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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Winterreifen mit einem Laufflächenband, dessen Blöcke mit Feineinschnitten versehen sind, die dazu ausgestaltet sind, die Leistung des Reifens auf nassen und trockenen Oberflächen zu verbessern bei besonderen Benutzungszuständen, ohne die Straßenhalteeigenschaften auf einer schneebedeckten oder eisigen Oberfläche zu beeinflussen.
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In einer typischen strukturellen Ausgestaltung weist ein Winterreifen ein Laufflächenband auf, das mit mehreren umfänglich verlaufenden und quer verlaufenden Nuten versehen ist, die jeweils mehrere Blöcke begrenzen, wobei jeweils auf jedem von diesen mehrere Feineinschnitte vorgesehen sind. Typischerweise erstrecken sich die Feineinschnitte innerhalb des Blocks in einer radialen Referenzebene im Wesentlichen senkrecht zur Laufflächenoberfläche des Reifens, und ihre Anwesenheit ist eines der sichtbareren Merkmale, die, auch von einem visuellen Gesichtspunkt aus, einen Winterreifen von gewöhnlichen Sommerreifen unterscheiden.
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Die Funktion der Feineinschnitte ist es, mehr Kanten zum Greifen einer schneebedeckten Oberfläche bereitzustellen und um intern eine gewisse Schneemenge zurückzuhalten, der, wie bekannt ist, ein höheres Niveau an Reibung mit dem Schnee auf der Straßenoberfläche hat als das Laufflächenband selbst.
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Es ist jedoch bekannt, dass das Vorhandensein von Feineinschnitten auf den Blöcken des Laufflächenbandes die Leistung des Reifens wesentlich verringert, wenn die Straßenoberfläche, ob sie nun nass oder trocken ist, von Schnee frei ist.
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Diese Verschlechterung in der Leistung wird als daher herrührend gesehen, dass, da die verschiedenen Abschnitte des Blocks, die durch die Feineinschnitte abgetrennt werden, eine vergleichsweise hohe Freiheit der Hin- und Herbewegung haben, insbesondere in der Radialrichtung, sie nicht in der Lage sind, den tangentialen (oder „scherenden”) Spannungen Widerstand entgegenzusetzen, die auf das Laufflächenband während der Beschleunigung, während des um Kurven Fahrens oder des Bremsens ausgeübt werden, was zu einer Verformung des Blocks und einer Verringerung von dessen Kontaktoberfläche mit der Straßenoberfläche führt.
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Feineinschnitte können auf den Blöcken in verschiedenen Ausgestaltungen erhalten werden, zum Beispiel als eine Funktion der Leistung, die von dem Reifen verlangt wird, und können insbesondere in einer Konfiguration vorgesehen sein, die ein gerades Profil hat, oder in einer Konfiguration mit einem gewellten Profil, zum Beispiel von einem Zickzacktyp.
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Die
JP 2003-118322 ,
US 2010/084062 und
US 2010/0218867 offenbaren als Beispiele dienende Winterreifen gemäß dem Stand der Technik.
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Zu berücksichtigen ist, dass in diesem Kontext der Begriff „Feineinschnitt” eine Ausnehmung bezeichnet, die in einem Laufflächenbandabschnitt vorgesehen ist und eine Breite im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm und eine Tiefe im Bereich von 1 bis 15 mm aufweist, und dass der Begriff „Nut” eine Ausnehmung bezeichnet, die in einem Laufflächenbandabschnitt vorgesehen ist und eine Breite von größer als 1,5 mm und eine Tiefe von größer als 5 mm hat.
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In der vorliegenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen bezeichnet der Begriff „im Wesentlichen gerade”, wenn er sich auf einen Feineinschnitt oder ein Profil eines Blockoberflächenabschnitts bezieht, der durch den Feineinschnitt bestimmt ist, eine Kurve, die von einem perfekt geraden Zustand maximal um ein Maß abweicht, dass gleich einem Zwanzigstel von dessen gesamter Längserstreckung ist.
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Zusätzlich wird in der vorliegenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen dann gesagt, dass eine Oberfläche ein „gewelltes” Profil hat, wenn eine abwechselnde Folge von konkaven und konvexen Abschnitten darauf identifiziert werden kann. Somit führt jedweder Schnitt durch die Oberfläche zu einer generischen gekrümmten Linie, die durch eine abwechselnde Folge von ersten und zweiten Sektionen von entgegengesetzter Konkavität gebildet wird.
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Als ein besonderer Fall einer gewellten Oberfläche können die konkaven und komplexen Abschnitte durch eine Reihe von verschieden liegenden Inzidenzebenen gebildet werden, wobei die Schnittlinie durch eine vieleckige Kette in der Form einer Zickzacklinie dargestellt ist, die erste und zweite gerade Sektionen aufweist, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind.
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Zusätzlich hat, in dem Fall einer Oberfläche mit einem gewellten Profil jede erste und zweite Schnittliniensektion eine „Spitze”, die als der am weitesten entfernte Punkt von einer Referenzebene verstanden wird, entlang derer sich der Feineinschnitt erstreckt, und jeder konkave oder konvexe Abschnitt hat einen „Scheitel”, d. h. eine Linie, die durch alle Spitzen der Schnittliniensektion gebildet wird, die identifiziert werden, wenn sich die Sektionsebene verändert.
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Der Anmelder hat erkannt, dass gewellte Feineinschnitte eindeutige Vorteile im Vergleich zu einfachen geraden Feineinschnitten haben, einschließlich der Tatsache, dass bei der gleichen Längserstreckung sie eine größere lineare Abwicklung haben als eine gerade Ausgestaltung und sie daher eine Greifkante auf einer schneebedeckten Oberfläche haben, die größer ist, und sie eine bessere Schneerückhalteeigenschaft hat. Ein weiterer Vorteil der Ausgestaltung mit einem gewellten Profil in Bezug auf eine gerade Konfiguration ist, dass diese einen größeren Widerstand gegen Scherspannungen parallel zur Längsrichtung des Feineinschnitts haben aufgrund des aufeinander Einwirkens der Blockabschnitte, die durch den Feineinschnitt getrennt sind.
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Der Anmelder hat außerdem verifiziert, dass das Bereitstellen von Feineinschnitten mit einem gewellten Profil es ermöglicht, dass, wenn alle anderen Bedingungen gleich sind, Reifen erzielt werden, deren Straßenhalteleistung im Allgemeinen besser ist, wenn um eine Kurve gefahren wird, als diejenige von Feineinschnitten mit einem geraden Profil.
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Nichtsdestotrotz hat der Anmelder beobachtet, dass in Bedingungen von extremen Spannungen die Scherspannungen ernst zu nehmende Abrasionen der Blöcke an dem Ort der Feineinschnitte verursachen können, welche bis zu einem gewissen Maß die oben genannten Vorteile beeinträchtigen und auch für das visuelle Erscheinungsbild nachteilig sind. Diese Nachteile wurden insbesondere während eines Testes beobachtet, um die seitliche Straßenhalteleistung der Reifen zu beurteilen, wobei ein Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit einer scharfen und plötzlichen Richtungsänderung ausgesetzt wird (welches als „Spurwechsel”-Test auf trockenen Straßenoberfläche bekannt ist), wenn diese Tests mit besonders schweren Sportfahrzeugen durchgeführt worden.
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Der Anmelder hat verifiziert, dass diese Abrasionen durch das wechselseitige Einwirken der konkaven und konvexen Abschnitte der jeweiligen Blockabschnitte verursacht werden, die durch jeden Feineinschnitt getrennt sind.
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Der Anmelder hat jedoch nichtsdestotrotz festgestellt, dass einer der Gründe für das hohe Niveau an Abrasionen, die aufgetreten sind, der exzessive Bewegungsbereich der Blockabschnitte in der Längsrichtung sein könnte, aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der Feineinschnitte mit einem gewellten Profil, welches eine Art von längsgerichtetem und quergerichtetem Dehnen der Blockabschnitte nach der Art eines „Akkordeons” oder eines „Faltenbalgs” ermöglicht.
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Dem Anmelder ist daher aufgefallen, dass, um diesen Nachteil zu beheben oder wenigstens zu lindern, die potentielle Relativbewegung der Blockabschnitte, die durch den Feineinschnitt begrenzt werden, eingeschränkt werden muss, insbesondere in dessen Längsrichtung.
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Abschließend hat der Anmelder herausgefunden, dass die relative längsgerichtete und quergerichtete Bewegung der Blockabschnitte, die durch den Feineinschnitt getrennt sind, durch das Versehen des radial inneren Teils des Feineinschnitts mit einem im wesentlichen geraden Profil eingeschränkt werden kann, wodurch der „Akkordeon”- oder „Faltenbalg”-Effekt in Bezug auf die Blockabschnitte, die durch Feineinschnitte mit einem gewellten Profil definiert werden, verhindert werden kann.
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Insbesondere betrifft gemäß dem ersten Gesichtspunkt die Erfindung einen Reifen nach Anspruch 1.
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Nach Einschätzung des Anmelders sind mit den derart ausgestalteten Feineinschnitten die Blockabschnitte, die durch diese Feineinschnitte getrennt sind, in Bezug aufeinander in der Längsrichtung weniger beweglich, wodurch die nachteiligen Effekte von deren Einwirkung aufeinander im Fall von extremen Scherspannungen verringert werden. Gleichzeitig stellt das weitere Versehen des radial äußeren Teils des Feineinschnitts mit einem gewellten Profil alle die Vorteile einer gewellten Ausgestaltung im Hinblick auf das seitliche Straßenhalteverhalten und die Leistung auf schneebedeckten Oberflächen bereit.
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Als ein Ergebnis dieser Ausgestaltung zeigt jeder Blockabschnittsektion in die Umfangsrichtung oder in die Axialrichtung, sodass sie ihre Straßenhalteeigenschaft auf einer schneebedeckten Straßenoberfläche auf die bestmögliche Art ausübt, sowohl wenn die Richtung gewechselt wird als auch wenn gebremst oder beschleunigt wird.
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Ferner ist es durch das Dimensionieren der Länge der ersten und zweiten Sektionen möglich, dass verschiedene Straßenhalteeigenschaften des Reifens auf die am besten passende Art und Weise auf umfänglich gerichtete oder axial gerichtete Scherspannungen zu modellieren, wobei man jeweils dem einen oder dem anderen in Abhängigkeit von der jeweils angedachten Verwendungsart Vorrang geben kann.
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Die vorliegende Erfindung kann in dem oben genannten Gesichtspunkt wenigstens eines der weiter unten beschriebenen bevorzugten Merkmale aufweisen.
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Der Feineinschnitt erstreckt sich vorzugsweise in dem Block in einer Längsrichtung, die parallel zu einer Ebene tangential zu der Laufflächenoberfläche ist, und ist in Bezug auf eine Axialrichtung und eine Umfangsrichtung, die in dem Laufflächenband definiert sind, geneigt.
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Somit kann die Aktion, um die relative Versetzung der Blockabschnitte in der Längsrichtung zu beschränken, wenigstens in Bezug auf eine Komponente von diesen sowohl in Fällen von Scherspannungen in einer Umfangsrichtung aufgrund von zum Beispiel einem abrupten Bremsen und in Fällen von Scherspannungen in einer Axialrichtung aufgrund von zum Beispiel einer plötzlichen Richtungsänderung stattfinden.
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Der Feineinschnitt ist, bevorzugt an dessen entgegengesetzten Längskanten in ein paar Nuten offen, welche den Block begrenzen, sodass er sich durch den Block von Seite zu Seite erstreckt.
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Insbesondere wird bevorzugt, dass die erste Oberfläche in der Längsrichtung in einem zentralen Abschnitt des Feineinschnitts definiert ist, und dass sie zwischen flachen Oberflächen eingefügt ist, die an den entgegengesetzten Längsenden des Feineinschnitts ausgebildet sind.
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Außerdem sind die flachen Oberflächen bevorzugt koplanar mit der zweiten Oberfläche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Feineinschnitt in dem Block in einer Längsrichtung parallel zu einer Ebene tangential zu der Laufflächenoberfläche, wobei die erste Oberfläche eine Reihe konkaver Abschnitte und konvexer Abschnitte aufweist, die jeweils eine jeweilige Spitze haben, wobei der Abstand dieser von einer Referenzoberflächen einschließlich der zweiten Oberfläche progressiv von dem höchsten Punkt zu der mittleren Tiefe abnimmt.
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Für jeden der konkaven Abschnitte und der konvexen Abschnitte ist der Abstand der Spitze von der Referenzebene vorzugsweise bei der mittleren Tiefe null.
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In einer Ausführungsform nimmt für jeden der konkaven Abschnitte und der konvexen Abschnitte der Abstand der Spitze von der Referenzebene linear von oben bis zur mittleren Tiefe ab.
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Dies erleichtert die Tätigkeit des Entfernens des Reifens aus der Form.
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Die konkaven Abschnitte und die konvexen Abschnitte sind vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten der Referenzebene angeordnet.
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Die konkaven Abschnitte und die konvexen Abschnitte sind stärker bevorzugt symmetrisch in Bezug auf die Referenzebene angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mittlere Tiefe von dem oberen Teil im Bereich von ungefähr 1,5 mm bis ungefähr 10 mm beabstandet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mittlere Tiefe von der unteren Seite um zwischen ungefähr 2,5 mm und ungefähr 5 mm beabstandet.
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Die mittlere Tiefe ist bevorzugt von dem unteren Teil um ungefähr 4 mm beabstandet.
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Dies stellt einen optimalen Kompromiss zwischen den Straßenhalteeigenschaften der ersten Oberfläche mit einem gewellten Profil und den Längserstreckungs-Beschränkungseigenschaften der zweiten Oberfläche mit einem im wesentlichen geraden Profil dar.
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Der Feineinschnitt erstreckt sich bevorzugt in dem Block in einer Längsrichtung, und die erste Oberfläche erstreckt sich in der Längsrichtung über einen Abstand von zwischen ungefähr 50% und ungefähr 100% der gesamten Längserstreckung des Feineinschnitts.
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Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der sich anschließenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dieser klar werden, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wurde, die lediglich als nicht beschränkendes Beispiel gedacht sind und bei denen:
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1 eine diadramatische perspektivische Vorderansicht eines wesentlichen Abschnitts eines Winterreifens nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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2 eine Diagrammansicht mit einem vergrößerten Maßstab und in Perspektive eines Blockabschnitts des Reifens der 1 mit einem Feineinschnitt ist,
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3 eine Ansicht in einem vergrößerten Maßstab und in Perspektive eines Blockabschnitts der 2 ist,
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4 eine Draufsicht in einem vergrößerten Maßstab eines Blockabschnitts mit einem Feineinschnitt ist, der erhalten ist gemäß einer Variante der Ausführungsform des Reifens der 1 und gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme anfänglich auf 1 bis 3 wird ein Reifen nicht gemäß der vorliegenden Erfindung durch 1 bezeichnet.
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Reifen 1 weist vorzugsweise eine Karkassenstruktur, die in einer ringförmigen Art um eine Achse Z vorgesehen ist, eine Gürtelstruktur, die an einer radial äußeren Position in Bezug auf die Karkassenstruktur vorgesehen ist, und ein Laufflächenband 2 auf, dass in einer radial externen Position in Bezug auf die Gürtelstruktur vorgesehen ist und auf der eine Laufflächenoberfläche 3, die als die radial externe Oberfläche des Laufflächenbandes 2 definiert ist, ausgebildet ist, wobei diese Oberfläche dazu ausgestaltet ist, in Kontakt mit einer Straßenoberfläche zu gelangen, auf welcher der Reifen 1 rollen soll.
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Das Laufflächenband 2 ist mit mehreren Nuten versehen, die alle generisch durch 4 bezeichnet werden, die mehrere Blöcke 5 begrenzen, die nacheinander in einer Umfangsrichtung Y des Laufflächenbands 2 vorgesehen sind.
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Einer oder mehrere Feineinschnitte 6 sind auf jedem Block 5 vorgesehen und erstrecken sich in einer Längsrichtung X, die in der bevorzugten Ausführungsform, die hier beschrieben wurde, sowohl in Bezug auf die Axialrichtung Z als auch die Umfangsrichtung Y wie definiert geneigt ist.
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Zu bemerken ist, dass alternative Ausführungsformen, in denen die Form der Blöcke 5 und die Anordnung der Feineinschnitte 6 verschieden auf dem Laufflächenband ausgestaltet sind, um besondere Betriebszustände zu erfüllen, durch den Fachmann leicht erzielt werden können.
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Jeder Feinabschnitt 6 ist an dessen entgegengesetzten Längsenden 6a, 6b zu einem Paar Nuten 4 hin offen, die den Block 5 begrenzen, sodass sie sich durch den Block von Seite zu Seite erstrecken.
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Jeder Feineinschnitt 6 erstreckt sich ferner zwischen einem oberen Teil 7 des Feineinschnitts, der zu der Laufflächenoberfläche 3 hin offen ist, und einem unteren Teil 8 des Feineinschnittes radial innerhalb des Laufflächenbands 2 und definiert einen ersten und einen zweiten Blockabschnitt, die jeweils durch 9 und 10 bezeichnet sind, die voneinander durch den Feineinschnitt 6 getrennt sind und mit einem Abstand beabstandet sind, der im Wesentlichen konstant entlang des Verlaufs des Feineinschnitts 6 ist.
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Jeder Blockabschnitt 9, 10 weist insbesondere eine erste Oberfläche 11, die dem anderen Blockabschnitt gegenüberliegt und sich von dem oberen Teil 7 zu einer mittleren Tiefe P erstreckt, die in dem Feineinschnitt 6 zwischen dem oberen Teil 7 und dem unteren Teil 8 definiert ist, und eine zweite Oberfläche 12 auf, die auch dem anderen Blockabschnitt gegenüberliegt, die mit der ersten Oberfläche 11 verbunden ist und sich von der mittleren Tiefe P zum unteren Teil 8 des Feineinschnitts 6 erstreckt.
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Die zweite Oberfläche 12 ist im Wesentlichen flach und hat ein im Wesentlichen gerades Profil.
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Im Gegensatz dazu hat die erste Oberfläche 11 ein gewelltes Profil und weist eine Folge konkaver Abschnitte 13 und konvexer Abschnitte 14 auf, die symmetrisch an entgegengesetzten Seiten in Bezug auf eine Referenzebene A angeordnet sind, welche die zweite Oberfläche 11 enthält, welche vorzugsweise mit einer Radialebene des Reifens 1 zusammenfällt.
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Ein jeweiliger Scheitel 13a, 14a ist auf jedem konkaven Abschnitt 13 und konvexen Abschnitt 14 definiert, deren Abstand von der Referenzebene A linear von dem oberen Teil 7 zur mittleren Tiefe P hin progressiv abnimmt, wo dieser Abstand null wird.
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Die konkaven Abschnitte 13 und die konvexen Abschnitte 14 sind so ausgestaltet, dass, wenn die erste Oberfläche 11 durch eine beliebige Ebene geschnitten wird, die auf diese auftrifft, eine im Wesentlichen sinusförmige Linie erhalten wird.
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Aufgrund des progressiven Annäherns der konkaven und konvexen Abschnitte zu der Referenzebene A haben die sinusförmigen Wellen, die bei verschiedenen Abständen von dem oberen Teil 7 erhalten worden, die gleiche Wellenlänge, aber eine zunehmend geringere Amplitude, wenn sie sich an die mittlere Tiefe P annähern, wo die sinusförmigen Wellen ähnlich zu einer geraden Linie werden.
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Die höchste Amplitude der sinusförmigen Welle wird an dem oberen Teil 7 des Feineinschnitts erhalten, wo der Abstand der Scheitel 13a und 14a von der Referenzebene A im Bereich von ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2 mm liegt, wobei er vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 1,5 mm liegt.
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Die mittlere Tiefe P ist vorzugsweise von dem oberen Teil 7 um ungefähr 1,5 mm und ungefähr 10 mm beabstandet und von dem unteren Teil 8 um ungefähr 2,5 mm und ungefähr 5 mm. Die mittlere Tiefe P ist stärker bevorzugt von dem oberen Teil 7 um ungefähr 2 mm und ungefähr 6 mm beabstandet und von dem unteren Teil 8 um ungefähr 4 mm. Die erste Oberfläche 11 erstreckt sich in der Längsrichtung X über einen Abstand von im Bereich von ungefähr 50% bis ungefähr 100% der gesamten Längserstreckung des Feineinschnitts 6, wobei ein etwaiger verbleibender Teil von dessen Erstreckung gleich zwischen den flachen Oberflächen 16 und 17 aufgeteilt ist.
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Die erste Oberfläche 11 ist vorzugsweise in einem zentralen Bereich des Feineinschnitts 6 definiert und ist zwischen flache Oberflächen 16, 17 eingefügt, die an den entgegengesetzten Längsenden 6a, 6b des Feineinschnittes 6 koplanar zur zweiten Oberfläche 12 ausgebildet sind.
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4 zeigt eine Variante des Reifens 1, die insgesamt durch 100 bezeichnet wird, in einer Diagrammform, die gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert wurde.
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Details, die ähnlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform sind, werden durch das gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
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Der Reifen 100 unterscheidet sich von dem Reifen 1 als ein Ergebnis der verschiedenen Formen des wellenförmigen Profils des Feineinschnittes, welcher in diesem Fall durch 106 bezeichnet ist.
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Der Feineinschnitt 106 unterscheidet sich von dem Feineinschnitt 6 dahingehend, dass die erste Oberfläche 11, wenn die erste Oberfläche 11 durch eine beliebige Ebene geschnitten wird, die auf diese eintrifft, eine vieleckige Kette in der Form einer Zickzacklinie definiert, die klar in der Draufsicht der 4 gesehen werden kann, bei der das Profil der Oberfläche 11 durch die Laufflächenoberfläche 3 geschnitten wird.
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Die erste Oberfläche 11 ist so ausgestaltet, dass die vieleckige Kette in der Form eine Zickzacklinie eine sich abwechselnde Folge von ersten und zweiten geraden Sektionen aufweist, die jeweils durch 101 und 102 bezeichnet werden, die miteinander so verbunden sind, dass die vieleckige Kette abgerundete Spitzen aufweist.
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Die ersten und zweiten geraden Abschnitte 101, 102 erstrecken sich fast parallel zur Axialrichtung Z und der Umfangsrichtung Y, die in dem Reifen definiert sind. Außerdem haben alle erste Sektionen 101 eine im Wesentlichen konstante Erstreckung, zum Beispiel im Bereich von ungefähr 1,5 mm und ungefähr 10 mm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 2 mm und ungefähr 6 mm, genauso wie alle zweiten Sektionen 102. Somit kann sich der Feineinschnitt 6 in einer geraden Längsrichtung X erstrecken, die um ungefähr 45° in Bezug auf die Umfangsrichtung Y und die Axialrichtung Z geneigt ist. Durch das Verändern des Verhältnisses zwischen den Erstreckungen der ersten und zweiten Sektionen 101, 102 auf eine verschiedene Art werden Feineinschnitte erhalten, die sich in Längsrichtungen mit verschiedenen Graden an Neigung in Bezug auf die Axialrichtung Z und die Umfangsrichtung Y erstrecken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2003-118322 [0007]
- US 2010/084062 [0007]
- US 2010/0218867 [0007]
