DE4000339C2 - Luftreifen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit verbessertem Griff­ verhalten auf verschneiten Straßen.

Zur Verbesserung des Griffverhaltens von Winterreifen auf verschneiten Straßen, z. B. der Traktion und der Spurhaltung wurden bekannterweise viele Maßnahmen ergriffen. So wurden z. B. die Laufflächenblöcke in be­ stimmter Weise ausgestaltet, es wurden in den Laufflächenelementen mit verschiedenartigen Formen und Größen Lamellenschnitte vorgesehen usw. Diese Maßnahmen wurden in erster Linie auf die Auslegung der Laufflä­ che ausgelegt, d. h. es wurde die Laufflächenstruktur an der Bodenauf­ standsfläche gestaltet. Es ist jedoch weiterhin das Verhalten von solchen Reifen auf verschneiten Straßen noch nicht vollständig zufriedenstellend.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß die Laufflä­ chenkante(-schulter) und der in Bezug auf die Reifendrehachse radial äußerste Teil der Reifenseitenwand beim Fahren auf verschneiter Straße Berührung mit der Seitenwand der Reifenspur bekommt, insbesondere wenn die Straße mit gespurtem Schnee bedeckt ist.

Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Luftreifen mit einer Lauf­ fläche, die mindestens zwei Schulterblockreihen aufweist, deren Einzel­ blöcke durch Umfangsnuten und Quernuten gebildet werden.

Ein solcher Luftreifen ist aus der deutschen Patentschrift DE 34 42 300 C2 bekannt. Die Ausgestaltung dieses bekannten Reifens dient dazu, die Griffigkeit in weichen Böden zu erhöhen. Dies soll dadurch erreicht wer­ den, daß in den Schulterblöcken fingerartige Vertiefungen vorhanden sind. Als Winterreifen ist dieser bekannte Reifen jedoch nicht geeignet.

Die GB 1 602 723 betrifft einen Ralleyreifen, dem die Aufgabe zugrunde­ liegt, das Griffverhalten auf verschneiten Straßen zu erhöhen. Dies wird dadurch gelöst, daß die Breite des Laufstreifens abschnittweise verringert ist.

Druckschrift AT 163 051 liegt gegenüber den beiden zuvor genannten Druckschriften weiter ab. Insbesondere ist die Lauffläche bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Reifen nicht durch Längs- und Quernuten in Blöcke aufgeteilt.

Die DE 16 05 649 A stimmt weitgehend mit der AT 163 051 überein. Auch hier sind keine Schulterblöcke vorhanden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen der eingangs genannten Art anzugeben, der ein verbessertes Griffverhalten auf verschneiten Straßen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 in Draufsicht den Laufflächenbereich eines erfindungsgemä­ ßen Kraftfahrzeugreifens,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Laufstreifen nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Schulterblocks einer Lauffläche nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Schulterblock aus Fig. 3,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem relativen Bremsweg und dem Radialabstand L von der Rei­ fenmittenebene bis zur Vertiefung an der Laufstreifenfläche,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem relativen Bremsweg und der Länge 12 des Fortsatzes,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Fersen- und Zehenverschleiß und dem erwähnten Axialab­ stand L, und

Fig. 8 und 9 perspektivische Darstellungen anderer Ausführungen der vorliegenden Erfindung.

Nach den Fig. 1 bis 4 besitzt ein Luftreifen 1 einen Laufflächenabschnitt 2 und zwei Seitenwandabschnitte, die sich in Bezug auf die Reifendrehachse radial von der jeweiligen Laufflächenkante oder -schulter zu einem (nicht dargestellten) Wulstabschnitt erstrecken, und der Reifen ist gemäß Fig. 1 mit einer Blockstruktur im Laufflächenabschnitt versehen.

Der Laufflächenabschnitt ist mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Hauptnuten G2 an beiden Seiten der Reifenmittenebene CO versehen und mit Quernuten K, die sich von den Hauptnuten G2 zu den Laufflächen­ kanten T erstrecken und an dem in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial äußeren Ende der Lauffläche an der Seitenwandfläche 3 münden, so dass in jedem Schulterbereich eine Reihe US von sich in Umfangsrich­ tung des Reifens längs der Laufflächenkante T erstreckenden Schulterblö­ cken BS gebildet wird.

Weiter sind in dem Laufflächenabschnitt dieser Ausführung zwischen den erwähnten Hauptnuten G2 weitere sich in Umfangsrichtung erstreckende Hauptnuten G1 und Quernuten so gebildet, dass eine Reihe UC von Zent­ ralblöcken BC gebildet wird, die an der Reifenmittenebene der Lauffläche oder an der Äquatorlinie CO angeordnet sind, und eine Reihe UM von Mittelblöcken BM, die wiederum in Umfangsrichtung zwischen der Zent­ ralblockreihe UC und der jeweiligen Schulterblockreihe US angeordnet ist.

Die Anzahl der Blöcke in jeder Reihe UC, UM, US liegt vorzugsweise im Bereich von 25 und 60.

Weiter ist die Gliederung der Lauffläche durch die erwähnten Blöcke BC, BM und BS so ausgelegt, dass die Gesamtfläche SA der Oberflächen der Blöcke BC, BM und BS zwischen 45% und 75% der Flächengröße S der Laufstreifenfläche beträgt, in Projektionsgröße, d. h. als glatte Fläche gerechnet. Wenn der Anteil SA/S mehr als 75% beträgt, wird zwar das Verschleißverhalten verbessert, jedoch das Traktions- oder Zugverhalten verschlechtert. Wenn andererseits der Anteil SA/S unter 45% liegt, wird der Verschleißwiderstand weit herabgesetzt.

Die Kanten S1 und S2 jedes Blocks BC, BM und BS, insbesondere die jeweiligen Seitenkanten S2 sind, wie in Fig. 1 gezeigt, zick-zack-förmig oder gestuft ausgebildet, so dass der Eingriff der Einzelblöcke mit auf der Straße befindlichem Schnee und Eis wirksam verbessert wird.

Die Lauffläche ist mit Einschnitten oder Vertiefungen 10 (Fig. 2 bis 4) versehen und jede Seitenwandfläche 3 enthält Fortsätze 11, die mit Ein­ schnitten oder Vertiefungen in Zusammenhang stehen, so dass jeweils ein aus einer Vertiefung und einem Fortsatz gebildetes Paar ein Greifmittel 7 bildet. Eine Vielzahl von Greifmitteln, in der gezeigten Ausführung sind es fünf, ist an jedem Schulterblock BS ausgebildet.

Die Vertiefung 10 ist als von der Oberfläche des Laufstreifens in Bezug auf die Reifendrehachse radial nach innen gerichtete Vertiefung und als in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial von der Seitenwandfläche 3 aus nach innen gerichtete Vertiefung ausgebildet. Das bedeutet, die Vertiefung erstreckt sich von der Laufstreifenkante T bis zu einer Stelle 9, die in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial weiter innen liegt, und ihr in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial äußeres Ende mündet an der Seitenwandfläche 3, während das in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial innere Ende mit in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radialem Abstand 11 von der Laufstreifenkante T nach innen an der Oberfläche des Schulterblocks BS liegt.

Der Abstand L der Stelle 9 von der Reifenmittenebene CO sollte zwischen 46 und 49,75% der zwischen den Laufstreifenkanten T gemessenen Lauftstreifenbreite WT betragen und allgemein und vorzugsweise wird der Abstand 11 im Bereich zwischen 1,5 und 8 mm festgesetzt.

Die Vertiefung ist nach den Fig. 1 bis 4 mit einem nach außen geneigten oder schräg liegenden Boden 10A (siehe Fig. 3) versehen, d. h. diese Vertie­ fung verläuft von der Laufstreifenfläche bis zur Seitenwandfläche 3 mit einem Neigungswinkel θ von 40°.

Der Fortsatz 11 steht in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial von der Seitenwandfläche 3 ein Stück 12 nach außen vor. Die in Bezug auf die Reifendrehachse radial äußere Fläche 11A dieses Fortsatzes liegt in Bezug auf die Reifendrehachse radial weiter innen als der Boden 10A der zuge­ hörigen Vertiefung, geht direkt in den Boden 10A über und in der gezeig­ ten Ausführung ist die Fläche 11A mit dem gleichen Winkel wie die Bo­ denfläche 10A geneigt, bei diesem Ausführungsbeispiel also mit 40°.

Der Fortsatz 11 hat weiter eine in Bezug auf die Reifendrehachse radial innere Fläche, deren Innenkante sich an der Seitenwandfläche 3 befindet, eine in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial äußere Fläche 11B, die parallel zur Seitenwandfläche 3 zwischen den in Bezug auf die Reifen­ drehachse radial äußeren und inneren Flächen verläuft, und Seitenflä­ chen 11C, die rechtwinklig zur Seitenwandfläche verlaufen.

Der Abstand 12, in Bezug auf die Umfangsrichtung CO radial von der Laufstreifenkante T zur Umfangskante 11a zwischen den Flächen 11A und 11B gemessen, d. h. das Vorstehmaß des Fortsatzes, beträgt mindestens 1% der zwischen den Laufstreifenkanten T gemessenen Laufstreifenbrei­ te WT.

Dementsprechend sind in einem Bereich um jede Laufstreifenkante nach Fig. 3 und 4 durch jede Vertiefung 10 zwei gewinkelte Kanten 10a gebildet und durch jeden Fortsatz 11 zwei gewinkelte Kanten 11a in Bezug auf die Reifendrehachse radial innerhalb der Laufstreifenkante T. Die Kanten 10a und 11a treten jeweils mit dem Grund bzw. der Seitenwand der Reifen­ spur ein Eingriff, wobei ein Schaben oder Kratzen an dem Schnee stattfin­ det, so dass eine gute Traktion oder ein guter Widerstand gegen Ausbre­ chen erzielt wird. Damit kann das Greifmittel 4 gewinkelte Kanten bereit­ stellen, die den Straßengriff verbessern.

Da in dieser Ausführung fünf Greifmittel 7 an jedem Schulterblock vorge­ sehen sind, sind an jedem Schulterblock demgemäß vierzig Winkelkanten vorhanden.

In Fig. 4 ist mit X eine 15%-Verschleiß-Linie gezeigt, d. h. eine imaginäre Linie parallel zur Lauffläche mit einem Abstand von 15% der Quernuten­ tiefe H, von der Lauffläche aus gerechnet. Bei dieser Ausführung ist die Hauptnutentiefe gleich der Quernutentiefe. Der Fortsatz 11 erstreckt sich vorzugsweise in Bezug auf die Reifendrehachse radial über die Linie X hinaus nach innen, so dass ein Teil 12 des Fortsatzes auch bei einem Verschleiß bis zu 15% noch immer mit der Radspur in Eingriff kommt und ein gutes Griffverhalten während der gesamten Lebensdauer gewähr­ leistet.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen, bei denen Teststreifen der Größe 10.00 R 20 (Laufstreifenbreite WT = 200 mm) mit der in Fig. 1 gezeigten Laufflächenstruktur erprobt wurden.

Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem angegebenen Abstand L und dem Bremsweg an einer Straße, die mit einem ebenen zerspurten Schneebelag versehen war. Bei den Untersuchungen wurde der Abstand L verändert, während der Abstand 12 mit 1% von WT, also 2,0 mm, konstant gehalten wurde. Die Teststreifen mit den jeweiligen Abständen L waren immer auf die Räder, und zwar auf alle Räder, eines Lastwagens vom Typ 2-D4 auf­ gezogen.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem angegebenen Abstand 12 und dem Bremsweg an einer mit gespurten Schnee bedeckten Straße. Bei diesem Versuch wurde der Abstand 12 verändert, während der Abstand L konstant gehalten wurde mit 48% von WT = 96 mm. Die Teststreifen mit den jeweiligen Abständen 12 waren auf alle Räder eines Lastwagens vom Typ 2-D4 aufgezogen.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Abstand L und dem Fersen- Zehen-Verschleiß an den Kanten 10a der Vertiefungen nach einer Laufun­ tersuchung von 30000 km. Bei den Untersuchungen wurde der Abstand L verändert, während der Abstand 12 mit 1% von WT = 2 mm konstant gehalten wurde. Die Testreifen mit den jeweiligen Abständen L waren auf die Vorderräder eines Lastwagens vom Typ 2-D4 aufgezogen.

Wie Fig. 5 zeigt, wird das Greifverhalten verschlechtert, wenn der Abstand L mehr als 49,75% von WT beträgt. Wie Fig. 6 zeigt, wird ebenfalls das Verhalten schlechter, wenn der Abstand 12 unter 1% WT liegt. Anderer­ seits zeigt sich anhand der Fig. 7, dass sich bei einem Abstand L von weniger als 46% WT das Verschleißverhalten sehr verschlechtert.

In Fig. 8 ist das Greifmittel 7 im Wesentlichen gleichartig zu dem bisher erklärten, jedoch ist die Umfangsbreite des Fortsatzes 11 größer als die Umfangsbreite der Vertiefung 10, während die beiden Breiten nach der Ausführung in Fig. 1 bis 4 gleich waren.

In Fig. 9 ist der Fortsatz 11 mit der gleichen Breite wie die Vertiefung 10 ausgeführt, jedoch liegt hier jeweils der Boden 10A jeder Vertiefung, der in die geneigte, in Bezug auf die Reifendrehachse radial äußere Fläche 11A der Verlängerung übergeht, parallel zur Laufstreifenfläche.

Wie bereits ausgeführt, wird bei der vorliegenden Erfindung der Reifen mit Vertiefungen und Fortsätzen im Reifenschulterbereich versehen. Dement­ sprechend wird beim Fahren auf einer Straße mit gespurtem Schnee zusätzlich zur Eingriffskraft zwischen dem Laufstreifen und der Basis der Radspur eine Eingriffskraft erzeugt zwischen den Reifenseitenwänden und den Spurseitenwänden. Es kann also das Straßengriffverhalten wirksam so verbessert werden, dass auf beschneiter Straße ein besseres Laufver­ halten erhalten wird. Durch Einstellen des in Bezug auf die Umfangsrich­ tung CO radialen Maßes der Vertiefung und des in Bezug auf die Reifen­ drehachse radialen Maßes des Fortsatzes in der erwähnten Weise kann das Greifverhalten während der gesamten Lebensdauer des Reifens auf­ rechterhalten werden, ohne einen ungleichen Verschleiß hervorzurufen.

Claims (7)

1. Luftreifen (1) mit einer Lauffläche, die mindestens zwei Schulter­ blockreihen (US) aufweist, deren Einzelblöcke durch Umfangsnuten (G1, G2) und Quernuten (K) gebildet werden, wobei jeder Schulter­ block (BS) an seiner Oberseite mit einer Vertiefung (10) versehen ist, deren in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial inneres Ende (9) begrenzt ist, während ihr in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial äußeres Ende an der in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial äußeren Seite des Schulterblocks (BS) offen ist, und an seiner in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial äußeren Seite mit mindestens einem Fortsatz (11) versehen ist, der in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial über den Schulterblock (BS) nach au­ ßen vorsteht und eine obere Fläche (11A) besitzt, die direkt in den Boden (10A) der Vertiefung (10) übergeht.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke (12) um welche der Fortsatz (11) in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial nach außen über den Schulterblock (BS) vorsteht, mindestens 0,01 mal die Laufstreifenbreite (WT) be­ trägt.

3. Luftreifen, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialabstand (L) von der Reifenmittelebene (CO) zu jeder Vertiefung (10) an der Laufstreifenfläche 46% bis 49,75% der Ge­ samtbreite (WT) des Laufstreifens (2) zwischen den Laufstreifenkan­ ten (T) beträgt.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fortsatz (11) sich senkrecht zur Laufstreifenfläche von einem Ort innerhalb der Laufstreifenfläche über einen Abstand von 15% der Quernuttiefe hinaus von der Laufstreifenfläche erstreckt.

5. Luftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertiefung (10) einen Boden (10A) besitzt, der sich zwi­ schen der Oberfläche und der in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radial äußeren Seite jedes Schulterblocks (BS) erstreckt, und der mit einem Winkel (θ) von 35° bis 55° zur Reifenmittelebene (CO) des Reifens geneigt ist.

6. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fortsatz (11) eine zur Außenseite der Laufstreifenfläche weisende Fläche (11A) besitzt, die mit einem Winkel von 35° bis 55° zur Reifenmittelebene (CO) geneigt ist.

7. Luftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Bezug auf die Umfangsrichtung (CO) radiale Abstand (11) von der Laufstreifenkante (K) zu dem in Bezug auf die Umfangs­ richtung (CO) radial inneren Ende jeder Vertiefung (10) auf der O­ berseite des Schulterblocks (BS) im Bereich zwischen 1,5 und 8 mm beträgt.