DE69906783T2

DE69906783T2 - Reifen für fahrzeugräder

Info

Publication number: DE69906783T2
Application number: DE69906783T
Authority: DE
Inventors: Riccardo Cesarini; Ernesto Cerizza
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: EP1302339A3; ATE236800T1; KR100723614B1; JP2002530235A; KR20010093093A; CN1154583C; CN1331637A; EP1131216B1; PT1131216E; WO2000030874A3; EP1131216A2; TR200200549T2; WO2000030874A2; US20020000278A1; TR200101389T2; DE69906783D1; ES2198158T3; US6776204B2; EP1302339A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß ihrem allgemeinen Aspekt auf einen Reifen für Fahrzeuge, und insbesondere auf sein Laufflächenmuster.
Bekanntlich hat ein Reifen in seiner allgemeinsten Form eine torusförmige Karkasse mit einer zentralen Krone und zwei Seitenwänden, die in einem Paar von Wulsten für die Festlegung des Reifens auf einer entsprechenden Montagefelge enden, ein Laufflächenband, das sich koaxial um die Krone herum erstreckt, sowie einen Gurtaufbau, der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet ist.
An ihrer Außenfläche hat das Laufflächenband ein erhabenes Muster, das zusammen mit den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Mischung, aus der es hergestellt ist, zur Bereitstellung von Straßenverhaltenseigenschaften des Reifens besonders geeignet ist, insbesondere der Traktionsleistung.
Im Allgemeinen wird das Laufflächemuster von mehreren in Umfangsrichtung und/oder quer gerichteten Nuten gebildet, was Hohlräume und massive Kautschukbereiche unterschiedlicher Formen und Größen ergibt, die gewöhnlich "Blöcke" genannt werden.
Bekanntlich war es auf dem Gebiet der Reifenherstellung eine lang anhaltende Forderung, trotz der extrem hohen Beanspruchungen, denen ein Reifen während seines Einsatzes unterworfen ist, insbesondere wenn es sich um einen Reifen in Rennbauweise handelt, eine adäquate Leistung des Reifens zu gewährleisten.
Die Anmelderinnen haben deshalb das Problem in Betracht gezogen, eine Lauffläche zu erhalten, die in der Lage ist, die Fahrleistung und die Haftung zu optimieren.
Das US-Patent 4,641,696 beschreibt eine Lauffläche in Direktionalbauweise, die für Hochleistungsfahrzeuge und für extreme Einsatzbedingungen geeignet ist. Das Laufflächenmuster besteht aus einer Vielzahl von Blöcken, die eine im Wesentlichen Rhomboidform haben und in wenigstens sechs Umfangsreihen angeordnet sind, die voneinander durch gerade Umfangsnuten und durch geneigte Quernuten getrennt sind.
Die Anmelder ziehen in Betracht, dass die Schwierigkeit, der oben erwähnten Forderung bei der Art der beschriebenen Lauffläche zu genügen, im Wesentlichen mit der Schwierigkeit in Bezug steht, die Mobilität der Blöcke zu begrenzen, die an dem Laufflächenband vorhanden sind, wenn sich die Blöcke während des Einsatzes aufheizen.
Bisher waren die Versuche, die beim Stand der Technik durchgeführt werden, um die gewünschten Hochleistungsniveaus des Reifens basierend auf der Auslegung von Laufflächenbändern zu gewährleisten, die mit Nuten mit unterschiedlichen Neigungen und Blöcken mit unterschiedlichen Formen versehen sind, nicht in der Lage, voll zufrieden stellende Ergebnisse zu erzielen.
Während des Abrollens des Reifens sind die auf dem Laufflächenband vorhandenen Blöcke tatsächlich einer ganzen Reihe von thermomechanischen Beanspruchungen – hauptsächlich aufgrund der Erhitzung der Mischung als Folge der Reibung und der Druck- und Scherkräfte – unterworfen, die dazu führen, ein Biegen und Verformen der Blöcke zu verursachen. Diese Beanspruchungen modifizieren die Geometrie der Blöcke und führen zu einer Verringerung der Leistung des Reifens, insbesondere während so genannter "extremer" Fahrbedingungen.
Ein weiteres Problem entsteht durch das Vorhandensein der geraden Umfangsnuten an dem Laufflächenmuster, da diese letzteren Nuten konzentrierte Zonen darstellen, die einer Verformung bei hohen Querbelastungen ausgesetzt sind, die einen "Umfangsscharnier"-Effekt entstehen lassen. Deshalb modifizieren die Nuten die Reifenabstandsfläche beim Driften und dadurch die Haftung bei nassen Straßen.
Ein Laufflächenband oder ein Teil davon zeichnet sich durch den Wert des Verhältnisses "voll/leer" aus, das von der Kautschukmenge abhängt, die aus dem Laufflächenband aufgrund des Vorhandenseins der Nuten entfernt ist.
Hohe Werte des Verhältnisses von "voll/leer" ergeben gute Traktionseigenschaften auf trockener Straße, jedoch niedrige Straßenhaltewerte auf nassem Untergrund.
Es sind bereits zahlreiche Beispiele von Laufflächenmustern bekannt, die speziell ausgelegt wurden, um eine optimale Leistung des Reifens auf trockenem und nassem Untergrund zu erreichen.
Die GB-A-2 114 069, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, offenbart einen Reifen für ein Motorrad, der eine Laufoberfläche hat, in der eine Vielzahl von Kanälen ausgespart ist, von denen sich keiner um die gesamte Breite der Oberfläche erstreckt und von denen wenigstens einige vollständig von der Oberfläche umgeben sind. Dieses Laufflächenband hat eine Reihe von Kanälen, die mit einem gleichen oder entgegengesetzten Winkel zu einer Umfangslinie des Reifens geneigt und am Umfang bezüglich der Kanäle der anderen Reihen versetzt sind. Es sind auch zwei zusätzliche Reihen von Kanälen, die sich mit etwa 90° zu den vorstehenden Kanälen erstrecken, als andere Kanäle vorgesehen, die in die Laufflächenränder münden.
Das US-Patent 4,700,762 beschreibt beispielsweise einen Reifen, der mit einem Laufflächenmuster versehen ist, das von einer Umfangsnut mit großer Breite, die längs der Äquatorialebene angeordnet ist, und von einer Vielzahl von Nuten gebildet wird, die sich im Wesentlichen in Querrichtung auf jeder Seite der zentralen Nut bis zu den Schultern des Reifens erstrecken.
Jede Quernut bildet einen Winkel von 45° an der Stelle, an der sie mit der zentralen Nut zusammentrifft, und krümmt sich dann allmählich, bis sie eine Ausrichtung annimmt, die im Wesentlichen senkrecht zur Äquatorialebene in der Endzone der Lauffläche an der Schulter des Reifens ist.
Deshalb erzeugen die zentrale Nut und die Vielzahl von Quernuten auf den Seiten der Äquatorialebene zwei Reihen von Blöcken, von denen sich jeder von der Mitte zu den Schultern des Reifens erstreckt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung hat das Laufflächenmuster eine Vielzahl von Umfangsnuten, die parallel zur zentralen Nut sind und die die Quernuten schneiden.
Diese weitere Ausgestaltung führt zu einer Vielzahl von am Umfang benachbarten Reihen von rhomboidförmigen Blöcken auf jeder Seite der Äquatorialebene.
Das Laufflächenmuster ist so ausgelegt, dass unter der Reifenaufstandfläche drei bis fünf Quernuten vorhanden sind, wobei jede der Nuten so bemessen ist, dass sie nicht schließt, wenn die Lauffläche in Kontakt mit dem Untergrund kommt. Deshalb wird in Folge dieser geometrischen Formen das Wasser, das sich in der Mitte der Reifenaufstandsfläche ansammelt, durch die Quernuten zu den Schultern des Reifens gefördert und dort abgegeben, wodurch die Fahrstabilität und Traktionseigenschaften auch bei nassen Oberflächen gewährleistet sind.
Bekannt ist ferner ein Reifen, der von den Anmelderinnen unter dem Namen "P ZERO C" vermarktet wird und ein Laufflächenmuster hat, das von zwei gesonderten Teilen gebildet wird, die längs einander am Umfang angeordnet sind, d. h. ein äußerer Teil und ein innerer Teil bezogen auf die Montageposition des Reifens an dem Fahrzeug.
Der äußere Teil der Lauffläche hat von der zentralen Zone zu dem entsprechenden Ende hin eine durchgehende Längsrippe, die zwischen zwei Umfangsnuten gebildet wird, und weist auf beiden Seiten im Wesentlichen axiale Einschnitte auf, die sich teilweise in Richtung der Breite der Rippe erstrecken. In einer axial äußeren Position hat die oben erwähnte Rippe in einer Anordnung längs zu ihr eine weitere Rippe in Schulterbauweise, die im Wesentlichen glatt ist, mit der Ausnahme einer geordneten Reihe von kleinen Blindeinschnitten, die sich am Umfang aufeinander folgend auf der Innenseite erstrecken.
Der erste Teil des Musters hat ein sehr großes Verhältnis von voll/leer, so dass gute Traktionseigenschaften auf trockenem Untergrund gewährleistet sind.
Der zweite Teil der Lauffläche, d. h. der Innenteil, hat von der Mitte zu dem entsprechenden Ende hin eine Längsrippe, die zwischen zwei zentralen Nuten gebildet wird und von Quernuten geschnitten wird, die im Wesentlichen in Form eines Fischgrätenmusters ausgerichtet sind, und weist in einer mehr axial äußeren Position eine Reihe von im Wesentlichen rhomboidförmigen Schulterblöcken auf.
Der zweite Teil des Musters hat ein Verhältnis von voll/leer, das kleiner ist als das des ersten Teils, so dass man gute Traktionseigenschaften auch auf nassem Untergrund erhält.
Zu erwähnen ist auch, dass auf dem Markt eine große Nachfrage nach Reifen mit optimalen Leistungseigenschaften sowohl auf trockenem als auch auf nassem Untergrund besteht, um einer bestimmten Kategorie von Kunden zu genügen, die leistungsstarke Fahrzeuge insbesondere zur Verwendung auf Rennstrecken oder in irgendeinem Fall von Renneinsätzen besitzen.
Die Anmelderinnen haben sich selbst im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik die Aufgabe gestellt, eine Lauffläche zu verwirklichen, die mit einem Muster versehen ist, das sowohl für trockenen als auch nassen Untergrund geeignet ist und das Eigenschaften hat, die eine Fahrstabilität nicht nur für Fahrzeuge für den Normalgebrauch, sondern auch für leistungsstarke Fahrzeuge, die für Rennzwecke und dergleichen eingesetzt werden, gewährleistet.
Die Anmelderinnen haben daran gedacht, das Laufflächenmuster durch Verwendung eines Systems von Nuten für einen speziellen Zweck (anstelle der bekannten Mehrzwecknuten) zu spezialisieren, von denen einige insbesondere zur Bereitstellung einer optimalen Leistung auf nassem Untergrund geeignet sind, während andere, die von den ersten verschieden sind, sich dafür eignen, eine optimale Leistung auf trockenem Untergrund zu gewährleisten. Die Anmelderinnen haben erkannt, dass es möglich war, das Problem durch Verwenden irgendeiner Kombination von Nuten unter der Bedingung zu lösen, dass sie so verteilt sind, dass sie einander nicht schneiden, wobei auch die Bildung von Umfangsnuten vermieden wird, alles mit dem Ziel, isolierte Blöcke und Zonen mit konzentrierter Nachgiebigkeit (Umfangsscharniere) zu vermeiden, was eine bestimmte Mobilität unter der Reifenaufstandsfläche und als Folge unstabile Fahrbedingungen verursacht.
Man hat deshalb überlegt, dass eine herkömmliche Lösung in einer Anordnung von solchen Nuten bestehen könnte, so dass es möglich ist, von einer Schulter zur gegenüberliegenden Schulter des Reifens zu gelangen, ohne eine oder mehrere Nuten zu passieren.
Es wurde auch gefunden, dass die Leistung des Reifens auf nassem Untergrund durch Verwendung von einer oder auch mehreren Reihen von "Blind"-Nuten verbessert werden könnte, deren Längserstreckung größer ist als die Länge der Aufstandsfläche des auf den Nennbetriebsdruck aufgepumpten und der Nennlast unterworfenen Reifens bei statischen Bedingungen.
Der hier verwendete Ausdruck "Blind"-Nuten bedeutet, dass die Nuten Hohlräume sind, die von durchgehenden Wänden umgeben sind und somit keine Einlass- oder Auslasswege haben.
Es hat sich auch als zweckmäßig herausgestellt, die Blindnuten längs eines zentralen Abschnitts der Reifenaufstandsfläche zu verteilen, in der die größere Gefahr einer Wasserstagnation besteht, ohne dadurch weitere Blindnuten mit einer Erstreckung auszuschließen, die größer ist als die Länge der Reifenaufstandsfläche in anderen Abschnitten der Lauffläche.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass das von den Blindnuten unter der Reifenaufstandsfläche gesammelte Wasser zu den Enden abfließen kann, die sich außerhalb der Reifenaufstandsfläche befinden, wodurch Probleme des Aquaplanings vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reifen für Fahrzeugräder, der mit einem Laufflächenmuster versehen ist, das Vollflächen hat, die sich auf unun terbrochene Weise zwischen zwei Schultern erstrecken, die sich bezüglich der Äquatorialebene des Reifens axial gegenüberliegen.
Das Muster hat zwei seitliche Reihen von Nuten und wenigstens eine dritte zentrale Reihe, die von einer Vielzahl von Nuten gebildet wird, die zwischen den seitlichen Reihen angeordnet sind, wobei die Nuten jeder Reihe am Umfang im Abstand voneinander angeordnet sind und sich die Nuten der seitlichen Reihen axial von der entsprechenden Schulter über einen vorgegebenen Abstand von der Äquatorialebene erstrecken.
Die Hauptmerkmale des Laufflächenmusters sind wie folgt:

– Alle Nuten der drei Reihen sind voneinander so getrennt, dass in der Laufflächendicke ein Muster ohne Zwischenverbindungswege zwischen den Nuten erzeugt wird,
– die Enden der Nuten der dritten Reihe sind weit von den Schultern des Reifens entfernt, und
– die maximale Entfernung zwischen Punkten jeder Nut von der dritten Reihe, gemessen entsprechend der Umfangsrichtung, ist größer als die Länge der Reifenaufstandsfläche, gemessen bei dem Nennaufpumpdruck und bei Unterliegen der Nennlast bei statischen Bedingungen.

Die größere Abmessung jeder Nut der zentralen Reihe bezogen auf die Länge der Reifenaufstandsfläche ergibt die Wasserabführung unter der Reifenaufstandsfläche. Zweckmäßigerweise liegt die maximale Entfernung zwischen zwei Punkten jeder Nut der dritten Reihe zwischen dem 1,01- und 2,5-fachen der Länge der Reifenaufstandsfläche.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung hat der Reifen Nuten der dritten Reihe mit einer Breite, gemessen über der Oberseite der Lauffläche, im Bereich zwischen 6 und 15 mm.
Gemäß einer ersten Variierung der Ausgestaltung hat der Reifen eine zusätzlich vierte Reihe von Nuten, die voneinander am Umfang beabstandet und von denen der anderen Reihen getrennt sind, wobei die Nuten der vierten Reihe von einer Schulter zwischen zwei benachbarten Nuten einer seitlichen Reihe ausgehen und zwischen zwei benachbarten Nuten der zentrale Reihe enden.
Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für einen "asymmetrischen direktionalen" Reifen, wobei "asymmetrisch" ein Laufflächenmuster sein soll, das einen Abschnitt hat, der sich von dem axial gegenüberliegenden Abschnitt, bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens, unterscheidet, während ein Laufflächenmuster "direktional" ist, das eine speziell bevorzugte Drehrichtung des Reifens kenntlich macht.
Vorzugsweise sind bei diesem Reifen die Nuten der ersten seitlichen Reihe zusammen mit den Nuten der dritten Reihe und den Nuten der zweiten seitlichen Reihe zusammen mit den Nuten der vierten Reihe jeweils längs einer ersten und einer zweiten Trajektorie zueinander am Umfang alternierend ausgerichtet, wobei die Trajektorien im Wesentlichen Wellenform haben und die Scheitel der Wellungen längs Umfangsebenen ausgerichtet sind, die zur Äquatorialebene parallel sind, während die erste Trajektorie zwischen den Nuten der ersten und der dritten Reihe und die zweite Trajektorie zwischen den Nuten der vierten und der zweiten seitlichen Reihe unterbrochen sind.
Bei einer weiteren Variation der Ausführungsform zeichnet sich der Reifen dadurch aus, dass die Nuten der vierten Reihe bezüglich der Äquatorialebene zu denen der dritten Reihe symmetrisch sind.
Zweckmäßigerweise hat dieser Reifen die direktionale Bauweise und zeichnet sich dadurch aus, dass die axial ganz innen liegenden Scheitel der im Wesentlichen gewellten Trajektorien jeweils mit den dritten und vierten Reihen von Nuten auf der Äquatorialebene ausgerichtet sind.
Erfindungsgemäß haben die Anmelderin insbesondere herausgefunden, dass die oben erwähnten, im Wesentlichen nicht unterbrochenen Abschnitte des Laufflächenbandes, die sich abwechselnd von gegenüberliegenden Schulterzonen zu der Äquatorialebene des Reifens erstrecken, eine Art von "Netzwerk" oder "Matrix" von Abschnitten aus elastomerem Material bilden, die miteinander verknüpft und im Wesentlichen frei von Längsscharnierelementen sind.
Darüber hinaus bilden die im Wesentlichen fortlaufenden Abschnitte des Laufflächenbands eine entsprechende Anzahl von "Streben", die dafür geeignet sind, längs ihrer Achse und zu der Rückseite der im Wesentlichen fortlaufenden und axial gegenüberliegenden Abschnitte hin die Spannungen zu übertragen, die ihnen während des Abrollens des Reifens aufgeprägt werden.
Die strukturelle Steifigkeit aufgrund der Verknüpfung der im Wesentlichen fortlaufenden und axial gegenüberliegenden Abschnitte des Laufflächenbandes ermöglicht es diesen Abschnitten, all diejenigen thermomechanischen Beanspruchungen, die auf sie während des Abrollens des Reifens ausgeübt werden, ohne Biegen oder übermäßige Verformung zu absorbieren.
Aufgrund der Reduzierung der Mobilität der unterschiedlichen Laufflächenabschnitte stellt man eine drastische Reduzierung der thermomechanischen Verschlechterungserscheinungen der elastomeren Matrix des Laufflächenbandes auch bei Vorhandensein von sehr hohen Beanspruchungen fest.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich deutlich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Reifens, die als nicht beschränkendes Beispiel und unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben werden, in denen
1 eine Schnittansicht eines Reifens nach der Erfindung zeigt,
2 eine Draufsicht auf eine spezielle Art von Nut nach der vorliegenden Erfindung bezogen auf die Reifenaufstandsfläche zeigt,
3 eine Draufsicht auf das Laufflächenband einer ersten Ausführungsform des Reifens nach der Erfindung zeigt,
4 eine Draufsicht auf das Laufflächenband einer zweiten Ausführungsform des Reifens nach der Erfindung zeigt,
5 eine Draufsicht auf das Laufflächenband einer dritten Ausführungsform des Reifens nach der Erfindung zeigt, und
6 vergrößert eine Schnittansicht der Nuten des Reifens nach der Erfindung zeigt.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Reifen für Fahrzeuge, insbesondere einen Reifen für Kraftfahrzeuge.
Der Reifen hat eine Karkasse 1, die toroidförmig als Ring ausgebildet ist und vorzugsweise aus wenigstens einer verstärkenden Lage besteht, die mit in Radialebenen liegenden Korden verstärkt ist, d. h. die die Drehachse des Reifens enthalten und deren Enden an zwei ringförmigen Metallkernen 2 befestigt sind, die gewöhnlich als Wulstkerne bekannt sind, und die Verstärkung der Wulste bilden, d. h. die radial inneren Enden des Reifens, die die Funktion haben, die Montage des Reifens auf einer entsprechenden Montagefelge zu ermöglichen. Der oben erwähnte Reifen ist auf einer Felge C montiert, deren die Wulste des Reifens tragenden Basen konisch nach außen mit einem Winkel ω divergieren, der einen vorgegebenen Wert, insbesondere 5° für Fahrzeugreifen hat.
Auf der Karkasse ist ein dickes Band 3 aus elastomerem Material, d. h. das Laufflächenband angeordnet, in dem ein erhabenes Muster für den Straßenkontakt ausgebildet ist, das außerdem gewährleistet, dass der erwähnte Reifen die Eigenschaften Traktionsleistung, geringes Geräusch, Wasserabführkapazität und Verschleißgleichförmigkeit hat.
Das Laufflächenband (3) ist axial zwischen zwei Schulterenden P und P' ausgebildet, die bezüglich der Äquatorialebene X-X axial gegenüberliegen, und hat eine Dicke mit einem vorgegebenen Wert, die zwischen der Außenfläche für den Bodenkontakt und einer Innenfläche in Kontakt mit einer dünnen Bahn 3' aus einer Kautschukmischung gebildet wird, die die Funktion hat, die Adhäsion bei Raumtemperatur zwischen der Mischung des Laufflächenbandes und den darunter liegenden Komponenten des Reifens zu bestimmen.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass zwischen der Karkasse 1 und der verbindenden dünnen Schicht 3' des Laufflächenbandes 3 ein ringförmiger Verstärkungsaufbau 4 – gewöhnlich als Gurt bekannt – angeordnet ist, der am Umfang nicht dehnbar ist und wenigstens zwei radial aufeinander gelegte Lagen 4a, 4b eines gummierten Gewebes aufweist, das mit Verstärkungskorden versehen ist, die in jeder Lage parallel zueinander sind und die die Korde der benachbarten Lage schneiden, die vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene des Reifens geneigt sind, sowie vorzugsweise auch eine dritte Lage 4c von Nylonkorden, die am Umfang in einer radial äußeren Position gewickelt sind. Dieser Aufbau, der bekannt ist, hat die spezielle Funktion, den Kräften entgegenzuwirken, die innerhalb des Reifens während des Einsatzes wirken und dem Aufpumpdruck und der Zentrifugalkraft zugeordnet sind, sowie die erforderlichen Betriebseigenschaften, insbesondere während des Durchfahrens von Kurven, zu gewährleisten.
Das Laufflächenband hat eine Vielzahl von Nuten, die in mehreren Umfangsreihen angeordnet sind, die zueinander benachbart sind und von denen wenigstens eine, die axial innere Reihe, Blindnuten S aufweist, deren Enden in einem Abstand von den Endrändern P-P' der Schultern angeordnet sind und deren Abmessung in Umfangsrichtung eine Erstreckung hat, die größer ist als die der Reifenaufstandsfläche gemessen im Bereich der Nut.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die "Reifenaufstandsfläche" der Laufflächenabschnitt in Kontakt mit dem Boden unter vorher festgelegten Bedingungen bezüglich Belastung, Druck und Geometrie der Aufhängung.
Zum besseren Verständnis der Erfindung hat man angenommen, dass die Reifenaufstandsfläche von 1 – wenn der Reifen auf dem Fahrzeug mit einem Sturzwinkel von 2° montiert, auf den Betriebsdruck aufgepumpt und der Nennbetriebsbelastung unter statischen Bedingungen unterworfen ist, d. h. wenn sich der Reifen im Stillstand befindet – der Fläche K von 2 entspricht, die von einer Breite "Lo" parallel zur Drehachse des Reifens begrenzt ist.
Die Reifenaufstandsfläche hat im Wesentlichen die Form eines Trapezes, wobei sich die größere Grundlinie zur Innenseite des Kraftfahrzeugs hin und die kleinere Grundlinie zur äußeren Seite hin befinden.
Unter weiteren Bezug auf 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung einer der Nuten S einer inneren Reihe gezeigt, wobei das Hauptmerkmal der Nut darin besteht, dass sie eine Erstreckung hat, die größer ist als die der Reifenaufstandsfläche.
Die Länge "L" der Reifenaufstandsfläche muss zwischen den Punkten A' und B' des Schnittpunkts der Kurve S mit den Seiten der Reifenaufstandsfläche aufgrund der Änderung in Axialrichtung der Umfangsabmessung der Reifenaufstandsfläche gemessen werden.
Die Kurve S befindet sich auf der Lauffläche in einer Position nahe an der Innenseite des Kraftfahrzeugs und muss eine Länge haben, die größer ist als diejenige, die die Kurve S in der Nähe der Außenseite des Kraftfahrzeugs haben kann.
In 2 ist deutlich zu sehen, dass der maximale Abstand "D" zwischen zwei Punkten A, B der Kurve S gemessen in Umfangsrichtung größer ist als die Länge L der Reifenaufstandsfläche K in der Zone, wo die Kurve S positioniert ist, so dass das Abfließen des in den geschlossenen Abschnitt der Nut enthaltenen Wassers (da er in Kontakt mit dem Boden steht) von den freien Enden A, B in vorteilhafter Weise möglich ist. Bei der bevorzugten Ausgestaltung wird die Nut S von einem im Wesentlichen geraden Abschnitt, der mit einem Neigungswinkel α bezüglich der Äquatorialebene ausgerichtet ist, und von zwei Endabschnitten S1, S2 gebildet, die die Form von zwei gekrümmten Bögen haben, die zueinander entgegengesetzte Krümmungen haben, wie deutlich in 2 zu sehen ist. Der Winkel α liegt zwischen 0° und 90° und ist vorzugsweise auf 0° bis 40° begrenzt und beträgt besonders bevorzugt etwa 20°.
Offensichtlich kann die Nut S unterschiedliche Formen haben, beispielsweise kann sie als ein einziger gerader Abschnitt ausgebildet sein oder von dem geraden Muster abweichen und gekrümmt sein, beispielsweise mit einer ersten gekrümmten Schleife, die in eine Richtung zeigt, und mit einer zweiten Schleife, die in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Die Nut S kann auch längs eines geraden Abschnitts, der entsprechend der Äquatorialebene gerichtet ist, und mit oder ohne Endabschnitte ausgerichtet sein, die entgegengesetzte Krümmungen zueinander haben.
Vorzugsweise hat die Nut S die Form eines S (in ihrer normalen oder auf dem Kopf stehenden Position), so dass ein Paar der Nuten innerhalb der Matrix des Musters einen fortlaufenden Abschnitt des Laufflächenbandes mit einer Wellenform, wie oben beschrieben, erzeugen kann. Ähnlich kann der "Scheitel" der Nut S einen Ab schnitt erzeugen, der eine besonders große Anzahl von Hohlräumen hat, d. h. genau dort, wo sich die größte Stagnation des Wassers befindet.
Der Minimalwert der maximalen Erstreckung in Unfangsrichtung (Länge) oder die axiale Richtung (Breite) der Nut S muss so sein, dass die Nut S wenigstens einen Abschnitt außerhalb der Reifenaufstandsfläche hat, so dass das Wasser unter der Reifenaufstandsfläche abgeführt werden kann.
Zu diesem Zweck ist die maximale Erstreckung größer als die Abmessung der Reifenaufstandsfläche in der gleichen axialen oder Umfangsrichtung, wo sich die Kurve S befindet, und liegt vorzugsweise zwischen dem 1,01- und 2,5-fachen der Abmessung L.
Der vorstehend erwähnte maximale Abstand D zwischen zwei Punkten A, B der Nut S liegt besonders bevorzugt zwischen dem 1,2- und 1,5-fachen der Länge der Reifenaufstandsfläche L.
Es ist jedoch möglich, den Abstand D bis zu einem Maximum von 50% des Umfangs des Reifens zu vergrößern. Dadurch ist es möglich, dass man für den gesamten Reifen nur zwei Nuten S hat.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Reifens von 1 hat das Laufflächenmuster (3) zwei seitliche Reihen von Nuten 5, 6, d. h. eine erste bzw. eine zweite Reihe, und wenigstens eine dritte zentrale Reihe, die von einer Vielzahl von Nuten 7 gebildet wird, von denen jede im Wesentlichen der Nut S von 2 ähnlich ist.
Vorzugsweise sind die Nuten 5, 6 der seitlichen Reihen am Umfang im Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich axial von den Schultern P, P' bis zu einer vorgegebenen Entfernung von der Äquatorialebene X-X, die sich von Nut zu Nut ebenfalls ändern kann.
Insbesondere, wenn die axiale Breite zwischen den Enden der Schultern P-P' von "W" gebildet wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die axial weiter inneren Enden der Nuten 5 und 6 in einem Abstand von der Äquatorialebene entsprechend 500 und 600 in einem Bereich zwischen 0,1 W und 0,4 W enden zu lassen.
Vorzugsweise erstrecken sich die Nuten 7 auf beiden Seiten der Äquatorialebene X-X, und besonders bevorzugt hat jede Nut 7 eine axiale Entfernung 800 von der ersten Schulter P zwischen 0,2 W und 0,5 W und eine axiale Entfernung 900 von der zweiten Schulter P', die zwischen 0,1 W und 0,4 W liegt.
Beispielsweise beträgt bei einem Reifen der Größe 265/35-R-18 die Entfernung W in ebener Erstreckung 305 mm, wobei sich die Enden der Nuten 5 bei 70 mm von der Äquatorialebene, die Enden der Nuten 6 bei 40 mm von der Äquatorialebene, die Enden der Nut 7 bei 70 mm von der Schulter P' und 105 mm von der Schulter P befinden. Die Reifenaufstandsfläche eines solchen Reifens, der auf einen Druck von 3 bar aufgepumpt ist, hat bei einer vertikalen Belastung von 400 kg eine Fläche von etwa 150 mm², eine Breite von 197 mm und eine Länge L von 100 mm, wobei die maximale Abmessung der Nut 7 gleich 130 mm ist.
Vorzugsweise sind die Nuten der zentralen Reihe 7 am Umfang voneinander beabstandet und wechseln sich mit denen der seitlichen Reihe 6 ab.
Die seitlichen Nuten 5, 6 erstrecken sich axial nach innen, jedoch vorzugsweise nicht in der Axialrichtung. 3 zeigt einige Ausgestaltungen, die wenigstens teilweise von der Axialrichtung aus divergieren, so dass sie Formen annehmen, die im Wesentlichen in eine Richtung quer zur Umfangsrichtung gekrümmt sind.
Entsprechend einer spezielleren Ausgestaltung haben die seitlichen Nuten 5 eine von den seitlichen Nuten 6 verschiedene Form, und genauer

– beginnen die seitlichen Nuten 6 an der ersten Schulter P' mit einem ersten Abschnitt, der bezüglich des geraden Profils der Schulter mit einem Winkel "β" geneigt ist und der in einem zweiten Abschnitt endet, der mit einem Winkel "δ" in entgegengesetzte Richtung bezüglich "β" geneigt ist,
– beginnen die seitlichen Nuten 5 von der zweiten Schulter P aus mit einem ersten Abschnitt, der bezüglich dem geraden Profil der Schulter mit einem Winkel "β₀ " geneigt ist, setzen sich fort mit einem zweiten Abschnitt, der einen Neigungswinkel "σ₀ ", wieder bezogen auf das gerade Schulterprofil, hat, und enden dann mit einem dritten Abschnitt, der mit einem Winkel "δ₀ " in der entgegengesetzten Richtung bezogen auf "β₀ " geneigt ist.

Vorzugsweise sind die Nuten 5 und 6 mit den folgenden Werten für die oben erwähnten Neigungswinkel ausgebildet:

– "β" zwischen 30° und 50°, vorzugsweise gleich etwa 45°,
– "δ" zwischen 0° und 40°, vorzugsweise gleich etwa 20°,
– "β₀ " zwischen 0° und 60°, vorzugsweise gleich etwa 45°,
– "δ₀ " zwischen 0° und 40°, vorzugsweise gleich etwa 20°,
- "σ₀ " zwischen 80° und 140°, vorzugsweise gleich etwa 120°.

Vorzugsweise ist der zentrale Abschnitt der Nuten 7 mit einem Winkel α zwischen 0° und 90°, vorzugsweise begrenzt auf 0° bis 40°, und besonders bevorzugt gleich etwa 20° geneigt.
Weiterhin sind besonders bevorzugt die Endabschnitte der Nuten 5 der ersten seitlichen Reihe in der Richtung der angrenzenden Endabschnitte der Nuten 7 geneigt, während die Endabschnitte 9 der oben erwähnten Nuten 7 zwischen jedem Paar von Endabschnitten der Nuten 6 der zweiten seitlichen Reihe angeordnet sind.
Vorteilhafterweise führt das Merkmale der Asymmetrie zwischen den Laufflächenabschnitten auf gegenüberliegenden Seiten der Äquatorialebene zu einer Diskontinuität in den Haftungszonen der Lauffläche innerhalb der Reifenaufstandsfläche, was die Leiselaufeigenschaften verbessert.
Wie in 3 gezeigt ist, sollen darüber hinaus alle Nuten 5, 6, 7 der seitlichen Reihen und der zentralen Reihe so verwirklicht werden, dass sie ein Muster erzeugen, das keine miteinander in Verbindung stehende Bahnen zwischen den Nuten aufweist. Vorteilhafterweise verhindert das Fehlen der gegenseitigen Kreuzungen, wie sie beispielsweise aus fortlaufenden Umfangsnuten entstehen könnten, die Bildung von isolierten Blöcken mit einem hohen Ausmaß von Mobilität.
Bei einer bevorzugten anderen Ausführungsform des Reifens hat das Laufflächenmuster (4) eine zusätzliche vierte Reihe von Nuten 10, deren Hauptmerkmal darin besteht, dass sie sich von einer im Wesentlichen zentralen Zone aus erstrecken, bis sie in der Nähe einer von zwei Schultern P, P', vorzugsweise in der Nähe der Schulter P, auftauchen, die als "Autoseitenschulter" definiert wird.
Insbesondere haben die Nuten 10 einen ersten Endabschnitt 11, der zwischen zwei Nuten 7 angeordnet ist, und einen zweiten Endabschnitt 12, der zwischen zwei Nuten 5 angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Ende 12 an der Schulter P auftaucht.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Enden 11 der Nuten 10 auf der Äquatorialebene ausgerichtet. Bei anderen Variationen sind die Enden 11 in einem vorgegebenen Abstand von der Äquatorialebene X-X auf der gleichen Seite der Schulter P oder auf der Seite der Schulter P' oder abwechselnd auf beiden Seiten der Äquatorialebene angeordnet.
Bei dem Beispiel der Ausgestaltung von 4 haben die Nuten 10 ausgehend von der Schulter P einen ersten Abschnitt, der in einem Winkel "β₀ " bezüglich des geraden Schulterprofils geneigt ist, einen zweiten Abschnitt mit einem Neigungswinkel "σ₀ ", einen dritten Abschnitt, der im Wesentlichen axial ist, und einen Endabschnitt, der im Wesentlichen symmetrisch, jedoch am Umfang versetzt bezüglich des zentralen Abschnitts der Nuten 7 ist. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Enden 11 der Nuten 10 und der Äquatorialebene konstant und/oder liegt zwischen 0,01 W und 0,2 W.
Unabhängig von der Form der Ausgestaltung der Nuten der vierten Reihe ergibt sich vorteilhafterweise ein synergetischer Effekt aufgrund des gleichzeitigen Vorhandenseins der Nuten 10 zusammen mit den Blindnuten 7 der inneren Reihe hinsichtlich der Wasserabführung unter der Reifenaufstandsfläche.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat das Laufflächenmuster eine zusätzliche Reihe von seitlichen Nuten 21, von denen jede von einem Hohlraum mit einer Länge von 0,05 W bis 0,2 W gebildet wird, der sich von der Schulter P' mit einem Winkel β₀ erstreckt.
Die seitlichen Nuten 21 sind vorzugsweise in diejenigen der seitliche Reihe 6 eingeschoben.
Die Nuten 21, die sich im Wesentlichen in einer äußeren Schulterzone P' des Reifens befinden, verringern in vorteilhafter Weise das von der Schulter erzeugte Geräusch sowie die Haftungsleistung auf nassen Oberflächen.
Die Ausgestaltung des Laufflächenmusters nach 4 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die seitlichen Nuten 5 der ersten seitlichen Reihe zusammen mit den Nuten 7 der dritten Reihe sowie die Nuten 10 der vierten Reihe zusammen mit den Nuten 6 der zweiten Reihe jeweils längs einer ersten und einer zweiten Trajektorie ausgerichtet sind, die sich am Umfang miteinander abwechseln.
Zusätzlich zu diesen Merkmalen haben beide Trajektorien ein im Wesentlichen wellenförmiges Muster, wobei die benachbarten Scheitel der Wellungen, die von den Nuten 7 und 10 gebildet werden, auf einer Umfangsebene PD parallel zur Äquatorialebene ausgerichtet sind.
Die Entfernung D1 der Ebene PD von der Schulter P (Wagenseite) liegt zwischen 30% und 50% der Gesamtbreite W des Laufflächenbandes und beträgt vorzugsweise etwa 40%.
Als Folge liegt der Wert des Verhältnisses zwischen der Entfernung D2 der Umfangsebene PD von der Äquatorialebene und der Breite W der Lauffläche zwischen 0 und 0,20.
Kraftfahrzeuge zeichnen sich durch besondere Werte der Neigungswinkel der Äquatorialebene der Räder bezogen auf ihre Längsmittelebene aus, die senkrecht zum Boden ist, wobei die Werte durch die Fahrzeughersteller bestimmt werden und den Zweck haben, die maximale Leistung zu haben. Zu diesen Winkeln gehört der Sturzwinkel, bei dem es sich um den Winkel zwischen der oben erwähnten Ebene senkrecht zum Boden und der Äquatorialebene des Reifens gemessen in Grad auf der vertikalen Ebene handelt. Bei einem etwas negativen Sturzwinkel, beispielsweise zwischen 1° und 3°, insbesondere gleich 2°, wie er normalerweise bei Sportwagen verwendet wird, ist die Reifenaufstandsfläche nicht genau symmetrisch bezogen auf das Baryzentrum der Drucke unter der Radaufstandsfläche, hat jedoch im Wesentlichen die Form eines Trapezes mit der größeren Grundlinie zur Innenseite des Kraftfahrzeugs und mit der kleineren Seite zu dessen Außenseite hin.
Dadurch wird die Fläche, innerhalb der die größte Wasserabführung erforderlich ist, zu der Innenseite des Kraftfahrzeugs hin bezogen auf die Äquatorialebene verschoben. Aus diesem Grund wurde die Entfernung D1 so gewählt, dass die Scheitel der Nuten 7 und 10 näher an dem Fahrzeug bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens angeordnet sind, um so eine bessere Wasserabführung von unterhalb der Randaufstandsfläche zu erreichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung hat darüber hinaus jede der gewellten Trajektorien Nuten unterschiedlicher Reihen mit der Eigenschaft, dass unterschiedliche Nuten auf jeder Trajektorie unabhängig voneinander sind.
Tatsächlich hat die erste Trajektorie, wie in 4 gezeigt, eine Unterbrechung T1 zwischen den Nuten 5, 7 der ersten und dritten Reihe, während die zweite Trajektorie eine Unterbrechung T2 zwischen den Nuten 10, 6 der vierten und zweiten Reihe hat.
Vorteilhafterweise erlaubt diese Ausgestaltung den Durchgang von jedem Punkt einer Schulter aus zu irgendeinem Punkt an der anderen Schulter bei einem Durchgang durch die Räume zwischen den Paaren von Wellentrajektorien ohne Durchgang durch irgendeine Nut.
Deshalb erstrecken sich quer fortlaufende Blöcke aus Kautschuk zwischen den Paaren von Trajektorien, wobei die Blöcke in hohem Maße gegen Querverformung widerstandsfähig sind, die sich aus dem Kontakt zwischen der Lauffläche und dem Boden während des Fahrens ergeben.
Darüber hinaus sind die Blöcke aus Kautschuk miteinander durch Kautschukbrückenstücke längs der ausgedehnten Unterbrechungen T1 und T2 zwischen den Nuten der ersten und zweiten Wellentrajektorien mit dem günstigen Ergebnis verbunden, so dass eine weitere Steigerung der Steifigkeit, insbesondere in der Umfangsrichtung, erreicht und gleichzeitig, bezogen auf das bereits oben Erwähnte, optimale Eigenschaften hinsichtlich der Abführung des Wassers gewährleistet werden, das sich unter der Reifenaufstandsfläche angesammelt ist.
Um die Vorteile eines maximalen Widerstands gegen Biegespannungen zu erreichen, können zweckmäßigerweise die Unterbrechungen T1 und T2 zwischen den auf der Trajektorie ausgerichteten Nuten die folgenden Abmessungen haben, die aus Zweckmäßigkeitsgründen auf das Beispiel von 4 bezogen sind, nämlich die axiale Erstreckung Z zwischen 3% und 25% von W und die Umfangserstreckung H zwischen 10% und 50% von W.
Vorzugsweise sind die Nuten so angeordnet, dass sie bezüglich einander relativ zur Äquatorialebene X-X asymmetrisch sind und ein pfeilförmiges Muster bilden und so einen Direktionalreifen entstehen lassen. Die Laufrichtung ist durch F angezeigt.
Insbesondere zeigt 4 einen Reifen, der an dem Kraftfahrzeug in der Position vorne links angeordnet ist.
Das oben erläuterte Laufflächenmuster ist ein asymmetrisches direktionales Muster, das bei jeder Reifengröße verwendet werden kann, vorzugsweise jedoch bei Niederquerschnittsreifen mit einer sehr großen Breite W des Laufflächenbandes, die beispielsweise größer als 205 mm ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung (5) ist der Reifen mit einem Laufflächenband versehen, das wieder von zwei seitlichen Reihen von Nuten in den Zonen nahe an den Schultern und von einer dritten inneren zentralen Reihe gebildet wird, die wiederum von einer Vielzahl von Blindnuten gebildet wird, mit der Änderung, verglichen mit dem, was oben beschrieben wurde, dass es eine weitere zentrale innere Reihe (fünfte Reihe in der Reihenfolge der Beschreibung) gibt, die eine Vielzahl von Nuten 20 aufweist, die im Wesentlichen ein Spiegelbild derjenigen der dritten Reihe sind, jedoch vorzugsweise symmetrisch bezogen auf die Äquatorialebene und am Umfang alternierend mit denen der dritten Reihe angeordnet sind.
Die oben erwähnten Nuten können unterschiedliche Formen haben, beispielsweise können diejenigen der seitlichen ersten und zweiten Reihe wie bereits in 4 gezeigt geformt sein.
Bei der bevorzugten, in 5 gezeigten Ausgestaltung haben die zwei seitlichen Reihen von Nuten 5, 6, die aus Kurven ausgebildet sind, ihre Konkavität in der Laufrichtung, die durch den Pfeil "F" gekennzeichnet ist, während die Nuten 7, 20 der dritten und fünften Reihe im Wesentlichen identisch zu denen der bereits in 4 gezeigten sind.
Vorzugsweise sind die Nuten 20 mit einem Winkel α zwischen 0° und 90°, vorzugsweise zwischen 0° und 40°, und besonders bevorzugt von gleich etwa 20° geneigt.
Das Laufflächenband hat insbesondere Nuten, die rittlings zur Äquatorialebene angeordnet und im Wesentlichen symmetrisch, jedoch am Umfang zueinander versetzt angeordnet sind.
Wie in 5 gezeigt ist, haben die gegenüberliegenden Nuten der dritten und fünften Reihe Scheitel, die auf der Äquatorialebene angeordnet sind und ein pfeilförmiges Muster in der Laufrichtung F bilden. Vorzugsweise sind die axial äußeren Endabschnitte der Nuten der dritten und fünften Reihe zwischen zwei aufeinander folgenden Nuten der benachbarten seitlichen Reihen angeordnet.
Bei dem Laufflächenmuster der bevorzugten symmetrischen, direktionalen Ausgestaltung sind die Nuten der dritten und fünften Reihe in einer zentralen Zone mit einer axialen Breite zwischen 30% und 60% der axialen Breite W des Laufflächenbandes angeordnet, wobei die Nuten jeder seitlichen Reihe in einer Zone mit einer Breite zwischen 10% und 40% von W angeordnet sind.
Bei einigen Ausführungsformen haben die Nuten der ersten, zweiten, dritten und fünften Reihe Werte für die Breite, Tiefe und Neigung der Wände, die die Hohlräume jeder Nut bilden, sowie Werte für die Neigungswinkel "β", "δ", "β₀ ", "δ₀ ", wie bereits unter Bezug auf 4 aufgezeigt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das Laufflächenmuster zwei zusätzliche Reihen von seitlichen Nuten 21 und 22, die von einem vorzugsweise geraden Abschnitt mit einer Länge zwischen etwa 0,05 W und 0,2 W, beginnend jeweils von der Schulter P' und der Schulter P aus mit einem Neigungswinkel "β" und "β₀ ", ausgebildet sind.
Die seitlichen Nuten 21 und 22 sind vorzugsweise zwischen die Reihen der Nuten 6 und 5 eingeschoben.
Die typische Umfangsanordnung mit Einschiebung zwischen die Laufflächenmuster rittlings zur Äquatorialebene führt zu einer Diskontinuität an den Stoßrändern des Laufflächenmusters längs der Reifenaufstandsfläche, was die Ruhelaufeigenschaften des Reifens verbessert.
Darüber hinaus sind, wie in 5 gezeigt ist, erfindungsgemäß alle Nuten 5, 6, 7, 20 so ausgebildet, dass sie ein Muster erzeugen, das keinerlei miteinander in Verbindung stehende Wege zwischen den Nuten hat. Das Fehlen der gegenseitigen Überschneidungen könnte vorteilhafterweise beispielsweise aus dem Vorhandensein der Umfangsnuten entstehen, was die Bildung von getrennten Blöcken mit hochgradiger Mobilität unterbindet.
Für die Wasserabführung von unterhalb der Reifenaufstandsfläche ergibt sich vorteilhafterweise ein synergetischer Effekt aufgrund des gleichzeitigen Vorhandenseins eines Paars von Blindnuten 27.
Auch in diesem Fall zeichnet sich die Ausgestaltung des Laufflächenmusters von 5 dadurch aus, dass seitliche Nuten 5 der ersten seitlichen Reihe zusammen mit den Nuten 7 der dritten Reihe sowie Nuten 20 der fünften Reihe zusammen mit den Nuten 6 der zweiten Reihe jeweils längs einer ersten und einer zweiten Trajektorie ausgerichtet sind, die miteinander am Umfang alternieren.
Zusätzlich zu diesem Merkmal haben beide Trajektorien ein welliges, im Wesentlichen sinusförmiges Muster, wobei die Scheitel der Wellungen vorzugsweise längs Ebenen parallel zur Äquatorialebene aus gerichtet sind, während die Scheitel in einer axial inneren Position im Wesentlichen auf der Äquatorialebene ausgerichtet sind.
Darüber hinaus hat erfindungsgemäß jede der beiden Trajektorien Nuten von mehreren unterschiedlichen Reihen mit der Eigenschaft, dass die unterschiedlichen Nuten jeder Trajektorie voneinander unabhängig sind.
Wie in 5 gezeigt ist, hat die erste Trajektorie tatsächlich eine Unterbrechung T1 zwischen den Nuten 20 und 6 der fünften und zweiten Reihe, während die zweite Trajektorie eine Unterbrechung T2 zwischen den Nuten 5 und 7 der ersten und dritten Reihe hat.
Vorteilhafterweise erlaubt diese Ausgestaltung den Durchgang von irgendeinem Punkt einer Schulter zu irgendeinem Punkt auf der anderen Schulter bei einem Durchgang durch die Räume zwischen den Paaren von Wellentrajektorien ohne Durchgang durch irgendeine Nut.
Deshalb erstrecken sich quer durchgehende Blöcke aus Kautschuk zwischen den Paaren von Trajektorien, wobei die Blöcke in hohem Ausmaß gegen Querverformungen widerstandsfähig sind, die sich aus dem Kontakt zwischen der Lauffläche und dem Boden beim Fahren ergeben.
Darüber hinaus sind die Kautschukblöcke miteinander durch Kautschukbrückenstücke längs verlängerter Unterbrechungen T1 und T2 zwischen den Nuten der ersten und zweiten Wellentrajektorien mit dem günstigen Ergebnis verbunden, so dass sich eine weitere Steigerung der Steifigkeit insbesondere in der Umfangsrichtung ergibt und gleichzeitig unter Bezug auf das bereits vorstehend Erwähnte optima le Eigenschaften im Hinblick auf die Abführung des Wassers gewährleistet werden, das unter der Reifenaufstandsfläche angesammelt wird.
Die beschriebene Anordnung der Nuten bildet ein pfeilförmiges Muster, was einen Direktionalreifen ergibt. Die Laufrichtung ist durch F angezeigt.
Das oben definierte Laufflächenmuster kann als symmetrisch/direktional angesehen und bei jeder Größe von Reifen, vorzugsweise bei Reifen ohne hohe Sehnen, verwendet werden, beispielsweise bei einer Breite W des Laufflächenbandes zwischen 185 mm und 245 mm.
Obwohl die Nuten der unterschiedlichen Reihen unterschiedliche Formen und Abmessungen haben, die zum Erreichen der Ziele der Erfindung geeignet sind, sind darüber hinaus diejenigen, die die bedeutendsten Vorteile ergeben, nachstehend aufgezeigt.
6 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der Reifennuten nach der Erfindung. Die Nut 50 wird zwischen zwei Seitenwänden 51 gebildet, die zu der Außenfläche des Laufflächenbandes mit einem Winkel "ε" zwischen 6° und 24°, und vorzugsweise gleich etwa 16° konvergieren. Die Seitenwände 51 sind mit dem Boden 52 der Nut 50 und mit der Außenfläche mittels eines Kreisbogens "R1" und "R2" verbunden, die jeweils radial innen und außen liegen und einen Krümmungsradius im Bereich von 2 bis 5 mm haben.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sollte der Wert des Radius "R1" für die radial inneren Kreisbögen gleich 2,7 mm sein, während der Wert des Krümmungsradius "R2" der radial äußeren Bögen gleich 4 mm ist.
Darüber hinaus hat die Nut 50 eine Breite, die durch "I" angezeigt ist und zwischen den Schnittpunkten der Seitenwände 51 mit der Oberfläche der Lauffläche definiert ist und vorzugsweise zwischen 6 mm und 15 mm liegt.
Das Laufflächenband 3 hat eine Dicke "M" von vorzugsweise zwischen 4 und 11 mm, während die Nut 50 eine Tiefe "N" von vorzugsweise zwischen 3 und 8 mm hat, während der Wert des Verhältnisses N/M zwischen den oben erwähnten Abmessungen vorzugsweise zwischen 0,8 und 1 liegt und besonders bevorzugt etwa gleich 0,9 beträgt.
Vorteilhafterweise ist das Verhalten des Reifens unter extremen Einsatzbedingungen auf einer trockenem Oberfläche aufgrund des Fehlens von beweglichen Elementen (Blöcke) bezüglich des Laufflächenbandes wesentlich verbessert. Tatsächlich verursachen getrennte Blöcke Bewegungen unter der Reifenaufstandsfläche, die als "Blockdrift" oder "Aufschwimmen" bekannt sind, die die Ursache für eine Ungenauigkeit bei extremen Fahrbedingungen sind.
Die Tatsache der Schaffung eines Systems von Hohlräumen, die einander niemals schneiden, verbessert die Reaktionsfähigkeit der Lauffläche ansprechend auf die externen beanspruchenden Kräfte.
Dadurch, dass man Nuten mit Abmessungen bildet, die klein sind, jedoch größer als diejenigen der Reifenaufstandsfläche, ermöglicht eine effektive Wasserabführung von der Reifenaufstandsfläche und bestimmt gleichzeitig einen Wert für das Verhältnis voll/leer (größere Oberfläche der massiven Bereiche), das besonders für Laufflächen geeignet ist, die für eine sehr hohe Leistung auf trockenem Boden spezialisiert sind.
Die Blindnuten, die bezüglich der Umfangsrichtung geneigt sind, ermöglichen den Einschluss eines Hohlraumbereichs in das Laufflächenmuster, wobei die Leistung des Reifens auf trockenem Boden minimal beeinträchtigt wird. Tatsächlich ist die auf das Muster ausgeübte Verformbarkeit minimal und absolut kleiner als diejenige, die herkömmlichen Hohlräumen, die an der Schulter austreten, oder fortlaufenden Längshohlräumen zugeordnet ist, die stattdessen einen Umfangsscharniereffekt bilden.

Claims

Reifen für Fahrzeugräder, der mit einem Laufflächenmuster versehen ist, das zwischen zwei Rändern gebildet wird, die bezüglich der Äquatorialebene des Reifens einander axial gegenüberliegen, – wobei das Muster wenigstens zwei seitliche Reihen von Nuten und wenigstens eine dritte zentrale Reihe aufweist, die zwischen den seitlichen Reihen angeordnet und von einer Vielzahl von Nuten gebildet wird, – wobei die Nuten jeder Reihe am Umfang im Abstand voneinander angeordnet sind und – wobei sich die Nuten der seitlichen Reihen axial von den Schultern aus bis zu einer vorgegebenen Entfernung von der Äquatorialebene erstrecken, dadurch gekennzeichnet, – dass alle Nuten der drei Reihen voneinander so getrennt sind, dass in der Laufflächendicke ein Muster ohne Zwischenverbindungswege zwischen den Nuten erzeugt wird, – dass die Enden der Nuten der dritten Reihe weit von den Schultern des Reifens entfernt sind und – dass sich die Nuten der dritten Reihe mit den Endabschnitten außerhalb der Reifenaufstandsfläche erstrecken, wobei die größere Abmessung jeder Nut bezogen auf die Länge der Reifenaufstandsfläche die Wasserabführung unter der Reifenaufstandsfläche verursacht.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Entfernung zwischen zwei Punkten jeder Nut der dritten Reihe in Umfangsrichtung gemessen größer ist als die Länge der Reifenaufstandsfläche, wenn der Reifen auf den Nennbetriebsdruck aufgepumpt und unter statischen Bedingungen der Nennbelastung ausgesetzt wird.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nut der dritten Reihe einen im Wesentlichen geraden Abschnitt aufweist, der sich mit einem vorgegebenen Neigungswinkel bezüglich einer Umfangsebene zwischen einem ersten von einer ersten Schulter weit entfernten Ende und einem zweiten von der zweiten Schulter weit entfernten Ende erstreckt.
Reifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten der dritten Reihe zwei Endabschnitte des im Wesentlichen geraden Abschnitts aufweisen, die die Form von gekrümmten Bogen mit zueinander entgegensetzten Krümmungen haben.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten einer seitlichen Reihe eine Form haben, die sich von der der anderen seitlichen Reihe unterscheidet.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nut einer ersten seitlichen Reihe an der Schulter beginnt und in einem geraden Abschnitt endet, der einen spitzen Winkel mit einem vorgegebenen Wert bezüglich einer zu der Äquatorialebene parallelen Ebene bildet und eine Richtung hat, die zu der des geraden Abschnitts jeder Nut der zweiten seitlichen Reihe entgegengesetzt ist.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten einer ersten seitlichen Reihe von der Schulter aus mit Neigungen erstrecken, die bezüglich einer zur Äquatorialebene parallelen Ebene eine Richtung haben, die entgegengesetzt zu der der Nuten der zweiten seitlichen Reihe ist.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine zusätzliche, vierte Reihe von Nuten aufweist, die am Umfang im Abstand voneinander und getrennt von denen der anderen Reihen angeordnet sind, wobei die Nuten der vierten Reihe an einer Schulter zwischen zwei benachbarten Nuten einer seitlichen Reihe beginnen und zwischen zwei benachbarten Nuten der dritten Reihe enden.
Reifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten der ersten seitlichen Reihe und der dritten Reihe sowie die Nuten der vierten Reihe und der zweiten seitlichen Reihe abwechselnd miteinander eine erste und eine zweite Trajektorie bilden, die am Umfang im Abstand angeordnet sind, wobei die Trajektorien eine im Wesentlichen gewellte Form mit Scheiteln haben, die auf einer zur Äquatorialebene parallelen Umfangsebene ausgerichtet sind, die erste Trajektorie eine Unterbrechung zwischen den Nuten der ersten und dritten Reihe aufweist und die zweite Trajektorie eine Unterbrechung zwischen den Nuten der vierten und der zweiten seitlichen Reihe hat.
Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine fünfte innere Reihe von Nuten hat, die am Umfang im Abstand voneinander angeordnet und von all den anderen Nuten getrennt sind, wobei die dritte und eine fünfte Reihe von Nuten zueinander bezüglich der Äquatorialebene symmetrisch sind.