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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifenprofil mit in Umfangsrichtung umlaufenden Profilbändern, die als Profilblockreihen oder Profilrippen ausgeführt sind, voneinander durch Umfangsnuten getrennt sind und in radialer Richtung aus übereinander angeordneten Laufstreifenteilen aus Gummimischungen unterschiedlicher Flexibilität bestehen.
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Ein derartiger Fahrzeugluftreifen ist beispielsweise aus der
DE 103 48 758 A1 bekannt. Der Laufstreifen dieses Reifens besteht aus einer radial inneren Gummischicht und einer radial äußeren Gummischicht, wobei die radial innere Gummischicht aus einem flexibleren Gummimaterial hergestellt ist als die radial äußere Gummischicht. Die radial innere Gummischicht erstreckt sich in radialer Richtung nach außen bis in den radialen Erstreckungsbereich der Profilrippen hinein, und in axialer Richtung von der Reifenäquatorebene nach außen zur Schulterseite hin in den Profilrippen jeweils mit kontinuierlich zunehmender radialer Erstreckung. Es wird somit die radial innere Gummischicht zu den Laufstreifenrändern bzw. Schulterbereichen zu kontinuierlich stärker. Durch diese Ausgestaltung sollen die Profilrippen während des Fahrens in der radial inneren Gummischicht beim Eintritt in die Aufstandsfläche wie bei einem elastischen Gelenk um eine in Umfangsrichtung gerichtete Achse reibungsverlustarm gekippt werden, sodass die Profilrippen auch beim Durchlaufen durch die Bodenaufstandsfläche jeweils mit ihrer radialen Außenfläche in Berührungskontakt zur Straßenoberfläche stehen. Damit sollen ein geringerer Rollwiderstand, eine geringere Profilverspannung in Querrichtung und in der Folge eine höhere Traktion auf Oberflächen mit geringerem Reibbeiwert erzielt werden.
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Aus der
DE 101 10 238 A1 ist ein Fahrzeugluftreifen mit einem asymmetrischen Laufstreifen bekannt, welcher in radialer Richtung ebenfalls aus zwei Gummischichten besteht, nämlich aus einer radial inneren, dem Gürtel zugewandten Base und einer radial äußeren, die eigentliche Lauffläche umfassenden Cap, wobei Base und Cap aus unterschiedlichen Gummimischungen mit unterschiedlichen Härten bestehen. Der Laufstreifen ist in Querrichtung durch ein unterschiedliches Anteilsverhältnis von Cap und Base asymmetrisch aufgebaut, wobei in der einen Hälfte des Reifens der Volumenanteil der Base gegenüber der Cap am Laufstreifen größer ist als in der anderen Hälfte, wobei die erstgenannte Hälfte die äußere Seite des Reifens umfasst. Damit sollen jene Bereiche, die besonders gute Eigenschaften bezüglich Quer- und Umfangssteifigkeit aufweisen sollen, in das Innere des Laufsstreifen verlegt werden, wobei, da die Basemischung härter ist als die Cap, gleichzeitig die Reifenhälfte mit dem höheren Capanteil härter ist als die andere Hälfte.
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Aus der
JP 2001-010308 A ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, dessen Laufstreifen Profilbänder aufweist, wobei die im mittleren Bereich des Laufstreifens verlaufenden Profilbänder Großteils aus einem Gummi geringerer Härte bestehen als die Profilbänder in den Schulterbereichen. Der Übergang zwischen den Gummimaterialien unterschiedlicher Harten erfolgt bei einer Umfangsnut durch ein gegenseitiges Überlappen der Gummiteile, indem beide Gummiteile im Überlappungsbereich kontinuierlich dünner werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den aus der
DE 103 48 758 A1 bekannten Reifen zu verbessern, insbesondere die Teilung und Anordnung von Cap- und Baseschicht zu optimieren, um einen unregelmäßigen Abrieb, insbesondere im Bereich der schulterseitigen Profilbänder aber auch an den in Umfangsrichtung verlaufenden Randabschnitten der Profilbänder, wirkungsvoll zu vermindern.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Profilbänder mit Ausnahme eines gegebenenfalls entlang des Reifenäquators verlaufenden Profilbandes, jeweils einen Gummiteil beinhalten, welcher etwa von der Mitte des Profilbandes bis zur Außenflanke des Profilbandes kontinuierlich stärker wird und in einem Abstand vor der Profiloberfläche, der maximal 40% der Dessintiefe beträgt, endet.
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Gemäß der Erfindung werden Profilbänder im Laufstreifen auf eine besondere und sehr effektive Weise derart ausgeführt, dass sie einen Gummianteil beinhalten, welcher in Folge seiner in axialer Richtung zunehmenden Stärke eine sich kontinuierlich verändernde Steifigkeit aufweist. Es ist bekannt, dass die Laufstreifenprofilbänder beim Kurvenfahren an ihren äußeren und inneren Umfangsbereichen ungleich belastet werden, die äußeren Abschnitte werden mehr belastet als die inneren. Das verursacht eine ungleichförmige Verteilung der Reibungsenergie bei Kurvenfahrt und damit einen ungleichförmigen Abrieb. Die Erfindung gestattet nun eine Einstellung der Quersteifigkeit der einzelnen Profilbänder derart, dass ein gleichmäßiger Abrieb besonders wirkungsvoll unterstützt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Gummiteile aus einer flexibleren Gummimischung als der Capteil und verlaufen in den dem Laufstreifenrand zugewandten Hälften der Profilbänder jeweils mit einer zum Laufstreifenrand zu ansteigenden Flanke. Alternativ dazu kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Gummiteile aus einer weniger flexiblen Gummimischung als der Capteil bestehen und in den dem Laufstreifenrand abgewandten Hälften der Profilbänder jeweils mit einer zur Laufstreifenmitte ansteigenden Flanke verlaufen. Die Erfindung gestattet es daher, die im Laufstreifen Laufstreifenmischungen zu wählen, die auf den jeweiligen Einsatzzweck des Reifens besonders gut angepasst werden können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Gummiteile Abschnitte eines über die Laufstreifenbreite verlaufenden Basisteils. Die anderen Abschnitte des Basisteils weisen dabei bevorzugt eine konstante und übereinstimmende Stärke auf und sind derart dick ausgeführt, dass sie in radialer Richtung bis zu 50% des Abstandes zwischen dem Gürtelverband und der tiefsten Nut reichen. Ein derartiger Basisteil lässt sich gemeinsam mit den Gummiteilen, die ansteigende Flanken aufweisen, vergleichsweise einfach herstellen und ist beim Aufbau des Reifens gut handhabbar.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Gummiteile gesonderte, miteinander nicht in Verbindung stehende Teile. Die Herstellung eines Reifens mit solchen Gummiteilen in der Laufstreifenbasis ist zwar schwieriger, die Laufstreifen bzw. die Umfangsbänder im Laufstreifen lassen sich bei dieser Variante hinsichtlich ihrer Quersteifigkeit besonders gut beeinflussen.
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Für eine optimale Beeinflussung der Quersteifigkeit der Profilbänder ist es von Vorteil, wenn sich die Gummiteile über 35% bis 65% der Breite der Profilbänder erstrecken.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch einige Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 einen Querschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgeführten Fahrzeugluftreifen und
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2 bis 5 Querschnitte durch jeweils zwei in Querrichtung des Reifens benachbarte Profilelemente, jeweils mit unterschiedlichen Ausführungsvarianten der Erfindung.
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Die Erfindung befasst sich mit Fahrzeugluftreifen, deren Laufstreifen nicht aus einer einheitlichen Kautschukmischung hergestellt sind, sondern in radialer Richtung, zumindest in bestimmten, in Umfangsrichtung umlaufenden Abschnitten aus unterschiedlichen Kautschukmischungen hergestellt sind. In der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen ist unter einer flexiblen oder flexibleren Gummischicht eine solche zu verstehen, deren dynamischer Speichermodul E' bei 60°C (ermittelt mit einem Eplexor) vorzugsweise zwischen 5 MPa und 10 MPa beträgt, unter einer wenig oder weniger flexiblen Gummischicht eine solche, deren dynamischer Speichermodul E' bei 60°C vorzugsweise größer als 10 MPa ist.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Fahrzeugluftreifen in Radialbauart. Der dargestellte Reifen ist ein PKW-Reifen mit einem Laufstreifen 1, einem mehrlagigen Gürtel 2, einer Karkasslage 3, welche in Wulstbereichen um Wulstkerne 4 unter Bildung von Hochschlägen geführt ist, radial außerhalb auf den Wulstkernen 4 sitzenden Kernprofilen 5, einer luftdichten Innenschicht 6 und Seitenwänden 7. Der Gürtel 2 kann auf herkömmliche Weise aufgebaut sein und beispielsweise zwei Gürtellagen aufweisen, die jeweils mit Stahlkorden als Festigkeitsträger versehen sind und im sogenannten Kreuzverband angeordnet sind. Der Gürtel 2 kann ferner mit einer Gürtelbandage mit in Umfangsrichtung umlaufenden Festigkeitsträgern, beispielsweise aus textilen Korden, abgedeckt sein.
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Der Laufstreifen 1 besteht aus einem bodenberührenden Capteil 10, welcher sich über den gesamten Umfang und die gesamte Breite des Laufstreifens 1 erstreckt und mit welchem der Reifen beim Abrollen in Kontakt mit dem Untergrund tritt. Radial innerhalb des Capteiles 10 ist zumindest ein Laufstreifenbasisteil 11 vorgesehen bzw. in den Capteil 10 eingebaut.
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1 zeigt eine Ausführung, bei der ein einziger über die gesamte Breite des Laufstreifens 1 verlaufender Laufstreifenbasisteil 11 vorgesehen ist, welcher zwischen dem Gürtelverband 2 und dem Capteil 10 verläuft. Die Querschnittsform des Laufstreifenbasisteils 11 wird gemäß der Erfindung auf spezielle Weise an die Laufstreifenprofilierung angepasst. 1 zeigt eine Ausführung eines Laufstreifens 1 mit fünf in Umfangsrichtung umlaufenden, voneinander durch breite Umfangsnuten getrennten Profilbändern 12, welche in herkömmlicher Weise ausgeführte Blockreihen oder Rippen sein können. Eine Blockreihe besteht üblicherweise aus in Umfangsrichtung aneinander gereihten Profilblöcken, die voneinander durch Quernuten getrennt sind. Profilrippen sind beispielsweise durch sacknutenartig geformte Nuten und/oder Einschnitte strukturiert.
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Üblicherweise ist der Basisteil eines Laufstreifens über die gesamte Breite gleich stark ausgeführt und verläuft radial innerhalb der das Profil des Laufstreifens bildenden Nuten, Rillen und Einschnitte, sodass zwischen dem Nutgrund der am tiefsten ausgeführten Nuten und der Außenseite des Basisteil ein gewisser Abstand verbleibt. Der in 1 gezeigte Basisteil 11 ist lediglich radial innerhalb des zentralen, entlang des Reifenäquators verlaufenden Profilbandes 12 und seitlich bis zur Mitte der benachbarten Profilbänder 12 konstant stark ausgeführt und verläuft auf einem Niveau unterhalb der Nuten 14. Im mittleren Profilband 12 weist daher der Basisteil 11 vorerst einen Abschnitt 11a konstanter Stärke auf. Ab der Mitte der mittleren Profilbänder 12 weist der Basisteil 11 einen Abschnitt 11b auf, dessen Stärke bis zur Umfangsnut 14, welche das mittlere Profilband 12 vom laufstreifenrandseitigen Profilband 12 trennt, kontinuierlich zunimmt. Der Abschnitt 11a endet in der Mitte der Umfangsnut 14. Im laufstreifenrandseitigen Profilband 12 besteht der Basisteil 11 ebenfalls aus einem Abschnitt 11a geringer Stärke, welcher etwa bis zur Mitte des Profilbandes 12 reicht. Der an dem Abschnitt 11a anschließende Abschnitt 11b wird kontinuierlich stärker und reicht bis zur Schulteraußenseite des Reifens. Der Basisteil 11 besteht aus einer flexibleren Gummimischung als der Capteil 10, sodass in dem mittleren und den laufstreifenrandseitigen Profilbändern 12 die Quersteifigkeit, jeweils vom laufstreifeninnenseitigen Rand des Profilbandes 12 bis mm laufstreifenaußenseitigen Rand des Profilbandes 12, selektiv zunimmt. Wie bereits erwähnt, ist das in der Mitte entlang der Äquatorebene des Reifens verlaufende Profilband 12 von der besonderen Ausführung des Basisteils 11 ausgenommen, welcher bezüglich des Reifenäquators und in Übereinstimmung mit der strukturellen Ausgestaltung des Laufstreifenprofils symmetrisch ausgeführt ist.
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2 verdeutlicht schematisch das Prinzip der Ausführung des Basisteils 11 gemäß dem in 1 gezeigten Reifen. Es sind die beiden, in der einen (linken) Laufstreifenhälfte verlaufenden Profilbänder 12 dargestellt, wobei mit A die Reifenaußenseite bezeichnet ist. Die Mitte der Profilbänder 12 und damit die Grenzen der Abschnitte 11a, 11b ist durch Linien m gekennzeichnet. Die Grenze zwischen den beiden Abschnitten 11a, 11b des Basisteils 11 kann gegenüber der Mitte um bis zu 15% der Breite b der Profilbänder 12, gemessen an der Laufstreifenaußenseite, versetzt sein. Die Grenze zwischen dem Abschnitt 11b und dem laufstreifenaußenseitig anschließenden Abschnit 11a muss ebenfalls nicht exakt in der Mitte der Umfangsnut 14 liegen. Der Abschnitt 11b reicht jeweils bis auf eine Höhe h von bis zu 40%, insbesondere bis zu einem Drittel, der Dessintiefe, welche hier der Tiefe der Umfangsnut 14 entspricht.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsvariante ist anstelle eines durchgehenden Basisteils im mittleren und im laufstreifenrandseitigen Profilband 12 jeweils lokal ein Basisteil 11' eingebaut, welcher analog zum Abschnitt 11b der 2 ausgeführt ist, und in der Mitte des Profilbandes 12 beim (nicht gezeigten) Gürtelverband beginnend kontinuierlich stärker wird. Es sind somit im Laufstreifen mehrere Basisteile 11' vorhanden, die in Umfangsrichtung ringförmig umlaufende, im Querschnitt dreieckförmige Teile mit einer ansteigenden Flanke sind. Die sonstigen Bereiche des Laufstreifens werden vom Capteil 10 eingenommen. Wie dargestellt können die Basisteile 11' einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen, es ist auch eine Ausführung in Trapezform möglich, die in 3 mit gestrichelten Linien angedeutet ist.
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Die in 4 und 5 gezeigten Ausführungsvarianten der Erfindung unterscheiden sich von den in 1 bis 3 gezeigten dadurch, dass der Capteil 10 aus einer Gummimischung besteht, die flexibler ist als die im Basisteil 11'' (4) bzw. den Basisteilen 11''' (5) eingesetzte Gummimischung, und dass daher die Anordnung der Abschnitte 11''a, 11''b des Basisteils 11'' bzw. die Anordnung der Basisteile 11''' (5) bezüglich der Laufstreifenmitte umgekehrt ist zu jener gemäß den 2 und 3. In 4 ist der Abschnitt 11''a mit konstanter Stärke der jeweils weiter laufstreifenaußenseitig verlaufende Abschnitt, der mit größer werdender Stärke ausgeführte Abschnitt 11''b ist jeweils der weiter laufstreifeninnenseitig gelegene Abschnitt. Ansonsten entspricht die Ausführung der Basisschicht 11'' jener gemäß 2. Analoges gilt für 5 in Bezug zu 3, die beiden im Reifen ringartig umlaufenden Basisteile 11''' sind in jenen Bereichen der Profilbänder 12 angeordnet, die der Laufstreifeninnenseite zugewandt sind, wobei ihre Ausführung ansonsten analog zu jener gemäß 3 erfolgt.
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Bei gemäß der Erfindung ausgeführten Reifen gleichen sich die Kräfte, die beim Kurvenfahren auf die abseits der Mitte gelegenen Profilbänder 12 wirken, weitgehend aus. Dadurch ist gewährleistet, dass der Laufstreifenabrieb an den Profilbandinnen- und außenseiten, bezogen auf deren Umfangsrichtung, gleichmäßiger wird. Damit erhöht sich die Lebensdauer des Reifens.
