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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Laufstreifen für Luftreifen,
die die Vorderachsen von Transportfahrzeugen und insbesondere Lastkraftwagen
ausstatten sollen und die befähigt
sind, Langstrecken mit Dauergeschwindigkeit zu fahren.
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Diese
Luftreifen enthalten eine Karkassenbewehrung, die eine Vielzahl
von radial angeordneten Verstärkungen
aufweist, wobei sich über
der Karkassenbewehrung eine Scheitelbewehrung befindet, die sich
in Umfangsrichtung erstreckt. Diese Seitenbewehrung ist aus zumindest
zwei übereinander
liegenden Lagen zusammengesetzt, wobei jede Lage aus einer Gummimischung
gebildet wird, die mit einer Vielzahl von Seilen oder Drähten verstärkt ist,
die kaum dehnbar sind und vorzugsweise aus Stahl bestehen und die
in einer Lage parallel zueinander und in einer Richtung angeordnet
sind, die einen Winkel von höchstens
40° bildet,
wobei die Seile von einer Lage zur nächsten gekreuzt sind. Die Scheitelbewehrung
kann einerseits durch zwei Halblagen, die aus kaum dehnbaren Seilen
gebildet werden, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 45
bis 80° bilden, und
andererseits durch mindestens eine Lage vervollständigt werden,
die aus so genannten "elastischen" Seilen gebildet
wird, die radial außen
an den Scheitellagen angebracht werden und deren Verstärkungsseile
einen Winkel unter 40° bilden.
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Über der
radial äußeren Oberfläche der Scheitelbewehrung
befindet sich im Übrigen
ein Laufstreifen, der aus mindestens einer Gummimischung realisiert
ist, deren am Luftreifen radial außen liegender Bereich die Lauffläche bildet,
die mit der Fahrbahn während
der Fahrt des Luftreifens in Kontakt kommen soll.
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Um
bei der Fahrt auf einer mit Wasser bedeckten Fahrbahn zufrieden
stellende Haftungseigenschaften zu erhalten, ist der Laufstreifen
an seiner äußeren Oberfläche im Falle
von Luftreifen, die die Antriebsachse von Lastkraftwagen ausstatten sollen,
mit einer Vielzahl von Rillen von allgemein umlaufender Orientierung
versehen. Diese Rillen bilden ein Profil, das eine Vielzahl von
Rippen aufweist, wobei jede Rippe eine radial äußere Kontaktfläche und
Seitenwände
aufweist, die in etwa senkrecht zur Kontaktfläche der Rippen verlaufen oder
mit dieser Fläche
einen von Null verschiedenen Freiwinkel bilden können. Um die Haftung noch zu
verbessern, können
einige Rippen mit einer Vielzahl von Rillen und/oder Einschnitten
von quer verlaufender Orientierung versehen werden. Die quer laufenden
Einschnitte und die Längsrillen
begrenzen eine Vielzahl von Gummieinheiten, die bei der Fahrt eine
Kante oder Anfahrkante, d. h. eine Kante, die vor der restlichen
Kontaktfläche
der Einheit mit der Fahrbahn in Kontakt kommt, und eine Hinterkante
aufweisen. Es kann eine so genannte unregelmäßige Abnutzung festgestellt
werden, die während
der Fahrt des mit einem solchen Laufstreifen versehenen Luftreifens
an der Kontaktfläche
dieser Einheiten in der Nähe
der Hinterkante auftritt.
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Um
die Beständigkeit
des Laufstreifens gegenüber
einer solchen unregelmäßigen Abnutzung durch
Verminderung der Tendenz zur unregelmäßigen Abnutzung an den Flächen, die
sich in der Nähe der
Hinterkanten befinden, zu verbessern, hat die Anmelderin in dem
europäischen
Patent
EP 0 384 182 ein
neues Profil beschrieben.
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In
dieser Druckschrift wird ein Profil vorgeschlagen, das umlaufende
Rillen aufweisen, die so sind, dass der Laufstreifen mindestens
fünf Rippen aufweist,
wobei zumindest die Rippen, die von zwei umlaufenden Rillen begrenzt
werden, mit Einschnitten versehen sind, deren Breite unter 3 mm
liegt, die quer verlaufen und in etwa parallel zueinander sind, wobei
die Einschnitte in einem Winkel von 5 bis 25° in Bezug auf eine Richtung
senkrecht zur Lauffläche des
Laufstreifens geneigt sind, sodass die resultierende Kraft, die
bei der Fahrt in dem Kontaktbereich mit dem Boden von der Fahrbahn
auf den Laufstreifen ausgeübt
wird, die Einschnitte in Bezug auf diese senkrechte Richtung in
Richtung einer Neigung Null gerade richtet.
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Diese
Anordnung kann zwar diesen Typ von unregelmäßiger Abnutzung effektiv bekämpfen, im Vergleich
mit der mittleren Gesamtabnutzung der intermediären Rippen ist jedoch insgesamt
eine sehr deutlich höhere
mittlere Abnutzung der Rippen am Rand zu beobachten. Dieser Unterschied
in der Abnutzung ist nach einigen gefahrenen Kilometern die Ursache
für das
Auftreten einer unregelmäßigen Abnutzung,
der so genannten "schienenförmigen" Abnutzung, an den
Längskanten
der am Rand liegenden Rippen; diese Abnutzung ist mit dem Auftreten von
Bremskräften
verbunden, die von der Fahrbahn auf die am Rand liegenden Rippen
ausgeübt
werden, resultierend aus den unterschiedlichen Längen, die von den Rippen am
Rand und den dazwischen liegenden Rippen zurückgelegt werden.
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Vereinfacht
ausgedrückt,
die Abnutzung wird regelmäßiger, die
Gebrauchsdauer des Laufstreifens ist jedoch im Vergleich mit der
Lebensdauer eines Luftreifens, dessen Laufstreifen nicht mit geneigten Einschnitten
versehen ist, kleiner. Unter der Gebrauchsdauer wird die mögliche Verwendungsdauer vor
der vollständigen
Abnutzung ei nes Laufstreifens eines Luftreifens bei der Fahrt verstanden,
die entweder zum Austausch des Luftreifens oder zur Erneuerung des
Laufstreifens durch Runderneuerung führt.
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Es
gibt also ein Bedürfnis
für ein
Profil für Luftreifen,
die die Antriebsachse von Lastkraftwagen ausstatten sollen, die
keine (oder eine geringe) unregelmäßige Abnutzung und eine in
etwa gleiche Abnutzungsgeschwindigkeit an allen Rippen aufweisen und
gleichzeitig eine geringe mittlere Gesamtabnutzungsgeschwindigkeit
aufweisen, wobei diese Eigenschaften dem Luftreifen eine Lebensdauer
geben, die im Vergleich mit dem Luftreifen der oben genannten europäischen Patentanmeldung
besser ist.
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In
der Druckschrift EP-A-810 104 wird ein Laufstreifen gezeigt, dessen
Einschnitte die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweisen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Laufstreifen für
einen Luftreifen, der die Vorderachse eines Lastkraftwagens ausstatten
soll, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben.
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Ein
Punkt eines Einschnitts, der sich im Inneren des Laufstreifens befindet,
wird als vor dem Punkt des Einschnitts an der Lauffläche im Neuzustand
gelegen bezeichnet, wenn eine radiale Ebene (Ebene, die die Drehachse
des Laufstreifens enthält), die
durch den Punkt des Einschnitts an der Lauffläche im Neuzustand hindurchgeht,
in der vorgesehenen Laufrichtung gedreht werden muss, um sie auf den
Punkt des Einschnittes im Inneren des Laufstreifens zu bringen.
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Unter
einem Winkel in der Gegend von 0° oder
von 0° mit
einer Senkrechten ist ein Winkel von maximal 5° zu verstehen (wobei dieser
Winkel in gleicher Weise positiv oder negativ sein kann).
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Die
mittlere Neigung eines Einschnittes wird durch den Winkel angegeben,
den die Linie bildet, die einen Punkt des Einschnitts an der Lauffläche des Laufstreifens
mit dem Punkt verbindet, der am weitesten innen am Laufstreifen
in der gleichen Schnittebene senkrecht zur Drehachse liegt.
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Die
Luftreifen, die mit einem erfindungsgemäßen Laufstreifen ausgestattet
sind, sind dazu vorgesehen, auf die Vorderachse eines Lastkraftwagens montiert
zu werden, wobei die mittlere Neigung der Einschnitte der Rippen
so gewählt
ist, dass die vom Boden auf die Rippen jeweils ausgeübten resultierenden
mittleren Kräfte
in einer solchen Richtung wirken, dass die Einschnitte und dadurch
die Gummielemente, die die Einschnitte begrenzen, eher aufgerichtet
werden. Damit die erfindungsgemäßen Luftreifen
an einem Lastkraftwagen leichter montiert werden können, kann
an jedem Luftreifen ein sichtbares Mittel angebracht werden, das
die bevorzugte Drehrichtung anzeigt.
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Es
ist möglich,
die Verteilung der an den verschiedenen Rippen resultierenden mittleren
Kräfte während der
gesamten Verwendung des mit einem erfindungsgemäßen Laufstreifen ausgestatteten Luftreifens
einzustellen, indem die Neigung der Einschnitte an der Lauffläche im Neuzustand
und nach verschiedenen Abnutzungsniveaus des Laufstreifens verändert wird.
Insbesondere führt
eine größere Neigung
der Einschnitte nach einer teilweisen Abnutzung des Laufstreifens
dazu, dass die unterschiedlichen resultierenden mittleren Kräfte an den
in der Mitte liegenden Rippen, die mit geneigten Einschnitten versehen
sind, und den Rippen am Rand ohne Einschnitte aufrecht erhalten
werden, was nach einer teilweisen Abnutzung des Laufstreifens besonders günstig ist,
um zu vermeiden, dass die Rippen am Rand mehr abgenutzt werden.
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Um
einen zufrieden stellenden Effekt auf die Abnutzung der Rippen am
Rand zu erhalten, sind die Einschnitte mit in der Tiefe variabler
Neigung an mindestens einer der mittleren Rippen und in einem solchen
mittleren Abstand p angeordnet, dass das Verhältnis k
die folgende Beziehung erfüllt: 0,5 ≤ k ≤ 4, wobei
Sne die Summe der Oberflächen
der Rippen bedeutet, die nicht mit Einschnitten von in der Tiefe
variabler Neigung gemäß der Erfindung
versehen sind (Rippen am Rand und gegebenenfalls andere mittlere
Rippen),
Se die Summe der Oberflächen der Rippen ist, die mit
Einschnitten versehen sind, die eine in der Tiefe variable Neigung
gemäß der Erfindung
aufweisen, und
H die mittlere Tiefe der Längsrillen bedeutet.
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Wenn
der Wert von k unter 0,5 liegt, ist die Variation der Steifigkeit
der Rippen, die mit Einschnitten von in der Tiefe variabler Neigung
versehen sind, in Bezug auf die Steifigkeit der Rippen am Rand zu ausgeprägt und der
gewünschte
Effekt wird nicht erhalten. In gleicher Weise ist die Veränderung
der Steifigkeit der Rippen, die mit Einschnitten mit in der Tiefe
variabler Neigung versehen sind, nicht ausreichend, um das Problem
der unregelmäßigen Abnutzung
an den am Rand liegenden Rippen zu lösen, wenn der Wert von k über 4 liegt.
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Die
Einschnitte besitzen vorzugsweise Tiefen E in der Gegend der Tiefen
H der Längsrillen,
um die gesamte Höhe
der am Rand liegenden Rippen schützen
zu können.
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Die
Einschnitte mit veränderlicher
Neigung besitzen vorzugsweise die folgenden Werte:
- – mittlere
Neigung 5 bis 15°
- – Neigung
am Ende 5 bis 25°.
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Die
Einschnitte mit variabler Neigung können eine regelmäßige und
fortschreitende Änderung
der Neigung aufweisen oder eine Veränderung gemäß einer beliebigen anderen
Form (beispielsweise abschnittsweise linear).
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
hervor, die in Bezug auf die beigefügten Figuren angegeben wird, welche
als nicht einschränkende
Beispiele Ausführungsformen
des Gegenstands der Erfindung zeigen.
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Die 1 zeigt
in Draufsicht einen Teil eines Laufstreifens eines Lastkraftwagens
gemäß der Erfindung;
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2 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie II-II des in der 1 gezeigten
Laufstreifens;
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3 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie III-III des in der 1 gezeigten
Laufstreifens.
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In
der 1 ist ein Teil der Lauffläche S eines erfindungsgemäßen Laufstreifens 1 eines
Luftreifens dargestellt, der die Vorderachse eines Lastkraftwagens
ausstatten soll. Der Laufstreifen 1 weist drei Hauptrillen 2 auf,
die in Umfangsrichtung verlaufen, wobei diese drei Rillen eine Tiefe
H von 18 mm aufweisen. Die Rillen 2 begrenzen drei mittlere
Rippen 31, 32, 33 und zwei am Rand liegende
Rippen 30, 34, wobei jede am Rand liegende Rippe
in axialer Richtung den Kontaktbereich des Laufstreifens mit der
Fahrbahn während
der Fahrt des Luftreifens begrenzt. Die mittleren Rippen, die zwischen
den am Rand liegenden Rippen angeordnet sind, weisen eine Vielzahl
von Einschnitten 41, 42, 43 mit einer Neigung
auf, die in der Dicke des Laufstreifens variabel ist, wobei sie
durch jede mittlere Rippe von einer Seite zur anderen hindurchgehen.
Die Einschnitte haben an der Lauffläche S einen V-förmigen Verlauf, wobei
die Spitze des V in der bevorzugten Drehrichtung (die durch den
Pfeil R angegeben ist) des mit dem Laufstreifen ausgestatteten Luftreifens
ausgerichtet ist.
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Der
mittlere Abstand p zwischen den Einschnitten mit in der Tiefe des
Laufstreifens variabler Neigung ist im dargestellten Fall für jede Rippe
konstant, er kann jedoch auch je nach der jeweiligen Rippe unterschiedlich
sein. Der mittlere Abstand p beträgt hier 38 mm. Das Verhältnis
beträgt im vorliegenden Fall 1,7;
wobei die nicht mit Einschnitten versehene Oberfläche Sne
proportional zur Summe der Breiten der am Rand liegenden Rippen
30,
34 von
jeweils 45 mm und die mit Einschnitten versehene Oberfläche Se proportional
zur Summe der Breiten der mittleren Rippen
31,
32,
33 von
jeweils 35 mm ist.
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In
der 2 ist ein Schnitt der mittleren Rippe 31 gezeigt,
die sich in der Nähe
der am Rand liegenden Rippe 30 befindet, wobei der Schnitt
entlang der Linie II-II der 1 in einer
Ebene senkrecht zur Drehachse des Luftreifens realisiert wurde.
In diesem Schnitt sind Einschnitte 41 mit einer Gesamttiefe
E zu sehen, die etwas kleiner als die Tiefe H der Rillen mit in
der Dicke variabler Neigung ist, und die eine gekrümmte Form
aufweisen, deren mittlere Neigung 7° beträgt (wobei die mittlere Neigung
des Einschnitts dem Winkel β entspricht,
den die Gerade D',
die sich in der Schnittebene befindet und durch den Schnittpunkt
A des Einschnitts mit der Lauffläche
und den Punkt B, der an dem Einschnitt am weitesten innen liegt,
hindurchgeht, mit einer Senkrechten D zur Lauffläche am Schnittpunkt A des Einschnittes
mit der Lauffläche
bildet).
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Der
Winkel α,
den in der Ebene der 2 die Tangente T an den Verlauf
des Einschnitts im Punkt A an der Lauffläche im Neuzustand mit der Senkrechten
D an der Lauffläche
an diesem Punkt A bildet, ist in dem beschriebenen Beispiel Null;
dieser Winkel steigt allmählich
und regelmäßig mit
der Tiefe an und erreicht am Punkt B, der an dem Laufstreifen am
weitesten innen liegt, 10° (wobei
sich der Punkt B in einem Abstand E von der Lauffläche im Neuzustand befindet).
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In
der 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III der
zentralen Rippe 32 des in 1 dargestellten
Laufstreifens 1 gezeigt. Diese zentrale Rippe weist eine
Vielzahl von Einschnitten 42 auf, die in Umfangsrichtung
mit einem Abstand von 38 mm regelmäßig verteilt sind, wobei jeder
Einschnitt im Schnitt eine Abfolge von drei geradlinigen Abschnitten
aufweist, wobei die Gesamttiefe E der Einschnitte etwas kleiner
ist als die Höhe
H jeder Rille 2 (wobei die Höhe H der Höhe der Rippe 32 entspricht).
Der erste Abschnitt 421 verläuft am Schnittpunkt A1 des Einschnitts
mit der Lauffläche
senkrecht zur Lauffläche
und erstreckt sich über
eine Tiefe von etwa einem Drittel der Höhe H der zentralen Rippe 32.
Der zweite geradlinige Abschnitt 422 bildet einen Winkel α2 von 5° mit dem
ersten Abschnitt 421 und erstreckt sich über etwa
ein Drittel der Höhe
der Rippe. Der letzte geradlinige Abschnitt 423 bildet
einen Winkel α3
von 5° mit
dem zweiten Abschnitt 422 und erstreckt sich über etwa
ein Drittel der Höhe
der Rippe bis zu dem Endpunkt B1 des Einschnitts.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele
beschränkt
und es können
verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne dass der Rahmen
der Erfindung verlassen wird.
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Die
mittleren Rippen, die sich direkt in der Nachbarschaft der Rippen
am Rand befinden, können
insbesondere ferner eine Vielzahl von Einschnitten aufweisen, die
nur an dem Rand münden,
der sich an der Seite der am Rand liegenden Rippen befindet; diese
Einschnitte haben bekanntlich die Funktion, die mittleren Rippen
vor einer unregelmäßigen Abnutzung
zu schützen,
die die Längskanten
der Rippen beeinträchtigt.
Diese zuletzt genannten Einschnitte können dem gleichen Profil folgen
wie die Einschnitte mit in der Dicke variabler Neigung und können ebenfalls
eine variable Neigung aufweisen.
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Ferner
können
an allen Rippen, einschließlich
der Rippen am Rand, Einschnitte von geringer Tiefe an der Vorderseite
der Rippen realisiert werden; diese Einschnitte mit einer Tiefe
im Bereich von einigen Zehntel Millimetern bis zwei Millimetern
haben nur eine Funktion, wenn der Laufstreifen neu ist, bevor sie
nach Abnutzung in den ers ten gefahrenen Kilometern verschwinden
und die Steifigkeiten des Profils des Laufstreifens in keiner Weise
verändern.
