DE19922312A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer zumindest einlagig ausgeführten Radialkarkasse (14), einem profilierten Laufstreifen (11) mit auf volle Profiltiefe ausgeführten Nuten (18) und über die Breite (B) der Aufstandsfläche hinaus verlaufenden Schulterquernuten (19), die jeweils zumindest bereichsweise auf die volle Profiltiefe ausgeführt sind und deren Einhüllende im Reifenquerschnitt die Unterzugskontur (11a) definiert, und mit einem aus insbesondere mindestens zwei Gürtellagen (13a, 13b) bestehenden Gürtelverband (13), welcher eine die Breite der Aufstandsfläche des Reifens überragende Breite besitzt, wobei der Verlauf der Unterzugskontur (11a) zumindest im Wesentlichen mit dem Verlauf des Gürtelverbandes (13) übereinstimmt. Zur Verbesserung der Gürtelkantenhaltbarkeit und zur Verminderung von Laufstreifenabrieb und Rollwiderstand ist die Unterzugskontur (11a) mitsamt dem Gürtelverband (13) spätenstens an den seitlichen Rändern der Aufstandsfläche, beginnend zumindest im Wesentlichen tangential nach außen geführt, so dass im eingefederten Zustand des Reifens in der Aufstandsfläche sowohl die Unterzugskontur (11a) als auch der Gürtelverband (13) über ihre gesamte Erstreckung zumindest im Wesentlichen parallel zur Bodenkontur verlaufen.

Description

Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer zumindest einlagig ausgeführten Radialkarkasse, einem profilierten Laufstreifen mit auf volle Profiltiefe ausgeführten Nuten und über die Breite der Austandsfläche hinaus verlaufenden Schulterquernuten, die jeweils zumindest bereichsweise auf die volle Profiltiefe ausgeführt sind und deren Einhüllende im Reifenquerschnitt die Unterzugskontur definiert, und mit einem aus insbesondere mindestens zwei Gürtellagen bestehenden Gürtelverband, welcher eine die Breite der Aufstandsfläche des Reifens überragende Breite besitzt, wobei der Verlauf der Unterzugskontur zumindest im Wesentlichen mit dem Verlauf des Gürtelverbandes übereinstimmt.

Fahrzeugluftreifen besitzen üblicherweise eine in Querrichtung gekrümmte Kontur, die sich entweder aus einer Krümmung mit konstantem Radius oder aus mehreren Krümmungen unterschiedlicher Radien, wobei im Mittelteil des Laufstreifens der größte Radius gewählt wird, zusammensetzt. Durch die gewählte Krümmung soll beim Einfedern des Reifens während des Abrollens sichergestellt werden, dass in der Bodenaufstandsfläche die Aufstandsdrücke möglichst ausgeglichen sind. Der radial innerhalb des Laufstreifens angeordnete Gürtelverband folgt üblicherweise dieser Krümmung, wodurch die Umfangslänge des Gürtelverbandes im mittleren Bereich des Reifens größer ist als an seinen Randbereichen. Das verursacht beim Abrollen des Reifens Schlupfbewegungen in der Bodenaufstandsfläche und erhöhte Spannungen an den Gürtelkanten. Dies hat nicht nur negative Auswirkungen auf die Haltbarkeit des Gürtels, insbesondere im Bereich der Kanten, sondern auch auf den Rollwiderstand und den Laufstreifenabrieb.

Eine Vielzahl von zum Patent angemeldeten oder durch Patente geschützte Ideen befasst sich mit einer optimalen Auslegung der Außenkontur von Fahrzeugluftreifen, beispielsweise die EP 0 269 301 A1, und mit Maßnahmen, die den Druck des Reifens in der Bodenaufstandsfläche und/oder die Kontur der Bodenaufstandsfläche beeinflussen sollen, um den Rollwiderstand zu senken oder einen gleichmäßigeren Abrieb zu erzielen. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die EP 0 323 519 B1 verwiesen.

Zur Verringerung des Rollwiderstandes ist es auch bekannt, den Reifenquerschnitt zu verflachen. Dazu wird in der AT 354 273 B vorgeschlagen, in den Gürtelrandbereichen Teilgürtellagen anzuordnen, wobei zwischen den Teilgürtellagen und der radial innersten Gürtellagen keilförmige Gummieinlagen angeordnet sind.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, sowohl für Personenkraftwagen als auch für Nutzfahrzeuge vorgesehene Fahrzeugluftreifen derart aufzubauen bzw. auszulegen, dass die Gürtelkantenhaltbarkeit deutlich verbessert, der Laufstreifenabrieb verringert bzw. vergleichmäßigt und der Rollwiderstand herabgesetzt wird, ohne dass Einfluss auf die Auslegung der Außenkontur des Reifens, insbesondere im Bereich von Laufstreifen und Schulter, genommen werden muß.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Unterzugskontur mitsamt dem Gürtelverband spätestens an den seitlichen Rändern der Aufstandsfläche beginnend zumindest im Wesentlichen tangential nach außen geführt ist, so dass im eingefederten Zustand des Reifens in der Bodenaufstandsfläche sowohl die Unterzugskontur als auch der Gürtelverband über ihre gesamte Erstreckung zumindest im Wesentlichen parallel zur Bodenkontur verlaufen.

Durch die erfindungsgemäße Auslegung des Verlaufes der Unterzugskontur und des Gürtelverbandes folgt im eingefederten und belasteten Zustand der Gürtelverband einer Kontur parallel zur Bodenkontur, so dass sich die Gürtelkanten auf einem Durchmesser befinden, der dem Durchmesser des Gürtels in der Mitte des Reifens wesentlich näher kommt als bei Reifen, die nach dem bekannten Stand der Technik ausgeführt sind. Dies verhindert weitgehend die unerwünschten Schlupfbewegungen, erhöht somit die Gürtelkantenhaltbarkeit, vermindert den Rollwiderstand und zeigt positive Auswirkungen auf eine Vergleichmäßigung des Laufstreifenabriebs.

Dabei soll nach wie vor über zumindest einen Großteil der mit dem Boden in Kontakt tretenden Breite des Laufstreifens die erwünschte Krümmung erhalten bleiben. Es ist daher günstig, wenn die tangentiale Fortführung der Unterzugskontur und des Verlaufes des Gürtelverbandes in einem Abstand von den seitlichen Rändern der Bodenaufstandsfläche beginnt, der höchstens 15%, insbesondere bis zu 10%, der Bodenaufstandsflächenbreite beträgt.

Wie bereits erwähnt, ist es auch wünschenswert, wenn die Außenkontur des Reifens zumindest im Wesentlichen erhalten bleibt bzw. sich von der üblichen Außenkontur für aus dem Stand der Technik bekannte Reifen nicht oder nur sehr wenig unterscheidet. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn zur Erzielung der erfindungsgemäßen Auslegung unterhalb der Kantenbereiche des Gürtelverbandes Mischungs- bzw. Gummimaterial ergänzt bzw. eingebracht ist, wobei der Laufstreifen an seinen Randbereichen mit geringerem Mischungs- bzw. Gummimaterial ausgeführt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dieses unterhalb der Kantenbereiche eingebrachte Mischungs- bzw. Gummimaterial durch voluminöser ausgeführte Seitenwände realisiert, kann aber auch von jeweils zumindest einem eingesetzten Gummiprofil gebildet werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die beiden Zeichnungsfiguren sind dabei schematische Darstellungen, wobei Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen gemäß dem Stand der Technik ausgeführten Fahrzeugluftreifen und Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß ausgeführten Fahrzeugluftreifens zeigt.

Die in den beiden Zeichnungsfiguren dargestellten Querschnitte sind jeweils Querschnitte durch die Hälfte eines für Personenkraftwagen vorgesehenen Fahrzeugluftreifens in Radialbauart. Die zweite Hälfte des Reifens ist übereinstimmend ausgeführt.

Der nach dem Stand der Technik ausgeführte Fahrzeugluftreifen gemäß Fig. 1 weist einen Laufstreifen 1 auf, welcher mit einer Laufstreifenprofilierung versehen ist. Der Laufstreifen 1 verläuft seitlich über die Schulterbereiche hinaus und in die oberen Bereiche der Seitenwände 2 hinein.

Von der Laufstreifenprofilierung sind in der Schnittdarstellung Umfangsnuten 8, hier sind es beispielsweise insgesamt fünf, und eine von der der Reifenschulter am nächsten gelegenen Umfangsnut 8 ausgehende Quernut 9, die erst im oberen Seitenwandbereich ausläuft, dargestellt. Solche Quernuten 9, die nicht exakt in axialer Richtung verlaufen müssen, sondern oft um einen kleinen spitzen Winkel von der Axialrichtung abweichen, sind in einer Vielzahl in beiden Laufstreifenhälften vorgesehen und bilden Schulterblöcke, die hier nicht ersichtlich sind.

Der Nutgrund dieser Quernuten 9 und zumindest der Umfangsnuten 8 ist über dem Reifenumfang von einer Einhüllenden begrenzt, von der in Fig. 1 die Schnittkontur, die mit 1a beziffert ist und im Folgenden als Unterzugskontur bezeichnet wird, dargestellt ist.

Radial innerhalb des Laufstreifens 1 ist ein Gürtelverband 3 angeordnet, der bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zwei Gürtellagen 3a, 3b besitzt, von welchen die radial weiter innen gelegene Gürtellage 3b etwas breiter ausgeführt ist als die äußere Gürtellage 3a. Die beiden Gürtellagen 3a, 3b können in herkömmlicher Art und Weise aufgebaut sein, beispielsweise aus in eine entsprechende Gummimischung eingebettete und innerhalb jeder Lage jeweils parallel zueinander verlaufenden Stahlkorden bestehen. Dabei wird üblicherweise zwischen den Stahlkorden der einen Lage und den Stahlkorden der anderen Lage eine gekreuzte Anordnung vorgesehen.

Der in Fig. 1 dargestellte Reifen besitzt ferner noch eine beim dargestellten Ausführungsbeispiel einlagig ausgeführte Radialkarkasse 4, die im Bereich der Wülste 5 des Reifens von innen nach außen über Wulstkerne 5a verläuft und wieder zurück in die Seitenwände 2 reicht, hier bis auf eine Höhe oberhalb der Endbereiche von Kernprofilen 6.

Unter Last und während des Abrollens des Reifens tritt dieser im Laufstreifenbereich mit einer gewissen Fläche, der Bodenaufstandsfläche, mit dem Untergrund in Kontakt. In Fig. 1 ist nun mit B die größte Breite dieser Bodenaufstandsfläche unter Normbedingungen (Normaldruck und Normallast gemäß E.T.R.T.O-Standards) eingezeichnet. Der Gürtelverband ist, wie üblich, breiter als die Breite B ausgeführt.

Der in Fig. 1 dargestellte Reifen besitzt im Laufstreifen und in den Schulterbereichen eine der üblichen leicht gekrümmten Außenkonturen, um beim Einfedern die in der Bodenaufstandsfläche wirkenden Aufstandsdrücke möglichst ausgeglichen zu halten, was für die Kraftübertragung und zum Aufbau der gewünschten Tragfähigkeit notwendig ist.

In den Schulterbereichen folgen die Unterzugskontur 1a und die Randkonturen der Gürtellagen 3a, 3b der Krümmung der Karkasse 4, so dass diese Bauteile bzw. deren Konturen auch in den Schulterbereichen im Allgemeinen zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Der gegenseitige Verlauf der Unterzugskontur 1a, der Gürtellagen 3a, 3b und der Karkasse 4 stellt sich infolge des Aufbaus des Reifens und der nachfolgenden Vulkanisation in einer der erwünschten Außenkontur des Reifens angepassten und das Profil des Laufstreifens eindrückenden Vulklanisationsform ein. Dabei folgt durch das Ausbilden einer zumindest im Wesentlichen konstanten Profiltiefe, auch in den über die Aufstandsflächenbreite des Laufstreifens hinaus verlaufenden Schulterquernuten 9, auch der Gürtelverband 3 der gewählten Krümmung.

Ein gekrümmter Gürtel besitzt nun unterschiedliche Umfangslängen in seinem Mittelbereich und an seinen Randbereichen, wodurch es beim Abrollen des Reifens zu Schlupfbewegungen im Aufstandsbereich und zu erhöhten Spannungen an den Gürtelkanten kommt. Dies hat wiederum negative Auswirkungen auf die Gürtelhaltbarkeit, den Rollwiderstand und auch die Profilhaltbarkeit in Folge von ungleichmäßigem Abrieb.

Der in Fig. 2 dargestellte und erfindungsgemäß gestaltete Reifen ist bezüglich der Ausführung und der Anordnung der Karkasse 14, der Wülste 15 mit Wulstkernen 15a und Kernprofilen 16 zu dem in Fig. 1 dargestellten übereinstimmend gestaltet. Auch die Außen- und die Innenkontur entsprechen jenen gemäß Fig. 1.

Auch der in Fig. 2 dargestellte Reifen besitzt ein Laufstreifenprofil mit Umfangsnuten 18 und Schulterquernuten 19, die jeweils von der schulterseitig gelegenen Umfangsnut 18 über die Laufstreifenränder (Aufstandsflächenbreite B) hinaus verlaufen.

Gemäß der gegenständlichen Erfindung ist nun bei diesem Reifen die Unterzugskontur 11a der auf volle Profiltiefe ausgeführten Umfangsnuten 18 und der mit voller Profiltiefe beginnenden Quernuten 19 so ausgelegt, dass sie spätestens im Bereich der seitlichen Ränder der Breite B der Bodenaufstandsfläche zumindest im Wesentlichen tangential und axial nach außen fortgeführt ist. Die Unterzugskontur 11a der Quernuten 19 folgt daher nicht mehr der Kontur der Karkasse 14. Der Gürtelverband 13, der hier ebenfalls aus zwei Gürtellagen 13a, 13b besteht, von welchen die Lage 13b die breitere ist, überragt auch hier seitlich die Breite B der Bodenaufstandsfläche des Reifens und ist so angeordnet, dass er zu den Schulterbereichen hin der Unterzugskontur 11a folgt. Die Auslegung wird bevorzugt so getroffen, dass bei eingefedertem Reifen sowohl die Unterzugskontur 11a als auch der Gürtelverband 13 zumindest im Wesentlichen parallel zur Bodenkontur verlaufen.

Über den Großteil der Breite B der Bodenaufstandsfläche ist es erwünscht und von Vorteil, wenn der unbelastete Reifen eine gewisse Krümmung besitzt, der sowohl der Laufstreifen 11 bzw. seine Unterzugskontur 11a als auch der Gürtelverband 13 folgen. Die tangentiale Ausrichtung der Unterzugskontur 11a und des Gürtelverbandes 13 sollte daher frühestens in einem Abstand vom Rand der Breite B einsetzen, der 15%, insbesondere höchstens 10% von dem betreffenden Rand entfernt ist.

Die erfindungsgemäße Konturauslegung kann grundsätzlich durch gewisse Umschichtungen von Mischungsmaterial und durch eine Vulkanisation des Rohreifens in einer Form, die die Unterzugskontur 11a im Bereich der Schulterquernuten 19 entsprechend ausbildet, erzielt werden. Zusätzlich wird beispielsweise der Laufstreifen 11 mit etwas weniger Material an seinen Randbereichen erstellt und im Bereich unterhalb der Randbereiche des Gürtelverbandes 13 Material über die Seitenwandmischung ergänzt. Dabei kann alternativ oder zusätzlich ein ein- oder mehrteiliges Gummiprofil mit geeignetem Querschnitt und entsprechender Querschnittsfläche bzw. Volumen beim Aufbau des Rohreifens eingebaut werden.

Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt. Die gegenständliche Erfindung ist auch bei Fahrzeugluftreifen für Nutzfahrzeuge anwendbar und mit guten Ergebnissen bezüglich der Verbesserung der Gürtelkanten, der Haltbarkeit und des Rollwiderstandes einsetzbar. Selbstverständlich kann anstelle einer einlagigen eine mehrlagige Karkasse vorgesehen sein und es können auch mehr als zwei Gürtellagen im Gürtelverband vorhanden sein. Der Laufstreifen kann darüber hinaus auch zweiteilig ausgeführt sein und somit eine sogenannte Cap/Base-Konstruktion aufweisen. Unterhalfb des Laufstreifens, zwischen Gürtelverband und dem Laufstreifen kann ferner noch eine gesonderte dünne Gummilage, ein sogenannter Unterprofilgummi vorgesehen werden. Selbstverständlich können die Schulterquernuten an ihren äußeren Endbereichen in Rillen übergehen, die bis in die oberen Seitenwandbereiche hinein verlaufen, seicht ausgeführt sind und lediglich eine dekorative Funktion besitzen.

Claims (5)

1. Fahrzeugluftreifen mit einer zumindest einlagig ausgeführten Radialkarkasse, einem profilierten Laufstreifen mit auf volle Profiltiefe ausgeführten Nuten und über die Breite der Austandsfläche hinaus verlaufenden Schulterquernuten, die jeweils zumindest bereichsweise auf die volle Profiltiefe ausgeführt sind und deren Einhüllende im Reifenquerschnitt die Unterzugskontur definiert, und mit einem aus insbesondere mindestens zwei Gürtellagen bestehenden Gürtelverband, welcher eine die Breite der Aufstandsfläche des Reifens überragende Breite besitzt, wobei der Verlauf der Unterzugskontur zumindest im Wesentlichen mit dem Verlauf des Gürtelverbandes übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterzugskontur (11a) mitsamt dem Gürtelverband (13) spätestens an den seitlichen Rändern der Aufstandsfläche beginnend zumindest im Wesentlichen tangential nach außen geführt ist, so dass im eingefederten Zustand des Reifens in der Aufstandsfläche sowohl die Unterzugskontur (11a) als auch der Gürtelverband (13) über ihre gesamte Erstreckung zumindest im Wesentlichen parallel zur Bodenkontur verlaufen.

2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentiale Fortführung der Unterzugskontur (11a) und des Verlaufes des Gürtelverbandes (13) in einem Abstand von den seitlichen Rändern der Bodenaufstandsfläche beginnt, der höchstens 15%, insbesondere bis zu 10%, der Breite (B) der Aufstandsfläche beträgt.

3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Kantenbereiche des Gürtelverbandes (13) Mischungs- bzw. Gummimaterial ergänzt bzw. eingebracht ist, wobei der Laufstreifen (11) in seinen Randbereichen mit geringerem Mischungs- bzw. Gummimaterial ausgeführt ist.

4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (12) in ihren radial innerhalb der Gürtelkanten anschließenden Bereichen voluminöser ausgeführt sind.

5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das unterhalb der Kantenbereiche des Gürtelverbandes (13) ergänzte Mischungs- bzw. Gummimaterial in Form zumindest eines Gummiprofils eingebracht ist.