DE4433420A1 - Profilierter Fahrzeugreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen profilierten Fahrzeugreifen mit einem Laufflächenprofil, das zumindest eine sich über den Umfang des Reifens erstreckende Profilblockreihe mit in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten, jeweils durch Querrillen voneinander getrennten Profilblöcken aufweist. Die Profilblöcke erstrecken sich jeweils radial aus dem Profilgrund nach außen. Radial außen ist ein jeder Profilblock durch ein Umfangsflächenelement begrenzt, das Teil der Lauffläche ist.

Es ist bekannt, daß Fahrzeugluftreifen eine gewisse Profilierung der Lauffläche benötigen, um auch bei Regenwetter einen ausreichenden Kraftschluß mit der Straße zu gewährleisten. Hierzu ist das Laufflächenprofil mit Rillen und Einschnitten versehen, die das Wasser aufnehmen bzw. aus der Kontaktfläche ableiten können. Dies wird beispielsweise durch ein sich am Umfang des Reifens wiederholendes und durch Querrillen begrenztes Profilelement erzeugt, das auch als charakteristisches Profilelement bezeichnet wird. Es ist bekannt, solche Wiederholungseinheiten mit in Umfangsrichtung variierter Umfangslänge auszubilden, damit die durch Einschnitte, Querrillen und Profilelementkanten erzeugten Geräuschimpulse keine reinen Töne, sondern Mischfrequenzen erzeugen, die akustisch weniger störend wirken.

Die Geräuschimpulse werden im wesentlichen durch das Auftreffen der Profilelemente mit ihrer Oberfläche auf die Straße sowie das Ausschnappen der Profilelemente aus der Aufstandsfläche heraus erzeugt. Diese Vorgänge sind mit Relativbewegungen zwischen Reifen und Straße verbunden, die an den Profilelementen des Reifens Abrieb erzeugen. Durch das Vorhandensein von zur Laufrichtung querstehenden Rillen und Profilblockelementen entstehen aufgrund des Abriebs sägezahnförmige Blockstrukturen. Andererseits entstehen durch die Längsvariation aufgrund des Abriebs auch unterschiedliche Blockhöhen von einer Wiederholungseinheit zur nächsten. Da das Positiv/Negativverhältnis, als welches das Verhältnis der Flächenanteile mit vorhandenem Material zu den Flächenanteilen ohne Material bezeichnet wird, bei einigen Profilarten innerhalb der verschiedenen Wiederholungseinheiten nicht gesichert gleich ist, treten außerdem Dickenschwankungen der Profilblockelemente zwischen festigkeitsgebendem Gürtel und Profilblockelementenaußenseite auf, durch welche oben genannte Effekte zusätzlich verstärkt werden. Die in Umfangsrichtung variierenden Steifigkeiten bewirken eine gewisse Vieleckigkeit des Gürtels bei drucklosen Reifen bzw. eine Vieleckigkeit der Reifenlauffläche, wenn der Gürtel durch den Reifeninnendruck in seine neutrale Lage eingestellt ist.

Der Abrieb an einem solchen Reifen kann in Umfangsrichtung unregelmäßig werden. Der unregelmäßige Abrieb kann durch Profilblockabsenkungen zur Erzeugung von ungewollten niederharmonischen Frequenzen führen, die sich in Vibrationsanregungen und störenden Geräuschen auswirken.

Es ist bekannt, das Positiv/Negativverhältnis zwischen den Wiederholungseinheiten möglichst konstant zu halten, um die Gürtelverzerrung im drucklosen Reifen zu reduzieren. Dennoch können unterschiedliche Blockabsenkungen und unterschiedliche Schlupfwinkel auch bei solchen Reifen aufgrund der Längenvariation und die dadurch bedingten Steifigkeitsunterschiede der Profilblockelemente auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen profilierten Fahrzeugreifen zu schaffen, bei dem die Vorteile der Längenvariation der Profilblöcke mit verbessertem Abrieb- und Geräuschverhalten verbunden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen profilierten Fahrzeugreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 oder von Anspruch 5 gelöst.

Bei beiden Lösungen wird eine Vergleichmäßigung der Steifigkeit der Profilblöcke durch gleichmäßigere Anbindung der einzelnen Profilblockelemente am Profilgrund erreicht.

Durch Ausbildung der Seitenwände der Querrille zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Profilblöcken einer Profilblockreihe mit Winkeln (α, β) der Schnittlinien von Seitenwänden mit der Ebene senkrecht zur Reifenachse zur Radialen, wobei die Schnittlinie der Seitenwand, die Teil eines Profilblockelements mit größerer Umfangslänge im Laufflächenbereich ausgebildet ist als die andere Seitenwand der Umfangsrille, mit einem kleineren Winkel (α, β) als die Schnittlinie der anderen Seitenwand zur Radialen ausgebildet ist, werden die Längenverhältnisse im Profilgrund und somit die Steifigkeit der einzelnen Profilblöcke einer Profilblockreihe vergleichmäßigt und die Probleme im Zusammenhang mit Steifigkeitsunterschieden reduziert. Die oberflächentypischen Längenvariationen bleiben erhalten. Die Vorteile der Längenvariation im Bereich der Lauffläche hinsichtlich der Geräuscherzeugung werden beibehalten. Störende Vibrationsanregungen aufgrund von Steifigkeitsunterschieden sowie aufgrund von Blockabsenkungen werden deutlich reduziert.

Die Nässeeigenschaften bleiben auf dem bisherigen Niveau erhalten, da die wirkenden Flächen unbeeinflußt bleiben.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung der Winkel α, β mit einem Betrag zwischen 0° und 12°, bevorzugt zwischen 0° und 6°. Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Vergleichmäßigung der Steifigkeiten ist die Ausbildung der Winkel derart, daß die Winkelsumme der Winkel der Seitenwände einer jeden Querrille zwischen 0° und 30°, bevorzugt 20°, beträgt.

Optimiert hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Steifigkeiten der einzelnen Profilblöcke werden die Umfangslängen der Profilblöcke einer Profilblockreihe im Profilgrund gemäß den Merkmalen von Anspruch 4 im wesentlichen gleichgroß ausgebildet. Hierdurch werden im Anbindungsbereich der Profilblockelemente an den Profilgrund die Steifigkeit optimal vergleichmäßigt.

Durch Ausbildung der Profilblöcke mit gleichen Profilblocklängen in Umfangsrichtung im Bereich des Profilgrundes sowie durch unterschiedliche Ausbildung der Umfangslänge im Bereich der Lauffläche gemäß den Merkmalen von Anspruch 5 wird die Steifigkeit der Profilblöcke vergleichmäßigt. Die Probleme im Zusammenhang mit der Steifigkeit werden minimiert. Die oberflächentypischen Längenvariationen bleiben hier erhalten. Die Vorteile der Längenvariation hinsichtlich der Geräuscherzeugung werden beibehalten, störende Vibrationsanregungen aufgrund von Steifigkeitsunterscheiden sowie von Blockabsenkungen werden vermieden. Die Nässeeigenschaften bleiben auf dem bisherigen Niveau erhalten.

Die Ausbildung von Profilblöcken mit in Umfangsrichtung begrenzten Seitenwänden gemäß den Merkmalen von Anspruch 6, wobei die Profilblöcke mit Seitenwänden mit unterschiedlicher Schrägstellung ausgebildet sind, stellt eine vorteilhafte besonders einfache Ausführung dar. Sehr zuverlässig wird über die gesamte Lebensdauer ein gleichmäßige Steifigkeit und ein gleichmäßiges Geräuschverhalten beibehalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform beispielhaft näher erläutert. Hierin zeigen

Fig. 1 Draufsicht auf einen Laufflächenausschnitt eines erfindungsgemäßen, profilierten Fahrzeugreifen

Fig. 2 schematischer Querschnitt durch eine Profilblockreihe zur Darstellung der Längenvariation

Fig. 3 Querschnitt eines Profilblockreihenausschnitts gemäß Fig. 2 in abgewickelter Form zur Darstellung des Standes der Technik

Fig. 4 Querschnitt eines Profilblockreihenausschnitts gemäß Fig. 2 in abgewickelter Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 5 Querschnitt eines Profilblockreihenausschnitts gemäß Fig. 2 in abgewickelter Form gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 6 Querschnitt eines Profilblockreihenausschnitts gemäß Fig. 2 in abgewickelter Form gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung einen Reifen bekannter Bauart mit Radialkarkasse 3 und darüber angeordnetem Gürtel 2. Unterhalb der Karkasse ist die Innenschicht 4 angeordnet, auf dem Gürtel ist die Lauffläche 11 aufgelegt. Die Lauffläche 11 besteht, wie in Fig. 1 dargestellt ist, aus in den Seitenbereichen befindlichen über den Umfang reichenden Schulterblockreihen. Durch Umfangsrillen getrennt befinden sich zwischen den Schulterelementen mehrere Profilblockreihen 1.

In bekannter Weise sind die Profilblockreihen 1 aus über den Umfang verteilt angeordneten Profilblockelementen 5 aufgebaut, wobei zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Profilblockelemente jeweils durch eine Querrille 6 voneinander getrennt sind. Die Profilblockelemente reichen, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, aus dem Profilgrund 9 radial nach außen und enden in der Lauffläche 11. Zur Geräuschminderung sind die Bogenlängen der einzelnen Profilblockelemente in Umfangsrichtung in der Lauffläche in bekannter Weise nach dem jeweiligen Reifen entsprechend mathematisch optimierten Folgen unterschiedlicher Längen ausgebildet.

Wie in Fig. 3 zur Darstellung des bekannten Standes der Technik schematisch an einem abgewickelten Laufstreifenausschnitt dargestellt, ist es bekannt, zur Erzielung der gewünschten mathematisch optimierten Folgen unterschiedlicher Längen von unterschiedlich lang ausgebildete Profilblockelemente 5, 7, 8 entsprechend der mathematischen optimierten Folgen aneinander zu reihen, wobei die unterschiedlich lang ausgebildeten Profilblockelemente jeweils unterschiedliche Bogenlängen a, b, c in Umfangsrichtung im Bereich des Profilgrunds 9 und diesen entsprechende unterschiedliche Bogenlängen x, y, z im Bereich der Lauffläche 11 aufweisen.

Dem gegenüber ist die Profilblockreihe 1 gemäß Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, aus Profilblockelementen 5, 5′, 5′′ aufgebaut, deren Bogenlängen a in Umfangsrichtung im Bereich des Profilgrundes 9 jeweils gleich lang und lediglich deren Bogenlängen x, y, z im Bereich der Lauffläche 11 unterschiedlich lang ausgebildet sind.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Seitenwände 12, 13, 12′, 13′, 12′′, 13′′, die jeweils ein Profilblockelement 5 bzw. 5′ bzw. 5′′ zur jeweils benachbarten Querrille 6 hin begrenzen und von deren Rillengrund 10 bis zur Aufstandsfläche 11 radial nach außen reichen, nach radial außen geradlinig ausgebildet sind und in einer jeden Schnittebene senkrecht zur Reifenachse einen Winkel α bzw. β bzw. α′ bzw. β′ bzw. α′′ bzw. β′′ zur Radialen einnehmen, wobei sowohl die Winkel α, α′, α′′ als auch die Winkel β, β′, β′′ jeweils unterschiedlich groß gewählt sind. Die Winkel α, β bzw. α′, β′ bzw. α′′, β′′ der Profilblockelemente 5, 5′, 5′′ sind so gewählt, daß die Profilblockelemente sich radial nach außen hin verjüngen. Es ist auch denkbar, daß wie in Fig. 4 dargestellt ist, Profilblockelemente 5′ und 5′′ sich radial nach außen verjüngend ausgebildet sind, ein Profilblockelement 5 die Winkel α = 0° bzw. β = 0° zur Radialen aufweist oder daß einzelne Profilblockelemente nach radial außen erweitert ausgebildet sind.

Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, sind die Profilelemente 5, 5′, 5′′ durch die gleiche Profilblocklänge im Bereich des Profilgrundes gleichmäßig an den Profilgrund angebunden. Die Steifigkeit der einzelnen Profilblockelemente wird dadurch vergleichmäßigt. In Fig. 4 ist auch zu erkennen, daß auch bei abgefahrenen Profilblöcken die Anbindung der einzelnen Profilblockelemente unverändert gleichmäßig ausgebildet ist.

Es ist auch denkbar, nur eine von mehreren Profilblockreihen 1 oder nur einige von mehreren Profilblockreihen eines Laufflächenprofils mit gleichlangen Bogenelementen im Bereich des Profilgrunds auszubilden. Ebenso ist es denkbar, alle Profilblockreihen, einschließlich der Schulterblockreihen derart auszubilden.

Eine weitere Ausführung ist in Fig. 5 dargestellt. Die in Umfangsrichtung benachbarten Profilblockelemente, in Fig. 5 mit 5, 7, 8 bezeichnet, sind im Laufflächenbereich ebenso wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen Umfangslängen x, y, z ausgebildet, wobei im Ausschnittsbereich von Fig. 5 x<z<y für die Größen x, y, z gilt und die Winkel α′, β′ der Seitenwände des Profilelements 7 größer ausgebildet als die Winkel α′′, β′′ der Seitenwände 12′′, 13′′ des Profilblockelements 5′′ sind. Die Winkel α′′, β′′ sind größer ausgebildet als die Winkel α, β des im Laufflächenbereich am längsten ausgebildeten Profilblockelements 5. Hierdurch werden die Umfangslängen a′, b′, c′ im Profilgrund im Vergleich zur Ausführung von Fig. 3 in ihrer Länge vergleichmäßigt. Die Winkel α, β, α′, β′, α′′, β′′ werden aus einem Bereich zwischen 0° und 12° zur Radialen gewählt. Bevorzugt werden Winkel zwischen 0° und 6°. Die Summe der Winkel der Seitenwände einer Querrille liegt hier bei 20°. Dies ist am Beispiel von Fig. 6 im folgenden näher erläutert.

Fig. 6 zeigt ausschnittsweise aufeinanderfolgende Profilblockelemente 14, 5, 7, 8, die jeweils durch Querrillen 6 voneinander getrennt sind. Die Seitenwände 12, 13, 12′, 13′, 12′′, 13′′ einer jeden Querrille verlaufen in einer Schnittebene senkrecht zur Reifenachse jeweils unter einem Winkel α, β, α′, β′, α′′, β′′ von der Radialen. Dabei ist die Winkelrichtung jeweils so definiert, daß der Winkel zwischen zwei radial nach außen sich öffnenden Schenkeln, von denen der eine die Radiale und der andere die Seitenwand darstellt, in Schwenkrichtung von der Radialen weg von der zugeordneten Querrille zum Profilblockelement der jeweiligen Seitenwand positive Werte einnimmt. Die Profilblockelemente 5 und 7 sind im Laufflächenbereich gleichlang mit einer Länge x ausgebildet, die Profilelemente 8 und 14 sind ebenfalls gleich lang im Laufflächenbereich mit einer Länge y ausgebildet, wobei die Länge x < y gewählt ist.

Da die Profilblockelemente 5 und 7 jeweils mit der gleichen Länge x im Laufflächenbereich ausgebildet sind, sind die Winkel α′, β′ in der Querrille 6 zwischen den beiden Profilblockelementen mit gleicher Größe am vorliegenden Ausführungsbeispiel mit 10° ausgebildet. Die Summe der beiden Winkel ergibt somit 20°. Die Seitenwand 13 ist unter Überschneidung der Querrille 6 ausgebildet und weist einen Winkel β mit -5° auf. Das Profilblockelement 14, dessen Profilblocklänge y im Umfangsbereich kleiner als die Profilblocklänge x des benachbarten Profilblockelements 5 ausgebildet ist, weist eine Seitenwand 12 der mit dem Profilblockelement 5 gemeinsamen Querrille 6 auf, deren Winkel α = 25° beträgt. α ist somit größer als β. Die Summe der zur gemeinsamen Querrille 6 gehörenden Winkel α und β beträgt 25° -5° = 20°. Auch diese Summe beträgt 20°. Ebenso besitzen die Seitenwände 12′, 13′′ der Profilblockelemente 7 und 8 in ihrer gemeinsamen Querrille 6′′ Neigungswinkel α′′ bzw. β′′ mit α′′ = -5° und β′′ = 25°. Auch hier ist der Winkel α′′ der Seitenwand 12′′ des in Umfangsrichtung im Laufflächenbereich größeren Profilblockelements 7 mit kleinerem Winkel ausgestattet als die Seitenwand 13′′ des in Umfangsrichtung in der Lauffläche kleineren Profilblockelements 8. Die Summe der Winkel α′′ + β′′ beträgt -5° + 25° = 20°. Der Wert der Verhältnisse der Profilblocklängen a′/b′ der Profilblockelemente 7, 8 bzw. 14, 5 im Profilgrund nähert sich im Vergleich zu den Werten der Verhältnisse x/y der Profilblocklängen im Laufflächenbereich deutlich der Zahl 1. Die Profilblockanbindung am Profilgrund wird somit trotz großer Längenunterschiede x, y im Laufflächenbereich sehr gleichmäßig. Idealerweise werden die Profilblockelemente so gewählt, daß die Profilblockelemente im Profilgrund gleiche Umfangslänge a′ = b′ aufweisen.

Es ist auch denkbar, die Winkelsumme der Seitenwände einer Querrille im Bereich zwischen 0° und 30° auszubilden. Es ist auch denkbar, nur ein Profilblockband, mehrere oder aber alle Profilblockbänder derart auszubilden. Auch eine Kombination einzelner Profilblockbänder nach Fig. 4 mit weiteren Profilblockbändern nach Fig. 5, Fig. 6 ist denkbar.

Bezugszeichenliste

1 Profilblockreihe
2 Gürtel
3 Karkasse
4 Innenschicht
5 Profilblockelement
6 Querrille
7 Profilblockelement
8 Profilblockelement
9. Profilgrund
10 Rillengrund
11 Lauffläche
12 Seitenwand
13 Seitenwand
14. Profilblockelement

Claims (6)

1. Profilierter Fahrzeugreifen mit zumindest einer sich über den Umfang des Reifens erstreckenden Profilblockreihe mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Profilblöcken (5, 7, 8, 14), die sich jeweils aus einem Profilgrund radial nach außen bis zu einer den Profilblock nach radial außen begrenzenden Fläche, die Teil der Lauffläche ist, erstrecken,

• - wobei jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Profilblöcke durch eine gemeinsame Querrille (6) mit Rillengrund (10) und mit zwei Rillenseitenwänden (12, 13) voneinander getrennt werden, wobei jeweils die eine der beiden Rillenseitenwände als Seitenwand des einen zugeordneten Profilblocks und die andere Rillenseitenwand als Seitenwand des anderen zugeordneten Profilblocks ausgebildet ist,
• - wobei die Seitenwände einer Querrille in einer Ebene senkrecht zur Reifenachsrichtung jeweils unter Einschluß eines Winkels (α, β) zur Radialen nach radial außen schräg verlaufend ausgebildet sind, wobei (α, β) von der Radialen in die von der Querrille wegweisende Richtung gemessen werden,
• - wobei jeweils der Winkel (α, β) der Seitenwand der Querrille, die Teil des Profilelements mit einer größeren Umfangslänge im Laufflächenbereich ausgebildet ist, kleiner ausgebildet ist als der Winkel β zwischen anderer Seitenwand und Radialer.

2. Profilierter Fahrzeugreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 1,

• - wobei die Winkel (α, β) der Seitenwände einer Querrille jeweils zwischen 0° und 12°, bevorzugt zwischen 0° und 6°, ausgebildet sind.

3. Profilierter Fahrzeugreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 2,

• - wobei die Summe der Winkel (α, β) der Seitenwände einer jeden Querrille in einer Profilblockreihe jeweils zwischen 0° und 30°, vorzugsweise 20°, beträgt.

4. Profilierter Fahrzeugreifen gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

• - wobei die Umfangslängen der Profilblöcke einer Profilblockreihe im Bereich des Profilgrunds im wesentlichen gleich groß ausgebildet sind.

5. Profilierter Fahrzeugreifen mit zumindest einer sich über den Umfang des Reifens erstreckenden Profilblockreihe mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, durch Querrillen (6) jeweils voneinander getrennten Profilblöcken (5, 7, 8), die sich jeweils aus einem Profilgrund radial nach außen bis zu einer den Profilblock nach radial außen begrenzenden Fläche, die Teil der Lauffläche ist, erstrecken,

• - mit in Umfangsrichtung benachbarten Profilblöcken, die in der jeweils radial außen einen Profilblock begrenzenden Fläche mit unterschiedlichen Umfangslängen ausgebildet sind,
• - wobei die Umfangslängen im Bereich des Profilgrunds der Profilblöcke der Profilblockreihe im wesentlichen gleichgroß ausgebildet sind.

6. Profilierter Fahrzeugreifen gemäß den Merkmalen von Anspruch 5,

• - wobei die Profilblöcke in beide Umfangsrichtungen jeweils durch Seitenwände begrenzt sind, die ihrerseits jeweils eine Seitenwand einer Querrille bilden,
• - wobei diese Seitenwände aus dem Rillengrund unter Einschluß eines Winkels α bzw. β zur Radialen schräg verlaufen,
• - wobei Profilblöcke vorgesehen sind, deren Seitenwände mit unterschiedlich groß ausgebildetem Winkel α bzw. β ausgebildet sind.