DE102011056636A1

DE102011056636A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102011056636A1
Application number: DE102011056636A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Behr
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CN204526664U; WO2013092206A1; EP2794297A1; EP2794297B1

Abstract

Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, welcher zumindest einen blockartig strukturierten, in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsbereich (1) aufweist, in welchem in axialer Richtung verlaufende Querrillen (3) ausgebildet sind, deren laufstreifeninnenseitig gelegenen Enden sich innerhalb des Umfangsbereich (1) befinden und jeweils eine zwischen der Laufstreifenperipherie und dem Rillenboden (4) verlaufende Eckflanke (7) aufweisen. Die Eckflanke (7) verläuft im laufstreifeninnenseitigen Ende der Querrille (3) in Draufsicht im Wesentlichen halbkreisbogenförmig verläuft und geht am Rillenboden (4) in einen Endabschnitt (4a) des Rillenbodens (4) über, welcher im Wesentlichen kugelabschnittsförmig geformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, welcher zumindest einen blockartig strukturierten, in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsbereich aufweist, in welchem in axialer Richtung verlaufende Querrillen ausgebildet sind, deren laufstreifeninnenseitig gelegenen Enden sich innerhalb des Umfangsbereiches befinden und jeweils eine zwischen der Laufstreifenperipherie und dem Rillenboden verlaufende Eckflanke aufweisen.
Ein derartiger Fahrzeugluftreifen ist aus der DE 10 2009 044 361 A1 bekannt. Die Eckflanke am geschlossenen laufstreifeninnenseitigen Ende der Querrillen ist eine Böschungsflanke, welche im Längsschnitt der Querrille im Wesentlichen entlang einer gering gekrümmten S-Form verläuft und mit Übergangsabschnitten gerundete Übergänge zur Laufstreifenperipherie und zum Rillenboden bildet. Die derart ausgeführten Böschungsflanken sind für das Wasserableitvermögen der Querrillen von Vorteil, da sie Verwirbelungen vermeiden und sich positiv auf die Steifigkeit der umgebenden Profilpositive auswirken. Aus der DE 10 2010 000 414 A1 ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, dessen Laufstreifenprofilblöcke jeweils zumindest einen einspringenden Eckbereich aufweisen, welcher zwischen zwei im Wesentlichen rechte Winkel einschließenden Blockflanken gebildet ist. Der einspringende Eckbereich ist durch ein im Eck positioniertes Stützelement stabilisiert, welches eine in Richtung Blockoberfläche spitzer werdende Gestalt aufweist. An dem spitzer werdenden, der Profilblockoberfläche zugewandten Ende des Stützelementes ist eine Aussparung vorgesehen, welche derart gestaltet ist, dass im Betriebszustand des Reifens auftretende Spannungen besser verteilt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere soll die Geometrie der Querrillen derart ausgelegt werden, dass die Gefahr des Entstehens von Kerbspannungen reduziert wird, um bei den im Betrieb des Reifens auftretenden Längs- und Querkräften das Entstehen von Einrissen im Gummimaterial zu verhindern.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Eckflanke im laufstreifeninnenseitigen Ende der Querrille in Draufsicht im Wesentlichen halbkreisförmig verläuft und am Rillenboden in einen Endabschnitt des Rillenbodens übergeht, welcher im Wesentlichen kugelabschnittsförmig geformt ist.
Die Erfindung vermeidet daher an besonders kritischen Stellen, nämlich an den laufstreifeninnenseitigen Enden der Querrillen, eine kantige, eckige Ausführung, sodass kaum Kerbspannungen auftreten können, die zu Einrissen im Gummimaterial führen könnten.
Für eine gute Verteilung der auftretenden Längs- und Querkräfte ist es vorteilhaft, wenn der im Wesentlichen kugelabschnittsförmige Endabschnitt des Rillenbodens einen Radius von 2 mm bis 4 mm, insbesondere von 3 mm, aufweist
Um eine gute Stabilisierung der Querrillenkanten zu gewährleisten, ist es günstig, wenn zumindest eine der die Querrille begrenzenden Rillenflanken angefast ist und wenn vorzugsweise die Fase an der Eckflanke, diese an der Laufstreifenperipherie etwa halbkreisförmig umlaufend, fortgesetzt ist.
Zur Vermeidung von Kerbspannungen verursachenden Ecken sollte gemäß der Erfindung der die Eckflanke umlaufende Abschnitt der Fase an der zweiten Rillenflanke tangential auslaufen.
Einige weitere Maßnahmen tragen dazu bei, den im Betrieb des Reifens in Richtung Profilmitte größeren Längs- und Querkräften entgegenzuwirken.
Zu diesen Maßnahmen gehört insbesondere, dass der Winkel, den die Fase entlang ihres Verlaufes an der Rillenflanke mit der radialen Richtung einschließt, zur Eckflanke zunimmt.
Weitere diesbezüglich vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Fase entlang der Rillenflanke unter einem Winkel zur radialen Richtung verläuft, welcher bis zu 45° größer ist als der Neigungswinkel der Rillenflanke relativ zur radialen Richtung, und dass die Fase in ihrem die Eckflanke umlaufenden Abschnitt einen bis zu 15° größeren Winkel mit der radialen Richtung einschließt als in ihrem entlang der Rillenflanke verlaufenden Abschnitt.
Auch die Erstreckung der Fase in radialer Richtung wirkt sich auf die Stabilisierung des Laufstreifenbereiches positiv aus. Vorteilhaft ist es, wenn die Höhe der Fase in radialer Richtung bis zu 3 mm beträgt und wenn insbesondere die Höhe der Fase zwischen dem laufstreifenaußenseitigen Ende der Querrille und der Eckflanke kontinuierlich größer wird.
Da in den Schulterbereichen des Laufstreifens besonders hohe Umfangs- und Querkräfte wirken, insbesondere beim Kurvenfahren mit höherer Geschwindigkeit, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schulterbereiche erfindungsgemäß ausgeführt werden. Dabei ist es vorrangig wichtig, dass im Außenschulterbereich des Laufstreifens ein erfindungsgemäß ausgeführter Umfangabschnitt vorgesehen wird. Gerade der Außenschulterbereich eines Reifens wird beim Kurvenfahren besonders belastet.
Beim Kurvenfahren mit höherer Geschwindigkeit kann eine weitere Maßnahme dazu beitragen, dass ein Auftreten von Kerbspannungen auch außerhalb der „normalen“ Bodenaufstandsfläche vermieden wird. Diese Maßnahme besteht darin, die laufstreifenaußenseitigen Enden der Querrillen über gerundete Übergänge in seichte Rillen des Schulterdekors münden zu lassen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine Ansicht eines Umfangsbereiches eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens,
2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II der 1 und
3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III der 1.
1 zeigt einen Abschnitt eines bei einer Reifenschulter gelegenen, in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsbereiches 1 eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens in Radialbauart für Personenkraftwagen. Der im Wesentlichen blockartig strukturierte Umfangsbereich 1 ist durch eine in Umfangsrichtung umlaufende Umfangsrille 2 von den zur Laufstreifenmitte anschließenden Profilelementen, welche Profilblockreihen oder Profilrippen sein können, getrennt. Die im Wesentlichen in axialer Richtung und bei der gezeigten Ausführungsform leicht bogenförmig gekrümmt verlaufende Querrillen 3 verleihen dem Umfangsbereich 1 die erwähnte blockartige Struktur. Die Querrillen 3 weisen bei neuem Reifen an der Laufstreifenperipherie eine Breite von 4 mm bis 7 mm auf, enden in einem Abstand a von einigen Millimetern, insbesondere von 2 mm bis 5 mm, vor der Umfangsrille 2 und münden somit in diese nicht ein. Die Querrillen 3 erstrecken sich über den Reifenschulterbereich und verlaufen über die Breite des den Boden berührenden Teils des Laufstreifens, dessen seitlicher Rand mit der Linie L gekennzeichnet ist, hinaus. Der bodenberührende Teil des Laufstreifen entspricht dem statisch ermittelten Footprint gemäß E.T.R.T.O.-Standards (Last bei 70 % der Tragfähigkeit bei einem Innendruck von 2,5 bar, Innendruck 85 % von 2,5 bar). Jede Querrille 3 ist von einem Rillenboden 4, zwei seitlichen Rillenflanken 5 und 6 sowie einer das geschlossene Ende der Querrille 3 umlaufenden Eckflanke 7 begrenzt. Die Querrille 3 weist ihre größte Tiefe bei der Eckflanke 7 auf, zum schulterseitigen und außerhalb der Bodenaufstandsfläche befindlichen Ende wird die Querrille 3 kontinuierlich seichter, sodass sie an diesem Ende praktisch keine nennenswerte Tiefe mehr aufweist.
Die Eckflanke 7 weist eine der Laufstreifenperipherie zugeordnete Begrenzungskante 7a auf, welche im Wesentlichen halbkreisförmig oder halbkreisähnlich verlaufend das Querrillenende begrenzt. Wie insbesondere die Schnittdarstellung in 3 zeigt, ist der am geschlossenen Ende der Querrille 3 befindliche Endabschnitt 4a des Rillenbodens 4 zur Eckflanke 7 – auch zu deren seitlichen, an die Rillenflanken 5, 6 anschließenden Bereichen mit einem Radius R₁ gerundet, welcher zwischen 2 mm und 4 mm, insbesondere etwa 3 mm, beträgt. Der Endabschnitt 4a des Rillenbodens 4 ist daher im Wesentlichen als ein Kugelabschnitt mit dem Radius R₁ ausgeführt. Die tatsächlich gewählte Größe des Radius R₁ bestimmt die jeweilige Neigung der Bereiche der Eckflanke 7 relativ zur radialen Richtung. Des Weiteren sind die Rillenflanke 5 und die Eckflanke 7 an der Laufstreifenperipherie abgeschrägt bzw. angefast, sodass bei neuem Reifen entlang der Rillenflanke 5 und der Rundung der Eckflanke 7 eine Fase 8 verläuft, welche nach Umlaufen der Eckflankenrundung ausläuft. Beide Rillenflanken 5 und 6 schließen mit der radialen Richtung kleine spitze Winkel α ein, welche zwischen 3° und 8°, insbesondere in der Größenordnung von 5°, betragen und für beide Rillenflanken 5 und 6 vorzugsweise gleich groß sind. Die Schrägstellung der Rillenflanken 5, 6 gegenüber der radialen Richtung erfolgt, wie es üblich ist, derart, dass die Breite der Querrille 3 vom Rillenboden 4 bis zur Laufstreifenperipherie größer wird. Die Fase 8 bewirkt eine weitere Verbreiterung der Querrille 3 nahe der Laufstreifenperipherie. Die Fase 8 erstreckt sich in radialer Richtung über einen Abstand b zwischen 0 mm und 3 mm, wobei b vom laufstreifenaußenseitigen Ende der Querrille 3 bis zur Eckflanke 7 kontinuierlich größer wird. Die Neigung der Fase 8 gegenüber der radialen Richtung erfolgt entlang der Rillenflanke 5 unter einem Winkel β, welcher bis zu 45° größer ist als der Winkel α und vorzugsweise zwischen 10° und 40°, insbesondere in der Größenordnung von 20° bis 30°, beträgt. Bei der Eckflankenrundung erfolgt vorzugsweise ein Übergang zu einem größeren Winkel β´, welcher um bis 15° größer sein kann als β.
Die laufstreifenaußenseitig, jenseits der Bodenaufstandsflächenbreite befindlichen Enden der Querrillen 3 münden bei der gezeigten Ausführung in flache, sich in Umfangsrichtung erstreckende Rillen 9 eines Schulterdekors. Die Übergänge zwischen diesen Querrillenenden und den Rillen 9 sind gerundet ausgeführt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn der Umfangsbereich 1 an der Außenschulter des Laufstreifens bzw. Reifens angeordnet ist. Die Außenschulter ist jene Schulter, die bei montiertem Reifen an der Fahrzeugaußenseite zu sehen ist. Alternativ können die Querrillen 3 reifenschulterseitig geschlossen sein und insbesondere abgerundete Enden aufweisen.
Erfindungsgemäß ausgebildete Querrillen können auch in Profilelementen vorgesehen sein, welche im mittleren Bereich des Laufstreifens verlaufen. In diesem Fall münden die laufstreifenaußenseitigen Enden der Querrillen in eine Umfangsrille.
Erfindungsgemäß ausgeführte Umfangsbereiche sind bevorzugt in den Schulterbereichen des Laufstreifens vorgesehen, da die Schulterbereiche durch Quer- und Umfangskräfte besonders belastet werden. Die erfindungsgemäße Ausführung der Querrillen, insbesondere ihrer laufstreifeninnenseitig gelegenen Enden, sowie die Anordnung und Ausführung der Fasen verhindern weitgehend das Auftreten von Kerbspannungen, die zu Einrissen und Schäden im Laufstreifengummi führen können.
Bezugszeichenliste

1: Umfangsbereich
2: Umfangsrille
3: Querrille
4: Rillenboden
4a: Endabschnitt
5: Rillenflanke
6: Rillenflanke
7: Eckflanke
7a: Kante
8: Fase
9: Rille
a: Abstand
b: Abstand
R1: Radius
α: Winkel
β: Winkel
β´: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009044361 A1 [0002]
DE 102010000414 A1 [0002]

Claims

Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen, welcher zumindest einen blockartig strukturierten, in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsbereich (1) aufweist, in welchem in axialer Richtung verlaufende Querrillen (3) ausgebildet sind, deren laufstreifeninnenseitig gelegenen Enden sich innerhalb des Umfangsbereich (1) befinden und jeweils eine zwischen der Laufstreifenperipherie und dem Rillenboden (4) verlaufende Eckflanke (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckflanke (7) im laufstreifeninnenseitigen Ende der Querrille (3) in Draufsicht im Wesentlichen halbkreisförmig verläuft und am Rillenboden (4) in einen Endabschnitt (4a) des Rillenbodens (4) übergeht, welcher im Wesentlichen kugelabschnittsförmig geformt ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen kugelabschnittsförmige Endabschnitt (4a) des Rillenbodens (4) einen Radius (R₁) von 2 mm bis 4 mm, insbesondere von 3 mm, aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der die Querrille (3) begrenzenden Rillenflanken (5) angefast ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (8) der Rillenflanke (5) an der Eckflanke (7), diese an der Laufstreifenperipherie etwa halbkreisförmig umlaufend, fortgesetzt ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Eckflanke (7) umlaufende Abschnitt der Fase (8) an der zweiten Rillenflanke (6) tangential ausläuft.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (β), den die Fase (8) entlang ihres Verlaufes an der Rillenflanke (5) mit der radialen Richtung einschließt, zur Eckflanke (7) zunimmt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (8) entlang der Rillenflanke (5) unter einem Winkel (β) zur radialen Richtung verläuft, welcher bis zu 45° größer ist als der Neigungswinkel der Rillenflanke (5) relativ zur radialen Richtung.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (8) in ihrem die Eckflanke (7) umlaufenden Abschnitt einen um bis zu 15° größeren Winkel (β´) mit der radialen Richtung einschließt als in ihrem entlang der Rillenflanke (5) verlaufenden Abschnitt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Höhe der Fase (8) in radialer Richtung bis zu 3 mm beträgt.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Fase (8) zwischen dem laufstreifenaußenseitigen Ende der Querrille (3) und der Eckflanke (7) kontinuierlich größer wird.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsabschnitt (1) im Schulterbereich des Laufstreifens angeordnet ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsabschnitt der Außenschulterbereich des Laufstreifens ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die laufstreifenaußenseitigen Enden der Querrillen (3) über gerundete Übergänge in seichte Rillen (9) des Schulterdekors münden, welche im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Reifens verlaufen.