DE4239475A1 - Fahrzeugreifen mit Laufflächenprofil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugreifen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Reifen mit einem solchen Profil sind bekannt aus der EP-OS 0.089.306 bzw. zugehöriger EP-PS 0.235.830, insbesondere Fig. 1. Ferner ist in Betracht zu ziehen die EP-OS 0.089.308.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Aquaplaning-Verhalten vorbekannter Reifenprofile durch geschicktere Negativ- Gestaltung und -Verteilung zu verbessern, ohne das Abrollgeräusch zu erhöhen.

Die Erfinder haben schließlich herausgefunden, daß die Wasser­ abführung bei den vorbekannten Profilen am stärksten an den axialen Rändern gedrosselt wird. Dies kam zunächst unerwartet, zumal alle Nuten dort im wesentlichen axial verlaufen, wie das in diesem Laufflächenbereich gemeinhin für günstig gehalten wird.

Die Erfinder stellten von dieser Beobachtung ausgehend die Hypothese auf, daß für die überproportionale Drosselung die Stellen verantwortlich sind, wo zwei so weit benachbarte große Bögen, daß sie sich einander nicht schneiden, tangential ineinander laufen in einen gemeinsamen, im wesentlichen axial verlaufenden Kanal. Die von zwei Bögen aus mit abzuführendem Wasser gefütterten Kanäle haben nämlich nur den gleichen Nutquerschnitt, wie die jeweils zwei fütternden Bögen selbst.

Diese Hypothese wurde an einem Schnitzreifen bestätigt, bei dem bei gleichem Negativ-Verhältnis die Bögen zwischen den Schultern mit geringfügig kleinerem Querschnitt ausgeführt wurden, die jeweils zwei Bögen gemeinsamen axialen Endstücke jedoch mit annähernd doppelt so großem Nutquerschnitt. Bedauerlicherweise wurden dadurch aber niederfrequente Geräuschanteile beim Abrollen unerträglich erhöht.

Nach diesen Überlegungen und genanntem Fehlschlag gelangten die Erfinder zur erfindungsgemäßen Lösung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die besagten weit benachbarten Bögen gar keinen gemeinsamen Nutabschnitt mehr bilden, sondern daß vielmehr beide Enden eines jeden großen Bogens am Laufflächen­ rand getrennt sind von allen Enden der anderen großen Bögen. Gegenüber dem Ausgangspunkt der Erfindung befindet sich also am axialen Laufflächenrand eine größere Zahl quer verlaufender Nuten; infolgedessen ist die auf die einzelne Nut entfallende Querschnittfläche tendenziell kleiner, der Strömungswiderstand in jeder Nut also größer. Zur Überraschung der Erfinder ist aber das Aquaplaning-Verhalten dennoch günstiger. Das verbesserte Aquaplaning zeigt sich besonders deutlich bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung, wo in der Mitte eine breite Mittelrille angeordnet ist.

Während bei relativ schmalen Laufflächen es vorteilhaft zu sein scheint, daß - wie an sich bekannt aus Fig. 1 der EP-PS 0.235.830 - die kleinen Bögen nicht durchschnitten sind von irgendwelchen anderen Nuten, scheint es nach den bisherigen Versuchen bei den bevorzugten breiten Laufflächen vorteilhaft zu sein, daß jeder kleine Bogen von je zwei großen, untereinander weit benachbarten Bögen geschnitten wird. Als "weit benachbart" werden im Rahmen dieser Anmeldung solche Bögen bezeichnet, die am axialen Rand am dichtesten beieinander liegende Punkte umfassen, sich aber untereinander nirgends schneiden.

Vorzugsweise werden die kleinen Bögen in an sich bekannter Weise als Spitzbögen ausgebildet.

Besonders gutes Aquaplaning-Verhalten wird mit einer orientierungsgebundenen Ausführung des erfindungsgemäßen Profiles erzielt. Dazu werden die "Symmetrieachsen" der einzelnen geometrischen Formen des Profiles, die hier in nicht-orientierungsgebundener Ausführung axial verlaufen, pfeilartig auf den in Laufflächenmitte zu denkenden Drehorientierungspfeil ausgerichtet, so daß die in Laufrichtung weisenden Bogenbereiche spitzer zur Drehorientierung, die anderen stumpfer gestellt werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Variante sind die in die Lauforientierung pfeilartig weisenden Bereiche der Bögen (sowohl große als auch kleine) mit größerer Nutweite ausgeführt als die entgegen der Lauforientierung weisenden. Der Übergang von großer zu kleiner Nutweite erfolgt an stetig gekrümmten Bögen vorzugsweise stetig und im wesentlichen innerhalb der im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitte der Bögen.

Die andere Laufflächenhälfte wird für einen links wie rechts zu verwendenden Reifen zweckmäßigerweise qualitativ gleich zur beschriebenen Laufflächenhälfte ausgeführt. Unter "qualitativ gleich" wird dabei verstanden, daß beide Laufflächenhälften von gleichen oder achsengespiegelten Mustern ausgehen, wobei der Begriff "Muster" wiederum in der Definition gebraucht ist, wie in der Einleitung der DE-OS 41 36 226 ausführlicher beschrieben. Weder ein Phasenversatz zwischen beiden Laufflächenhälften, noch unterschiedliche Pitch-Folgen auf beiden Hälften, ggf. mit verschiedenen Pitch-Anzahlen, stehen also der Aussage "qualitativ gleich" entgegen.

Für einen Reifen festgelegter Radposition wird jedoch zweckmäßigerweise die am Fahrzeug äußere Hälfte stärker auf Querkraftübertragung hin optimiert und die innere mehr auf Längskraftübertragung; dann ist es sinnvoll, für die andere Laufflächenhälfte eine auch qualitativ andere Profilierung zu wählen als für die beschriebene Hälfte. Die beschriebene Laufflächenhälfte eignet sich insbesondere als (gegenüber der Fahrzeugmittellinie) äußere Laufflächenhälfte.

Die andere Laufflächenhälfte ist vorzugsweise mit voneinander separierten U-förmigen Rillen profiliert. Die "U" weisen vorzugsweise je zwei längliche Schenkel auf, die zueinander parallel verlaufen und über einen stetig gekrümmten Steg miteinander verbunden sind. Bei der bevorzugten orientierungs­ gebundenen Gestaltung der einen Laufflächenhälfte sollte auch die hier behandelte andere Laufflächenhälfte orientierungs­ gebunden gestaltet sein. Die Schenkel sollten dann gegenüber der Umfangsrichtung schräg verlaufen und in die Lauf­ orientierung weisen; sie sind vorzugsweise so gekrümmt, daß sie in der Nähe der Laufflächenmitte einen kleineren Winkel zur Umfangsrichtung einschließen als in der Nähe der Schulter.

Um die Übertragbarkeit von Längskräften zu steigern, kann zwischen jedem Rillen-U im axial äußeren Bereich eine weitere kurze parallele Rille angeordnet sein, die zu den langen Schenkeln der Rillen-Us parallel verläuft.

Eine weitere Gestaltung der anderen Laufflächenhälfte ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mit U-förmigen Rillen profiliert ist, die miteinander über eine gewellte, das axial innere Ende markierende Umfangsrille miteinander verbunden sind, so daß die Rillen-Us nicht voneinander separiert sind.

Von der erstgenannten Profilierung der anderen Laufflächen­ hälfte gelangt man zu dieser, indem man die Us so weit zusammen schiebt, daß der nacheilende Schenkel eines jeden U zusammen fällt mit dem voreilenden Schenkel des jeweils nacheilenden Us. Die "gewellte" Umfangsrille, die sich dabei ergibt, ist nur an den zur Laufflächenmitte hin weisenden Extremen stetig gekrümmt, während sie an den anderen Extremen geknickt verläuft.

Beide Profilierungsarten der anderen Lauffläche können dadurch weitergebildet werden, daß innerhalb eines jeden Rillen-U jeweils eine zusätzliche kurze parallele Rille angeordnet ist, die zu den langen Schenkeln der Rillen-Us parallel verläuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von neun Figuren näher erläutert, die alle einen Ausschnitt einer Abwicklung eines erfindungsgemäßen Laufflächenprofiles zeigen, wobei die geringe Krümmung der Lauffläche in der Reifenquerschnittebene, die eigentlich eine Spaltendarstellung erfordern würde, vernachlässigt ist, um nicht vom Wesentlichen abzulenken.

Es zeigt

Fig. 1 einen Fahrzeugreifen mit einer erfindungsgemäß profilierten Laufflächenhälfte,

Fig. 2 eine Weiterbildung von Fig. 1, bei der jeder kleine Bogen von je zwei großen Bögen geschnitten wird,

Fig. 3 eine Weiterbildung von Fig. 2, bei der die großen Bögen elliptisch und die kleinen Bögen spitzer sind,

Fig. 4 eine Weiterbildung von Fig. 3, bei der eine Orientierungsgebundenheit durch eine Schrägstellung der Bögen gegenüber der Axialen erreicht ist,

Fig. 5 eine Weiterbildung von Fig. 4, bei der die Orientierungsgebundenheit dadurch gesteigert ist, daß in die Lauforientierung weisenden Bogenbereiche von größerer Nutweite sind als die anderen,

Fig. 6 beide Laufflächenhälften eines erfindungsgemäßen Fahrzeugreifens, wobei beide Hälften qualitativ gleich und entsprechend Fig. 5 gestaltet sind,

Fig. 7 beide Laufflächenhälften eines erfindungsgemäßen Fahrzeugreifens, wobei nur die rechte Hälfte entsprechend der Erfindung gestaltet ist, während die linke separate U-förmige Rillen aufweist,

Fig. 8 beide Laufflächenhälften eines erfindungsgemäßen Fahrzeugreifens, wobei nur die rechte Hälfte entsprechend der Erfindung gestaltet ist, während die linke miteinander verbundene U-förmige Rillen aufweist, und

Fig. 9 eine Weiterbildung von Fig. 8 mit breiter Mittelrille.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugreifen 1 mit einer profilierten Lauffläche 2. Die Lauffläche ist in eine rechte Laufflächen­ hälfte 2a und eine linke 2b unterteilt. Unbeschadet dessen, daß vorzugsweise beide Laufflächenhälften profiliert sind - in dieser Figur beide 2a, 2b qualitativ gleich profiliert sind - reicht es aus, um einen Reifen als "erfindungsgemäß" zu bezeichnen, wenn nur eine seiner beiden Laufflächenhälften gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gestaltet ist. Wie an sich bekannt beschreiben alle Profilrillen Bögen 3, 4, die vom jeweiligen Laufflächenrand 5 ausgehen und zu diesem - an anderer Umfangsstelle - zurückführen. In diesem Beispiel, wie auch in den Fig. 2 und 3, laufen alle Bögen exakt axial, also im Winkel 0° zur Axialen in die Laufflächenränder ein.

(Bei den anderen Figuren sind teilweise größere Winkel, jedoch alle kleiner 30° zur Axialen A verwirklicht.)

Die Bögen gliedern sich in eine Schar kleiner Bögen 3 und eine gleichmächtige Schar großer Bögen 4, wobei die großen Bögen 4 dichter an die Laufflächenmitte 2c heranreichen als die kleinen 3. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind beide Enden 6, 7 eines jeden großen Bogens 4 am Laufflächenrand getrennt von allen Enden 6, 7 der anderen großen Bögen 4. Dies entschärft den Konflikt zwischen Laufruhe und Aquaplaning.

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung von Fig. 1, bei der jeder kleine Bogen 3 von je zwei großen Bögen 4 geschnitten wird. Die kleinen Bögen 3 können dadurch größer ausgeführt werden.

Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung von Fig. 2, bei der die großen Bögen elliptisch und die kleinen Bögen spitzer sind. Das Profil ist dadurch in Umfangsrichtung zusammengestaucht, die Längskraftübertragung steigt.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung von Fig. 3, bei der durch Schrägstellung der Symmetrieachse 8 der Bögen 3, 4 gegenüber der Axialen A der Strömungswiderstand abfließenden Wassers bei einer Lauforientierung O - hier und in allen weiteren Figuren durch einen Pfeil gekennzeichnet - gesenkt ist. Der in Lauf­ orientierung weisende Bereich eines jeden Bogens 3 ist als 3.1 und der entgegengesetzt orientierte als 3.2 bezeichnet. Für 4 und 4.1 bzw. 4.2 gilt analoges. An jeder axialen Stelle X1 ist ein größerer Winkel β zwischen Bogenstück 3.1 bzw. 4.1 und Axialer A zu messen als an entsprechender Stelle X2 zwischen Bogenstück 3.2 bzw. 4.2 und Axialer A.

Anspruch 7 erläuternd sind vier aufeinander folgende Bögen mit 4a, b, c markiert, die so weit benachbart sind, daß sie sich gerade nicht durchschneiden. Das zum Bogen 4a hinweisende Ende des Bogens 4c ist als 7c bezeichnet. Entsprechend ist das zum Bogen 4c hinweisende Ende des Bogens 4a als 6a bezeichnet. Während der Winkel β₆ am Bogenende 6a gleich Null ist, ist Winkel β₇ davon verschieden, nämlich ungefähr 16°.

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung von Fig. 4, bei der die Orientierungsgebundenheit dadurch gesteigert ist, daß in die Lauforientierung weisenden Bogenbereiche 3.1, 4.1 von größerer Nutweite w sind als die anderen Bogenbereiche 3.2 bzw. 4.2. Es ergibt sich ein pfeilprofilartiges Verhalten bei Aquaplaning.

Fig. 6 zeigt beide Laufflächenhälften eines erfindungsgemäßen Fahrzeugreifens, wobei beide Hälften 2a, b qualitativ gleich und entsprechend Fig. 5 gestaltet sind. Da linke und rechte Laufflächenhälfte 2a, b nicht ineinander greifen, kann die Pitch-Anzahl verschieden sein. Solange sie in beiden Hälften zumindest in etwa übereinstimmt, verhält sich der Reifen in linker Spur wie in rechter.

Fig. 7 zeigt beide Laufflächenhälften eines erfindungsgemäßen Fahrzeugreifens, wobei nur die rechte Hälfte 2a entsprechend der Erfindung gestaltet ist, während die linke 2b separate U- förmige Rillen 11 aufweist. Das Profil der linken Hälfte 2b führt bei geringerer Querkraftübertragbarkeit zu günstigerer Längskraftübertragbarkeit. Zwischen den Rillen-Us 11 plazierte kurze Rillen 12, die im wesentlichen parallel zu den Schenkeln der Us 11 verlaufen und weitere, bevorzugt etwa gleich kurze, Rillen 15 innerhalb eines jeden U 11 mit analogem Verlauf steigern die Längskraftübertragbarkeit noch. Dementsprechend ist dieser Reifen auf der rechten Fahrzeugseite zu montieren, während die Reifen der linken Fahrzeugseite spiegelsymmetrisch dazu sein sollten mit der Längsrichtung als Symmetrieachse.

Fig. 8 zeigt beide Laufflächenhälften eines erfindungsgemäßen Fahrzeugreifens, wobei nur die rechte Hälfte entsprechend der Erfindung gestaltet ist, während die linke sich quasi aneinander anlehnende U-förmige Rillen 13 aufweist. Die Stege aller Us 15 stehen miteinander in Verbindung und wirken wie eine gewellte Umfangsrille 14. In der linken (d. h. gegenüber dem Reifen axial äußeren und gegenüber dem Fahrzeug axial inneren) Extremlage ist die Umfangsrille 14 als Knick, in der anderen Extremlage stetig differenzierbar ausgeführt. Durch diese Variante wird die Querkraftübertragbarkeit der linken Hälfte etwas verbessert gegenüber vorheriger Figur. Um dennoch die Längskraftübertragung zu betonen, ist vorzugsweise - wie hier gezeigt - innerhalb eines jeden Rillen-U 13 eine kurze, zu den U-Schenkeln parallele Rille 15 angeordnet.

Fig. 9 zeigt eine Weiterbildung von Fig. 8 mit breiter Rille 10 im mittigen Bereich 9. Hierdurch wird das Verhalten bei Aquaplaning insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten verbessert. Selbstverständlich ist auch die Integration einer Mittelrille 10 in allen anderen dargestellten Varianten möglich und gehört zum Schutzumfang. Die Ausführungen mit Mittelrille 10 erlauben ein axiales "Auseinanderziehen" beider Laufflächenhälften und empfehlen sich so insbesondere für Breitreifen.

Kern der Erfindung ist aber, daß zumindest die gegenüber dem Fahrzeug äußere Laufflächenhälfte in der Weise profiliert ist, daß sich zwei Scharen von Bögen ergeben, die unbeschadet verschiedener Schneidungen von Bögen untereinander nicht in gemeinsamen, tangential ineinander laufenden Rillen münden, sondern auch am Laufflächenrand voneinander getrennt sind.

Claims (14)

1. Fahrzeugreifen (1) mit einem Laufflächenprofil (2), welches im wesentlichen in eine linke und eine rechte Laufflächenhälfte (2a, 2b) geteilt ist, wobei in einer Laufflächenhälfte (2a) sämtliche Profilrillen in Form von Bögen (3, 4) vorliegen, die im wesentlichen axial - das heißt mit einem Winkel von höchstens 30° gegenüber der Axialen (A) - vom zu dieser Laufflächenhälfte (2a) gehörenden Laufflächenrand (5) ausgehen und zu diesem (5) an jeweils anderer Umfangsstelle zurückführen, wobei die Bögen (3, 4) gegliedert sind in eine Schar kleiner Bögen (3) und eine Schar großer Bögen (4), wobei die kleinen Bögen (3) weniger dicht an die Laufflächenmitte (2c) heranreichen als die großen Bögen (4), wobei sich die kleinen Bögen (3) untereinander nicht schneiden, während jeder große Bogen (4b) zwei dicht benachbarte große Bögen (4a und 4c) durchschneidet,
dadurch gekennzeichnet, daß in besagter Laufflächenhälfte (2a) beide Enden (6, 7) eines jeden großen Bogens (4) am Laufflächenrand (5) separiert sind von allen Enden (6, 7) der anderen großen Bögen (4).

2. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß jeder kleine Bogen (3) von je zwei großen, unter­ einander weit benachbarten Bögen (4a, 4c) geschnitten wird.

3. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Bögen (3) in an sich bekannter Weise als Spitzbögen ausgebildet sind.

4. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 1, der orientierungs­ gebunden gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Lauforientierung (O) pfeilartig weisenden Bereiche (3.1, 4.1) der Bögen (3, 4) mit größerer Nutweite (w) ausgeführt sind, als die entgegen der Lauforientierung (O) weisenden Bereiche (3.2, 4.2).

5. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 4, wobei die großen Bögen (4) in an sich bekannter Weise stetig gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich ihre Nutweite (w) entlang der Lauforientierung - insbesondere im am weitesten zur Laufflächenmitte hin weisenden Bereich - stetig verengt.

6. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der in die Lauforientierung weisenden Bereiche (3.1, 4.1) der Bögen (3, 4) an jeder Stelle (X1) ein größerer Winkel (β) zur Axialen (A) zu messen ist als an entsprechender Stelle (X2) der anderen Bereiche (3.2, 4.2).

7. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die benachbart liegenden Enden (6a, 7c) so weit benachbarter Bögen (4a, 4c), daß sie (4a, 4c) sich gerade nicht durchschneiden, mit verschiedenem Winkel (β₆, β₇) zur Axialen (A) in den Laufflächenrand (5) einlaufen.

8. Fahrzeugreifen (1) zumindest nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise in einem etwa mittigen Bereich (9) eine breite Rille (10) aufweist.

9. Fahrzeugreifen (1) zumindest nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die andere Laufflächenhälfte (2b) in an sich bekannter Weise qualitativ gleich (d. h. mit gleichem "Muster" analog Definition aus DE-OS 41 36 226 aber eventuell mit Phasenversatz, verschiedener Pitch- Folge incl. verschiedener Pitch-Anzahl) besagter Laufflächenhälfte (2a) profiliert ist.

10. Fahrzeugreifen (1) zumindest nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die andere Laufflächenhälfte (2b) in an sich bekannter Weise auch qualitativ verschieden von besagter Laufflächenhälfte (2a) profiliert ist.

11. Fahrzeugreifen (1) zumindest nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die andere Laufflächenhälfte (2b) mit voneinander separierten U-förmigen Rillen (11) profiliert ist.

12. Fahrzeugreifen (1) nach vorangehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem U im axial äußeren Bereich eine weitere kurze parallele Rille (12) angeordnet ist, die zu den langen Schenkeln der Rillen-Us parallel verlaufen.

13. Fahrzeugreifen (1) zumindest nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die andere Laufflächenhälfte (2b) mit U-förmigen Rillen (13) profiliert ist, deren Stege miteinander verbunden sind und zusammen als eine gewellte, das axial innere Ende markierende Umfangsrille (14) wirken.

14. Fahrzeugreifen (1) nach Anspruch 11 oder 13 dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines jeden Rillen-U (11, 13) jeweils eine zusätzliche kurze parallele Rille (15) angeordnet ist, die zu den langen Schenkeln der Rillen-Us parallel verläuft.