scheitelabschnitt der Karkasse 6.
Eine Gürtellage 5 ist zwischen der Karkasse 6 und der Gummilauffläche 4 angeordnet.
Eine asymmetrischer Lauffläche 20 (Fig. 2, 5 und 6) ist in dem Laufflächengummi 4 des Reifens 2 ausgebildet. Die asymmetrische Lauffläche 20 hat eine Laufflächenbreite TW2, die als axialer Abstand in Breitenrichtung über den Reifen hinweg definiert ist, gemessen im Abdruck des Reifens 2, wenn der Reifen 2 eine Straßenoberfläche berührt und wenn der Reifen 2 auf einen Auslegedruck aufgepumpt und mit einer Nennlast belastet ist. Die Laufflächenbreite TW2 ist symmetrisch bezüglich einer Mittelumfangsebene M des Reifens 2 (Fig. 7). Die asymmetrische Lauffläche 20 umfaßt fünf sich in Längsrichtung erstreckende Stollen 22, 24, 25, 26 und 28, die mit Axialabstand in Breitenrichtung über die Laufflächenbreite TW2 getrennt angeordnet sind. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen 22, 24, 25, 26, 28 sind jeweils durch eine durchgehende bzw. einen Durchblick bietende ununterbrochene Rille 42, 44, 46 oder 48 getrennt. Jede in Umfangsrichtung verlaufende Zickzackrille 42, 44, 46 und 48 hat eine jeweilige durchgehende Breite G2, G4, G6, G8, senkrecht zur Mittelumfangsebene M gemessen. Die durchgehende Breite ist der freie, ununterbrochene Raum zwischen der axialen Erstreckung eines jeden Stollens. Jeder Umfangsstollen 22, 24, 25, 26, 28 hat eine jeweilige Stollenbreite R2, R4, R5, R6, R8 senkrecht zur Mittelumfangsfläche M gemessen. Jede Stollenbreite wird von der axialen Erstreckung von Spitze zu Spitze des jeweiligen Stollens definiert. Die Stollen 22, 24, 25, 26, 28 sind in der axialen Richtung durch die durchgehenden Rillen 42, 44, 46, 48 sowie die erste und zweite Seite 21, 29 begrenzt, um Stollenbreiten R2, R4, R6, R6, R8 zu bilden.
Die Laufflächenbreite TW2 ist in ein mittleres Segment C unterteilt, das Umfangsstollen 24, 25 und 26 enthält, sowie ein paar seitliche Segmente LO, LI, die seitliche Stollen 22 bzw. 28 enthalten, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Lauffläche 20 hat eine erste Seite 29 und eine zweite Seite 21 der Laufflächenbreite TW2, die ordnungsgemäß angeordnet sein müssen, wenn der Reifen 2 an einem Fahrzeugrad 7 angebracht ist, das eine entsprechende Innenseite 3 und eine entsprechende Außenseite 1 aufweist (Fig. 7). Das Rad 7 ist an einem Fahrzeug so angeordnet, daß die Außenfläche 1 des Rades 7 von der Außenseite des Fahrzeugs her zu sehen ist. Die erste Seite 29 der Lauffläche 20 wird die Innenseite in bezug auf das Fahrzeug, und die zweite Seite 21 der Lauffläche 20 wird die Außenseite in Bezug auf das Fahrzeug.
Die Bodeneingriffsflächen 62, 64, 65, 66, 68 für die jeweiligen Stollen 22, 24, 25, 26, 28 sind Komponenten des Laufflächenmusters und bilden eine asymmetrische Lauffläche 20. Der Mittelstollen 25 ist bevorzugt von der Mittelumfangsebene M zweigeteilt. Jeder einzelne Stollen 22, 24, 25, 26 und 28 hat ein jeweiliges Berührungsflächenverhältnis. Das Berührungsflächenverhältnis wird definiert als das Verhältnis der Berührungsfläche mit der Bodenoberfläche innerhalb einer Stollenbreite R2, R4, R5, R6, R8 zur gesamten Fläche des Stollens in Umfangsrichtung rund um den Reifen 2. Der Umfang ist der gesamte Umf angsabstand rund um den Reifen einer Linie an der Laufflächenoberfläche am axialen Mittelpunkt der jeweiligen Stollenbreite R2, R4, R5, R6 oder R8. Beispielsweise hat das Berührungsflächenverhältnis für einen Mittelstollen 25 einen bevorzugten Wert von 0,70. Anders ausgedrückt, 70% der Kontaktfläche der gesamten, möglichen Oberfläche eines Mittelstollens 25, die innerhalb der Stollenbreite RS gelegen ist, wird bei einer Reihe von Stegoberflächenbereichen von Blöcken 65 erreicht, die den Mittelstollen 25 mit umfassen und eine Bodenf läche berühren. Dieses bevorzugte Berührungsflächenverhältnis von 0,70 für den Mittelstollen 25 wurde speziell auf der Grundlage einer gleichartigen, zu geordneten, symmetrischen Reifenlauffläche 10 ausdrücklich bestimmt, wie in Fig. 1 gezeigt. Andere Ausbildungsmerkmale der asymmetrischen Lauffläche 20 beruhen auch auf den Merkmalen der symmetrischen Lauffläche 10. Eine Beschreibung der symmetrischen Lauffläche ist unten enthalten.
Die Berührungsflächenverhältnisse für die Zwischenstollen 24 und 26 sowie für die seitlichen Stollen 22 und 28 für die asymmetrische Lauffläche 20 der vorliegenden Erfindung, und dargestellt in Fig. 2, sind auf der Grundlage bestimmter Ausbildungskriterien für spezielle Anwendungen bestimmt. Die Berührungsflächenverhältnisse für Stollen 22, 24, 26 und 28 beziehen sich auf das Berührungsflächenverhältnis von 0,70 für den Mittelstollen 25. Der Wert von 0,70 für das Berührungsflächenverhältnis des Mittelstollens 25 wurde ausgewählt, weil die symmetrische Lauffläche 10 denselben Wert für ihr Berührungsflächenverhältnis für den Mittelstollen 15 aufweist. Der Mittelstollen 25 der vorliegenden Erfindung, der denselben Wert für sein Berührungsflächenverhältnis aufweist, stellt einen Bezug her, von dem aus die anderen Berührungsflächenverhältnisse für die verbleibenden Stollen 22, 24, 26, 28 gewählt werden können. Andere Annlichkeiten zwischen den Ausbildungsmerkmalen der symmetrischen Lauffläche 10 (Fig. 1) des zugeordneten Reifens und die Ausbildungsmerkmale der neuen asymmetrischen Lauffläche 20 des Reifens 2 der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf dieser Beschreibung ersichtlich werden. Wie schon vorher erklärt, sind dieselben Leistungsmerkmale eines Reifens mit der symmetrischen Lauffläche 10 (Fig. 1) in einem Geradeausfahrtzustand wünschenswert für einen Reifen 2 mit der asymmetrischen Lauffläche 20 (Fig. 2). Die Leistungsmerkmale umfassen Masse, Fläche und die eine Hälfte, die gleich ist der anderen Hälfte.
Der Reifen 2 ist bevorzugt an einem Rad und einem Fahrzeug angebracht, mit der asymmetrischen Lauffläche 20 der vorliegenden Erfindung auf eine solche Weise, daß der erste seitliche Stollen 28 so angeordnet ist, daß er der Innenseite des Fahrzeug-Radschachtes zugewandt ist. Der zweite seitliche Stollen 22 ist bevorzugt in Zuordnung zur Außenseite des Fahrzeug-Radschachtes angeordnet. Die Berührungsflächenverhältnisse für die seitlichen Stollen 22 und 28 sind so gewählt, daß der zweite oder äußere seitliches Stollen 22 einen höheren Wert des Berührungsflächenverhältnisses aufweist als der erste oder innere seitliche Stollen 28. Die Beruhrungsflächenverhältnisse für den ersten Zwischenstollen 24 und den zweiten Zwischenstollen 26 sind so gewählt, daß das Berührungsflächenverhältnis eines jeweiligen Stollens allmählich im mittleren Segment vom außenseitigen Abschnitt der Lauffläche 20 zum innenseitigen Abschnitt der Lauffläche 20 abnimmt, was gemäß der Darstellung in Fig. 2 von links nach rechts ist. Diese Ausrichtung der Lauffläche 20 versetzt die Stollen 22, 24 mit dem höchsten Berührungsflächenverhältnis zu einer Stelle, um den verhältnismäßig großen Normalkräften im Bodenberührungsbereich der Lauffläche 20 zu widerstehen. Die Stollen 26 und 28 mit einem verhältnismäßig niedrigeren Berührungsflächenverhältnis befinden sich in einer axialen Lage des Reifens, um den Widerstand gegenüber Tangentialkräften in dem Bodenberührungsbereich der Lauffläche 20 verhältnismäßig besser nachzukommen. Das Berührungsflächenverhältnis des ersten Zwischenstollens 24 ist so gewählt, daß es um zusätzlich 14% größer ist als das Berührungsflächenverhältnis des Mittelstollens 25. Deshalb ist der bevorzugte Wert des Berührungsflächenverhältnisses für den ersten Zwischenstollen 24 0,80. Das Berührungsflächenverhältnis des zweiten Zwischenstollens 26 ist so gewählt, daß es einen Wert hat, der kleiner ist als der vorbestimmte Wert für den Mittelstollen 25, aber größer ist als ein Mindestwert von 0,60. Der bevorzugte Wert für das Berührungsflächenverhältnis des zweiten Zwischenstollens 26 ist 0,65.
Das Berührungsflächenverhältnis des ersten seitlichen Stollens 28 ist so gewählt, daß es einen Wert hat, der höchstens gleich ist dem Wert des Berührungsflächenverhältnisses für den ersten Zwischenstollen 24. Der bevorzugte Wert für das Berührungsflächenverhältnis des ersten seitlichen Stollens 28 ist 0,80. Der zweite seitliche Stollen 22 hat bevorzugt den größten Wert des Berührungsflächenverhältnisses im Vergleich mit den Berührungsflächenverhältnissen der anderen Stollen 24, 25, 26, 28. Ein verhältnismäßig großes Berührungsflächenverhältnis für den zweiten seitlichen Stollen 22 sorgt für ausreichende Stegflächen für Blöcke 62, um die Zunahme in Normalkräften infolge asymmetrischer Fahrzeugoperationen zu berücksichtigen. Das Berührungsflächenverhältnis des zweiten seitlichen Stollens 22 ist so gewählt, daß es einen Wert im Bereich von 125% bis 135% des Berührungsflächenverhältnisses des Mittelstollens 25 hat. Der bevorzugte Wert für das Berührungsflächenverhältnis des zweiten seitlichen Stollens 22 ist 0,90.
Die symmetrische Lauffläche 10 der Fig. 1 wurde erfolgreich auf Verschleiß und Traktion geprüft. Der Mittelstollen 15 und die Zwischenstollen 14 und 16 haben alle dasselbe Berührungsflächenverhältnis von 0,70. Die beiden seitlichen Stollen 12 und 18 haben dasselbe andere Berührungsflächenverhältnis von 0,87. Die gesamte Laufflächenbreite TWI der symmetrischen Lauffläche 10 beträgt 177 mm. Die Breite ist senkrecht der Mittelumfangsebene gemessen. Die Zwischenstollen 14 und 16 sowie der Mittelstollen 15 haben eine konstante Stollenbreite R3 von 28 mm. Die beiden seitlichen Stollen 12 und 18 haben dieselbe Stollenbreite R1 von 33,75 Millimeter. Das Berührungsflächenverhältnis der beiden seitlichen Stollen 12 und 18 hat einen Wert von 0,87. Die Lauffläche 20 ist im wesentlichen symmetrisch bezüglich der Mittelumfangsebene, die einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt einer jeden Lauffläche 10 bezüglich des Fahrzeugs festlegt. Als Ergebnis der Oberflächenberührungsbereiche, die gleich und symmetrisch auf jeder Seite der Mittelumfangsebene sind, wird ein verbleibendes Ausrichtdrehmoment bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten. Das verbleibende Ausrichtdrehmoment rührt von unausgeglichenen Tangentialkräften an der Berührung von Reifen und Boden her, was den Reifen um eine Drehachse oder einen Achsschenkelbolzen dreht. Für die symmetrische Lauffläche 10 kann entweder der seitliche Stollen 12 oder der seitliche Stollen 18 an der Außenseite des Fahrzeugs liegen. Die Rillen 32 neben den seitlichen Stollen 12 und 18 haben jeweils eine Breite von G1. Die Rillen 34 nahe dem Mittelstollen 15 haben eine Breite G3 von 5,75 Millimeter. Die gesamte, durchlaufende Rillenbreite, die die Summe aller Rillenbreiten G1, G3 ist, beträgt 25,5 Millimeter. Andere Merkmale der symmetrischen Lauffläche 10 werden mit der asymmetrischen Lauffläche 20 dieser Erfindung unten erörtert und verglichen.
Die asymmetrische Lauffläche 20 der Fig. 2 unterscheidet sich von der symmetrischen Lauffläche 10 der Fig. 1 dahingehend, daß die Breiten R2, R4, R5, R6 und R8 der jeweiligen Stollen 22, 24, 25, 26 und 28 unterschiedlich sind von den entsprechenden Breiten R1 und R3 der Stollen 12, 14, 15, 16 und 18. Der Mittelstollen 25 hat eine Mittelbreite RS, die dieselbe ist wie die Breite R3 des Mittelstollens 15 für die symmetrische Lauffläche 10, die in Fig. 1 dargestellt ist. Die relativen Breiten R4, R6 der Zwischenstollen 24 und 26 hängen von ihren schon vorher gewählten Berührungsflächenverhältnissen ab. Es ist wünschenswert, denselben Berührungsflächenbereich für die Stollen 24 und 26 der vorliegenden Erfindung beizubehalten. Somit ist, je größer das gewünschte Berührungsflächenverhältnis ist, desto kleiner die geforderte Stollenbreite für diesen Stollen. Diese Zuordnung ermöglicht es der asymmetrischen Lauffläche 20 der vorliegenden Erfindung&sub1; gleiche Oberflächenbereiche in Berührung mit der Straßenoberfläche für jeden Stollen aufzuweisen, der im wesentlichen denselben Axialabstand von der Mittelumfangsebene M aufweist. Deshalb hat der erste Zwischenstollen 24 eine Breite R4, die kleiner ist als die Breite R6 des zweiten Zwischenstollens 26. Der Zwischenstollen 25 hat eine Breite R5, die größer ist als die Breite R4 des zweiten Zwischenstollens 24 und kleiner als die Breite R6 des zweiten Zwischenstollens 26. Die Oberflächenberührungsbereiche auf jeder Seite der Mittelumfangsebene M sind jedoch gleich. Dies führt zu verhältnismäßig gleichförmigen Normal- und Tangentialkräften an den jeweiligen Stollen 22, 24, 25, 26, 28. Gleichförmige Kräfte sind wesentlich beim Aufrechterhalten verhältnismäßig geringer Abnutzungsgrößen und verbleibenden, ausrichtenden Drehmomenten.
Das Produkt der Stollenbreite mal dem Berührungsflächenverhältnis für jeden jeweiligen Stollen ist derselbe Wert für zwei Zwischenstollen 24, 26 und den Mittelstollen 25. Diese Zuordnung ist erforderlich, um den Berührungsflächenbereich für jeden dieser Stollen 24, 25, 26 gleichzuhalten. In gleicher Weise ist das Berührungsflächenverhältnis des ersten seitlichen Stollens 28 mal der Breite R8 des ersten seitlichen Stollens gleich dem Berührungsflächenverhältnis des zweiten seitlichen Stollens 22 mal der Breite R2 des zweiten seitlichen Stollens. Dies gilt für denselben Berührungsflächenbereich für jeden seitlichen Stollen 22, 28.
Das Produkt aus dem Berührungsflächenverhältnis und der jeweiligen Breite eines Stollens ist hier als die Oberflächenberührungsbreite des entsprechenden Stollens definiert. Im wesentlichen ist die Oberflächenberührungsbreite die Breite eines äquivalenten, massiven Stollens, der in der Fläche gleich ist dem tatsächlichen Stollen. Die Oberflächenberührungsbreite des ersten Zwischenstollens 24, des zweiten Zwischenstollens 26 und des Mittelstollens 25 sind alle im wesentlichen gleich. Die Oberflächenberührungsbreiten der beiden seitlichen Stollen 22 und 28 sind ebenfalls im wesentlichen gleich. Dieses Merkmal der asymmetrischen Lauffläche 20 ist dasselbe wie auch für die symmetrische Lauffläche 10. Somit ist das verbleibende Ausrichtdrehmoment bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten. Ferner ist die bevorzugte Differenz in den Oberflächenberührungsbreiten zwischen dem Mittelstollen 25 und dem ersten seitlichen Stollen 28 der asymmetrischen Lauffläche 20 dieselbe wie die Differenz in den Oberflächenberührungsbreiten zwischen dem Mittelstollen 15 und dem seitlichen Stollen 18 der symmetrischen Lauffläche 10. Dies gestattet es der asymmetrischen Lauffläche 20, symmetrische Lasten auf eine zur symmetrischen Lauffläche 10 gleichartige Weise abzustützen. Symmetrische Lasten sind jene, die im wesentlichen bei gleichen Axialabständen von der Mittelumfangsebene M die gleiche Größe haben.
Die seitliche nasse Traktion des Reifens 2 mit der Lauffläche 20 der vorliegenden Erfindung wird durch die erneute Verteilung der jeweiligen durchgehenden Rillenbreiten G2, G4, G6 und G8 der asymmetrischen Lauffläche 20 in Zuordnung zu den Rillenbreiten G1 und G3 der symmetrischen Lauffläche 10 gefördert. Die Umfangsrillenbreiten G2, G4, G6, G8 sind fortschreitend in axialer Richtung breiter, wenn man von der Innenseite zur Außenseite der asymmetrischen Lauffläche 20 vorangeht. Diese allmähliche Zunahme sorgt für eine nasse Traktion in Längsrichtung, die gleich ist der für die symmetrische Lauffläche 10. Verbesserungen in der Traktion bei Schlamm und Schnee werden auch für die asymmetrische Lauffläche 20 erwartet.
Eine bevorzugte Rillenbreite G2 neben dem zweiten seitlichen Stollen 22 beträgt 9,5 Millimeter, verglichen mit der Rillenbreite G8 neben dem ersten seitlichen Stollen 28 von 3,5 Millimetern. Das Verhältnis von G2 zu G8 kann sich von einem Wert von etwa 2 bis zu etwa 10 ändern. Ein bevorzugter Wert der Rillenbreite G4 ist 8,0 Millimeter und der bevorzugte Wert der Rillenbreite G6 ist 4,5 Millimeter. Die gesamte durchgehende Rillenbreite, die G2+G4+G6+G8 ist, beträgt 25,5 Millimeter für die asymmetrische Lauffläche 20. Diese ist dieselbe wie die durchgehende Rillenbreite insgesamt für die symmetrische Lauffläche 10. Größere Rillen an der Außenseite der Lauffläche sind wünschenswert, um während einer Wendung den Reifen in Berührung mit der Straße zu halten. Die größeren Rillenbreiten G2, G4, die im außenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 vorliegen, sorgen für eine verbesserte nasse und trockene Traktionsleistung in Querrichtung, verglichen mit der symmetrischen Lauffläche 10, die eine Rillenbreite G1 neben den seitlichen Stollen 12 und 18 von 0,7 Millimetern aufweist. Die hier definierten bevorzugten Werte sind für einen Reifen eines leichten Lkw's von Durchschnittsgröße (235 Millimeter Querschnittsbreite, bei zulässiger Last gemessen (P-metric)). Diese Werte können sich entsprechend der Größe des Reifens 4 ändern, der in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt ist. Irgendwelche Änderungen in den bevorzugten Abmessungen für den Fünf-Stollen-Reifen 4 dieser Erfindung werden proportional mit der Reifengröße geändert werden.
Die übertragenen Lasten und der Fahrzeugrad-Sturzwinkel B während Kurvenfahrtvorgängen des Fahrzeugs führt zu einer Belastungszunahme am außenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 für die Reifen 202 an der Außenseite des Fahrzeugweges 100 (Fig. 3, 4). Das heißt, die Reifen 202, die eine Kurve auf einem Weg fahren, der den größten Radius R von einer Kurvenachse 102 aus aufweist, sind größeren Tragelasten ausgesetzt als die Reifen 204. Größere Rillen G2, G4 am außenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 der Reifen 202 sind erwünscht, um den Reifen ohne Aquaplaning in Berührung mit der Straßenoberfläche zu halten. Die Summe der durchgehenden Rillenbreiten für die asymmetrische Lauffläche 20 ist dieselbe wie die Summe der durchgehenden Rillenbreiten für die symmetrische Lauffläche 10. Dies hält die Geradeaus-Naß-Traktionseigenschaften der asymmetrischen Lauffläche 20 gleich jenen der symmetrischen Lauffläche 10.
Die durchgehenden Rillenbreiten G2, G4, G6 und G8 der Zickzack-Umfangsrillen 42, 44, 46 und 48 halten jeweils eine verhältnismäßig gute nasse Traktionsleistung sowie Schnee-Traktionsleistung aufrecht, verglichen mit der Lauffläche 10. Jede Zickzack-Umfangsrille 42, 44, 46, 48 weist eine zugeordnete axiale Ausnehmung P1 bis P8 (Fig. 2) auf, axial gemessen, an jeder axialen Flanke einer jeden Rille 42, 44, 46, 48 an der entsprechenden Stegseite oder Kantenoberfläche eines jeden Laufflächenblocks 62, 64, 65, 66 und 68. Stegf lächen der Laufflächenblöcke 62, 64, 65, 66 und 68 ist es nicht gestattet, einander zu überdecken, um eine negative durchgehende Rillenbreite zu erzeugen. Die Summe von Pl+P2+P3+P4 definiert eine erste Trittfläche (pace) für die asymmetrische Lauffläche 20. Die Summe von P5+P6+P7+P8 definiert eine zweite Trittfläche der asymmetrischen Lauffläche 20. Die erste Trittfläche, die am außenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 liegt, wenn der Reifen 2 an einem Fahrzeug angebracht ist, ist höchstens gleich 50% der zweiten Lauffläche, die am innenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 vorliegt. Die größere, zweite Trittfläche am innenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 sorgt für eine verhältnismäßig gute Traktion auf Schnee oder anderen, weichen Straßenoberflächen. Die freiliegenden seitlichen Kanten 47 der Laufflächenblöcke sorgen für einen verhältnismäßig guten "Griff" im Schnee und beim Auftreffen auf eine andere weiche Oberfläche. Die Schnee- Traktion wird ferner durch Stegf lächen 47 gefördert, die einen spitzen Winkel zwischen 70 Grad und 90 Grad bezüglich der Mittelumfangsebene M aufweisen. Dies legt verhältnismäßig mehr Kontaktfläche zum Griff im Schnee frei. Seitliche Rillen 49 in dem ersten seitlichen Stollen 28 sorgen auch für zusätzliche Schnee-Traktionsfähigkeiten für diese asymmetrische Lauffläche 20 aus denselben Gründen.
Die gesamte Laufflächenbreite TW2 der asymmetrischen Lauffläche 20 hat einen bevorzugten Wert von 177 Millimetern, wie in Fig. 2 gezeigt, für einen Reifen 2 mit einer Querschnittsbreite von 235 Millimetern unter zulässiger Belastung. Diese bevorzugte Laufflächenbreite TW2 ist so gewählt, daß sie gleich ist der Laufflächenbreite TWL einer ähnlichen symmetrischen Lauffläche 10 (Fig. 1) für einen Reifen mit derselben Größe, demselben Aufpumpdruck und derselben aufgebrachten Last. Wie schon vorher erörtert, beträgt die gesamte, durchgehende Rillenbreite 25,5 Millimeter, die sich aus der Gesamtrillenbreite R1+R4+RS+R6+R8 mit einem bevorzugten Wert von 151,5 Millimetern ergibt. Bei der Oberflächenberührungsbreite der asymmetrischen Lauffläche 20 der Fig. 2, die dieselbe ist wie die Oberflächenberührungsbreite für die symmetrische Lauffläche 10 der Fig. 1, können die relativen Volumina des Gummis innerhalb der Lauffläche TW1 und TW2 der beiden jeweiligen Laufflächen 10 und 20 verglichen werden. Ferner liegen bei gleichartigen Rillenausbildungen für die Rillen 42, 44, 46, 48 für die asymmetrische Lauffläche 20, verglichen mit den Rillenausbildungen der Rillen 32, 34 der symmetrischen Lauffläche 10, gleiche Volumina an Laufflächengummi für die beiden jeweiligen Laufflächen vor. Dies wird kombiniert mit dem Umstand, daß Abschnitte des einen Reifens, der die asymmetrische Lauffläche 20 aufweist, gleich sind anderen Abschnitten eines anderen Reifens, der die symmetrische Lauffläche 10 aufweist. Deshalb weist der eine Reifen 2 mit der asymmetrischen Lauffläche 20 einen Rollwiderstand auf, der im wesentlichen der gleiche ist, wie der Rollwiderstand des anderen Reifens 10 in Fig. 1.
Zusätzliche volumetrische Zuordnungen liegen für die asymmetrische Lauffläche 20 vor. Die beiden seitlichen Stollen 22 und 28 haben dasselbe Gummivolumen und die beiden Zwischenstollen 24 und 26 sowie der Mittelstollen 25 haben dasselbe Gummivolumen für die Lauffläche 20. Zusätzlich ist das Volumen des Laufflächengummis an dem außenseitigen Halbabschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 gleich dem Laufflächen-Gummivolumen an dem innenseitigen Halbabschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20. Diese volumetrischen Zuordnungen tragen dazu bei, eine gleichförmige Verteilung der Normalspannungen in Querrichtung über die asymmetrische Lauffläche 20 hinweg zu erzeugen. Diese gleichförmige Verteilung eines Gummivolumens sorgt für ein gleichförmiges Abnutzungsmuster axial über die asymmetrische Lauffläche 20 hinweg. Die gleichförmige Verteilung des Gummivolumens sorgt auch für eine gute Gleichförmigkeit des Reifens 2 und sorgt für Konizitätwerte während der Fahrt, die gleichartig jenen der symmetrischen Laufflächen 10 sind (Fig. 1). Da die Gummivolumina auf jeder Seite der Mittelumfangsebene M gleich sind, bleibt das verbleibende Ausrichtdrehmoment, das durch die asymmetrische Lauffläche 20 eingebracht wird, bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert, verglichen mit Reifen aus dem Stand der Technik, die andere asymmetrische Laufflächen aufweisen. Ferner werden die Spannungen an axial benachbarten Stollen der asymmetrischen Lauffläche 20 mit im wesentlichen den gleichen Gummivolumina keine unausgeglichenen Normal- und Tangentialkräfte bezüglich der beiden Seiten des Reifens 2 einbringen. Dies wiederum trägt zu einer gleichförmigen Abnutzungsrate quer über die asymmetrische Lauffläche 20 hinweg bei.
Ein anderes Merkmal der asymmetrischen Lauffläche 20 für gleichförmige Normalspannungen in Breitenrichtung quer zur asymmetrischen Lauffläche 20 ist die seitliche Anordnung der jeweiligen Stollen 22, 24, 25, 26, 28. Es ist ein Spielraum für die pantographische Wirkung der asymmetrischen Lauffläche 20 beim Eingriff in die Straßenoberfläche an einer Aufstandf läche hergestellt. Die Lauffläche 20 führt eine Pantographbewegung durch, wenn sie die Berührung mit der Bodenoberfläche herstellt, indem sie die berührungsfreie Breite der Lauffläche von einer Breite, die größer ist als TW2, auf die Breite TW2 verengt. Die Differenz in der seitlichen oder in Querrichtung vorliegenden Steifigkeit des ersten Zwischenstollens 24, verglichen mit der seitlichen oder in Breitenrichtung vorliegenden Steifigkeit des zweiten Zwischenstollens 26, ist wesentlich. Diese Differenz in der Steif igkeit in Breitenrichtung führt dazu, daß sich der ersten Zwischenstollen 24 dichter an die Mittelumfangsebene M heranbewegt als sich der zweite Zwischenstollen 26 zur Mittelumfangsebene M hin bewegt. Die relative Differenz in der Bewegung des ersten Zwischenstollens 24, verglichen mit dem zweiten Zwischenstollen 26, wird ausgeglichen durch Bewegen des ersten Zwischenstollens 24 um einen kleinen, inkrementellen Abstand von der Mittelumfangsebene M weg, wenn der Reifen nicht in Berührung mit der Straßenoberfläche steht. Obwohl dieser Abstand verhältnismäßig gering ist und im Bereich von 1 Millimeter bis 2 Millimetern liegt, ist der Effekt kritisch bei der Erreichung ausgeglichener Normalkräfte in Breitenrichtung quer zur asymmetrischen Lauffläche 20.
Die Beständigkeit gegenüber unregelmäßiger Abnutzung wurde für den asymmetrischen Reifen 20 der Fig. 2 verbessert, verglichen mit dem symmetrischen Reifen 10 der Fig. 1. Dies ist ein Ergebnis der Optimierung der relativen Berührungsflächenverhältnisse von dem außenseitigen Halbabschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20, in Querrichtung gesehen, zum innenseitigen Halbabschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20. Die Stollen 22 und 24 des außenseitigen Halbabschnitts der asymmetrischen Lauffläche 20 stehen dadurch enger, daß sie ein höheres Berührungsflächenverhältnis aufweisen als die Stollen 26, 28 des inneren Halbabschnitts der asymmetrischen Lauffläche 20. Es wird erwartet, daß die Prüfung zeigt, daß der zweite seitliche Stollen 22 eine Abnutzungsrate aufweist, die kleiner ist als die Abnutzungsrate für die Stollen 12 und 18 der symmetrischen Lauffläche 10. Die Abnutzungsrate des ersten, seitlichen Stollens 28 wird auch bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten, vergleichbar mit dem für die seitlichen Stollen 12 und 18 eines symmetrischen Reifens 10. Das geschlossene Muster der Stollen 22 und 24 verringert auch das Ausmaß der sägezahnförmigen Abnutzung an den einzelnen Blöcken 62, 64 und ein anderes, derartiges "Anheben" der Laufflächenmerkmale, wenn sich der Reifen abnutzt. Diese unregelmäßigen Abnutzungsmerkmale sind Teil von dem, was allgemein in der Industrie als Abnutzungsaspekt der Lauffläche 20 bekannt ist. Eine Zunahme in der Laufflächen-Lebensdauer wird für die asymmetrische Lauffläche 20 um so viel wie 20% vorausgesetzt, verglichen mit der symmetrischen Lauffläche 10, die auf dem gleichen Fahrzeug benutzt wird, das dieselben Fahrzeugoperationen durchführt.
Die Nachgiebigkeit der Laufflächenblöcke für die Stollen 26 und 28 der asymmetrischen Lauffläche 20 in Längsrichtung, die auf der Innenseite des Fahrzeugs angeordnet sind, ist größer als die Nachgiebigkeit der Stollen 26 und 28 der asymmetrischen Lauffläche 20 in Längsrichtung, die auf der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Nachgiebigkeit ist definiert als die relative Verformung eines Laufflächenblocks unter Tangentialkräften. Die Nachgiebigkeit in Längsrichtung ist die Bewegung eines Laufflächenblocks in einer Richtung parallel zur Mittelumfangsebene M, die sich aus einer Tangentialkraft auf die Laufflächenblöcke in derselben jeweiligen Richtung ergibt. Stollen, die eine größere Nachgiebigkeit aufweisen, sind wirksamer bei der Herstellung einer guten Traktion bei Bodenberührungsoperationen des Fahrzeugs in Schnee und in anderem weichem Material. Die Nachgiebigkeit der Laufflächenblöcke 66 des zweiten Zwischenstollens 26 in Längsrichtung wird um mindestens 100% über die Nachgiebigkeit der Blöcke 64 des ersten Zwischenstollens 24 in Längsrichtung erhöht. Zusätzlich weist der zweite Zwischenstollen 26 der asymmetrischen Lauffläche 20 eine Nachgiebigkeit in Längsrichtung auf, die um mindestens 20% höher ist als bei den Zwischenstollen 14 oder 16 der symmetrischen Lauffläche 10.
Es ist erwartet, daß die Prüfung zeigt, daß der Geräuschpegel der asymmetrischen Lauffläche 20 um mindestens 3 dB verringert ist, verglichen mit dem Geräuschpegel einer symmetrischen Lauffläche 10. Die Differenz in der Ausbildung (Größe und Form) und in der Winkelausrichtung der Blöcke 64 des ersten Zwischenstollens 24, verglichen mit den Blöcken 66 des zweiten Zwischenstollens 26, sollten ersichtlich sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Diese Differenz führt beim ersten Zwischenstollen 24 dazu, daß dieser Geräusch bei einer unterschiedlichen Intensität (Lautstärkepegel) und Frequenz emittiert, verglichen mit der Intensität und Frequenz des Geräuschs, das vom zweiten Zwischenstollen 26 emittiert wird. Der Mittelstollen 25 unterscheidet sich auch in der Ausbildung und wird seine eigene, getrennte Geräuschintensität bzw. (vs.) -frequenz als die Stollen 24 und 26 aufweisen. Das aus den Stollen 24, 25 und 26 resultierende Geräusch hat einen breiteren Frequenzbereich mit kleineren Amplituden der Intensität innerhalb eines jeden speziellen Frequenzbereichs als der symmetrische Reifen 10 mit gleichen Ausbildungen der Stollen 14, 15 und 16. Das Ergebnis ist, daß von der asymmetrischen Lauffläche 20 her im Vergleich mit der symmetrischen Lauffläche 10 weniger Geräusch vernommen wird.
Ein asymmetrischer Sturz zwischen den Rädern eines Fahrzeugs während Fahrzeugmanövern kann für manche Fahrzeug-Aufhängungssysteme auftreten. Der Sturz eines Rades mit einem hieran ordnungsgemäß montierten Reifens erzeugt auch ungleichförmige Kräfte in Breitenrichtung quer zum Reifen. Beispielsweise kann die Schwenkachse der Fig. 3 und 4 zu einem asymmetrischen Sturzwinkel B führen. Die Reifen 202 an der Außenseite des Kurvenweges 100 haben einen größeren Sturzwinkel B als den Sturzwinkel C der Reifen 204 auf der Innenseite des Kurvenweges 100. Ein asymmetrischer Sturz tritt während Kurvenf ahrtmanövern des Fahrzeugs auf, das um eine Kurvenachse 102 eine Kurve fährt. Der Sturz führt auch zu einem Zustand am Reifen, wenn er am Fahrzeug angebracht ist, bei dem der innenseitige Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 einem unterschiedlichen Belastungszustand ausgesetzt ist als der außenseitige Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20. Der außenseitige Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20 für einen Reifen 202 auf der Seite des Fahrzeugs, die an der Außenseite des Kurvenweges 100 liegt, trägt eine Last, die größer ist als die Last auf dem innenseitigen Abschnitt der asymmetrischen Lauffläche 20. Ferner tragen Reifen 202 auf der Außenseite des Fahrzeugweges 100 eine Last P1, die höher ist als die Last P2, die von den Reifen 204 auf der Innenseite des Fahrzeugweges 100 getragen werden. Die asymmetrische Lauffläche 20 der vorliegenden Erfindung kompensiert den asymmetrischen Sturz oder gleicht ihn aus, der von einem Fahrzeug-Aufhängungssystem herbeigeführt wird, und sorgt für einen Reifen mit überlegener Gesamtleistung, verglichen mit einer symmetrischen Reifenlauffläche 10, die ähnliche Laufflächenmuster-Ausbildungsmerkmale aufweist.

VERSUCHSERGEBNISSE

Fahrzeugversuche wurden unter Verwendung der asymmetrischen Lauffläche 20 und der symmetrischen Lauffläche 10 durchgeführt, mit zwei jeweiligen Gruppen von Reifen mit einem Querschnitt von 235 Millimetern bei zulässiger Belastung. Wesentliche Fahrzeugfahrt- und Handhabungsversuche wurden erhalten, und die Leistung wurde auf einer Skala von 1 bis 10 beurteilt, wobei 1 schlecht und 10 hervorragend war. Die untere Tabelle zeigt Vergleichsergebnisse unter Benutzung des Reifens, der mit der symmetrischen Lauffläche 10 versehen war, als Grundwert. Leistungsparamter Reifen mit symmetrischer Lauffläche Reifen mit asymmetrischer Lauffläche nasse Quertraktion Quermanöver Lenkung insgesamt Grundwert
Objektive Traktionsversuchsergebnisse wurden auch für dieselben beiden Sätze von Reifen mit einem Querschnitt von 235 Millimetern Breite unter Nennlast erhalten. Nasse und trockene Traktionsversuche bestätigen, daß der Reifen 2 mit der asymmetrischen Lauffläche 20 (Fig. 2) eine im wesentlichen gleiche Längstraktionsleistung aufweist, verglichen mit dem Reifen, der die symmetrische Lauffläche 10 aufweist (Fig. 1). Da die Volumina des Laufflächengummis gleich sind, ist die Masse des Reifens 2 im wesentlichen gleich der Masse eines Reifens mit derselben Größe, der eine symmetrische Lauffläche 10 aufweist. Dasselbe gilt auch für den Rollwiderstand des Reifens 2, der zwischen den Reifen im wesentlichen unverändert bleibt. Verbesserungen in der Leistung hinsichtlich Geräusch, Traktion auf Schnee und Traktion auf weichem Material für den Reifen 2 mit asymmetrischer Lauffläche 20 im Vergleich zur Lauffläche 10 sind vorherzusehen.

Claims

1. Asymmetrische Lauffläche (20) für einen Reifen (2) mit einer Mittelumfangsebene (M) sowie einer Innenseite (29) und einer Außenseite (21), und angebracht an einem Fahrzeugrad (7), wobei die genannte Lauffläche (2) folgende Merkmale aufweist:

eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen (22, 24, 25, 26, 28) zwischen der genannten Innenund Außenseite und jeweils mit einer Umfangslänge, wobei die genannten Stollen in einem Mittelsegment (C) sowie zwei seitlichen Segmenten (LO, LI) der genannten Lauffläche (20) enthalten sind, und wobei jedes benachbarte Paar der genannten Stollen durch eine jeweilige ununterbrochene, durchgehende bzw. einen Durchblick bietende Längsrille (42, 44, 46, 48) getrennt ist und jeder der genannten Stollen die folgenden Merkmale aufweist:

einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Oberflächenberührungsbereich, der axial über die gesamte Umfangslänge verteilt ist,

eine Stollenbreite (R&sub2;, R&sub4;, R&sub5;, R&sub6;, R&sub8;), die als der Abstand definiert ist, der längs einer Richtung senkrecht zur Mittelumfangsebene zwischen dem äußeren Kantenabschnitt und dem inneren Kantenabschnitt des genannten Stollens gemessen ist, und

ein Berührungsflächenverhältnis, das als das Verhältnis zwischen dem genannten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Oberflächenberührungsbereich und dem Produkt der genannten Stollenbreite mal der Umfangslänge des genannten Stollens definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen (24, 25, 26) im Mittelsegment (C) der genannten Lauffläche (20) im wesentlichen gleiche Oberflächenberührungsbereiche aufweisen, sowie Berührungsflächenverhältnisse, die aufeinanderfolgend abnehmen, wenn man von der Außenseite (21) zur Innenseite (29) der genannten Lauffläche (20) übergeht,

- die beiden, sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen (22, 28) in den beiden seitlichen Segmenten (LO, LI) der genannten Lauffläche (20) in der Innenseite und Außenseite jeweils im wesentlichen gleiche Oberflächenberührungsbereiche aufweisen, sowie Berührungsflächenverhältnisse, die sich für die beiden, in Längsrichtung erstreckenden Stollen (22, 28) unterscheiden.

2. Lauffläche (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrillen (42, 44, 46, 48) jeweils eine durchgehende bzw. den Durchblick gestattende Breite (G&sub2;, G&sub4;&sub1; G&sub6;&sub1; G&sub8;) aufweisen, senkrecht zur Mittelumfangsebene (M) der Lauffläche (20) gesehen, und worin die Breiten der genannten Rillen aufeinanderfolgend abnehmen, wenn man von der Außenseite (21) zur Innenseite (29) der genannten Lauffläche (20) vorangeht.

3. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen (22, 28) in den beiden seitlichen Segmenten (LO, LI) so ausgebildet sind, daß das Berührungsflächenverhältnis der ersten seitlichen Stollen (28) (auf der Innenseite der Lauffläche) geringer ist als das Berührungsflächenverhältnis des zweiten seitlichen Stollens (22) (Außenseite der Lauffläche).

4. Lauffläche (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen einen ersten Zwischenstollen (24) umfassen, der am äußersten Abschnitt des genannten Mittelsegments (C) gelegen ist, wobei das Berührungsflächenverhältnis des genannten ersten Zwischenstollens (24) im wesentlichen gleich ist dem Berührungsflächenverhältnis des genannten ersten seitlichen Stollens (22).

5. Lauffläche (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen einen Mittelstollen (25) umfassen, der bezüglich der Mittelumfangsebene (M) symmetrisch angeordnet ist und im Mittelsegment (C) der genannten Lauffläche (20) enthalten ist, wobei das Berührungsflächenverhältnis des genannten Mittelstollens (25) gleich ist einem vorbestimmten Wert und das Berührungsflächenverhältnis des genannten ersten Zwischenstollens (24) um etwa 0,10 größer ist als der vorbestimmte Wert für den genannten Mittelstollen (25).

6. Lauffläche (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen einen zweiten Zwischenstollen (26) umfassen, der zum innersten Abschnitt des genannten Mittelsegments (C) hin ge legen ist, wobei das Berührungsflächenverhältnis des ge nannten zweiten Zwischenstollens (26) kleiner ist als der vorbestimmte Wert für den genannten Mittelstollen (25) und mindestens gleich 0,60 ist.

7. Lauffläche (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungsflächenverhältnis des genannten zweiten seitlichen Stollens (22) einen Maximalwert hat und im Bereich von 120% bis 130% des vorbestimmten Werts für den genannten Mittelstollen (25) liegt, und worin das Berührungsflächenverhältnis des genannten ersten seitlichen Stollens (28) im Bereich von 105% bis 120% des vorbestimmten Wertes für den genannten Mittelstollen (25) liegt.

8. Lauffläche (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oberflächenberührungsbereich für die genannten, sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen (24, 25, 26) im Mittelsegment (C) der genannten Lauffläche (20) einen Wert aufweist, der etwa 65% des genannten zweiten Oberflächenberührungsbereichs für den genannten ersten (28) und zweiten seitlichen Stollen (22) in den beiden seitlichen Segmenten (LI, LO) der genannten Lauffläche (20) aufweist.

9. Lauffläche (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten, sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen ferner folgende Merkmale aufweisen: einen Mittelstollen (25) mit einer Mitteibreite (R&sub5;), der symmetrisch zur Mittelumfangsebene (M) der genannten Lauffläche (20) verläuft; einen ersten Zwischenstollen (24), der am äußersten Abschnitt des genannten Mittelsegments (C) gelegen ist und eine erste Breite (R&sub4;) im Bereich von 80% bis 85% der genannten Mittelbreite (R&sub5;) aufweist; und einen ersten seitlichen Stollen (28), der im innersten seitlichen Segment (LI) der genannten Lauffläche (20) enthalten ist und eine erste seitliche Breite (R&sub8;) im Bereich von 125% bis 135% der genannten Mittelbreite (R&sub5;) aufweist.

10. Lauffläche (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Stollen ferner einen zweiten Zwischenstollen (26) aufweisen, der zum innersten Abschnitt des genannten Mittelsegments (C) hin gelegen ist, mit einer zweiten Breite (R&sub6;), wobei die genannte zweite Breite im Bereich von 105% bis 110% der genannten Mittelbreite (Rs) liegt, und einen zweiten seitlichen Stollen (22), der im äußersten seitlichen Segment (LO) der genannten Lauffläche enthalten ist, mit einer zweiten seitlichen Breite (R&sub2;), wobei die genannte zweite seitliche Breite in einem Bereich von 115% bis 125% der genannten Mittelbreite (R&sub5;) liegt.

11. Lauffläche (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lauffläche ein Volumen an Laufflächengummi an der Außenseite der Mittelumfangsebene aufweist, das etwa gleich ist einem anderen Gummivolumen auf der Innenseite der Mittelumfangsebene, wobei die genannte Lauffläche ein gleichförmiges Abnutzungsmuster aufweist und dem genannten Fahrzeugrad ein verhältnismäßig niedriges, verbleibendes Ausrichtmoment und eine verhältnismäßig niedrige Konizität mitteilt.

12. Lauffläche (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trittfläche (pace) (P&sub1;+P&sub2;+P&sub3;+P&sub4;) der genannten Lauffläche für den außenseitigen Abschnitt der Lauffläche kleiner ist als 50% einer zweiten Trittfläche (P&sub5;+P&sub6;+P&sub7;+P&sub8;) der genannten Lauffläche für den innenseitigen Abschnitt der Lauffläche, wobei die Summe der genannten ersten und zweiten Trittfläche gleich ist einer vorbestimmten Trittfläche für eine symmetrische Lauffläche.