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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, insbesondere
auf eine Verbesserung in einem Laufstreifenabschnitt mit spitzwinkligen Überschneidungen
von Laufstreifenrillen, die eine Spurhaltigkeit und Verschleißfestigkeit
verbessern können.
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Für gewöhnlich sind
Luftreifen in dem Laufstreifenabschnitt mit Laufstreifen schneidenden
Rillen und Laufstreifenelementen wie z. B. Blöcken, Stollen und dergleichen,
die normalerweise zwischen Laufstreifenrillen gebildete spitzwinklige
Ecken aufweisen, versehen. Wie in 5 durch
Strichpunktlinien gezeigt, kommt es leicht vor, dass, da die Festigkeit
und Steifigkeit bei Vorhandensein eines spitzen Endes (b1) in der
spitzwinkligen ecke gering sind, ein Abreißen und ein ungleichmäßiger Verschleiß, die von
dort ausgehen, auftreten. Daher werden solche spitzen Enden (b1)
vorher oft durch eine flache Fläche
(d) abgeschnitten, wie in 5 gezeigt.
In diesem Fall ist jedoch die Möglichkeit
groß,
dass sich die Spurhaltigkeit des Reifens und die Verschleißfestigkeit
der Laufstreifenelemente verschlechtern, da sich die Steifigkeit
der Laufstreifenelemente verringert.
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Die
EP-A-0 849 101 offenbart einen Reifen, der einen Laufstreifenabschnitt
mit Blöcken,
die spitzwinklige Ecken gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 aufweisen, umfasst. Die spitzwinkligen Ecken sind
mit einer Schräge
nach unten, die von der radialen Außenseite zu der Innenseite
des Reifens steiler wird, versehen. Die Schräge kann in einer horizontalen
Ebene und/oder in einer rechtwinkligen Ebene konvex gekrümmt sein.
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Die
US-A-4 796 683 offenbart einen Reifen mit reduziertem ungleichmäßigem Abrieb,
bei dem Seitenwände
von Blöcken
eines Reifenlaufstreifenprofils derart nach unten zu dem Grund von
Hauptrillen geneigt sind, dass sich ein Neigungswinkel zwischen
der Normallinie der Laufstreifenoberfläche und der Blockseitenwand
allmählich
von den stumpfwinkligen Ecken der Blöcke zu deren spitzwinkligen
Ecken hin vergrößert.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen,
bei dem die Spurhaltigkeit des Reifens und auch die Verschleißfestigkeit
der Laufstreifenelemente ohne das Abreißen und einen ungleichmäßigen Verschleiß weiter
verbessert werden können.
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Dieses
Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht.
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Die
dreidimensional konvexe Fläche
ist vorzugsweise eine Oberfläche
von entweder einer Kugel, einem Ellipsoid, einem Hyperboloid oder
einem Paraboloid.
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Wenn
die zwischen der Schräge
und den Wänden
der zwei Laufstreifenrillen ausgebildeten Kanten auf die Reifenumfangsfläche und
die Reifenäquatorialebene
projiziert werden, ist jede der projizierten Linien ein Bogen.
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Im
Ergebnis werden die spitzwinkligen Ecken in der Steifigkeit verbessert,
und der Winkel an der Kante der Schräge, der zwischen der Schräge und der
benachbarten Fläche
des Laufstreifenelementes ausgebildet ist, wird verringert. Durch
den Multiplikationseffekt der verbesserten Steifigkeit und des verringerten
Winkels werden die Spurhaltigkeit und die Verschleißfestigkeit
wirksam verbessert.
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Nun
wird im Detail eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 ein
Beispiel des Laufstreifenprofiles eines Luftreifens gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
vergrößerte Draufsicht
ist, die eine spitzwinklige Ecke zeigt;
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3 eine
perspektivische Ansicht davon ist;
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4 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I von 2 ist;
und
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5 eine
perspektivische Ansicht einer herkömmlichen spitzwinkligen Ecke
ist.
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Ein
Luftreifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst einen Laufstreifenabschnitt 2, ein Paar Seitenwandabschnitte,
die sich jeweils von einer der Laufstreifenkanten radial nach innen
erstrecken und ein Paar Wulstabschnitte, die jeweils an dem radial
inneren Ende von einem der Seitenwandabschnitte angeordnet sind.
Der Laufstreifenabschnitt 2 ist in dem Bodenkontaktbereich
mit Laufstreifenrillen G versehen, und in dem Laufstreifenabschnitt 2 befinden
sich spitzwinklige Ecken 3, die jeweils zwischen zwei sich
in einem spitzen Winkel schneidenden Laufstreifenrillen G definiert
sind.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Laufstreifenrillen G mit einer Breite von mehr als 3,0
mm definiert und hauptsächlich
zum Zweck einer Was serabführung
vorgesehen. Die Laufstreifenrillen G umfassen Umfangsrillen Gm und
Axialrillen Gy.
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Die
Umfangsrillen Gm umfassen eine axial innere Umfangsrille Gm1 und
eine axial äußere Umfangsrille
Gm2, die an jeder Seite des Reifenäquators C angeordnet sind.
Für die
Umfangsrillen Gm wird in diesem Beispiel eine gerade Rille verwendet,
es ist jedoch auch möglich,
eine zickzackförmige
Rille zu verwenden.
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Die
Axialrillen Gy umfassen:
innere Axialrillen Gy1, die sich von
den inneren Umfangsrillen Gm1 axial nach innen erstrecken, aber
vor dem Reifenäquator
C enden, um eine in Umfangsrichtung durchgehende Rippe R0 zwischen
den inneren Umfangsrillen Gm1 zu bilden;
mittlere Axialrillen
Gy2, die sich zwischen den inneren und äußeren Umfangsrillen Gm1 und
Gm2 erstrecken, um Umfangsreihen R1 von inneren Blöcke zu bilden;
und
äußere Axialrillen
Gy3, die sich zwischen den äußeren Umfangsrillen
Gm2 und den Laufstreifenkanten TE erstrecken, um Umfangsreihen R2
von äußeren Blöcken zu
bilden.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel sind spitzwinklige Ecken 3 jeweils
zwischen einer Umfangsrille Gm und der Axialrille Gy, die unter
einem anderen Winkel als 90 Grad in Bezug auf die axiale Richtung
des Reifens geneigt ist, gebildet. Insbesondere sind an der mittleren
Rippe R0 spitzwinklige Ecken 3A zwischen den inneren Umfangsrillen
Gm1und den inneren Axialrillen Gy1 gebildet. An den inneren Blockreihen
R1 sind spitzwinklige Ecken 3B zwischen den inneren Umfangsrillen
Gm1 und den mittleren Axialrillen Gy2 gebildet. An den äußeren Blockreihen
R2 sind spitzwinklige Ecken 3C zwischen den äußeren Umfangsrillen
Gm2 und den äußeren Axialrillen
Gy3 gebildet.
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Um
ein spitzes Ende von jeder der spitzwinkligen Ecken 3A bis 3C zu
entfernen, ist eine Schräge 4 gebildet,
die durch eine radial nach außen
konvexe Fläche 4S definiert
ist (siehe 2). Die radial äußere konvexe
Fläche 4S ist
eine dreidimensional gekrümmte
Fläche.
Sie kann eine Oberfläche
einer Kugel, eines Rotationsellipsoides, eines Rotationshyperboloides,
eines Rotationsparaboloides und dergleichen sein. In diesem Beispiel
wird eine kugelförmige
Oberfläche
verwendet.
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Die
Schräge 4 erstreckt
sich von der Laufstreifenoberfläche
radial nach innen und läuft
zu einem Punkt Q1 nahe des oder an dem Rillengrund/es Bm, By zusammen.
Der Punkt Q1 wird in einem Bereich von weniger als dem 0,3-fachen
der Tiefe H des Rillengrundes von dem Rillengrund festgelegt. Wenn
der Punkt Q1 sich nicht an dem Rillengrund befindet, wie in 3 gezeigt,
wird zwischen der Rillenwand Wm der Umfangsrille Gm und der Rillenwand
Wy der Axialrille Gy eine kurze Kante We, die sich von dem Punkt
Q1 zu einem Punkt P an dem Rillengrund erstreckt, gebildet. Falls
bezüglich
des Rillengrundes in dieser Ausführungsform
eine Differenz in der Tiefe zwischen den zwei Rillen oder der Umfangsrille
Gm und der Axialrille Gy vorhanden ist, wird der flache Rillengrund übernommen.
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Die
Kante Et zwischen der Schräge 4 und
der Laufstreifenfläche 2 (oder
der Oberfläche
des Laufstreifenelementes) ist wie ein Bogen gekrümmt. Die
Kante Em zwischen der Schräge 4 und
der Rillenwand Wm der Umfangsrille Gm ist wie ein Bogen gekrümmt. Die
Kante Ey zwischen der Schräge 4 und
der Rillenwand Wy der Axialrille Gy ist ebenfalls wie ein Bogen
gekrümmt.
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Des
Weiteren sind, wie in 3 gezeigt, projizierte Linien
Em2 und Ey2 der auf die Reifenumfangsfläche S2 projizierten Kanten
Em und Ey und projizierte Linien Em1 und Ey1 der auf die Reifenäquatorialebene S1
projizierten Kanten Em und Ey jeweils wie ein Bogen gekrümmt.
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In
dieser Ausführungsform
ist die oben erwähnte
Kante Ey mit der zwischen der Rillenwand Wy und der Laufstreifenoberfläche 2 gebildeten
Kante Ye durch einen Wendepunkt Q2 verbunden. Und die oben erwähnte Kante
Em ist mit der zwischen der Rillenwand Wm und der Laufstreifenoberfläche 2 gebildeten
Kante Me durch einen Wendepunkt Q3 verbunden. Die Kanten Ey und
Em können
jedoch auch ohne einen Wendepunkt mit den Kanten Ye und Me verbunden
sein.
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Wenn,
wie in 4 gezeigt, eine flache Fläche S, die durch die folgenden
drei Punkte (den Schnittpunkt der Kanten Em und Ey oder den Punkt
Q1; den Schnittpunkt der Kanten Et, Ey und Ye oder den Punkt Q2;
und den Schnittpunkt der Kanten Et, Em und Me oder den Punkt Q3)
verläuft,
vorhanden ist, wird der Neigungswinkel θ dieser flachen Fläche S in
einem Bereich von nicht weniger als 25 Grad, vorzugsweise nicht weniger
als 35 Grad, bevorzugter nicht weniger als 45 Grad, aber nicht mehr
als 60 Grad, in Bezug auf die normale Richtung zu der Laufstreifenoberfläche 2 festgelegt. 4 ist
ein Querschnitt entlang einer Linie I-I von 2 (unter
einem rechten Winkel zu der flachen Fläche S). Wenn der Neigungswinkel θ weniger
als 25 Grad beträgt,
können
die Spurhaltigkeit und Verschleißfestigkeit nicht wirksam verbessert
werden. Wenn der Neigungswinkel θ mehr
als 60 Grad beträgt,
neigt die Spurhaltigkeit dazu, abzunehmen.
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Da
die Schräge 4 radial
nach außen
konvex ist, steht die gesamte Schräge 4, von der flachen
Fläche S
vor, wie in 4 gezeigt, und der Betrag an
Vorstand HA wird für
eine gute Spurhaltigkeit und Verschleißfestigkeit bevorzugt in einem
Bereich von 0,5 bis 2,0 mm und/oder in einem Bereich von 5 bis 25%
der Tiefe H des oben erwähnten
Rillengrundes festgelegt.
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Des
Weiteren wird, wie in 1 und 2 gezeigt,
die axiale Länge
L1 der Schräge 4 in
dem Bereich des 0,05- bis 0,30-fachen der axialen Länge L2 des
Laufstreifenelementes (Blockes) La, an dem die konvexe Fläche 4S vorgesehen
ist, festgelegt.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel sind die Blöcke 12 der
inneren Blockreihen R1 jeweils durch eine Lamelle oder eine schmale
Rille 11 mit einer Breite von weniger als 3 mm in zwei
axiale Teile 12A unterteilt.
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Die
Axialrillen Gy1, Gy2 und Gy3 sind als im Wesentlichen parallele
Rillen, die sich kontinuierlich von den Laufstreifenkanten zu der
Nähe des
Reifenäquators
erstrecken, angeordnet oder ausgerichtet. Es ist aber auch möglich, die
Axialrillen in der Reifenumfangsrichtung zu staffeln.
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In
diesem Beispiel ist die Anzahl der Axialrillen Gy1, die Anzahl der
Axialrillen Gy2 und die Anzahl der Axialrillen Gy3 auf jeder Seite
des Reifenäquators
C gleich. Es ist aber auch möglich,
unterschiedliche Anzahlen zu verwenden.
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In
diesem Beispiel sind die spitzwinkligen Ecken 3A bis 3C,
deren Winkel α nicht
mehr als 60 Grad beträgt,
mit der Schräge 4 versehen,
andere spitzwinklige Ecken aber, deren Winkel mehr als 60 Grad beträgt, sind
nicht mit der Schräge 4 versehen.
Es ist aber auch möglich,
die Schräge 4 an
allen spitzwinkligen Ecken zu bilden.
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Vergleichstests
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Es
wurden Testreifen der Größe 235/45ZR17
(Radfelgengröße: 17X8JJ),
die mit Ausnahme der spitzwinkligen Ecken, die gleiche Struktur
und das gleiche Laufstreifenprofil wie in 1 gezeigt
aufwiesen, hergestellt und auf Spurhaltigkeit und Festigkeit gegen
ungleichmäßigen Verschleiß geprüft. Die
Spezifikationen und Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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1) Spurhaltigkeitstest
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Ein
an allen Rädern
mit Testreifen versehenes 2500 cm3 FR-Auto
wurde auf trockenen und nassen Asphaltstraßen auf einer Reifenteststrecke
gefahren, und die Spurhaltigkeit wurde von dem Testfahrer in einer zehnstufigen
Skala bewertet. Je höher
die Stufe ist, umso besser ist die Spurhaltigkeit (Innendruck: 230
kPa).
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2) Festigkeitstest gegen
ungleichmäßigen Verschleiß
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Nachdem
das Testauto 8000 km gefahren worden war, wurde der seitliche Schlag
des Testreifens gemessen, um die Differenz des durch Verschleißen der
spitzwinkligen Ecken verursachten Schlages von dem Hintergrundschlag
zu erhalten. In Tabelle 1 ist der Kehrwert der Differenz durch einen
Index angegeben, der darauf basiert, dass er bei jedem der Referenzreifen
100 beträgt.
Je höher
der Index, umso besser die Festigkeit.
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Wie
durch die Testergebnisse gezeigt, waren die Beispielreifen gemäß der vorliegenden
Erfindung in der Spurhaltigkeit und Verschleißfestigkeit verbessert.
