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Diese Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen, der einen den Boden
berührenden Laufstreifen aufweist, der besonders angepasst ist, um beim
Laufen leise zu sein, und der eine verbesserte Leistung unter nassen
Bedingungen aufweist.
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Das Problem des von Reifen verursachten Geräuschs ist das Thema
zunehmend strengerer Gesetzgebung, die sich mit der Reduzierung des
gesamten durch fahrende Fahrzeuge erzeugten Geräuschpegels befasst.
Hierdurch wird das Problem der Minimierung von reifenerzeugten oder
sogenannten "Vorbeifahr"-Geräuschen zu einem zunehmend wichtigen
Gesichtspunkt der Reifenentwicklung.
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Damit Reifen unter allen Bedingungen gut funktionieren, ist es normal,
dass der den Boden berührende Laufstreifenbereich mit Rillen versehen
ist. Unter nassen Bedingungen helfen solche Rillen dabei, das
Wasservolumen aus der Berührungsfläche zwischen dem Reifenlaufstreifen und der
Straßenoberfläche zu entfernen, und hierdurch helfen sie, Aquaplaning zu
verhindern, und deshalb den Verlust der Lenkkontrolle über das Fahrzeug
zu verhindern.
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Bei der herkömmlichen Gestaltung von Reifenlaufstreifenprofilen für gute
Leistungen bei Nässe wurden umfänglich durchgehende gerade Rillen
verwendet, die oft relativ breit und tief sind. Ein ernsthaftes Problem bei
diesen durchgehenden geraden Rillen sind jedoch Geräusche, die durch
das sogenannte "Orgelpfeifenphänomen" hervorgerufen werden, bei
welchem Resonanz in dem luftgefüllten Raum auftritt, der durch die Rille des
sich bewegenden Reifens und die Straßenoberfläche gebildet wird und der
sich wie eine Musikpfeife verhält. Das besondere Problem mit durchgehenden
Umfangsrillen ist, dass die Länge der "Orgelpfeife" im
Kontaktbereich des Reifens ausreichend groß ist, um Frequenzen zu erzeugen, die
denen nahe kommen, welche für einen Fahrer höchst unangenehm sind,
und die auch dazu neigen, andere Resonanzen zu verstärken, die
zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche entstehen.
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Bei vorhergehenden Versuchen, das "Orgelpfeifen"-Phänomen zu
verringern, wurden Störungen oder Streben in den Umfangsrillen angeordnet,
um die Resonanz zu unterdrücken oder zu stören. Solche Veränderungen
der Rillen haben nicht nur bei der Milderung des Reifengeräuschproblems
versagt, sondern haben auch eine nachteilige Wirkung auf die
Nässeleistung des Reifens gezeigt, indem der Fluss der Wassers durch die Rillen
verhindert wird.
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Von Reifenlaufstreifenprofilen, die eher Blöcke umfassen als Rillen, wie sie
in US 4 667 718 offenbart sind, ist bekannt, dass sie die kurzen, sich
umfänglich erstreckenden Rillen aufweisen, welche die Blöcke
beabstandet in Bezug zu einander in axialer Richtung trennen. Solche kurzen
Rillen, wie sie dort vorgesehen sind, leiden nicht unter einem
"Orgelpfeifen"-Effekt.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen
Reifen mit geripptem Laufstreifen ein Laufstreifenprofil bereitzustellen,
das geringe Geräusche und verbesserte Leistung bei Nässe aufweist.
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Entsprechend stellt die Erfindung einen Reifen bereit, wie er in Anspruch
1 und den untergeordneten Ansprüchen beschrieben ist.
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Bevorzugt sind mindestens fünf unterschiedliche Längen von Längsrillen,
oder stärker bevorzugt mindestens neun unterschiedliche Längen vorgesehen.
Am stärksten bevorzugt besitzen die Längsrillen jeweils
unterschiedliche Längen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Längsrillen jeweils gerade
Rillen, die unter 0º zur Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind.
Weitere Gesichtspunkte der Erfindung werden aus der folgenden lediglich
beispielhaften Beschreibung einer Ausführungsform, anhand der
beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:
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Fig. 1 eine Ansicht eines Reifenlaufstreifens gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig. 2 einen Querschnitt in einer radialen Ebene Y-Y' eines
Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, der den in Fig. 1
gezeigten Laufstreifen aufweist;
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Fig. 3 die Ergebnisse eines Aquaplaningversuchs zeigt;
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Fig. 4 die Ergebnisse eines Vorbeifahr-Lärmversuchs zeigt und
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Fig. 5 ein Reifenlaufstreifenprofil ist, das durchgehende
Umfangsrillen umfasst.
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Im Querschnitt in Fig. 2 ist ein Luftreifen gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt, der einen herkömmlichen radialen Aufbau aufweist.
Entsprechend weist der Reifen eine Karkasslage 21 auf, die radiale Corde
umfasst, die sich zwischen Wulstbereichen 25 durch Seitenwandbereiche
27 und einen Laufstreifenbereich 23 erstrecken. In jedem Wulstbereich ist
die Karkasslage 21 befestigt, indem sie von der axialen Innenseite zur
Außenseite um einen nicht dehnbaren Wulstkern 22 herum
umgeschlagen ist, der sich in Umfangsrichtung erstreckt. Der
Reifenlaufstreifenbereich 23 ist durch einen Gürtel oder Breaker 26 verstärkt, der radial
außen von der Karkasse 21 angeordnet ist.
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Auf der radial äußeren Oberfläche des Laufstreifenbereichs 23 ist eine
Reihe sich in Umfangsrichtung erstreckender Profilrillen mit voller Tiefe
vorgesehen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind diese Längsprofilrillen 1-15 in
der Umfangsrichtung nicht durchgängig. Gemäß der vorliegenden
Erfindung weisen die Umfangslängen C der Längsrillen 1-15 mindestens drei
unterschiedliche Werte auf. Bevorzugt weisen die Rillen mindestens fünf
und stärker bevorzugt mindestens neun unterschiedliche Längen C auf.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weisen die Rillen die am
stärksten bevorzugte Konfiguration auf, bei der sie alle in der Länge
verschieden sind.
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Es ist auch bevorzugt, dass die Längen der Umfangsrillen 1-15 zwischen
der halben und der doppelten Länge L in Umfangsrichtung der
Laufstreifen/Boden-Berührungsfläche A liegen, die in Fig. 1 durch die gestrichelte
Linie gekennzeichnet ist.
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Auch sind gemäß der vorliegenden Erfindung Laufstreifenrillen, die in
Umfangsrichtung benachbart sind, in unterschiedlichen axialen
Positionen in Bezug zueinander angeordnet. Hierdurch ist in Fig. 1 jedes der
Rillenpaare 1 & 5, 5 & 12, 2 & 7, 3 & 10, 8 & 15, 4 & 9, 6 & 13, 5 & 12
usw. in Bezug auf die Mittellinie C/L des Laufstreifens in
unterschiedlichen axialen Positionen angeordnet. Am stärksten bevorzugt ist, wie in
Fig. 1 gezeigt ist, jede sich in Umfangsrichtung erstreckende
Laufstreifenrille 1-15 in einer einzigartigen axialen Position angeordnet.
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Die diskontinuierlichen Laufstreifenrillen können alle die gleiche axiale
Breite besitzen oder sie können abweichende Breiten, wie gezeigt, haben.
Auch wenn sie sich unter einem spitzen Winkel zur Umfangsmittellinie
C/L erstrecken können, sind sie vorzugsweise im Wesentlichen parallel
zur Mittellinie C/L, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt ist.
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Ein Reifenlaufstreifenprofil gemäß der vorliegenden Erfindung hat
reduzierte Geräuschpegel bei verbesserter Leistung bei Nässe gezeigt.
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Um die obigen verbesserten Eigenschaften zu veranschaulichen, wurden
Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung, die das in Fig. 1 gezeigte
Laufstreifenprofil aufweisen, gegenüber vergleichbaren Beispielreifen der
gleichen Größe und Konstruktion, die ein herkömmliches Laufstreifenprofil
mit vier geraden Umfangsrillen aufweisen, wie es in Fig. 5 gezeigt ist,
getestet. Beide Reifenarten hatten die gleiche gesamte Gummi-zu-Rille-
Fläche oder das sogenannte "Land/See" Verhältnis von 70/30 und beide
hatten das gleiche Gesamtrillenvolumen.
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Die Nässeleistung der Reifen wurde festgestellt, indem der Widerstand
gegen Aquaplaning mit Hilfe des sogenannten "Spin-up" Versuchs
ermittelt wurde. Bei diesem Test werden die Hinterradbremsen des Fahrzeugs
abgekoppelt und das Fahrzeug bei konstanter Geschwindigkeit geradlinig
in tiefes Wasser gefahren, welches auf glattem Beton steht. Dann werden
die Bremsen aktiviert, um die Vorderräder zu blockieren und hierdurch
Aquaplaning zu verursachen. Dann werden die Bremsen gelöst, und die
Zeit, die die Vorderräder benötigen, um auf die gleiche Geschwindigkeit
wie die Hinterräder zu beschleunigen (spin-up), wird elektronisch
gemessen. Eine kürze "Spin-up" Zeit zeigt einen besseren Widerstand gegen
Aquaplaning an. Ergebnisse von Versuchen an beiden Reifenarten, bei
Geschwindigkeiten von 70 bis 90 km/h, sind in Fig. 3 gezeigt, aus der
ersichtlich ist, das die Reifen der vorliegenden Erfindung signifikant
kürzere "Spin-up" Zeiten und hierdurch bei allen Geschwindigkeiten einen
merklich verbesserten Widerstand gegen Aquaplaning gegenüber den
herkömmlichen Vergleichsreifen aufwiesen.
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Zur Feststellung der Nässeleistung wurde ein Vorbeifahr-Geräuschtest
durchgeführt, bei dem ein vorderradgetriebenes Fahrzeug verwendet
wurde, das in gerader Linie auf einer glatt strukturierten undurchlässigen
Straßenoberfläche entsprechend ISO 10844 gefahren wurde. Das
Fahrzeug wies Testreifen auf, die auf die Hinterräder aufgezogen waren, und
profillose Reifen, die auf die Vorderräder aufgezogen waren. Alle Reifen
wurden auf ihren vorgesehenen Druck aufgepumpt und bei 80% ihrer
vorgesehenen Maximalbelastung laufen gelassen. In Fig. 4 sind die
Geräuschergebnisse für ein mit 80 km/h rollen Fahrzeug gezeigt. Es ist aus
dem in Fig. 4 dargestellten Geräuschspektrum ersichtlich, dass der Reifen
der vorliegenden Erfindung über den gesamten Frequenzbereich von 200
bis 2.400 Hz leiser als der herkömmliche Vergleichsreifen war.
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Während die vorliegende Erfindung durch die oben beschriebenen
Ausführungsform erläutert worden ist, welche nur Umfangsrillen aufweist,
kann der erfindungsgemäße Reifen auch sich seitlich erstreckende oder
quer verlaufende Laufstreifenrillen aufweisen. Solche sich quer
erstreckenden Rillen können sich ganz durch die Laufstreifenrippen erstrecken,
um die Rippe in eine Reihe von Laufstreifenblöcken aufzuteilen.