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Die Erfindung betrifft ein Laufstreifenprofil eines Fahrzeugluftreifens mit wenigstens einer Profilblockreihe, welche in beide axiale Richtungen jeweils durch eine Umfangsrille begrenzt ist und die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung U des Fahrzeugluftreifens hintereinander angeordneten und jeweils durch eine Querrille voneinander getrennten Profilblockelementen ausgebildet ist, wobei jedes Profilblockelement der Profilblockreihe in radialer Richtung nach außen durch eine die Straßenkontaktoberfläche bildende radial äußere Oberfläche und in Umfangsrichtung zur einen das Profilblockelement in Umfangsrichtung begrenzenden Seite hin und in Umfangsrichtung zur zweiten das Profilblockelement in Umfangsrichtung begrenzenden Seite hin jeweils von einer Flanke begrenzt wird, die die zum Profilblockelement weisende Rillenwand der begrenzenden Querrille bildet, wobei die Flanke sich jeweils in radialer Richtung aus dem Rillengrund der jeweiligen Querrille bis zu der radial äußeren Oberfläche des Profilblockelementes erstreckt.
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Derartige Laufstreifenprofile sind bekannt. Beim Einlaufen der Blockkanten der Profilblockelemente beim Durchlaufen des Reifenlatsches unterliegt das Gummimaterial hohen Gummispannungen, wodurch Energieverluste, Vibrationen und ähnliche Effekte hervorgerufen werden. Bei rollendem Reifen verformen sich die Profilblockelemente beim Durchlaufen des Reifenlatsches und es entsteht Verformungsenergie. Je größer diese Energie und je größer die Walkbewegung ist, desto höher ist der Rollwiderstand des Reifens. Sehr hohe Verformungsenergie kann dabei bis zur Überhitzung des Gummimaterials führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Profilblockelemente derart auszubilden, dass sie sich mit ihren Oberflächen beim Einlaufen im Innenreifenlatsch verbessert der Einlaufbewegung anpassen können und der Rollwiderstand hierdurch verbessert werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung eines Laufstreifenprofils eines Fahrzeugluftreifens mit wenigstens einer Profilblockreihe, welche in beide axiale Richtungen jeweils durch eine Umfangsrille begrenzt ist und die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung U des Fahrzeugluftreifens hintereinander angeordneten und jeweils durch eine Querrille voneinander getrennten Profilblockelementen ausgebildet ist, wobei jedes Profilblockelement der Profilblockreihe in radialer Richtung nach außen durch eine die Straßenkontaktoberfläche bildende radial äußere Oberfläche und in Umfangsrichtung zur einen das Profilblockelement in Umfangsrichtung begrenzenden Seite hin und in Umfangsrichtung zur zweiten das Profilblockelement in Umfangsrichtung begrenzenden Seite hin jeweils von einer Flanke begrenzt wird, die die zum Profilblockelement weisende Rillenwand der begrenzenden Querrille bildet, wobei die Flanke sich jeweils in radialer Richtung aus dem Rillengrund der jeweiligen Querrille bis zu der radial äußeren Oberfläche des Profilblockelementes erstreckt, gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, bei dem die radial äußere Oberfläche in den Querschnittsebenen senkrecht zur Reifenachse jeweils um einen radial innerhalb der radial äußeren Oberfläche ausgebildeten Krümmungsmittelpunkt M1 mit einem Krümmungsradius R1 gekrümmt ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius R1 kleiner ist als der Außenradius Ra des Reifens in der jeweiligen Querschnittsebene, und bei dem die beiden das Profilblockelement in Umfangsrichtung begrenzenden Flanken jeweils mit einem ersten radial inneren Erstreckungsbereich und mit einem zweiten radial äußeren Erstreckungsbereich ausgebildet sind, wobei in den Querschnittsebenen senkrecht zur Reifenachse der radial äußere Erstreckungsbereich jeweils mit einer geradlinigen Schnittkontur und der radial innere Erstreckungsbereich jeweils mit einer um einen in Umfangsrichtung U vom Profilblockelement wegweisenden Krümmungsmittelpunkt M2 mit einem Krümmungsradius R2 gekrümmten Schnittkontur ausgebildet ist.
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Die Ausbildung der Flanken bewirkt eine Einschnürung der Profilblockelemente im radial inneren Erstreckungsbereich der Flanken und hierdurch eine gelenkartige Anbindung des Profilblockelementes. Die Ausbildung der radial äußeren Oberfläche mit einem Krümmungsradius, welcher kleiner ist als der Außenradius des Reifens, bewirkt eine ballige Oberfläche der Profilblockelemente. Die gelenkartige Anbindung der Profilblockelemente in Verbindung mit der balligen Oberfläche bewirkt eine optimierte Anpassbewegung des Profilblockelementes an die Straßenoberfläche beim Einlaufen in den Reifenlatsch und einen optimierten Abrolleffekt des Profilblockelementes. Hierdurch wird ein reduzierter Rollwiderstand durch Reduktion der Vibrationen der Profilblockelemente beim Durchlaufen des Reifenlatsches ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei der radial innere Erstreckungsbereich sich ausgehend vom Rillengrund der Querrille über eine in radialer Richtung R des Reifens gemessene Höhe h3 erstreckt mit (Pt/3) ≤ h3 ≤ (Pt/2), wobei Pt die maximale radiale Profiltiefe gemessen in der Querrille angibt. Hierdurch kann in einfacher Weise eine besonders wirkungsvolle Einschnürung der Profilblockelemente und der damit verbundenen Anpassbewegung und eines optimierten Abrolleffekts ermöglicht werden, wobei der Erstreckungsbereich klein genug ist, um eine unerwünschte Beeinträchtigung der Profilblockfunktion zu vermeiden, und groß genug, dass das Entstehen von unerwünschten Rissen im Einschnürungsbereichs vermieden werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 3, wobei sich der radial innere Erstreckungsbereich in Umfangsrichtung über ein maximales Maß d mit 2 mm ≤ d ≤ 3 mm vom Schnittpunkt der Schnittkonturlinie des radial äußeren Erstreckungsbereichs mit der Schnittkonturlinie des radial inneren Erstreckungsbereichs in das Profilblockelement hinein erstreckt. Hierdurch wird eine ausreichend wirksame Einschnürung bei einfacher Ausformbarkeit einfach ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, wobei die radial äußere Oberfläche und der radial äußere Erstreckungsbereich der Flanken in den Querschnittsebenen senkrecht zur Reifenachse sich jeweils in einem Punkt S schneiden, welcher in radialer Richtung im Abstand h1 mit 0,3 mm ≤ h1 ≤ 1 mm vom Außenradius Ra des Reifens liegt. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Einlaufen des Profilblockelementes in den Reifenlatsch beim Abrollen mit reduzierter Verformungsenergie erfolgt. Der Abrolleffekt kann hierdurch weiter verbessert und der Rollwiderstand reduziert werden. Die Geräuschbildung während des Abrollens kann ebenfalls weiter reduziert werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei längs der das Profilblockelement begrenzenden Querrille das Profilblockelement mit Feineinschnitten ausgebildet ist, die sich insbesondere in der radial äußeren Oberfläche bis in einen Abstand a von der jeweiligen die Querrille begrenzenden Flanke und in der Flanke in radialer Richtung von der radial äußeren Oberfläche ausgehend über die gesamte radiale Erstreckung des radial äußeren Erstreckungsbereich der Flanke erstrecken und dann enden. Hierdurch kann die beim Einlaufen in den Reifenlatsch für das Abrollen erforderliche Verformungsenergie weiter reduziert werden. Die Geräuschbildung während des Abrollens kann ebenfalls weiter reduziert werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 6, wobei a mit 2 mm ≤ a ≤ 3 mm ausgebildet ist. Die Feineinschnitte sind hierdurch lang genug, um eine ausreichend großen Einfluss auf die zum Abrollen erforderliche Verformungsenergie beim Abrollen auszuüben, und andererseits kurz genug, um ausreichend Steifigkeit des Profilblockelementes zur Erfüllung seiner Profilblockfunktion zu ermöglichen.
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Besonders vorteilhaft zur Erzielung optimaler Steifigkeit ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 7, wobei benachbarte Feineinschnitte jeweils im Abstand von 5 mm bis 10 mm zueinander ausgebildet sind.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Laufstreifenprofils gemäß den Merkmalen von Anspruch 8, wobei das Profilblockelement wenigstens an einer der beiden Flanken in den in den Querschnittsebenen senkrecht zur Reifenachse zwischen radial äußerer Oberfläche und äußerem Erstreckungsbereich der Flanke mit einer einen Übergang bildenden Fase ausgebildet ist. Hierdurch kann einem Einrollen des Profilblockes beim Einwirken von dynamisch einwirkenden Kraften – wie sie bei Traktion bzw. beim Bremsen auftreten – besonders zuverlässig entgegengewirkt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den 1 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierin zeigen
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1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Laufstreifenprofils eines PKW-Fahrzeugluftreifens,
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2 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnitt II-II von 1 zur Erläuterung der Ausbildung der Profilblockelemente einer Profilblockreihe,
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3 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnitt III-III von 1
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4 eine perspektivische Darstellung des in den 2 und 3 dargestellten Profilblockelementes,
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5 eine Draufsicht auf ein Profilblockelement des Laufstreifenprofils von 1 in alternativer Ausführung,
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6 eine Querschnittdarstellung des Profilblockelementes von 5 gemäß Schnitt VI-VI von 5,
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7 das Profilblockelement von 5 in Schnittdarstellung gemäß Schnitt VII-VII von 5,
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8 das Profilblockelement der 5 bis 7 in perspektivischer Darstellung,
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9 eine Draufsicht auf ein Profilblockelement des Laufstreifenprofils von 1 in alternativer Ausführung des Profilblockelements,
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10 das Profilblockelement von 9 in Schnittdarstellung gemäß Schnitt X-X von 9,
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11 das Profilblockelement von 9 in Schnittdarstellung gemäß Schnitt XI-XI von 9 und
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12 das Profilblockelement der 9 bis 11 in perspektivischer Darstellung.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Laufstreifenprofiles mit innerhalb des axialen Erstreckungsbereiches der Bodenaufstandsfläche des Laufstreifenprofils einer ausgebildeten Profilblockreihe 1, einer Profilblockreihe 31 und einer Umfangsrippe 41. Die Profilblockreihe 1 erstreckt sich über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens in Umfangsrichtung U des Fahrzeugluftreifens und ist aus in Umfangsrichtung U hintereinander angeordneten Profilblockelementen 2 ausgebildet, welche jeweils durch in axialer Richtung A verlaufende Querrillen 3 in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet sind. Die Profilblockreihe 31 erstreckt sich über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens in Umfangsrichtung U und ist aus in Umfangsrichtung U hintereinander angeordneten Profilblockelementen 32 ausgebildet, welche jeweils in Umfangsrichtung U durch schräg verlaufende Querrillen 33 voneinander beabstandet sind. Die Umfangsrippe 41 erstreckt sich über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens in Umfangsrichtung U. Die Profilblockreihe 1 ist in axialer Richtung A des Fahrzeugluftreifens zur einen axialen Seite hin durch eine Umfangsrille 20 und zur anderen axialen Seite hin durch eine Umfangsrille 21 begrenzt. Die Umfangsrille 20 und die Umfangsrille 21 erstrecken sich jeweils geradlinig in Umfangsrichtung U über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens. Die Umfangsrille 21 trennt in axialer Richtung A die Profilblockreihe 1 und die Profilblockreihe 31 voneinander. Die Profilblockreihe 31 ist in axialer Richtung A von der Umfangsrippe 41 durch die Umfangsrille 22 getrennt, welche sich ebenfalls über den gesamten Umfang des Fahrzeugluftreifens in Umfangsrichtung U geradlinig verlaufend erstreckt.
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Im Folgenden wird die Ausbildung der Profilblockelemente 2 der Profilblockreihe 1 näher erläutert. In analoger, jedoch nicht näher beschriebener Weise sind die Profilblockelemente 32 der Profilblockreihe 31 ausgebildet.
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Die Profilblockelemente 2 der Profilblockreihe 1 sind in Umfangsrichtung U gesehen, jeweils zur einen das jeweilige Profilblockelement 2 begrenzenden Querrille 3 hin mit einer Profilblockelementflanke 5 und zur anderen das Profilblockelement 2 in Umfangsrichtung U hin begrenzenden Querrille 3 mit einer Profilblockelementflanke 6 begrenzt. Die Profilblockelemente 2 sind in radialer Richtung R des Fahrzeugluftreifens nach außen mit einer die Straßenkontaktoberfläche bildenden radial äußeren Oberfläche 4 begrenzt. Wie in den 2 bis 4 dargestellt ist, sind die radial äußeren Oberflächen 4 in den Schnittebenen – senkrecht zur Reifenachse gesehen – jeweils um einen in radialer Richtung R des Fahrzeugluftreifens innerhalb der radial äußeren Oberfläche 4 angeordneten Krümmungsmittelpunkt M1 mit einem Krümmungsradius R1 gekrümmt ausgebildet. Die radial äußere Oberfläche 4 schneidet dabei die Flanken 5 und 6 jeweils in einem Schnittpunkt S. Der Krümmungsmittelpunkt M1 liegt auf der Mittelsenkrechten zwischen dem Schnittpunkten S der radial äußeren Oberfläche 4 mit der Flanke 6 und dem Schnittpunkt S der radial äußeren Oberfläche 4 mit der Flanke 5.
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Der Krümmungsradius R1 ist dabei kleiner ausgebildet als der in der Querschnittsebene jeweils ausgebildete Außenradius Ra der die Einhüllende des Reifens bildenden Mantelfläche des Reifens. In den senkrecht zur Reifenachse gebildeten Querschnittsebenen ist das Profilblockelement 2 jeweils mit seiner radial äußeren Oberfläche 4 somit mit einer balligen Außenkontur ausgebildet. Die beiden Schnittpunkte S liegen dabei in radialer Richtung R in einem Abstand h1 innerhalb des Außenradius Ra des Fahrzeugluftreifens mit 0,3 mm ≤ h1 ≤ 1 mm. Beispielsweise ist h1 = 0,5 mm gewählt.
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Die in den Querrillen 3 gemessene Profiltiefe Pt bildet das maximale in radialer Richtung R des Fahrzeugluftreifens gemessene Erstreckungsmaß ausgehend vom Rillengrund 9 bis zum Schnittpunkt S.
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Die das Profilblockelement 2 jeweils zu einer Seite in Umfangsrichtung U begrenzenden Flanken 5 und 6 bilden jeweils die zum Profilblockelement 2 gerichtete Rillenwand der das Profilblockelement 2 zu dieser Seite hin in Umfangsrichtung begrenzenden Querrille 3. Die Flanken 5 und 6 erstrecken sich dabei jeweils in radialer Richtung R – ausgehend vom Rillengrund 6 der zugehörigen Querrille 3 – nach radial außen über einen ersten radial inneren Erstreckungsbereich 7 der radialen Erstreckungshöhe h3 bis zu einem in den Schnittebenen senkrecht zur Reifenachse ausgebildeten Punkt Q und ausgehend von dem Punkt Q in einem radial äußeren Erstreckungsbereich 8 in radialer Richtung R nach außen über eine in radialer Richtung R gemessene Erstreckungshöhe h2 bis zum Schnittpunkt S.
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Für die Erstreckungshöhen h2 und h3 gilt (h2 + h3) = Pt, wobei (Pt/3) ≤ h3 ≤ (Pt/2). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist h3 = (Pt/2) gewählt.
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Der radial äußere Erstreckungsbereich 8 ist in den senkrecht zur Reifenachse gebildeten Querschnittsebenen in seiner Schnittkontur geradlinig vom Punkt Q bis zum Punkt S radial nach außen verlaufend ausgebildet. Im radial inneren Erstreckungsbereich 7 ist die Flanke 5 mit einer in den senkrecht zur Reifenachse gebildeten Querschnittsebenen krummlinig verlaufenden Schnittkontur mit einer Krümmung mit einem Krümmungsradius R2 um einen Mittelpunkt M2 gekrümmt ausgebildet. Der Mittelpunkt M2 der Krümmung ist dabei jeweils auf der in Umfangsrichtung U vom Profilblockelement 2 wegweisenden Seite von der Flanke 5 angeordnet. Im radial inneren Erstreckungsbereich 7 ist die Flanke 6 mit einer in den senkrecht zur Reifenachse gebildeten Querschnittsebenen krummlinig verlaufenden Schnittkontur mit einer Krümmung mit einem Krümmungsradius R3 um einen Mittelpunkt M3 gekrümmt ausgebildet. Der Mittelpunkt M3 der Krümmung ist dabei jeweils auf der in Umfangsrichtung U vom Profilblockelement 2 wegweisenden Seite von der Flanke 6 angeordnet.
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Der Krümmungsradius R2 und der Krümmungsradius R3 sind dabei jeweils so gewählt, dass die kreisförmige Krümmung sich über den gesamten Erstreckungsabschnitt der Höhe h3 des jeweiligen radial inneren Erstreckungsbereiches 7 erstreckt. Hierdurch bildet der radial innere Erstreckungsbereich 7 eine in Umfangsrichtung U in das Profilblockelement 2 hineinreichende Einbuchtung, die sich bis in einen in Umfangsrichtung U ausgebildeten maximalen Abstand d mit 2 mm < d < 3 mm von dem den radial inneren Erstreckungsabschnitt 7 nach radial außen begrenzenden Punkt Q erstreckt. Beispielsweise ist d = 2,5 mm gewählt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist R2 = R3 gewählt.
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Die 5 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Profilblockelemente 2, welche wie in den 1 bis 5 dargestellt und hierzu beschrieben ausgebildet sind, wobei jedoch der Übergang zwischen der radial äußeren Oberfläche 4 und der Flanke 5 und der Übergang zwischen der radial äußeren Oberfläche 4 und der Flanke 6 jeweils mit einer Phase 11 ausgebildet ist, welche in den senkrecht zur Reifenachse gebildeten Querschnittsebenen unter einem Winkel α = 45° zur radialen Richtung R des Fahrzeugluftreifens geneigt verlaufend und in Umfangsrichtung U mit einer Erstreckungslänge b mit 1 mm ≤ b ≤ 2 mm ausgebildet ist. Beispielsweise ist b mit b = 1 mm ausgebildet. Bei dieser Ausbildung wird der Schnittpunkt S der radial äußeren Mantelfläche 4 mit der Flanke 5 und der Schnittpunkt S der radial äußeren Mantelfläche 4 mit der Flanke 6 jeweils als Schnittpunkt aus der Verlängerung der radial äußeren Mantelfläche 4 in Umfangsrichtung und der Verlängerung des radial äußeren Erstreckungsbereich 8 der Flanke 5 bzw. der Flanke 6 nach radial außen ermittelt. Die Erstreckungshöhen h2 sowie die Profiltiefe Pt wird auch in diesem Fall mit Bezug auf diesen Schnittpunkt S ermittelt.
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Die 9 bis 12 zeigen ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der in den 1 bis 5 dargestellten Profilblockelemente, bei welchen in den Profilblockelementen 2 jeweils längs der Erstreckung der Querrillen 3 in Erstreckungsrichtung der Querrillen 3 – d. h. in dem Ausführungsbeispiel in axialer Erstreckungsrichtung A des Reifens – gesehen jeweils im Abstand c von einander beabstandete Feineinschnitte 12 ausgebildet sind. Die Feineinschnitte 12 erstrecken sich jeweils ausgehend vom Schnittpunkt S aus der radial äußeren Oberfläche 4 und der jeweiliger Profilblockelementflanke 5 bzw. 6 bis in einen Abstand a in der radial äußeren Mantelfläche 4 in das Profilblockelement 2 hinein. Die Feineinschnitte 12 erstrecken sich in radialer Richtung R nach innen ausgehend vom Schnittpunkt S über den gesamten Erstreckungsbereich der Höhe h2 des radial äußeren Erstreckungsbereichs 8 der jeweiligen Flanke 5 bzw. 6 hinweg und enden dann radial unterhalb des Punktes Q im radial inneren Erstreckungsbereich 7. Der Abstand a ist dabei mit 2 mm ≤ a ≤ 3 mm ausgebildet. Beispielsweise ist der Abstand a = 2,5 mm gewählt.
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Die 9 bis 12 zeigen ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem zusätzlich die in den 5 bis 8 dargestellte und hierzu erläuterte Ausbildung mit Phasen 11 und die Feineinschnitten 12 ausgebildet sind.
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Die Feineinschnitte 12 weisen eine Einschnittsdicke e auf mit beispielsweise e = 0,5 mm.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Profilblockelementreihe
- 2
- Profilblockelement
- 3
- Querrille
- 4
- Radial äußere Oberfläche
- 5
- Flanke
- 6
- Flanke
- 7
- Radial innerer Erstreckungsbereich
- 8
- Radial äußerer Erstreckungsbereich
- 9
- Rillengrund
- 10
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- 11
- Fase
- 12
- Feineinschnitt
- 13
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- 14
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- 15
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- 16
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- 17
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- 18
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- 19
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- 20
- Umfangsrille
- 21
- Umfangsrille
- 22
- Umfangsrille
- 31
- Profilblockreihe
- 32
- Profilblockelement
- 33
- Querrille
- 41
- Umfangsrippe
