DE102015202371A1

DE102015202371A1 - Fahrzeugluftreifen

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Publication number: DE102015202371A1
Application number: DE102015202371.0A
Authority: DE
Inventors: Volkmar Fries; Michael Lehn; Seyedomidreza Biabanaki
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Fahrzeugluftreifen in Radialbauart, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Laufstreifen mit in Umfangsrichtung umlaufenden Profilpositiven (2), wie Profilrippen oder Profilblockreihen, wobei an zumindest einer Reifenschulter an die lateral äußersten Profilpositive eine Umfangsrille (1, 1') angrenzt, welche an der Laufstreifenaußenfläche eine im Wesentlichen konstante Breite (B1) aufweist, von einer ersten, die lateral äußersten Profilpositive begrenzenden, lateral außen verlaufenden Rillenflanke (3'), einer zweiten, lateral innen verlaufenden Rillenflanke (3) und einem die Rillenflanken (3, 3') verbindenden Rillengrund (4) begrenzt ist, wobei der Rillengrund (4) im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmte Abschnitte (4a, 4b, 4c) aufweist. Der Rillengrund (4) setzt sich aus drei im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitten (4a, 4b, 4c) mit unterschiedlichen Krümmungsradien (r1, r2, r3) zusammen, die ineinander und in die Rillenflanken (3, 3') knickfrei übergehen und einen an die lateral außen verlaufende Rillenflanke (3') anschließenden lateral äußeren Abschnitt (4c), einen an die lateral innen verlaufende Rillenflanke (3) anschließenden lateral inneren Abschnitt (4b) und einen diese Abschnitte (4b, 4c) verbindenden zentralen Abschnitt (4a) umfassen, wobei der Krümmungsradius (r2) im zentralen Abschnitt (4a) größer ist als der Krümmungsradius (r3) im lateral äußeren Abschnitt (4c) und der Krümmungsradius (r3) im lateral äußeren Abschnitt (4c) größer ist als Krümmungsradius (r1) im lateral inneren Abschnitt (4b), wobei der Krümmungsradius (r2) im zentralen Abschnitt (4a) zumindest dem 0,5-Fachen und höchstens dem 1,5-Fachen der Breite (B1) der Umfangsrille (1, 1') entspricht, und wobei sich die tiefste Stelle (S) der Umfangsrille (1, 1') im lateral inneren Abschnitt (4b) oder im Bereich des Überganges vom lateral inneren in den zentralen Abschnitt (4a) befindet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen in Radialbauart, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Laufstreifen mit in Umfangsrichtung umlaufenden Profilpositiven, wie Profilrippen oder Profilblockreihen, wobei an zumindest einer Reifenschulter an die lateral äußersten Profilpositive eine Umfangsrille angrenzt, welche an der Laufstreifenaußenfläche eine im Wesentlichen konstante Breite aufweist, von einer ersten, die lateral äußersten Profilpositive begrenzenden lateral außen verlaufenden Rillenflanke, einer zweiten, lateral innen verlaufenden Rillenflanke und einem die Rillenflanken verbindenden Rillengrund begrenzt ist, wobei der Rillengrund im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmte Abschnitte aufweist.
Es ist bekannt, dass am Rillengrund von Umfangsrillen in Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen während des Betriebes infolge der auftretenden Verformungen hohe und wechselnde Spannungen wirken. Im Bereich der Bodenaufstandsfläche des Reifens verursacht die Radlast hohe Druckspannungen im Laufstreifen, insbesondere im Bereich des Grundes von Rillen. Vor allem im Rillengrund der lateral äußersten Umfangsrillen, der sogenannten Schulterrillen, wirken von Laufstreifenumfangsbereichen außerhalb der Bodenaufstandsfläche her besonders hohe Zugspannungen. Zyklisch wechselnde Zug-Druck-Beanspruchungen sind für die Dauerhaltbarkeit von Elastomeren bekanntermaßen ungünstig. Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere Zugspannungen das Auftreten von Alterungsrissen und sogenannten „Groove Cracks” verstärken. Bei Alterungsrissen handelt es sich um viele parallel zueinander verlaufende Risse geringer Tiefe. Unter „Groove Cracks” werden Risse größerer Tiefe verstanden. Darüber hinaus können am Rillengrund unter Druck oberflächliche „Compression Folds” (Falten mit glatter Oberfläche) entstehen. Die genannten Phänomene können einzeln oder in Kombination miteinander auftreten und auch ineinander übergehen. So bewirken entstandene Alterungsrisse oft eine nachfolgende Bildung von „Groove Cracks”. Aufgrund der in den Schulterrillen auftretenden Zugspannungen sind diese besonders häufig von Groove Cracks betroffen.
Eine übliche Ausführung von Umfangsrillen in Laufstreifen sind „Rundrillen”, die im Querschnitt betrachtet, einen etwa halbkreisförmigen Rillengrund sowie gerade und im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufende Rillenflanken aufweisen. Durch eine Vergrößerung des Radius des Kreises, welcher den halbkreisförmigen Verlauf vorgibt, kann die auftretende Zugspannung auf einen breiteren Bereich des Rillengrundes verteilt werden. Die konstante Krümmung des Rillengrundes führt jedoch zu einer Konzentration der von den beiden an die Umfangsrille angrenzenden Profilpositiven, beispielsweise Profilrippen, eingeleiteten Zugspannungen in den Bereich der tiefsten Stelle der Rille, wodurch das Auftreten von Alterungsrissen und „Groove Cracks” am Rillengrund begünstigt wird. Außerdem ist bei einem Rillengrund, welcher im Querschnitt etwa halbkreisförmig gekrümmt ist, der maximal mögliche Radius durch die Breite der Rille begrenzt.
Es ist ferner bekannt, Umfangsrillen als sogenannte „Trogrillen” auszuführen. Diese weisen, im Querschnitt betrachtet, einen zentralen, gerade und in axialer Richtung verlaufenden Rillengrundabschnitt und als Kreisbögen ausgebildete Übergangsabschnitte zu den Rillenflanken auf. Der gerade ausgeführte Rillengrundabschnitt führt zu einer Aufteilung der von den die Rille begrenzenden Profilpositiven eingeleiteten Spannungen, welche sich jeweils in den beiden stark gekrümmten Übergangsbereichen zwischen dem geraden Rillengrund und den Rillenflanken konzentrieren. Dadurch treten in den Übergangsabschnitten vermehrt Alterungsrisse, „Groove Cracks” und „Compression Folds” auf. Aufgrund der an der Außenseite bzw. der Schulter des Laufstreifens höheren Zugspannungen treten Groove Cracks insbesondere im Übergangsabschnitt vom geraden Rillengrund zur lateral äußeren Rillenflanke der Schulterrille auf.
Eine basierend auf der Geometrie der Trogrille mit dem Ziel einer besseren Beständigkeit gegen Groove Cracks weiterentwickelte asymmetrische Trogrille weist einen gerade verlaufenden und gegenüber der axialen Richtung unter einem Winkel von beispielsweise 10° geneigten Rillengrundabschnitt auf. Die Übergangsabschnitte des Rillengrundes zu den Rillenflanken besitzen unterschiedliche Krümmungen, wobei der Übergangsabschnitt zu jener Rillenflanke, welche die Schulterrippe begrenzt, weniger gekrümmt ist. Durch die geringere Krümmung in diesem Übergangsabschnitt werden eine Reduktion der Zugspannungspeaks und damit eine weitere Verbesserung der Beständigkeit gegen Groove Cracks erreicht. Durch den gerade verlaufenden Rillengrundabschnitt werden die eingeleiteten Spannungen in die Übergangsabschnitte aufgeteilt. Dabei bewirkt die Neigung des zentralen Rillengrundabschnittes eine Verringerung des schulterseitigen Zugspannungsanteils, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Groove Cracks im besonders betroffenen Bereich zur Schulterrippe weiter verringert wird. Solche Rillengeometrien benötigen eine Mindestrillenbreite von zirka 8 mm, weshalb sie nicht für schmale Umfangsrillen geeignet sind. Da sich schmale Umfangsrillen, insbesondere in Laufstreifen von Nutzfahrzeugreifen, günstig auf den Rollwiderstand des Reifens auswirken, besteht somit bei breiten Umfangsrillen ein Zielkonflikt zwischen einem niedrigen Rollwiderstand und einer guten Beständigkeit gegen Groove Cracks.
Ferner sind Umfangsrillen mit einem vom Rillengrund ausgehenden, sich in radialer Richtung erstreckenden Steg bekannt, welche als „Doppelrille” oder „W-Rille” bezeichnet werden können, da sie zwei Umfangsrillen aufweisen. Bei Rillen dieser Geometrie werden die von den Rippenflanken in den Rillengrund eingeleiteten Kräfte analog zu Trogrillen aufgeteilt. Wie bei Trogrillen sind für diese Rillen Ausführungen bekannt, bei welchen am Rillengrund der zur Schulterrippe näher verlaufenden Umfangsrille ein im Querschnitt zur Schulterrippe hin radial ansteigender gerader „Abschnitt” und an dem der Schulterrippe näher befindlichen Bereich des Rillengrundes ein Rillengrundabschnitt mit einem größeren Radius vorgesehen sind, um die in diesem Bereich auftretenden Spannungen möglichst gleichmäßig zu verteilen und damit das Auftreten von Groove Cracks zu reduzieren. Aufgrund des zusätzlichen Steges eignet sich auch die Doppelrille nicht für schmale Umfangsrillen und steht daher im Zielkonflikt zu einem niedrigen Rollwiderstand.
Ein Reifen der eingangs genannten Art ist aus der der DE 36 19 149 A1 bekannt. Der Reifen weist einen Laufstreifen mit zumindest einer einen gekrümmten Rillengrund aufweisenden Umfangsrille auf, welche, im Querschnitt betrachtet, zu einer durch ihren tiefsten Punkt (Rillenscheitel) gehenden und in radialer Richtung verlaufenden geraden Linie symmetrisch oder asymmetrisch ausgeführt sein kann. Wird der Rillengrund durch diese Linie als in zwei Hälften geteilt betrachtet, setzt sich jede Hälfte im Querschnitt aus drei Kreisbögen verschiedener Radien sowie einem geraden Abschnitt zwischen den zwei näher zum Rillenscheitel befindlichen Kreisbögen zusammen. Die Radien der den Kreisbögen zugrundeliegenden Kreise nehmen hierbei vom Scheitelpunkt zu den Rillenflanken ab. In derart ausgeführten Umfangsrillen sollen die maximal auftretenden Spannungen geringer sein.
Aus der WO 2011/049551 A1 ist ein Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen bekannt, dessen schulterseitig verlaufende Umfangsrillen einen bezüglich der Rillenmitte asymmetrischen Rillengrund besitzen, wobei sich der Rillengrund, im Querschnitt betrachtet, aus mehreren Kreisbögen und einem Ellipsenteilstück zusammensetzt. Wird an den tiefsten Punkt der Rille an den elliptischen Abschnitt eine Tangente angelegt, verläuft die Tangente von diesem Punkt axial nach innen, d. h. von der Laufstreifenoberfläche weg. Derartige Umfangsrillen sollen eine erhöhte Rissbeständigkeit aufweisen.
Aus der DE 102 12 800 C1 ist es bekannt, zur Erhöhung der übertragbaren Bremskraft Rillenflanken einer Umfangsrille derart auszulegen, dass sich der Flankenwinkel von der Laufstreifenoberfläche zum Rillengrund stetig vergrößert.
Aus der DE 10 2005 042 903 A1 ist ein Laufstreifen bekannt, dessen Umfangsrillen einen Rillengrund aufweisen, welcher sich, im Querschnitt betrachtet, aus zwei Kreisbögen unterschiedlicher Radien zusammensetzt, wobei die Rillenflanken gegenüber der radialen Richtung unterschiedliche Neigungen aufweisen. Laufstreifen mit derartigen Umfangsrillen sollen gute Aquaplaningeigenschaften aufweisen.
Die bekannten Lösungsvorschläge zur Verminderung der Rissanfälligkeit, insbesondere der Anfälligkeit gegenüber „Groove Cracks”, des Rillengrundes von Umfangsrillen, vor allem von Schulterrillen in Laufstreifen von Nutzfahrzeugreifen, bringen bislang nicht den gewünschten Erfolg. Es besteht daher nach wie vor der Wunsch nach einer Rillengeometrie, bei der die oben angesprochenen Risse und Schäden auch bei höherer Laufleistung nicht mehr bzw. weitgehend nicht mehr auftreten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Umfangsrillen im Laufstreifen entsprechend zu gestalten.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass sich der Rillengrund aus drei im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitten mit unterschiedlichen Krümmungsradien zusammensetzt, die ineinander und in die Rillenflanken knickfrei übergehen und einen an die lateral außen verlaufende Rillenflanke anschließenden lateral äußeren Abschnitt, einen an die lateral innen verlaufende Rillenflanke anschließenden lateral inneren Abschnitt und einen diese Abschnitte verbindenden zentralen Abschnitt umfassen,
wobei der Krümmungsradius im zentralen Abschnitt größer ist als der Krümmungsradius im lateral äußeren Abschnitt und der Krümmungsradius im lateral äußeren Abschnitt größer ist als Krümmungsradius im lateral inneren Abschnitt,
wobei der Krümmungsradius im zentralen Abschnitt größer ist als die Hälfte der Breite der Umfangsrille und höchstens dem 1,5-Fachen der Breite der Umfangsrille entspricht, und wobei sich die tiefste Stelle der Umfangsrille im lateral inneren Abschnitt oder im Bereich des Überganges vom lateral inneren in den zentralen Abschnitt befindet.
Vorteilhaft für eine hohe Beständigkeit gegen das Auftreten von Groove Cracks ist, wie oben erläutert, eine Aufteilung des Spannungs-Verformungs-Peaks im Rillengrund auf zwei Bereiche, wie dies bereits bei der Trogrille und der weiter entwickelten asymmetrischen Trogrille mit geneigtem Rillengrund der Fall ist. Daher sieht die erfindungsgemäße Ausführung der Umfangsrillen am Rillengrund im Querschnitt einen „Kurvenzug” vor, der zwischen den an den Rippenflanken anliegenden stärker gekrümmten Abschnitten einen zentralen Abschnitt geringerer Krümmung vorsieht.
Des Weiteren ist ein großer Krümmungsradius im Bereich des Spannungs-Verformungs-Peaks günstig, da auf diese Weise eine Vergleichmäßigung des Peaks und damit eine Reduzierung der Spitzenwerte erreicht werden. Bei der Trogrille und der weiter entwickelten asymmetrischen Trogrille mit geneigtem Rillengrund treten Groove Cracks zum überwiegenden Teil im Bereich des schulterseitigen Rillengrundabschnittes auf. Der Vorteil der weiter entwickelten asymmetrischen Trogrille mit geneigtem Rillengrund basiert zum einen auf dem größeren Radius des Rillengrundabschnittes bei der Schulteraußenseite sowie der Neigung des Rillengrundes. Eine weitere Vergrößerung des Radius des schulterseitigen Rillengrundabschnittes zur weiteren Verbesserung der Beständigkeit gegen das Auftreten von Groove Cracks ist für eine gegebene Breite der Rille nicht ohne weiteres möglich, da dies zu Einbußen bei anderen Eigenschaften der Rille führen kann. Beispielsweise führt eine steilere Neigung der Rippenflanken zu einem erhöhten Risiko, dass Steine eingeklemmt werden können und diese den Reifenunterbau beschädigen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Umfangsrillen werden daher vor allem folgende Merkmale kombiniert.
Der Rillengrund setzt sich aus drei im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitten mit unterschiedlichen Krümmungsradien zusammen, wobei der Radius des mittleren, zentralen Abschnittes eine Größe in einem bestimmten Bereich aufweist.
Die erfindungsgemäße Auslegung der Umfangsrillen bewirkt, dass der lateral äußere Spannungs-Verformungs-Peak nicht im Übergangsbereich vom Rillengrund zur lateral äußeren Rillenflanke der Umfangsrille auftritt, – wie es bei der symmetrischen Trogrille und der weiterentwickelten asymmetrischen Trogrille mit geneigtem Rillengrund der Fall ist – sondern im Bereich des zentralen Abschnittes. Da im zentralen Abschnitt aufgrund der geometrischen Verhältnisse ein deutlich größerer Krümmungsradius möglich ist als im lateral äußeren Abschnitt, kann eine weitere signifikante Vergleichmäßigung der eingeleiteten Spannungen und somit eine entsprechende Reduzierung des Spannungs-Verformungs-Peaks erreicht werden. Anhand von Finite-Element-Simulationen wurde für den zentralen Abschnitt ein optimaler Radius von mehr als der Hälfte und maximal dem Eineinhalbfachen der Breite der Umfangsrille ermittelt, wodurch sichergestellt ist, dass der Spannungs-Verformungs-Peak wie angestrebt im Bereich des zentralen Abschnittes auftritt. Bei einer Vergrößerung des Radius des zentralen Abschnittes über das Eineinhalbfache der Breite der Umfangsrille hinaus würde sich der Spannungs-Verformungs-Peak in den Bereich des lateral äußeren Abschnittes mit dem kleineren Radius verschieben und dementsprechend ansteigen. Bei einer Verkleinerung des Radius des zentralen Abschnittes unter die Hälfte der Breite der Umfangsrille würde sich der Spannungs-Verformungs-Peak erhöhen und die Spannungs-Verformungs-Peaks der jeweils an den Rippenflanken eingeleiteten Kräfte würden wieder zu überlappen beginnen.
Ein weiteres wesentliches Merkmal ist die Position des radial innersten, tiefsten Punktes des Rillengrundes im lateral inneren Abschnitt oder im Bereich des Überganges vom lateral inneren in den zentralen Abschnitt. Dadurch wird eine Aufteilung der von den angrenzenden Profilpositiven in den Rillengrund eingeleiteten Spannungen zugunsten des Übergangsbereichs des Rillengrundes zu den schulterseitigen Profilpositiven, beispielsweise einer Schulterrippe, erreicht.
Die erfindungsgemäße Rillengestaltung und die damit verbundene Reduktion des Spannungs-Verformungs-Peaks bewirkt eine weiter verbesserte Beständigkeit des Reifens gegen das Auftreten von Groove-Cracks und kann auch bei der Doppelrille bzw. W-Rille angewendet werden.
Weitere erfindungsgemäße Maßnahmen tragen dazu bei, das Auftreten von Spannungsspitzen im Bereich des Rillengrundes verlässlich zu vermeiden und insbesondere das Verteilen bzw. „Verschmieren” etwaiger Spannungsspitzen über bestimmte Rillengrundbereiche zu unterstützen, wobei insbesondere die Größe der Radien bei der Optimierung des erzielbaren technischen Effektes eine Rolle spielt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht der Krümmungsradius im zentralen Abschnitt zumindest dem 0,7-Fachen der Breite der Umfangsrille. Besonders vorteilhaft ist ferner, wenn der Krümmungsradius im lateral äußeren Abschnitt des Rillengrundes zumindest dem Zweifachen des Krümmungsradius im lateral inneren Abschnitt entspricht. Vorzugsweise entspricht ferner der Krümmungsradius im lateral äußeren Abschnitt höchstens einem Drittel des Krümmungsradius im zentralen Abschnitt.
Eine erfindungsgemäß ausgeführte Umfangsrille lässt sich ferner mit einer zweiten, schmäleren Umfangsrille zu einer Doppelrille, auch W-Rille genannt, kombinieren, wobei die Umfangsrillen durch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Steg voneinander getrennt sind und die zweite Umfangsrille die weiter laufstreifeninnenseitig verlaufende Rille ist. Solche Doppelrillen haben sich in der Praxis als besonders resistent gegenüber dem Auftreten von „Groove Cracks” erwiesen. In Kombination mit erfindungsgemäß ausgeführten Umfangsrillen kommt dieser vorteilhafte Effekt besonders gut zum Tragen, vor allem wenn die zweite Umfangsrille bestimmte technische Merkmale, die nun im Folgenden näher ausgeführt sind, aufweist.
Die zweite Umfangsrille sollte vorteilhafterweise einen halbkreisförmig gekrümmten Rillengrund aufweisen, wobei dem Halbkreis ein Radius von 0,5 mm bis 3,0 mm, insbesondere von 1,0 mm bis 2,0 mm, zugrunde liegt. Bevorzugter Weise weisen ferner die beiden Rillen der Doppelrille übereinstimmende Tiefen auf. Des Weiteren ist eine Ausführung bevorzugt, bei der der die beiden Umfangsrillen voneinander trennende Steg eine Höhe von 65% bis 85%, insbesondere 70% bis 80%, der Tiefe der breiteren Umfangsrille aufweist. Bevorzugt ist ferner eine Ausführung, bei der der Steg eine größte Breite aufweist, welche 60% bis 90%, insbesondere 70% bis 80%, der Breite der breiteren Umfangsrille an der Außenfläche entspricht.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Dabei zeigen
1 und 2 je eine Ausführungsform anhand eines Querschnittes durch eine Umfangsrille eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens.
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen beziehen sich die Ausführungen zur geometrischen Gestaltung der Umfangsrille auf deren jeweiligen Querschnitt. Unter der Krümmung wird an jeder Stelle des Rillengrundes der Kehrwert des Radius jenes Kreises verstanden, welcher dem Krümmungsverlauf am besten angenähert ist.
Wie an sich bekannt, gliedern Umfangsrillen den Laufstreifen in Profilrippen, Blockreihen und dergleichen und können als gerade in Umfangsrichtung umlaufende Rillen, als zick-zack-förmig in Umfangsrichtung verlaufende Rillen, insbesondere auch als abschnittsweise zur Umfangsrichtung unter einem spitzen Winkel ≤ 45° verlaufende Rillen ausgeführt sein.
Bei erfindungsgemäß ausgeführten Umfangsrillen ist der Grund der Rillen im Querschnitt durchgehend gekrümmt, wobei ein spezieller Krümmungsverlauf vorliegt. Erfindungsgemäß ausgeführte Umfangsrillen sind Schulterrillen in Laufstreifen von Bus- oder Nutzfahrzeugreifen. Schulterrillen sind jene Umfangsrillen, die an die lateral äußersten Profilpositive in Laufstreifen, beispielsweise Schulterrippen, unmittelbar angrenzen.
Um die Position der Rillenflanken erfindungsgemäßer Umfangsrillen zu verdeutlichen, ist in 1 und 2 die Lage des lateral äußersten Profilpositives mit A bezeichnet. Die diese Profilpositive begrenzende Rillenflanke ist als lateral äußere, die dieser gegenüberliegende Rillenflanke als lateral innere Rillenflanke bezeichnet.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Umfangsrille 1, die angrenzenden Bereiche von Profilpositiven 2 sowie deren Außenflächen 2a. Die Umfangsrille 1 ist von einer lateral äußeren Rillenflanke 3' und einer radial inneren Rillenflanke 3 sowie einem die Rillenflanken 3, 3' verbindenden Rillengrund 4 begrenzt.
Die Umfangsrille 1 weist an der Außenfläche 2a eine über ihre Umfangserstreckung im Wesentlichen konstante Breite B₁ von insbesondere 8,0 mm bis 12,0 mm auf. Ihre Tiefe T₁ an der tiefsten Stelle des Rillengrundes 4 beträgt insbesondere 12,0 mm bis 22,0 mm.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsvariante verlaufen die Rillenflanken 3, 3' gerade und in radialer Richtung bzw. unter einem spitzen Winkel φ, φ' zur radialen Richtung, sodass die Breite der Umfangsrille 1 zur Außenfläche 2a größer wird. Die Winkel φ und φ' können unterschiedliche Größen aufweisen, wobei der Winkel φ' bevorzugt größer ist als der Winkel φ und der Winkel φ bis zu 8° und der Winkel φ' bis zu 12° beträgt.
Der Rillengrund 4 setzt sich aus einem zentralen Abschnitt 4a, einem an die lateral äußere Rillenflanke 3' anschließenden lateral äußeren Abschnitt 4c und einem an die lateral innere Rillenflanke 3 anschließenden lateral inneren Abschnitt 4b zusammen. Jeder Abschnitt 4a, 4b, 4c verläuft entlang eines Kreisbogens, wobei die zugehörigen Kreisbogenlängen und die Radien der den Kreisbögen zugrundeliegenden Kreise derart aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen den einzelnen Abschnitten 4a, 4b, 4c sowie zwischen den Abschnitten 4b, 4c und den Rillenflanken 3, 3' knickfreie Übergänge vorliegen. Dabei liegen die Mittelpunkte der Kreisbögen des lateral inneren Abschnittes 4b und des lateral äußeren Abschnittes 4c, im Querschnitt betrachtet, jeweils auf der angrenzenden Geraden entlang des äußeren Radius des „Kreissektors” des zentralen Abschnittes 4a.
Dem lateral inneren Abschnitt 4b liegt ein Kreisbogen mit einem Radius r₁ von 0,5 mm bis 2,0 mm zugrunde, wobei bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die tiefste Stelle S der Umfangsrille 1, der Rillenfußpunkt, noch innerhalb des Abschnittes 4b liegt. Bei einer weitern nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung schließen der lateral innere Abschnitt 4b und der zentrale Abschnitt 4a an der tiefsten Stelle S aneinander an.
Der zentrale Abschnitt 4a verläuft entlang eines Kreisbogens mit einem Radius r₂ > r₁, wobei 0,5·B₁ < r₂ ≤ 1,5·B₁ gilt. Vorzugsweise ist r₂ ≥ 0,7 × B₁. Der lateral äußere Abschnitt 4c erstreckt sich entlang eines Kreisbogens mit einem Radius r₃, wobei r₂ > r₃ > r₁, insbesondere 1/3 × r₂ ≥ r₃ ≥ 2 × r₁, gilt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine analog zu 1 ausgeführte Umfangsrille 1' mit einer als schmälere „Rundrille” ausgeführten weiteren Umfangsrille 5 zu einer „W-förmigen” Doppelrille kombiniert. 2 zeigt beispielhaft eine Variante mit einer Umfangsrille 1', deren Rillengrund 4 analog zum Rillengrund 4 der Umfangsrille 1 gemäß 1 ausgeführt ist. Die Umfangsrille 1' weist daher einen Rillengrund 4 auf, welcher sich aus drei Abschnitten 4a, 4b, 4c zusammensetzt, die wie oben beschrieben Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien r₁, r₂, r₃ sind. Die Rillenflanke 3 verläuft vorzugsweise in radialer Richtung, die Rillenflanke 3' verläuft unter einem Winkel φ' von bis zu 10° zur radialen Richtung.
Die Umfangsrille 1' ist von der Umfangsrille 5 durch einen im Querschnitt beispielsweise durch einen im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Steg 6, dessen Außenfläche 6a parallel zur Laufstreifenoberfläche verläuft, getrennt. Seitlich der „W-förmigen” Doppelrille sind die angrenzenden Bereiche der Profilpositive 2 mit ihren Außenflächen 2a dargestellt.
Die weitere Umfangsrille 5 ist durch zwei Rillenflanken 7, 7' und einen Rillengrund 8, welchem ein Halbkreis mit einem Radius r₄ zugrundeliegt, begrenzt. Der Radius r₄ beträgt 0,5 mm bis 3,0 mm, insbesondere 1,0 bis 2,0 mm, bevorzugt ist r₄ gleich groß wie r₁. Die Umfangsrille 5 weist an der Außenfläche 2a eine in axialer Richtung gemessene Breite B₂ auf, welche zumindest dem Zweifachen des Radius r₁ entspricht, und besitzt an ihrer tiefsten Stelle eine Tiefe T₂, die vorzugsweise der Tiefe T₁ der Umfangsrille 1' entspricht.
Der Steg 6 weist eine Höhe h₁ und eine größte Breite B₃ auf, welche 60% bis 90%, insbesondere 70% bis 80%, der Breite B₁ der Umfangsrille 1' an der Außenfläche 2a entspricht. Insbesondere beträgt die Breite B₃ 3,5 mm bis 5,5 mm. Die Höhe h₁ wird ausgehend von tiefsten Punkt des Rillengrundes 8 in radialer Richtung gemessen und beträgt 65% bis 85%, insbesondere 70% bis 80%, der Tiefe T₁ der Umfangsrille 1'.
Bei der dargestellten Ausführung verlaufen die Rillenflanken 7, 7' parallel zueinander sowie in radialer Richtung. Abweichend von der dargestellte Variante können die Rillenflanken 7, 7' gegenüber der radialen Richtung unter einem spitzen Winkel, welcher bis zu 10° beträgt, verlaufen.
Bei weiteren möglichen Ausführungsvariante der „W-förmigen” Doppelrille können die Umfangsrillen 1' und 5 unterschiedliche Tiefen T₁, T₂ aufweisen.
Bei sämtlichen Ausführungsformen können darüber hinaus die Übergänge der Rillenflanken 3, 3', 7, 7' zu den Außenflächen 2a, 6a gerundet ausgeführt werden. Dies erfolgt beispielsweise entlang von Kreisbögen, deren zugrundeliegenden Kreise einen kleinen Radius von 0,5 mm bis 1,5 mm aufweisen.
Bezugszeichenliste

1, 1': Umfangsrille
2: Profilpositiv
2a: Außenfläche
3, 3': Rillenflanke
4: Rillengrund
4a, 4b, 4c: Abschnitt
5: Umfangsrille
6: Steg
6a: Außenfläche
7, 7': Rillenflanke
8: Rillengrund
B₁, B₂, B₃: Breite
h₁: Höhe
r₁, r₂, r₃, r₄: Radius
T₁, T₂: Tiefe
φ, φ': Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3619149 A1 [0007]
WO 2011/049551 A1 [0008]
DE 10212800 C1 [0009]
DE 102005042903 A1 [0010]

Claims

Fahrzeugluftreifen in Radialbauart, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Laufstreifen mit in Umfangsrichtung umlaufenden Profilpositiven (2), wie Profilrippen oder Profilblockreihen, wobei an zumindest einer Reifenschulter an die lateral äußersten Profilpositive eine Umfangsrille (1, 1') angrenzt, welche an der Laufstreifenaußenfläche eine im Wesentlichen konstante Breite (B₁) aufweist, von einer ersten, die lateral äußersten Profilpositive begrenzenden, lateral außen verlaufenden Rillenflanke (3'), einer zweiten, lateral innen verlaufenden Rillenflanke (3) und einem die Rillenflanken (3, 3') verbindenden Rillengrund (4) begrenzt ist, wobei der Rillengrund (4) im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmte Abschnitte (4a, 4b, 4c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass sich der Rillengrund (4) aus drei im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitten (4a, 4b, 4c) mit unterschiedlichen Krümmungsradien (r₁, r₂, r₃) zusammensetzt, die ineinander und in die Rillenflanken (3, 3') knickfrei übergehen und einen an die lateral außen verlaufende Rillenflanke (3') anschließenden lateral äußeren Abschnitt (4c), einen an die lateral innen verlaufende Rillenflanke (3) anschließenden lateral inneren Abschnitt (4b) und einen diese Abschnitte (4b, 4c) verbindenden zentralen Abschnitt (4a) umfassen, – wobei der Krümmungsradius (r₂) im zentralen Abschnitt (4a) größer ist als der Krümmungsradius (r₃) im lateral äußeren Abschnitt (4c) und der Krümmungsradius (r₃) im lateral äußeren Abschnitt (4c) größer ist als Krümmungsradius (r₁) im lateral inneren Abschnitt (4b), – wobei der Krümmungsradius (r₂) im zentralen Abschnitt (4a) zumindest dem 0,5-Fachen und höchstens dem 1,5-Fachen der Breite (B₁) der Umfangsrille (1, 1') entspricht, – und wobei sich die tiefste Stelle (S) der Umfangsrille (1, 1') im lateral inneren Abschnitt (4b) oder im Bereich des Überganges vom lateral inneren in den zentralen Abschnitt (4a) befindet.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (r₂) im zentralen Abschnitt (4a) zumindest dem 0,7-Fachen der Breite (B₁) der Umfangsrille (1, 1') entspricht.
Fahrzeugluftriefen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (r₃) im lateral äußeren Abschnitt (4c) des Rillengrundes (4) zumindest dem Zweifachen des Krümmungsradius (r₁) im lateral inneren Abschnitt (4b) entspricht.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (r₃) im lateral äußeren Abschnitt (4c) höchstens einem Drittel des Krümmungsradius (r₂) im zentralen Abschnitt (4a) entspricht.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsrille (1') mit einer zweiten schmäleren Umfangsrille (5) zu einer Doppelrille kombiniert ist, wobei die Umfangsrillen (1', 5) durch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Steg (6) voneinander getrennt sind und die zweite Umfangsrille (5) die weiter laufstreifeninnenseitig verlaufende Rille ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umfangsrille (5) einen halbkreisförmig gekrümmten Rillengrund (8) aufweist, wobei dem Halbkreis ein Radius (r₄) von 0,5 mm bis 3,0 mm, insbesondere von 1,0 mm bis 2,0 mm, zugrundeliegt.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umfangsrillen (1', 5) übereinstimmende Tiefen (T₁, T₂) aufweisen.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (6) zwischen den beiden Umfangsrillen (1', 5) eine Höhe (h₁) von 65% bis 85%, insbesondere 70% bis 80%, der Tiefe (T₁) der breiteren Umfangsrille (1') aufweist.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (6) eine größte Breite (B₃) aufweist, welche 60% bis 90%, insbesondere 70% bis 80%, der Breite (B₁) der weiter laufstreifenaußenseitig verlaufenden Umfangsrille (1') an der Außenfläche (2a) der Profilpositive (2) entspricht.