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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lauffläche vom Blocktyp für einen
Luftreifen und im Besonderen aber nicht ausschließlich eine
Lauffläche für einen
Schwerlastreifen, wie er bei Lkw, Anhängern oder Bussen verwendet
wird.
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Ein
Problem, das bei Reifenlaufflächenprofilen
vom Blocktyp und insbesondere bei Schwerlastreifen auftritt, ist
so genannter unregelmäßiger "Fersen- und Zehen-Verschleiß". Dieser tritt auf,
wenn der einlaufseitige vordere Abschnitt des Laufflächenblocks
schneller verschleißt
als die hintere auslaufseitige Kante, wenn der Laufflächenblock
durch den Kontaktbereich mit der Straßenoberfläche hindurchgeht, und stellt
sich als ein Sägezahnprofil
an Blockreihen um den Umfang der Lauffläche dar. Während die Neigung besteht,
dass derartiger unregelmäßiger Verschleiß um die
gesamte Lauffläche
herum auftritt, ist herausgefunden worden, dass er an den axial äußeren Schulterbereichen
schlechter ist.
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Die
Auswirkungen derartigen unregelmäßigen Fersen-
und Zehen-Verschleißes
sind, dass das Aussehen des Profils verunstaltet wird, dass das
Verhalten der Laufflächenkonstruktion
verschlechtert wird, und dass die Lebensdauer des Reifens verkürzt wird.
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Obwohl
das Problem derartigen unregelmäßigen Verschleißes teilweise
gelindert werden kann, indem der Reifen von der Radfelge abgezogen
und in umgekehrter Orientierung wieder aufgezogen wird, ist eine
derartige Praxis besonders in dem Fall eines laufrichtungsgebundenen
Laufflächenprofils
unbefriedigend, das speziell dafür
entworfen ist, vorteilhaft in nur einer einzigen Orientierung gefahren
zu werden.
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Es
ist aus der
US 5 297 604 ,
die den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 entspricht, bekannt,
ein Reifenlaufflächenprofil
vom Blocktyp bereitzustellen, das eine konstante und symmetrische Abstützung der
Blöcke
in dem zentralen Bereich aufweist, während es eine variable und
unsymmetrische Abstützung
an den Blöcken
in den beiden axial äußeren Mittelteilen
aufweist. Gemäß der
US 5 297 604 sind die Werte
der Neigung der Rillenseitenwände, die
die einlaufseitigen und auslaufseitigen Kanten der Blöcke in den äußeren Mittelteilen
bilden, bei der Verringerung von unregelmäßigem Verschleiß unkritisch,
und es ist nur notwendig, dass es eine Asymmetrie der Werte gibt.
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Die
Anmelder haben den Vorschlag aus dem Stand der Technik untersucht
und herausgefunden, dass er das Problem von unregelmäßigem Fersen- und
Zehen-Verschleiß nicht
löst.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Auswirkungen von
unregelmäßigem Fersen-
und Zehen-Verschleiß eines
Laufflächenblockprofils über die
gesamte Breite der Lauffläche
hinweg zu lindern und somit einen Reifen mit einem verbesserten
Laufflächenblockprofil
bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß ist ein
Reifen gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Weitere
Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden, lediglich beispielhaften
Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen deutlich
werden, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Laufflächenprofils eines Reifens zeigt;
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2 einen
schematischen Querschnitt der Reifenlauffläche von 1, genommen
entlang des Schnitts "A"–"A" zeigt;
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3 Details
von einer der axialen Rillen des Reifens von 1 zeigt;
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4 Details
der Rillenseitenwände
von einer der axialen Rillen des Reifens von 1 zeigt; und
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5 und 5a – 5l Details
der Querschnittsform der axialen Laufflächenrillen des Reifens von 1 zeigen.
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Im
Folgenden ist mit Rillenquerschnittsbreite der geradlinige Abstand
an der Oberfläche
der Lauffläche,
rechtwinklig zur Längsmittellinie
der Rille gemessen, gemeint, und Rillenseitenwandneigung an einem
Punkt an einer Rille bedeutet die Neigung der Seitenwand an der
Oberfläche
der Lauffläche
in Bezug auf eine Linie senkrecht zur Oberfläche, wie es in den 5a – 5l gezeigt
ist.
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Ferner
ist mit Rillenbasisabschnitt GBP der mit einem Radius versehene
Abschnitt gemeint, der die gegenüberliegenden
Rillenwände
an ihrem radial innersten Teil verbindet, wie es in 5d gezeigt
ist.
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In
den 1 und 2 ist der Laufflächenbereich
eines Schwerlast-Fahrzeugreifens der Größe 295/80R22.5 gezeigt. Der
Reifen weist eine sich radial erstreckende Karkasse auf, deren Enden
um nicht dehnbare Wulstwick lungen gewickelt sind, von denen jeweils
eine in jedem die Radfelge berührenden Wulstbereich
(nicht gezeigt) angeordnet ist. Der Laufflächenbereich ist durch eine
Breakeranordnung 2 verstärkt,
die mehrere Lagen aus Metallkorden umfasst, die in Bezug auf die
Korde von benachbarten Lagen gekreuzt sind.
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Der
Reifen wies eine Laufflächenbreite
TW, zwischen den axial äußeren Kanten
TE der Lauffläche
gemessen, von 255 mm auf.
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Das
an dem radial äußeren Teil
des Laufflächenbereichs
gebildete Laufflächenprofil
umfasst eine zentrale Längsrille
CLG, die sich durchgehend in der Umfangsrichtung auf der Umfangsmittellinie
C-C des Reifens zentriert erstreckt. Auf beiden Seiten der Umfangsmitte
sind weitere zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Längsrillen
vorgesehen; und zwar eine dazwischen liegende Längsrille ILG axial benachbart
zu der zentralen Längsrille
CLG, und eine äußere Längsrille
OLG, axial außerhalb
der dazwischen liegenden Längsrille.
Diese weiteren beiden Längsrillen
unterteilen zusammen mit der zentralen Längsrille und der Laufflächenkante
TE jede Hälfte der
Lauffläche
axial in zentrale, dazwischen liegende bzw. äußere Bereiche CR, IR bzw. OR.
Diese Bereiche weisen eine annähernd
gleiche axiale Breite auf, die jeweils 32 %, 36 % bzw. 32 % der
halben Laufflächenbreite
beträgt.
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Jeder
der drei Laufflächenbereiche
CR, IR und OR ist ferner jeweils mit einer Reihe von axialen Rillen
CAG, IAG bzw. OAG versehen, die in der Umfangsrichtung beabstandet
sind und sich vollständig über ihren
jeweiligen Bereich erstrecken, um den Bereich jeweils in eine Reihe
von einzelnen Laufflächenblöcken CB,
IB bzw. OB zu unterteilen.
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Jede
der Umfangsrillen und der axialen Rillen CAG und OAG weist einen
im Allgemeinen unsymmetrischen V-förmigen Querschnitt mit einer
mit einem Radius versehenen Rillenbasis auf, und jede der gegenüberliegenden
geneigten Seitenwände
dieser Rillen stellen eine Rampenunterstützung oder Abstützung der
einlaufseitigen und auslaufseitigen, sich axial erstreckenden Kanten
von einzelnen Laufflächenblöcken bereit.
Die axiale Rille OAG weist ein Profil auf, das sich von V-förmig zu
mit einer flachen Unterseite versehen ändert, wenn man axial nach
außen
hin fortschreitet, wie es in den 5a – 5c veranschaulicht
ist.
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Wie
sie in 1 gezeigt sind, nehmen sowohl die Breite W1, W2,
W3 der axialen Laufflächenrillen
als auch ihre Neigung zur Umfangsrichtung mit zunehmender axialer
Verschiebung von der Umfangsmittellinie C zu. Bei dieser Ausführungsform
ist jede der axialen Rillen geringfügig gekrümmt, anstatt dass sie gerade
Rillen sind. Es ist auch ersichtlich, dass das Laufflächenprofil
laufrichtungsgebunden ist, da die Anordnung der Rillen und Blöcke auf
einer Seite der Mittellinie C die auf der anderen Seite widerspiegelt.
Um sicherzustellen, dass das Profil in der richtigen Drehrichtung
verwendet wird, kann ein Pfeil oder eine andere Markierung an der
Seitenwand vorgesehen sein, oder das laufrichtungsgebundene Aussehen
der Lauffläche
wird dazu verwendet, die Montagerichtung festzulegen. Bei dieser
besonderen Ausführungsform
gibt es auch eine Umfangsverschiebung von annähernd einer halben Profilteilungslänge zwischen
den beiden Hälften
des Profils.
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Das
Laufflächenprofil
der vorliegenden Ausführungsform
soll somit in einer Orientierung verwendet werden, die eine Vorwärtsdrehung
in der Richtung des Pfeils R vorsieht, wie es in 1 gezeigt
ist. Dementsprechend befinden sich die einlaufseitigen Kanten CLE,
ILE und OLE der Laufflächenblöcke der jeweiligen
zentralen, dazwischen liegenden und äußeren Bereichen CR, IR und
OR, wie es in 1 gezeigt ist, an der oberen
Kante der Blöcke,
während die
komplementären
auslaufseitigen Kanten CTE, ITE und OTE sich bei unteren Kanten
des Blockes befinden.
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Bei
dieser Ausführungsform
umfasst jede der axialen Rillen CAG, IAG und OAG drei Abschnitte.
Somit weist jede axiale Rille zwei Rillenhauptabschnitte auf, die
als GP1 und GP2 in 3 gezeigt sind, welche Details
einer dazwischen liegenden axialen Rille IAG mittels einer Darstellung
einiger Merkmale aller axialen Rillen zeigt. Jeder der beiden Rillenhauptabschnitte
weist eine im Wesentlichen gleiche Breite und Länge auf und erstreckt sich
beinahe über
die Hälfte
des jeweiligen Bereiches. In der Mitte des Bereiches sind die beiden
Rillenhauptabschnitte durch einen als CP gezeigten kurzen Rillenabschnitt miteinander
verbunden.
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In
dem radial inneren Bereich ihrer Rillenbasis sind die drei Rillenabschnitte
zueinander ausgerichtet ausgebildet, wie es durch die in 3 gezeigten
Paare gestrichelter Linien angedeutet ist. Somit erstreckt sich
die Rillenbasis in einer gleichmäßigen kontinuierlichen
Kurve entlang der Rille. Jedoch sind die beiden Hauptrillenabschnitte
in ihren radial äußeren Bereichen
in einer nicht ausgerichteten Konfiguration ausgebildet. Somit wird
in dem mittleren Bereich über
den kurzen Rillenverbindungsabschnitt CP eine kleine Stufe oder
Umfangsversetzung s zwischen den beiden Rillenhauptabschnitten eingeleitet. Die
Größe dieser
Umfangsversetzung nimmt mit dem Abstand der Rillenbasis zu und weist
einen Maximalwert S1 an der Oberfläche der Lauffläche zwischen 10
und 30 % der maximalen Breite der axialen Rille auf. Somit erstreckt
sich jeder der Rillenhauptabschnitte im Wesentlichen in die gleiche
Richtung, mit der Ausnahme der kleinen Umfangsverschiebung in ihren
radial äußeren Teilen.
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Wie
es zuvor gesagt wurde, ist jede der axialen Rillen CAG, IAG, OAG
in ihrer Längsrichtung
geringfügig
gekrümmt.
Bei dieser Ausführungsform weist
jede einen Krümmungsradius
R von 250 mm auf.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, weist jede der Laufflächenblockecken,
die durch den Übergang
einer axialen Rille und einer Umfangsrille definiert ist, einen
abgeschnittenen Abschnitt TP auf, der eine scharfe Ecke vermeidet
und dazu dient, einen übermäßigen Verschleiß zu vermeiden.
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Mit
der Ausnahme des Bereiches des abgeschnittenen Abschnitts TP am Übergang
der Axial- und Umfangsrillen ist für jede axiale Rille die Querschnittsbreite
der beiden Axialrillenhauptabschnitte GP1 und GP2 entlang ihrer
Länge gleich
und konstant. Bei dieser Ausführungsform
beträgt
die Breite der Rillenhauptabschnitte der zentralen, dazwischen liegenden
und äußeren Rillen
jeweils 8, 11 bzw. 14 mm, was 0,75, 1,03 und 1,3 % des maximalen
Außendurchmessers
D des Reifens, gemessen an der Umfangsmittellinie des Reifens, ausmacht.
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Die
axialen Rillen CAG und IAG des zentralen und dazwischen liegenden
Bereiches weisen entlang ihrer Länge
eine im Wesentlichen volle Tiefe auf. Weitere Details der Konfiguration
der Rillen CAG und IAG sind in 4 gezeigt.
Der vorstehend erwähnte Unterschied
bei der Ausrichtung der Rillenbasis und der beiden Rillenhauptabschnitte
bestimmt eine Konfiguration, bei der jede der beiden Seitenwände der Rille
aus drei Flächen
besteht. Somit besteht jede aus zwei sich im Allgemeinen axial erstreckenden Flächen, die
in 4 als TF1, TF2 und LF1, LF2 markiert und durch
eine kleinere Fläche
TCF, LCF verbunden sind, die sich in Umfangsrichtung und senkrecht
zur Oberfläche
der Lauffläche
erstreckt. Jede der sich axial erstreckenden Flächen ist in Bezug auf die Oberfläche der
Lauffläche
geneigt und in die axiale Richtung gekrümmt.
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Obwohl
die Radiusrillenbasis sich in einer kontinuierlichen gleichmäßigen Kurve
erstreckt, die in 4 durch das Paar gestrichelte
Linien GBP gezeigt ist, ist keiner der radial nach außen gerichteten Teile
der beiden Rillenhauptabschnitte in einer parallelen Konfiguration
zu seinen jeweiligen Teilen der Rillenbasis ausgerichtet. Darüber hinaus
ist die Rillenbasis von der Mittellinie der beiden Rillenhauptabschnitte
in Richtung der auslaufseitigen Kante ITE des benachbarten Laufflächenblocks
wesentlich verschoben. Dementsprechend weist die axiale Rille einen
unsymmetrischen Querschnitt auf, der entlang ihrer Länge variiert.
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Der
allgemeine Neigungswinkel zur Oberfläche der Lauffläche der
Rillenseitenwandflächen
LF1 und LF2 ist wesentlich größer als
der der gegenüberliegenden
Flächen
TF1 und TF2. Darüber
hinaus nimmt hinsichtlich jedes Axialrillenhauptabschnitts der Rillen
CAG und IAG der Winkel für
die gegenüberliegende
Rillenseitenwand zu, während
der Winkel der Seitenwandneigung der Flächen TF1, TF2 an der auslaufseitigen
Kante des Blockes von dem axial inneren Ende zu dem anderen Ende
des Rillenabschnitts abnimmt. Dementsprechend stellt diese Konfiguration
eine größere Rampenunterstützung oder
Abstützung
für die
einlaufseitige Kante LE des Laufflächenblocks bereit, als sie
für die
auslaufseitige Kante TE des benachbarten Blocks bereitgestellt wird.
Bei der besonderen, in den Figuren veranschaulichten Ausführungsform
nimmt der Neigungswinkel der Rillenseitenwand, die die auslaufseitige Kante
des Blocks abstützt,
an dem axial äußeren Teil jedes
Rillenhauptabschnitts auf Null ab.
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Die
Asymmetrie der V-förmigen
axialen Rillen CAG und IAG ist in 5 veranschaulicht,
wobei die 5s–5g und 5h – 5l die
Querschnittsform der Rillen an besonders gekennzeichneten Punkten
zeigen.
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Es
wird sich nun der äußeren axialen
Rille OAG zugewandt, die in dem äußeren Schulterbereich
des Reifens gebildet ist. Obwohl diese Rille eine allgemeine Konfiguration
aufweist, die ähnlich
ist wie die der anderen beiden axialen Rillen, ist sie darin verschieden,
dass sie eine Tiefe aufweist, die axial nach außen abnimmt, wobei sie eine Änderung
der Querschnittsform von V-förmig
zu mit einer flachen Unterseite versehen begleitet. Jedoch liegt
die besondere Bedeutung der vorliegenden Erfindung in der Rillenseitenwand
auf der Seite der einlaufseitigen Blockkante, die zwei Rillenhauptabschnitte
umfasst, welche anders als die anderen Rillenabschnitte eine konstante
Neigung zur Oberfläche
der Lauffläche aufweisen.
Im Besonderen weist der axial innere Abschnitt dieser Seitenwand,
der in 5 durch OTF2 angegeben ist, eine Neigung von 22° auf, wie
es in den 5a und 5b gezeigt
ist, während
der axial äußere Abschnitt
OTF1 eine Neigung von 14° aufweist,
wie es in 5c gezeigt ist. Diese Kombination
aus einem konstanten Winkel einer Seitenwandneigung und einer Verringerung
der Rillentiefe in der äußeren axialen
Rille stellt die notwendige Abstützung
für die
einlaufseitige Kante der Laufflächenblöcke in der
Schulter bereit, um unregelmäßigen Fersen-
und Zehen-Verschleiß zu
verhindern.
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Im
Hinblick auf die Umfangsrillen ILG und OLG weisen diese eine Konfiguration
auf, bei der der Rillenbasisteil sich in Umfangsrichtung gerade
erstreckt, aber der radial äußere Teil
Abschnitte umfasst, die zur Umfangsrichtung geneigt sind und deren
Breite ebenfalls variiert. Diese Rillen weisen, obwohl sie gerade
Umfangsrillen sind, an ihrer Basis somit eine Zickzack-Konfiguration
mit variierender Breite in ihrem radial äußeren Teil auf, der abwechselnde
Abschnitte von 6,0 mm und 8,5 mm Breite umfasst.
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Der
Reifen der Erfindung kann auch andere Laufflächenprofilmerkmale, die in
der Technik üblich sind,
umfassen, wie etwa flache Rillen wie jene, die in 1 mit
SG markiert sind, oder Messereinschnitte oder Feinschnitte.