CH679295A5

CH679295A5 -

Info

Publication number: CH679295A5
Application number: CH151589A
Authority: CH
Inventors: Horst Dipl-Ing Stumpf
Original assignee: Semperit Ag
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1992-01-31
Also published as: ATA115988A; DE3912358A1; AT390914B

Description

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CH 679 295 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Laufflächenprofil für Fahrzeugluftreifen mit mindestens drei in Umfangs-richtung verlaufenden Umfangsnuten, die entlang von im wesentlichen sinusförmigen Kurven verlaufen, deren Wegfrequenzen und deren Amplituden sich über den Umfang der Lauffläche ändern.

Ein derartiges Laufflächenprofil ist aus der EP-A 0 089 308 bekannt. Das in dieser Druckschrift dargestellte und beschriebene Laufflächenprofil weist im Zentralbereich der Lauffläche zwei sinusförmige und parallel zueinander verlaufende Zentralrillen auf, wobei axial ausserhalb jeder Zentralrille je eine weitere etwa sinusförmig verlaufende Umfangsrille vorgesehen ist. Die Anordnung ist hiebei so getroffen, dass axial nach Innen weisende Spitzen der laufflächenaussenseitig verlaufenden Umfangsrillen mit axial nach aussen weisenden Spitzen der Zentralrillen zusammentreffen. Gleichzeitig sind die Wegfrequenzen der laufflächenaussenseitig verlaufenden Umfangsrillen nur etwa halb so gross wie die Wegfrequenzen der Zentralrillen, so dass nur jede zweite Spitze der äusseren Umfangsrillen mit den aufeinanderfolgenden Spitzen der Zentralrillen zusammentrifft. Die Zentralrillen haben eine Amplitude im Bereich von 5 bis 15% der Breite der Lauffläche und eine sich in Längsrichtung wiederholende Häufigkeit bzw. Wegfrequenz im Bereich von 40 bis 60% der Breite der Lauffläche. Die laufflächenaussenseitig verlaufenden Umfangsrillen weisen eine Amplitude im Bereich von 10 bis 15% der Breite der Lauffläche auf. Durch diese Laufflächengestaltung soll ein guter Kompromiss hinsichtlich der Anforderungen an Nassgriffverhalten, Griff auf trockener Strasse, Schneegriff und Geräuschniveau erzielt werden.

Es ist nun bekannt, dass es zur Optimierung der Nassgriffeigenschaften eines Reifenprofiles, insbesondere beim Fahrbetrieb mit höheren Geschwindigkeiten, günstig ist, neben einer guten Querentwässerung durch entsprechende Gestaltung von Querrillen, möglichst breite, gerade durchlaufende Umfangsnuten vorzusehen. Diese Umfangsnuten unterstützen bei Geradeausfahrt in einem hohen Ausmass die Wasserabfuhr in der Bodenauf-standsfläche. Sie beeinflussen jedoch nachteilig die Geräuschentwicklung im Fahrbetrieb, da sogenannte Air-Pumping-Effekte auftreten, die dadurch entstehen, dass der Reifen beim Einfedern in der Aufstandsfläche nicht nur Bewegungen in Äquatorrichtung sondern auch in Meridianrichtung durchführt. Die dabei in der Aufstandsfläche in den Umfangsnuten sich bildenden lokalen Lufteinschlüsse schwingen und erzeugen dadurch ein zusätzliches Geräusch.

Das Reifengeräusch, das durch Quernuten erzeugt wird, wird üblicherweise dadurch verbessert, dass die Abstände der Quernuten über den Reifenumfang möglichst statistisch verteilt werden. Man wählt also bewusst solche Abstände, die in einem breiten Frequenzbereich das Reifengeräusch anregen, um einzelne Spitzen im Frequenzspektrum zu vermeiden.

Das aus der EP-A 0 089 308 bekannte Laufflächenprofil lässt nun hinsichtlich der Geräuschentwicklung relativ gute Werte erwarten, hinsichtlich der Wasserabfuhr in der Bodenaufstandsfläche bei Geradeausfahrt wird das bekannte Laufflächenprofil jedoch nicht voll zufriedenstellen können.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Laufflächenprofil für einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass es hinsichtlich des erzielbaren Nassgriffes bei Geradeausfahrt und Profilgeräusch besonders hohen Anforderungen genügt.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsge-mäss dadurch, dass in jeder der Umfangsnuten der grössten auftretenden Wegfrequenz die grösste auftretende Amplitude und der kleinsten auftretenden Wegfrequenz die kleinste auftretende Amplitude entspricht, wobei die maximale Amplitude s 10% der Laufflächenbreite ist.

Durch die erfindungsgemässen Massnahmen ist eine optimale Abstimmung der hinsichtlich Nassgriff bei Geradeausfahrt und subjektiv unauffällige Geräuschentwicklung gestellten Anforderungen erzielbar. Die Zuordnung der grössten Wegfrequenz zur grössten Amplitude bzw. der kleinsten Wegfrequenz zur kleinsten Amplitude gestattet eine Ausrichtung der Umfangsnuten in Umfangsrichtung, die eine Wasserabfuhr in der Bodenaufstandsfläche bei Geradeausfahrt besonders günstig beeinflusst. Dabei kann gleichzeitig die Entstehung von Lufteinschlüssen durch den beschriebenen Air-Pumping-Effekt, die ja das emittierte Geräusch des am Boden abrollenden Reifens negativ beeinflussen, weitgehend verhindert werden. Darüber hinaus ist eine Möglichkeit geschaffen worden, durch die Gestaltung der Umfangsnuten eine Verlagerung innerhalb des emittierten Geräuschspektrums zu niedrigen und angenehm empfundenen Frequenzen durchzuführen.

Für die Optimierung des von der gesamten Profil-ausgestaltung abhängigen Reifengeräusches ist es von Vorteil, wenn, wie an sich bekannt, die Lauffläche in eine Anzahl von Umfangssegmenten geteilt ist, die bevorzugt unterschiedliche Längen aufweisen. Hiebei wird die Anordnung so getroffen, dass jede Umfangsnut mindestens drei unterschiedliche Wegfrequenzen aufweist, wobei pro Umfangsseg-ment mindestens zwei unterschiedliche Wegfrequenzen vorgesehen sind.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Umfangsnuten parallel zueinander angeordnet. Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, dass die Umfangsnuten über die Laufflächenbreite betrachtet, phasenverschoben angeordnet sind.

Der die Phasenverschiebung kennzeichnende Winkel a wird im Bereich zwischen 5 und 45° gewählt und beträgt vorzugsweise ca. 25°.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. ändern sich innerhalb eines Umfangssegmen-tes die Wegfrequenzen und damit auch die Amplituden kontinuierlich bzw. im wesentlichen kontinuierlich. Hiebei kann bevorzugt zumindest ein Umfangs-segment vorgesehen werden, in welchem über die gesamte Länge eine Änderung von grosser Wegfrequenz zu kleiner Wegfrequenz erfolgt.

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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind die den sinusförmigen Verlauf der Umfangsnuten bestimmenden Wegfrequenzen in jeder Umfangsnut zufällig angeordnet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt die minimale Wegfrequenz mindestens 10% der Laufflächenbreite, die maximale Wegfrequenz wird durch die Beziehung

- Fmax - | bestimmt. Die minimale Ampli-

/ m tude beträgt mindestens 3% der Laufflächenbreite.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäs-sen Laufflächenprofiles darstellt, näher beschrieben. Hiebei ist in den Zeichnungsfiguren 1 bis 3 jeweils eine Teildraufsicht auf eine Abwicklung der Lauffläche schematisch dargestellt. Fig. 1a zeigt den prinzipiellen Verlauf einer Umfangsnut gemäss Fig. 1.

Da die vorliegende Erfindung primär die Ausgestaltung der Umfangsnuten betrifft, wird in der nun folgenden Beschreibung auf die der Vollständigkeit halber eingezeichnete sonstige Gestaltung mit Querrillen oder dgl. gesondert nicht Bezug genommen.

Wie Fig. 1 zeigt, ist das Laufflächenprofil über seine Breite B, die der maximalen Breite der Lauffläche in der Bodenaufstandsfläche unter Nenndruck und Nennlast entspricht, mit fünf Umfangsnuten 1 versehen. Eine der Umfangsnuten 1 verläuft entlang der Mittellinie M-M, je zwei verlaufen in jeder Laufflächenhälfte.

Die Umfangsnuten 1 weisen einen sinusförmigen bzw. im wesentlichen sinusförmigen Verlauf auf. Hiebei ist der gesamte Umfang der Lauffläche in Umfangssegmente geteilt, die bevorzugt jeweils unterschiedliche Längen aufweisen. Die Gesamtzahl der Umfangssegmente beträgt mindestens 2, insbesondere bis zu 14 Segmente. Der in Fig. 1 dargestellte Laufflächenabschnitt kann nun einem derartigen Umfangssegment oder einem Teil desselben entsprechen. Pro Umfangssegment bzw. auch über den Gesamtumfang betrachtet sind die einzelnen Umfangsnuten 1 parallel zueinander angeordnet. Innerhalb eines beliebigen Umfangssegmentes ändert sich nun sowohl die Wegfrequenz F als auch die Amplitude A der Umfangsnuten 1 kontinuierlich. Die Wegfrequenz F jeder Umfangsnut 1 ändert sich von einem Minimalwert Fmin bis zu einem Maximalwert Fmax. Gleichzeitig ändert sich auch die Amplitude A kontinuierlich und zwar derart, dass der kleinsten Wegfrequenz Fmin die kleinste Amplitude Amin und der grössten Wegfrequenz Fmax die grösste Amplitude Amax entspricht.

Über den Gesamtumfang der Lauffläche betrachtet, liegt die bevorzugt gewählte Gesamtzahl der Wegfrequenzen F im Bereich zwischen 40 und 90. Hiebei werden mindestens drei unterschiedliche Wegfrequenzen F vorgesehen. Innerhalb eines Umfangssegmentes sind mindestens zwei dieser unterschiedlichen Wegfrequenzen enthalten. Die minimale Wegfrequenz Fmin weist einen Wert > 10% der

Laufflächenbreite B auf, die maximale Wegfrequenz Fmax wird durch die Beziehung y - Fmax - ^ (U=Gesamtumfang der Lauffläche) bestimmt.

Die maximale Amplitude Amax ist, < j-q B und liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 10% der Laufflächenbreite B. Die minimale Amplitude Amin ist > 3% der Laufflächenbreite B.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ändern sich bei jeder einzelnen Umfangsnut V ebenfalls sowohl die Wegfrequenzen F als auch die Amplituden A kontinuierlich. Die einzelnen Umfangsnuten 1' sind gleichartig gestaltet, jedoch nicht parallel zueinander angeordnet, sondern zueinander phasenverschoben. Diese Phasenverschiebung ist in Fig. 2 durch den Winkel a gekennzeichnet. Der Winkel a wird bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 45° gewählt werden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt a ca. 30°. Bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft demnach die Grenze zwischen zwei benachbarten Umfangssegmenten entlang einer durch den jeweiligen Wert des Winkels a bestimmten schräg gestellten Linie.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 und Fig. 2 kann die Ausgestaltung der Umfangsnuten 1, V auch so getroffen werden, dass etwa in einem der Umfangssegmente eine kontinuierliche Änderung der Wegfrequenzen und zugehörigen Amplituden (wie beschrieben) von einer niedrigen Wegfrequenz ausgehend über höhere Wegfrequenzen wieder zu einer niedrigen Wegfrequenz erfolgt. Innerhalb eines Umfangssegmentes kann jedoch auch eine kontinuierliche Änderung von der kleinsten bis zur grössten Wegfrequenz erfolgen. Hier stehen also dem Konstrukteur eine Vielzahl von Möglichkeiten offen, die für den jeweiligen Reifentyp bzw. Laufflächenprofiltyp jeweils optimale Anordnung bzw. Ausgestaltung der Umfangsnuten zu treffen, um die Wasserableitung und das im Fahrbetrieb erzeugte Geräusch zu beeinflussen.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Laufflächenprofiles mit ebenfalls fünf Umfangsnuten 1", wobei in jeder Umfangsnut 1" die gewählten Wegfrequenzen und zugehörigen Amplituden zufällig angeordnet sind. Innerhalb eines Umfangssegmentes ist jedoch die Ausgestaltung der einzelnen Umfangsnuten 1" bevorzugt so getroffen, dass jede der Umfangsnuten 1" die gleiche Wegspektralverteilung aufweist.

Die Erfindung ist auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen nicht eingeschränkt. So ist es insbesondere möglich, die Anzahl der Umfangsnuten zu variieren, wobei jedoch mindestens drei Umfangsnuten vorzusehen sind. Hier sei auch erwähnt, dass es die praktische Umsetzung der erfindungsgemässen Lehre in einzelnen Fällen erforderlich machen kann, in zumindest einem Umfangssegment eine abweichende Ausgestaltung der Umfangsnuten zu treffen. Im Sinne der nach der Erfindung erzielbaren Geräuschoptimie-

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rung wird jedoch der Grossteil des Laufflächenum-fanges gemäss der Erfindung gestaltet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Laufflächenprofil für Fahrzeugluftreifen mit mindestens drei in Umfangsrichtung verlaufenden Umfangsnuten, die entlang von im wesentlichen sinusförmigen Kurven verlaufen, deren Wegfrequenzen und deren Amplituden sich über den Umfang der Lauffläche ändern, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Umfangsnuten (1, 1', 1") der grössten auftretenden Wegfrequenz (Fmax) die grösste auftretende Amplitude (Amax) und der kleinsten auftretenden Wegfrequenz (Fmin) die kleinste auftretende Amplitude (Amin) entspricht, wobei die maximale Amplitude (Amax) < 10% der Laufflächenbreite (B) ist.

2. Laufflächenprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche in eine Anzahl von Umfangssegmenten geteilt ist, die bevorzugt unterschiedliche Längen aufweisen.

3. Laufflächenprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umfangsnut (1, V, 1") mindestens drei unterschiedliche Wegfrequenzen aufweist, wobei pro Umfangssegment mindestens zwei unterschiedliche Wegfrequenzen vorgesehen sind.

4. Laufflächenprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnuten (1) parallel zueinander angeordnet sind.

5. Laufflächenprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnuten (1') gleichartig gestaltet sind, wobei die Umfangsnuten (1') über die Laufflächenbreite (B) betrachtet, phasenverschoben sind.

6. Laufflächenprofil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Phasenverschiebung kennzeichnende Winkel a 5 bis 45°, vorzugsweise ca. 25°, beträgt.

7. Laufflächenprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb eines Umfangssegmentes die Wegfrequenzen (F) und damit auch die Amplituden (A) kontinuierlich bzw. im wesentlichen kontinuierlich ändern.

8. Laufflächenprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den sinusförmigen Verlauf der Umfangsnuten (1") bestimmenden Wegfrequenzen (F) in jeder Umfangsnut (1") zufällig angeordnet sind.

9. Laufflächenprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Wegfrequenz (Fmin) mindestens 10% der Laufflächenbreite (B) beträgt, wobei die maximale Wegfrequenz (Fmax) durch die Beziehung

U B

■j > Fmax > 2 bestimmt ist, wobei U der Gesamtumfang der Lauffläche und B die Laufflächenbreite in der Bodenaufstandsfläche ist.

10. Laufflächenprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Amplitude (Amin) mindestens 3% der Laufflächenbreite (B) beträgt.

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