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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen - insbesondere für Personenkraftwagen - mit einem Laufstreifenprofil mit einem radial erhabenen über den Umfang des Fahrzeugluftreifens erstreckten Profilband, das auf beiden axialen Seiten durch eine über den Umfang des Fahrzeugluftreifens erstreckte Umfangsrille begrenzt ist, wobei das Profilband Rillen aufweist, welche jeweils zwei benachbarte radial erhabene Profilelemente des Profilbandes voneinander trennen und die beiden Umfangsrillen entlang einer Längserstreckung der Rillen miteinander verbinden, und wobei zumindest eine erste Rille der Rillen in einer axialen Hälfte des Profilbandes zumindest einen aus einem Rillengrund der ersten Rille erhabenen Steg, welcher die beiden benachbarten durch die erste Rille getrennten Profilelemente miteinander verbindet, aufweist.
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Laufstreifenprofile von Pkw-Reifen mit einer Profilblockreihe, deren Profilblockelemente durch Querrillen voneinander beabstandet sind, sind bekannt. Weiter ist es aus der
EP 2500186 A1 und der
DE 102009026086 A1 bekannt, dass Profilblockelemente durch in der Rille angeordnete symmetrische Flanken aufweisende Stege zur Verbesserung der Umfangssteifigkeit der Profilblockreihe miteinander verbunden sind. Hierdurch sind gute Aquaplaning- und Nassgriffeigenschaften erreichbar.
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Derartige Stege mit symmetrisch ausgebildeten Flanken zeigen jedoch Nachteile in der gezielten Stabilisierung der Profilblockelemente und der Krafteinleitung bei einer von der axialen Richtung abweichenden Orientierung der Rillen und damit in den Handlingeigenschaften und im Abriebsbild. Somit besteht ein Verbesserungspotential hinsichtlich des Zielkonflikts zwischen Nassgriffeigenschaften, unregelmäßigem Abrieb und Handlingeigenschaften.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher Weise bei einem derartigen Fahrzeugluftreifen eine verbesserte Lösung des Zielkonflikts zwischen Nassgriffeigenschaften, unregelmäßigem Abrieb und Handlingeigenschaften zu ermöglichen.
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Dies wird dadurch erreicht, dass eine Längserstreckungsrichtung E der Längserstreckung der ersten Rille in einem gesamten Erstreckungsbereich des Steges quer zur axialen Richtung aR ausgerichtet ist und einen Winkel A von maximal 87° mit der Umfangsrichtung U einschließt. Weiter ist eine Querschnittskontur eines entlang der Längserstreckungsrichtung E und der radialen Richtung R verlaufenden Querschnitts des Steges derart ausgebildet, dass in der Querschnittskontur eine erste Flanke des Steges, welche der die axiale Hälfte begrenzenden Umfangsrille zugewandt ist, in einer ersten Tiefe T1 > 0 mm einen ersten Neigungswinkel N1 von 2° bis 8 °, bevorzugt von 4° bis 6°, zur radialen Richtung R aufweist und eine zweite Flanke des Steges, welche von der die axiale Hälfte begrenzenden Umfangsrille abgewandt ist, in der ersten Tiefe T1 einen zweiten Neigungswinkel N2 von 42° bis 47° zur radialen Richtung R aufweist, wobei die erste Tiefe T1 gemessen ist von einer eine Bodenkontaktfläche bildenden Mantelfläche nach radial innen.
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Im gesamten Erstreckungsbereich des Steges ist die Längserstreckungsrichtung E der Längserstreckung der ersten Rille quer zur axialen Richtung aR ausgerichtet, wobei der Winkel A maximal 87° beträgt. Die Stabilisierung der durch die erste Rille getrennten Profilblockelemente erfolgt somit vorrangig in einem Bereich, in dem die erste Rille quer zur axialen Richtung aR ausgerichtet ist. Dabei ermöglicht der steile Neigungswinkel N1 der ersten Flanke von 2° bis 8°, bevorzugt von 4° bis 6°, eine starke Stützwirkung der Profilblockelemente und damit eine hohe Umfangssteifigkeit. Der flache Neigungswinkel N2 der nach axial innen ausgerichteten zweiten Flanke von 42° bis 47° ermöglicht eine verbesserte Kraftaufnahme bei axialer Krafteinwirkung. Es ist eine gezielte Stabilisierung unter axialer Krafteinleitung bei gleichzeitig möglichst großer Flexibilität in Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens ermöglicht.
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Somit ist durch die erfindungsgemäße asymmetrische Querschnittskontur des Steges bei quer zur axialen Richtung ausgerichteter erster Rille eine Verbesserung des Zielkonfliktes zwischen Nassgriffeigenschaften, unregelmäßigem Abrieb und Handlingeigenschaften ermöglicht.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass in einem gesamten radialen Erstreckungsbereich, welcher mindestens der Hälfte eines maximalen Höhenerstreckungsbereiches H des Steges entspricht, der erste Neigungswinkel N1 der ersten Flanke 4° bis 6° und/oder der zweite Neigungswinkel N2 der zweiten Flanke 42° bis 47° beträgt.
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Die Ausbildung des Neigungswinkels N1 und/oder des Neigungswinkels N2 in dem jeweils angegebenen Wertebereich über den gesamten radialen Erstreckungsbereich ermöglicht eine weiter optimierte Stützwirkung und/oder Krafteinleitung. Der radiale Erstreckungsbereich entspricht dabei mindestens der Hälfte des maximalen Höhenerstreckungsbereichs H des Steges, welcher sich vom Rillengrund nach radial außen erstreckt. Bevorzugt ist es, wenn in dem gesamten radialen Erstreckungsbereich, welcher mindestens der Hälfte eines maximalen Höhenerstreckungsbereiches H des Steges entspricht, der erste Neigungswinkel N1 der ersten Flanke 4° bis 6° und der zweite Neigungswinkel N2 der zweiten Flanke 42° bis 47° beträgt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorgenannten Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass in dem gesamten radialen Erstreckungsbereich der erste Neigungswinkel N1 und/oder der zweite Neigungswinkel N2 konstant ist.
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Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Querschnittskontur des Steges sowie eine optimierte Stützwirkung bei minimalem Materialeinsatz. Bevorzugt sind beide Neigungswinkel N1, N2 über den gesamten radialen Erstreckungsbereich konstant.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass ein minimaler axialer Abstand C des Steges zu der die axiale Hälfte begrenzenden Umfangsrille höchstens 30% einer axialen Breite B des Profilbandes beträgt.
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Der Steg im axialen Endbereich der ersten Rille bewirkt eine Versteifung sowohl in Umfangsrichtung U als auch eine Versteifung gegen Verwindung der Profilblockelemente um eine radiale Achse durch das Profilblockelement und gegen eine Verbiegung um Parallelen zur Umfangsrichtung U im axialen Endbereich der Profilblockelemente. Der axiale Abstand C ist gemessen in axialer Richtung aR in einer Projektion des Steges auf die die Bodenkontaktfläche bildende Mantelfläche.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass der Steg bis zu einem radialen Abstand h zur Mantelfläche ausgebildet ist, wobei h 10% bis 67 % einer Profiltiefe T des Laufstreifenprofils beträgt.
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Die Profiltiefe T kann dabei die maximale radiale Erstreckung der die axiale Hälfte begrenzenden Umfangsrille, gemessen von der Mantelfläche nach radial innen, sein. Ein solcher radialer Abstand h des Steges zur Mantelfläche ermöglicht, abgestimmt auf die gesamt Profilsteifigkeit, die Einstellung eines optimalen Verhältnisses zwischen Flexibilität für Nassgriffeigenschaften sowie die Stabilisierung des Profilbandes zur Sicherung ausreichender Trockeneigenschaften.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die den Steg begrenzende erste Flanke und/oder die zweite Flanke in der Querschnittskontur mit abgerundetem Übergang zum Rillengrund ausgebildet ist.
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Hierbei können Kerbkräfte im Rillengrund reduziert werden. Bevorzugt ist es, wenn die den Steg begrenzende erste Flanke und die zweite Flanke in der Querschnittskontur mit abgerundetem Übergang zum Rillengrund ausgebildet sind.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die erste Rille in ihrer Längserstreckung axial außerhalb der ersten Flanke senkrecht in die die axiale Hälfte begrenzende Umfangsrille einmündet.
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Durch die senkrechte Einmündung in die Umfangsrille wird verhindert, dass an der Einmündung spitze Ecken mit wenig Material entstehen, welche nachteilig hinsichtlich unregelmäßigen Abriebes sind.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die erste Rille in ihrer gesamten Längserstreckung knickfrei, insbesondere S-förmig, ausgebildet ist.
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Hierdurch ist eine weitere Reduzierung der Kerbwirkung und eine verbesserte Kraftleitung ermöglicht.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die erste Rille entlang ihrer gesamten Längserstreckung mit einer senkrecht zu ihrer Längserstreckungsrichtung E in der Mantelfläche gemessenen maximalen Breite b von 1 mm bis 3 mm ausgebildet ist.
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Die Ausbildung ermöglicht ein optimales Verhältnis zwischen Flexibilität der Profilelemente und Profilnegativanteil in axialer Richtung (Quervoid).
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die erste Rille in jeder der axialen Hälften des Profilbandes einen Steg aufweist, wobei die beiden zweiten Flanken der beiden Stege entlang der Längserstreckung der ersten Rille einander zugeneigt angeordnet sind.
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Die Anordnung eines Steges in jeder der beiden axialen Hälften des Profilbandes ermöglicht eine verbesserte Stabilisierung über die gesamte axiale Erstreckung der Profilblockelemente. Die Krafteinwirkung aus beiden axialen Richtungen ist verbessert.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorgenannten Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die erste Rille zusammen mit den beiden Stegen rotationsinvariant ist gegenüber einer Rotation um 180° um eine Achse, die in einer axialen Mitte des Profilbandes entlang der radialen Richtung R verläuft.
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Ein rotationssymmetrischer Steg ermöglicht eine identische Krafteinleitung und Stützwirkung auf die Profilelemente unabhängig von der Position des Reifens am Fahrzeug. Dies sorgt für ein gleichmäßigeres Abriebsbild der Profilelemente.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass zumindest die Hälfte der Rillen, bevorzugt alle Rillen, des Profilbandes als erste Rillen ausgebildet sind.
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Eine gleichmäßige Verteilung entsprechender erster Rillen sorgt für eine optimale Versteifung des Profilbandes über dem Umfang des Fahrzeugluftreifens.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass der Fahrzeugluftreifen zwei Profilbänder mit jeweils zumindest einer ersten Rille aufweist, wobei die ersten Rillen der beiden Profilbänder eine gleiche Steigungsrichtung oder eine gegenläufige Steigungsrichtung einer Verbindungsgeraden der beiden axialen Enden der jeweiligen ersten Rille aufweisen.
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Bei Fahrzeugluftreifen mit mehreren Profilbändern ist eine gleichmäßige Verteilung der Steifigkeiten von Vorteil hinsichtlich unregelmäßigen Abriebs.
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Bei dem Fahrzeugluftreifen handelt es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen-Reifen, besonders bevorzugt um einen Personenkraftwagen-Sommerreifen.
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Alle in dieser Beschreibung wiedergegebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen stellen lediglich Beispiele der Ausgestaltung der Erfindung dar. Entsprechend sind auch durch einzelne oder mehrere Merkmale einer Ausführungsform alleine oder die Kombination der Merkmale verschiedene Ausführungsformen weitere Ausführungsformen der Erfindung gegeben, die Gegenstand der Erfindung sind, soweit diese nicht explizit anders in der Beschreibung erläutert wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die
- 1 eine Draufsicht auf einen Laufstreifenabschnitt;
- 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der 1;
- 3 eine Draufsicht auf einen Laufstreifenabschnitt;
- 4 eine Draufsicht auf einen Laufstreifenabschnitt.
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Die 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Laufstreifeabschnitts eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens, insbesondere eines Personenkraftwagen-Reifens, gemäß der Erfindung. Es kann sich um einen Personenkraftwagen-Sommerreifen handeln. Der Laufstreifen weist ein Laufstreifenprofil mit einem radial erhabenen über den Umfang des Fahrzeugluftreifens erstreckten Profilband 1, das auf beiden axialen Seiten durch eine über den Umfang des Fahrzeugluftreifens erstreckte Umfangsrille 2 begrenzt ist, auf. Das weist Profilband 1 Rillen 3 auf, welche jeweils zwei benachbarte radial erhabene Profilelemente 4 des Profilbandes voneinander trennen und die beiden Umfangsrillen 2 entlang einer Längserstreckung der Rillen miteinander verbinden. Zumindest eine erste Rille 3 der Rillen weist in einer axialen Hälfte 13 des Profilbandes 1 zumindest einen aus einem Rillengrund 5 der ersten Rille erhabenen Steg 6, welcher die beiden benachbarten durch die erste Rille 3 getrennten Profilelemente 4 miteinander verbindet, auf.
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Der Fahrzeugluftreifen, insbesondere PKW-Reifen, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Längserstreckungsrichtung E der Längserstreckung der ersten Rille 3 in einem gesamten Erstreckungsbereich des Steges 6 quer zur axialen Richtung aR ausgerichtet ist und einen Winkel A von maximal 87° mit der Umfangsrichtung U einschließt.
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Weiter zeichnet sich der Fahrzeugluftreifen, insbesondere der PKW-Reifen, durch die spezielle Ausbildung der Querschnittskontur 8 eines entlang der Längserstreckungsrichtung E und der radialen Richtung R verlaufenden Querschnitts des Steges 6 aus, wie in der 2 exemplarisch dargestellt.
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Die 2 zeigt einen Querschnitt des in der 1 dargestellten Fahrzeugluftreifens entlang der Linie II-II. Der Querschnitt ist somit entlang der Längserstreckungsrichtung E und der radialen Richtung R genommen. Die radiale Richtung R zeigt beispielhaft von radial innen nach radial außen. Die Querschnittskontur 8 des Steges 6 zeichnet sich wie dargestellt dadurch aus, dass in der Querschnittskontur 8 eine erste Flanke 81 des Steges, welche der die axiale Hälfte 13 begrenzenden Umfangsrille 2 zugewandt ist, in einer ersten Tiefe T1 > 0 mm einen ersten Neigungswinkel N1 von 2° bis 8°, bevorzugt von 4° bis 6°, zur radialen Richtung R aufweist und eine zweite Flanke 82 des Steges, welche von der die axiale Hälfte 13 begrenzenden Umfangsrille 2 abgewandt ist, in der ersten Tiefe T1 einen zweiten Neigungswinkel N2 von 42° bis 47° zur radialen Richtung R aufweist, wobei die erste Tiefe T1 gemessen ist von einer eine Bodenkontaktfläche bildenden Mantelfläche 9 nach radial innen.
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Wie dargestellt, kann in einem gesamten radialen Erstreckungsbereich 10, welcher mindestens der Hälfte eines maximalen Höhenerstreckungsbereichs H des Steges entspricht, der erste Neigungswinkel N1 der ersten Flanke 81 4° bis 6° und/oder der zweite Neigungswinkel N2 der zweiten Flanke 82 42° bis 47° beträgt, insbesondere wenn der erste Neigungswinkel N1 4° bis 6° und der zweite Neigungswinkel N2 42° bis 47° beträgt. Der maximalen Höhenerstreckungsbereichs H des Steges erstreckt sich vom Rillengrund nach radial außen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem gesamten radialen Erstreckungsbereich 10 der erste Neigungswinkel N1 und/oder der zweite Neigungswinkel N2 konstant ist, insbesondere wenn wie dargestellt beide Neigungswinkel N1, N2 konstant sind.
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Wie aus der 2 ersichtlich, kann der Steg 6 bis zu einem radialen Abstand h zur Mantelfläche 9 ausgebildet sein, wobei h 10% bis 67 % einer Profiltiefe T des Laufstreifenprofils beträgt, wobei die Profiltiefe T die maximale radiale Erstreckung der die axiale Hälfte 13 begrenzenden Umfangsrille 2 gemessen von der Mantelfläche 9 nach radial innen ist.
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Die den Steg 6 begrenzende erste Flanke 81 und/oder die zweite Flanke 82 kann in der Querschnittskontur 8 mit abgerundetem Übergang 12 zum Rillengrund 5 ausgebildet sein. Aber auch ein Übergang aufweisend einen Knick ist möglich.
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Wie in der 1 weiter dargestellt, kann ein minimaler axialer Abstand C des Steges 6 zu der die axiale Hälfte 13 begrenzenden Umfangsrille 2 höchstens 30% einer axialen Breite B des Profilbandes 1 betragen. Der axiale Abstand C ist gemessen in axialer Richtung aR in einer Projektion des Steges 3 auf die die Bodenkontaktfläche bildende Mantelfläche 9.
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Dargestellt ist auch, dass die erste Rille 3 in ihrer Längserstreckung axial außerhalb der ersten Flanke 81 senkrecht in die die axiale Hälfte 13 begrenzende Umfangsrille 2 einmünden kann. Weiter kann die erste Rille 3 in ihrer gesamten Längserstreckung knickfrei, insbesondere wie dargestellt S-förmig, ausgebildet sein.
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Die erste Rille 3 kann entlang ihrer gesamten Längserstreckung mit einer senkrecht zu ihrer Längserstreckungsrichtung E in der Mantelfläche 9 gemessenen maximalen Breite b von 1 mm bis 3 mm ausgebildet sein.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt ist es von Vorteil, wenn die erste Rille 3 in jeder der axialen Hälften 13 des Profilbandes 1 einen Steg 6 aufweist, wobei die beiden zweiten Flanken 82 der beiden Stege 6 entlang der Längserstreckung der ersten Rille 3 einander zugeneigt angeordnet sind.
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Dabei kann die erste Rille 3 zusammen mit den beiden Stegen 6 rotationsinvariant ist gegenüber einer Rotation um 180° um eine Achse 14, die in einer axialen Mitte des Profilbandes 1 entlang der radialen Richtung R verlaufen.
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Die Vorteile verstärken sich, wenn zumindest die Hälfte der Rillen, bevorzugt alle Rillen, des Profilbandes 1 als erste Rillen 3 ausgebildet sind.
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Die 3 und 4 zeigen exemplarisch einen Ausschnitt einer Draufsicht auf einen Laufstreifen eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens, bevorzugt eines PKW-Reifens. Dargestellt sind jeweils zwei benachbarte Profilbänder 1, die jeweils zumindest eine erste Rille 3 aufweisen. Die 3 zeigt dabei eine Ausführungsform, bei der die ersten Rillen 3 der beiden Profilbänder 1 eine gleiche Steigungsrichtung einer Verbindungsgeraden 15 der beiden axialen Enden der jeweiligen ersten Rille aufweisen. Die 4 zeigt hingegen eine Ausführungsform, bei der die ersten Rillen 3 der beiden Profilbänder 1 eine gegenläufige Steigungsrichtung der Verbindungsgeraden 15 der beiden axialen Enden der jeweiligen ersten Rille aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Profilband
- 2
- Umfangsrille
- 3
- erste Rille
- 4
- Profilelement
- 5
- Rillengrund
- 6
- Steg
- 8
- Querschnittskontur
- 9
- Mantelfläche
- 10
- radialer Erstreckungsbereich
- 12
- Übergang
- 13
- axiale Hälfte
- 14
- Achse
- 15
- Verbindungsgerade
- 81
- erste Flanke
- 82
- zweite Flanke
- A
- Winkel
- B
- axiale Breite des Profilbandes
- b
- maximale Breite der ersten Rille
- C
- axialer Abstand
- E
- Längserstreckungsrichtung
- H
- maximaler Höhenerstreckungsbereich
- h
- radialer Abstand
- N1
- erster Neigungswinkel
- N2
- zweiter Neigungswinkel
- T1
- Tiefe
- T
- Profiltiefe
- aR
- axiale Richtung
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2500186 A1 [0002]
- DE 102009026086 A1 [0002]
