DE3109733A1

DE3109733A1 - Reifen-laufstreifen

Info

Publication number: DE3109733A1
Application number: DE19813109733
Authority: DE
Inventors: Michael Charles Whittington Staffordshire Clatworthy; William Paul Stephen Birmingham West Midlands Mack; Douglas James Walmley Sutton Coldfield West Midlands Major
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1981-12-24
Also published as: FI66792C; JPH0214205B2; SE445195B; SE8101517L; FR2477983A1; JPS56146406A; LU83217A1; NL8101092A; FR2477983B1; AU6830181A; ZA811396B; FI66792B; FI810718L; IT1139004B; AU535226B2; US4416316A; IT8120251A0; BE887949A

Description

Die Erfindung betrifft Reifen-Lauf streif en und Reifen.

Bekannterweise erzeugen Reifen beim Lauf auf einer befestigten Oberfläche ein Geräusch und es wird versucht, dieses Geräusch so gering wie möglich zu halten durch ungleichmäßige Verteilung der Schrittlänge des Laufstreifen-Profilmusters längs des Umfangs des Laufstreifens und normalerweise auch dadurch, daß das Laufstreifenprofil selbst so ausgelegt wird, daß es so geräuschlos wie möglich abläuft.

Normalerweise werden Fahrzeuge mit einem auf eine Felge aufgezogenen Reservereifen versehen, der dann gegen den normal verwendeten Reifen ausgetauscht wird, wenn dieser einen Reifenschaden erlitten hat, drucklos oder sonst beschädigt wird, so daß ein Ersatz nötig ist. Das Mitführen eines Ersatzrades mit Reifen bringt die Nachteile mit sich, daß Kapital in das Ersatzrad investiert werden muß, daß das Fahrzeug zusätzlich belastet wird, wodurch der Brennstoffverbrauch ansteigt, und daß die mögliche Zuladung verringert wird. Diese Nachteile können durch einen Ersatzreifen verringert werden, der ein leichteres und/oder billigeres Rad und einen Reifen besitzt, der schmäler ist als die normal verwendeten Reifen und/oder einen billigeren Aufbau besitzt. Dadurch ergibt sich üblicherweise ein Ersatzrad und ein Ersatzreifen mit geringerer sicherer Nutzdauer, wenn auch die Tragfähigkeit und die Höchstgeschwindigkeit im allgemeinen gleich den Werten der normal aufgezogenen Rad/Reifenanordnung gehalten werden müssen. Deshalb soll ein solches Ersatzrad nur so lange im Einsatz bleiben, wie es unbedingt nötig ist, d.h. bis der beschädigte Reifen repariert und wieder zur Verwendung an dem Fahrzeug zurückgegeben ist. Zu diesem Zweck wird durch die vorliegende Erfindung eine Ausbildung eines Reifenlaufstreifens und ein Reifen mit einem solchen Laufstreifen zur Verwendung als zeitweiliger Ersatzreifen geschaffen, der bei seinem Einsatz eine im wesentlichen kontinuierliche und sicher erkennbare Warnung, vorzugsweise ein Warngeräusch, für den Fahrer während der Bewegung des Fahrzeugs erzeugt, so daß dieser wahrnimmt, daß der nur zeitweilig einzusetzende Ersatzreifen angebracht ist.

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Ein erfindungsgemäßer Reifenlaufstreifen besitzt gegeneinander in Umfangsrichtung versetzte erste und zweite Umfangsteile, die jeweils mindestens eine in Urafangsrichtung kontinuierliche Länge enthalten, welche sich in Umfangsrichtung um mindestens 1/6 des Gesamtumfangs des Laufstreifens erstreckt und wobei jedes Teil mit einem regelmäßigen Laufstreifenprofilmuster ausgebildet ist, das jeweils eine erste Profilmusterschrittlänge im ersten Teil und eine zweite Profilmusterschrittlänge im zweiten Teil besitzt.

Die Gesamtumfangslangen des ersten und des zweiten Umfangsteils sind vorzugsweise im wesentlichen die Hälfte des Gesamtumfangs des Laufstreifens .

Das erste und das zweite Umfangsteil können jeweils in Umfangsrichtung in zwei (oder drei) im wesentlichen gleich lange Sektoren unterteilt sein, wobei die Sektoren des ersten Teils um den Laufstreifen mit Sektoren des zweiten Teils abwechseln, wodurch der Laufstreifen aus Quadranten (oder Sextanten, d.h. Sektoren mit 60 Zentrumswinkel) mit einem Profilmuster der ersten Schrittlänge gebildet werden, die sich längs des Laufstreifens mit Quadranten (oder Sextanten) mit Profilmuster der zweiten Schrittlänge abwechseln.

Die erste Profilmusterschrittlänge ist vorzugsweise im wesentlichen doppelt so lang wie die zweite Schrittlänge, um jeweils Töne oder Geräusche zu erzeugen, deren Grundfrequenzen sich im wesentlichen um eine Oktave unterscheiden.

Der Laufstreifeu kann weiter ein drittes Umfangsteil enthalten, das mindestens eine in Umfangsrichtung kontinuierliche Länge umfaßt, die sich in Umfangsrichtung um mindestens 1/6 des Gesamtumfangs des Laufstreifens erstreckt und mit einem regelmäßigen I.aufstreifen-Profilmuster mit einer dritten Schrittlänge versehen ist, wobei die erste, die zweite und die dritte Schrittlänge sich gegeneinander wesentlich unterscheiden.

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Das Laufst.reifenprofiümustcr ist vorzugsweise im wesentlichen um den gesamten Laufstreifenumfang gleich ausgelegt mit im wesentlichen identischen Querabmessungen bei den Teilen mit verschiedener Schrittlänge, wobei jedoch die Umfangsabmessungen in jedem Schritt proportional zur Umfangsschrittlänge sind.

Das Laufstreifen-Profilmuster ist vorzugsweise so ausgelegt, daß im Gebrauch ein Reifenton oder -geräusch mit im wesentlichen sinusförmiger Wellenform erzeugt wird, um dadurch die akustische Energie auf eine jeweilige Einzelfrequenz zu konzentrieren, wenn ein bestimmter Umfangsteil mit der Oberfläche in Berührung ist, auf dem das damit ausgerüstete Fahrzeug fährt,und um dadurch die Amplitude der erzeugten Töne oder Geräusche so groß wie möglich zu halten. Das Laufstreifenmuster ist im einzelnen vorzugsweise so ausgelegt, daß das Verhältnis der Flächen der Laufstreifenanteile, die normalerweise die Straßenfläche berühren, zu den Flächen der die Straßenfläche nicht berührenden Anteile des Laufstreifenprofilmusters sich in Umfangsrichtang des Laufstreifens von einem Ende der Profilmusterschrittlänge zum anderen in im wesentlichen sinusföx-miger Weise ändert ,und die die Straßenfläche berührenden Abschnitte des Laufstreifenprofilmusters können so geformt sein, daß ihre Kanten im wesentlichen rechtwinklig zur Umfangsrichtung des Laufstreifens angeordnet sind, um das plötzliche Auftreffen eines Laufstreifensteges auf die Straße beim Abrollen des Reifens so groß wie möglich zu machen. Das Laufstreifenmuster kann zur Umfangsmittenlinie des Laufstreifens eine seitliche Symmetrie besitzen.

Der erfindungsgemäße Laufstreifen kann ein Ersatz-Laufstreifenband für einen Radialkarkassreifen mit ersetzbarem Laufstreifen sein und in diesem Fall enthält das Laufstreifenband vorzugsweise einen unter dem Laufstreifen befindlichen Gürtel. Alternativ kann der Laufstreifen auch ein fertig profiliertes und vorvulkanisiertes oder teilweise vorvulkanisiertes Laufstreifenband zum Aufbringen auf eine abgeschliffene und aufgerauhte Reifenkarkasse zum Runderneuern sein, so daß ein runderneuerter Ri-ifpn entsteht.

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Durch die Erfindung wird auch ein Reifen mit einem Laufstreifen der genannten Art geschaffen. Dieser Reifen kann ein Luftreifen des Radiaityps mit einer Radiallagenkarkasse und einem unter dem Laufstreifen befindlichen Verstärkungsgürtel sein, und der Laufstreifen kann beim Formen und Vulkanisieren während des Reifenaufbaus ausgebildet sein. Alternativ kann der Reifen ein Diagonal- oder Kreuzlagenreifen oder ein Schräggürtelreifen sein. Weiter kann der Reifen auch ein massiver Vollgummireifen sein. Ferner besteht die Möglichkeit, den Laufstreifen in einen Reifen aufzunehmen, in welchem der Laufstreifenabschnitt durch unter Spannung stehende oder komprimierte Seitenwände abgestützt wird, so daß ein derartiger Reifen für den Norraalbetrieb nicht aufgepumpt werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Reifens, in

Achsenrichtung gesehen,

Fig. 2 , eine Ansicht des Reifens nach Fig. 1 in Richtung des Pfeils II gesehen, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abwicklung der

Reifenfläche, wobei zwei Abschnitte mit unterschiedlicher Schrittlänge gezeigt sind,-

Der Reifen 10 in Fig. 1 besitzt eine übliche Karkasse (beispielsweise eine Radiallagen- oder Diagonallagen-Karkasse) mit Seitenwänden 12 und Wülsten 14 (nur eine Seitenwand 12 und nur ein Wulst 14 ist gezeigt). Eine Kante des LaufStreifens 16 ist in Fig. 1 zu sehen, und wie gezeigt besitzt der Laufstreifen ein regelmäßiges Profilmuster (das in Fig. 2 besser zu sehen ist). Dieses Profilmuster besitzt einen relativ langen Wiederholschritt in einem ersten Umfangsteil, das durch die obere Hälfte des RciOnumfangs in Fig. 1 dargestellt wird, und besitzt einen relativ kiii/ΛΜΐ Wi oderhol im jj;js chri Lt längs eines zweiten llinfangsteiis, der in Fig. 1 durch die untere Hai f ro dot? Laufs trei fenumfangs gebildet wird.

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— Q —

Der lange Wiedcrholungs- oder Musterschritt besitzt die doppelte Länge des kürzeren Wiederholungsschritts. Das regelmäßige Laufstreif enprofilmuster und die unterschiedlichen Schrittlängen sind in Fig. 2 im einzelnen dargestellt.

Eine Schrittmusterlänge des Laufstreifen-Profilmusters mit jeweils einer der beiden Schrittlängen ist im vergrößerten Maßstab in Fig. 3 dargestellt. Im oberen Teil der Fig. 3 ist das Profilmuster mit kurzer Schrittlänge gezeigt, während im unteren Teil das Profilmuster mit größerer Schrittlänge gezeigt ist. Das Profilmuster kann so zusammengefaßt werden, daß eine Mittelreihe aus Profilblöcken 20 mit zentralen Einschnitten 22 und zwei seitliche Reihen von schräg liegenden ¹¹U"-förmigen Profilblöcken vorhanden sind, die zur Mittellinie 18 hin offen sind. Fig. 3 zeigt, daß die Querabmessungen des Profilmusters bei beiden Schrittlängen identisch sind, während die Umfangsabmessungen des Profilmusters sich mit einem konstanten Faktor 2:1 unterscheiden, d.h. die Umfangsabmessungen des Profilmusters bei einer bestimmten Schrittlänge sind proportional zur Umfangslänge des Schrittes. Das Profilmuster besitzt eine Seitensymmetrie zur Umfangsmittenlinie 18 des LaufStreifens 16, und das Muster ist so ausgelegt, daß ein Geräusch mit im wesentlichen sinusförmiger Wellenform bei Benutzung erzeugt wird, um die Schallenergie auf eine jeweilige Einzelfrequenz bei der kurzen und der langen Schrittlänge zu konzentrieren und dadurch die jeweilige Amplitude des erzeugten Geräusches so groß wie möglich zu machen.

Eine genauere Untersuchung eines Schrittes der jeweiligen Muster in Fig. 3 zeigt, daß, wenn in Umfangsrichtung von einem Ende des Schrittes zum anderen betrachtet wird (d.h. in Fig. 3 in Vertikalrichtung) bei jedem beliebigen Querschnitt des Laufstreifens das Verhältnis der Fläche der Straßenberührungsabsehnitte (Laufstreifen-"Plateaus") zur Fläche der die Straße nicht berührenden Laufstreifen-Abschnitte zwischen den Laufstreifen-Plateaus (Laufstreifen-"Tal") im wesentlichen eine Sinusfunktion des Abstands-Brucliteils des jeweiligen Schnittes, gemessen in Schrittri r.htung, ist. Diese in Umfangsrichtung stattfindende Veränderung dc>; Verhältnis "Plateau" zu "Tal" bewirkt einen sich sinusförmig

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ändernden Straßenberührungs- oder Aufstandsbereich und damit eine gleichlaufende Änderung des Auftreffens der Kanten der "Laufstreifen-Plateaus" auf der Straße bei der Drehung des Reifens, das die Hauptquelle des Reifengeräusches bei Blockprofil-Laufstreifen darstellt. Die mittlere Reihe aus Laufstreifenblöcken 20 besitzt in der jeweiligen Mitte rechtwinklige Taschen oder Einschnitte 22, um die Erzeugung eines Geräusches mit einer Grundfrequenz proportional zur Laufstreifen-Schrittlänge zu erhöhen, wenn diese Blöcke 20 eine befestigte Straßenfläche während der Drehung des Reifens 10 berühren.

Das in Fig. 3 dargestellte Profilmuster dient nur als Beispiel eines Musters, das mit den angegebenen Prinzipien der Erzeugung von sinusförmigen Geräuschen übereinstimmt, und es können von Reifen-Profildesignern zahlreiche andere Profilmuster entworfen werden, die diesen Prinzipien entsprechen.

Im Gebrauch wird der dargestellte Reifen 10 als zeitweiliger Ersatzreifen dienen, wenn er auf eine (nicht gezeigte) Felge aufgezogen ist, und dabei erzeugt er ein erkennbares, aus zwei Tönen bestehendes hörbares Warnsignal bei der Bewegung des Fahrzeuges, da das Laufstreifenprofilmuster in jeder Hälfte des Laufstreifenumfangs jeweils einen erkennbaren und unterscheidbaren Ton beim Auftreffen auf die Straßenflache, auf der das Fahrzeug sich bewegt, erzeugt. Die Frequenz der beiden Töne ändert sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, besitzt jedoch immer einen Abstand von einer Oktave. Es ist anzunehmen, daß ein aus zwei Tönen bestehendes hörbares Warnsignal besonders bemerkbar ist, und zwar speziell in einer geräuschvollen Umgebung.

Dieser beschriebene Ersatzreifen für zeitweiligen Einsatz kann bei Fahrzeugen jeder Größe und jedes Gewichts eingesetzt werden, das mehrere Räder besitzt. Beispielsweise kann die Erfindung an zwei- und dreirädrigen Motorrädern, drei— und vierrädrigen Personenwagen, Lastwagen und Lieferwagen benutzt werden, und bei größeren Passagier— und/oder Lnstkr.'iCLwagrvn, mit vier oder mehr Rädern.

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Es sind eine Vielzahl von Abwandlungen und Veränderungen der beschriebenen Ausführung möglich. Beispielsweise können die Umfangslängen der mit unterschiedlichen Profilschrittlängen versehenen Teile ungleich ausgeführt werden, und/oder der Umfang kann in mehr als zwei Teile unterteilt werden (jedoch vorzugsweise in eine geradzahlige Teilzahl). Falls es sich um große Reifen, wie z.B. Lastwagenreifen handelt, kann der Laufstreifenumfang in vier oder sechs Teile, d.h. in Quadranten bzw. Sextanten unterteilt werden, wobei das Laufstreifenprofilmuster mit kurzem Schritt mit solchen mit langem Schritt in aufeinanderfolgenden Quadranten oder Sextanten abwechselt. Dadurch werden die zwei Warnsignaltöne zwei-oder dreimal pro Umdrehung des Reifens abgegeben, und diese doppelte oder dreifache Wiederholungsrate der Töne gleicht die niedrigere Drehgeschwindigkeit der großen Reifen bei einer bestimmten Straßengeschwindigkeit des Fahrzeugs aus, um eine Tonwiederholungsrate zu ergeben, die näher an der bei dan Personenwagenreifen mit relativ kleinem Durchmesser liegt, wie er in der Zeichnung dargestellt ist. Das Schrittlängenverhältnis braucht nicht notwendigerweise genau 2:1 zu sein, sondern kann größer oder geringer sein, entsprechend den gewünschten Tonfrequenzen. Es kann auch ein anderes als das dargestellte Profilmuster verwendet werden, falls es im Gebrauch ein geeignetes; Geräusch erzeugt.

Als weitere Abwandlung kann der Laufstreifen in Umfangsrichtung in drei (oder sechs) Teile von jeweils gleicher oder ungleicher Länge unterteilt werden, und es können drei untereinander verschiedene Profilmuster-Schrittlängen benutzt werden, so daß sich ein aus drei Tönen bestehendes Warnsignal ergibt. Die bevorzugte obere Grenze der Anzahl von unterschiedlichen Profilmuster-Schrittlängen und damit erzeugten Tönen ist drei.

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- jfZ-

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Claims

FUROPEAN PAItNT ATlORNrVS MANlTZ, FINSTERWALD & QRÄMKOW Dunlop Limited Dunlop House Ryder Street St. James's London S.W.1 England DEUTSCHE PATENTANWÄLTE DR GEHHART MANITZ DIPL-PHYS MANFRED FINSTERWALD DlPL ING . OIPL -WiRTSCH -ING WtRNER GRAMKOW DiPL -ing DR. HELIANE HEYN ■ dipl.-CHEM HANNS-JÖRG ROTERMUND · dipl -PHYS BHlTlSH CHARTERED PATENT AGENT JAMES G. MORGAN" B SC (PHYS) D M s ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES 1.01TICF. EUROPfEN OES BREVETS München, den 13.3.1981 P/3/SL - D 2482 Reifen-Laufstreifen Patentansprüche

1.J Reifen-Laufstreifen, dadurch gekennzeichnet , daß ^- J .

—<* in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte erste und zweite Umfangsteile vorgesehen sind, die jeweils mindestens eine in Umfangsrichtung fortlaufende Länge umfassen, die sich in Umfangsrichtung um mindestens 1/6 des Gesamtumfangs des LaufStreifens (16) erstreckt und daß jedes Teil aus einem regelmäßigen Laufstreifenprofilmuster gebildet ist, das jeweils im ersten Teil eine erste Profilmusterschrittlänge und im zweiten Teil eine zweite Profilmusterschrittlänge besitzt (Fig. 3).

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V-ANiI/ LNS'lHWAin HIYN Mt ViCAN BUW MUHCHLN ΐί l«im.ni KOCH-SIHASSC1-TPl (009)224<;U IUUX(V,/: Wi'-MKOVV Ht)H liMU'-H) .-U(IOHIUIKiAMrWiOAfJCZ¹NKMATT) SLHBEnGSTR ?3,V5 TEI (O.Mlj'^/'\B1

2. Laufstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtumfangslänge des ersten und des zweiten Umfangsteils jeweils im wesentlichen, die Hälfte des Gesamtumfangs des Laufstreifens (16) umfaßt (Fig. 1,2).

3. Laufstreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Umfangsteil jeweils einzeln in ümfangsrichtung in zwei im wesentlichen gleich lange Sektoren unterteilt ist, daß Sektoren des ersten Teils längs des Laufstreifens mit Sektoren des zweiten Teils abwechseln, wodurch der Laufstreifen (16) aus Quadranten des Laufstreifenmusters mit erster Schrittlänge aufeinanderfolgend mit Quadranten des Laufstreifenmusters mit zweiter Schrittlänge in Umfangsrichtung abwechselnd gebildet ist.

4. Laufstreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jedes erste und zweite Umfangsteil einzeln in Ümfangsrichtung in drei im wesentlichen gleich lange Sektoren unterteilt ist, und daß Sektoren des ersten Teils um den Laufstreifen mit Sektoren des zweiten Teils abwechseln, wodurch der Laufstreifen (16) aus im wesentlichen 60 überspannenden Segmenten mit dem Laufstreifenmuster mit erster Schrittlänge abwechselnd in Laufstreifenrichtung mit im wesentlichen 60 überspannenden Seg
der zweiten Schrittlänge gebildet ist.

im wesentlichen 60 überspannenden Segmenten mit Laufstreifenmuster

5. Laufstreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Schrittlänge im wesentlichen doppelt so lang wie die zweite Schrittlänge ist (Fig. 3), so daß beim Lauf jeweils Töne oder Geräusche erzeugt werden, deren Grundfrequenzen sich im wesentlichen um eine Oktave unterscheiden.

6. Laufstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß pin drittes Umfangsteil vorgesehen ist, welches mindestens eine in Umfang«richtung kontinuierliche Länge enthält, die sich in Umfangsrifhtung um mindestens 1/6 des Gesamtumfangs des Laufstreifens (16) erstreckt und mit einem regelmäßigen Laufstreifenprofilmuster mit einer dritten Muster-Schrittlänge versehen ist und daß die erste,

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zweite und dritte Schrittlänge gegeneinander wesentlich unterschiedlich sind.

7. Laufstreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Laufstreifenprofilmuster um den Gesamtumfang des Laufstreifens (16) im wesentlichen gleich ist mit im wesentlichen identischen Querabmessungen von Schrittlänge zu Schrittlänge, daß jedoch die Umfangsabmessungen innerhalb jedes Schrittes proportional zur Umfangslänge des Schrittes sind (Fig. 3).

8. Laufstreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Laufstreifenprofilmuster (Fig. 3) so ausgelegt ist, daß im Gebrauch ein Reifenton oder -geräusch mit im wesentlichen sinusförmiger Wellenform entsteht, um die akustische Energie auf eine jeweilige einzige Frequenz zu konzentrieren, wenn ein bestimmtes Umfangsteil sich in Berührung mit der Straßenfläche befindet, auf der das mit dem Laufstreifen bestückte Fahrzeug fährt, und um dadurch die Amplitude der erzeugten Töne oder Geräusche so groß wie möglich zu machen.

9. Laufstreifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Laufstreifenprofil (Fig. 3) so ausgelegt ist, daß das Flächenverhältnis der normalerweise die Straßenfläche berührenden Abschnitte zu den die Straßenfläche nicht berührenden Abschnitten des LaufStreifenprofils sich in Umfangsrichtung des Laufstreifens von einem Ende zum anderen eines Laufstreifenschrittes in im wesentlichen sinusförmiger Waise ändert.

10. Laufstreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die die Straßenfläche berührenden Abschnitte des Laufstreifenprofilmusters (Fig. 3) mit im wesentlichen rechtwinklig zur Umfangsrichtung verlaufenden Kanten ausgebildetsind, um beim Abrollen des Reifens (10) an der Straßenfläche den Aufprall der die Straßenfläche berührenden Abschnitte so groß wie möglich zu gestalten.

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11. Laufstreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Laufstreifenprofil in Querrichtung zur Mittenumfangslinie des Laufstreifens symmetrisch gestaltet ist (Fig. 3).

12. Verwendung eines Laufstreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in einem Reifen, vorzugsweise einem Luftreifen des an sich bekannten Radiallagen- oder Kreuzlagen-Typs.

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