DE69108852T2

DE69108852T2 - Radialreifenauffläche für Lastkraftwagen.

Info

Publication number: DE69108852T2
Application number: DE69108852T
Authority: DE
Inventors: Patrick Lurois
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2011-10-25
Also published as: CA2055646C; ATE121022T1; DE69108852D1; BR9104927A; FR2669274A1; ES2071188T3; US5297604A; JPH0672106A; EP0485778B1; EP0485778A1; CA2055646A1; JP3090996B2; FR2669274B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laufstreifen für Luftreifen mit Radialkarkasse und insbesondere Luftreifen für Schwerlastfahrzeuge, die zum Einsatz sowohl auf Straßen als auch in unterschiedlichem Gelände vorgesehen sind.
Die Erfahrung zeigt, daß die Laufstreifen von Luftreifen mit Radialkarkasse für Lastkraftwagen, die für den gemischten Einsatz auf Straßen und Baustellen bestimmt sind, aufgrund der gravierenden Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt werden, einerseits einer erheblichen Abnutzung der Seitenbereiche, die sich in einem Ausbrechen der Ränder des Laufstreifens auswirkt, und andererseits einer anomalen Sägezahn-Abnutzung unterliegen. Diese beiden Verschleißtypen sind bei den Laufstreifen von Luftreifen besonders wichtig, die an den angetriebenen Achsen des Fahrzeugs montiert sind, unabhängig davon, ob es sich dabei um Einzel- oder Zwillingsbereifung handelt.
Diese beiden Verschleißarten sind von noch größerer Bedeutung, wenn der Laufstreifen im wesentlichen einzelne Profilblöcke aufweist, die eine bessere Haftung auf weichem Boden auf Kosten einer schnelleren Abnutzung auf Straßen ergeben.
Zur Verringerung eines anomalen Verschleißes eines Laufstreifens, der aus individuellen, voneinander durch Rillen getrennten Profilblöcken besteht, wurde in der Patentanmeldung GB-A-2 008 043 angegeben, in den seitlichen Querrillen Gummibrücken vorzusehen, die einen feinen Einschnitt aufweisen, und zwar beiderseits einer schmalen Umfangsrille mit gleicher Tiefe wie bei den beiden breiten Umfangsrillen, die zwei aneinandergrenzende Profilblöcke in Querrichtung voneinander trennen.
Eine solche Lösung gewährleistet zwar aufgrund des Verbrückungseffekts, der zwischen den Profilblöcken in der Bodenaufstandsfläche auftritt, eine geringere Abnutzung, jedoch auf Kosten der Haftung auf unterschiedlichem Untergrund, und ohne ein ziemlich rasches Ausbrechen der Ränder des Laufstreifens zu verhindern.
Ein Laufstreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise in DE-A-3 720 908 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, einen Laufstreifen für Luftreifen mit Radialkarkasse zum gemischten Einsatz auf Straßen und Baustellen anzugeben, der das Auftreten von Ausbrüchen in den Seitenbereichen des Laufstreifens und die anomale Sägezahn-Abnutzung zugleich beträchtlich verringert, wobei auch das allgemeine Abnutzungsniveau des Laufstreifens verringert wird. Die vorliegende Erfindung hat ferner einen Luftreifen mit Radialkarkasse für Schwerlastfahrzeuge zur Aufgabe, der einen erfindungsgemäßen Laufstreifen aufweist.
Der Laufstreifen gemäß der Erfindung, der mindestens eine in einer gebrochenen Linie verlaufende und im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte Umfangsrille und im wesentlichen in Querrichtung orientierte breite Querrillen aufweist, die mindestens zwei Reihen individueller Profilblöcke begrenzen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen in Querrichtung orientierten breiten Querrillen in einem medianen Bereich, der sich zu beiden Seiten der Mittelebene des Laufstreifens über eine Breite von 40 bis 75 % der Breite des Laufstreifens erstreckt, Wände mit konstanter und in Bezug auf die Normalrichtung zum Laufstreifen symmetrischer Neigung und außerhalb des medianen Bereichs und bis zu den Rändern des Laufstreifens Wände mit veränderlicher und von einer Wand zur anderen unsymmetrischer Neigung aufweisen und in den Seitenbereichen des Laufstreifens in einem Abstand von den Rändern des Laufstreifens, der ein Drittel der Breite des Laufstreifens nicht übersteigt, zwei im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte seitliche schmale Umfangsrillen vorgesehen sind, deren Tiefe kleiner ist als die Tiefe der im wesentlichen in Querrichtung orientierten, in einer gebrochenen Linie verlaufenden Querrillen und 10 bis 70 % der Tiefe dieser Querrillen beträgt.
Die Breite des Laufstreifens ist der Abstand zwischen den seitlichen Rändern der Profilblöcke, wenn diese eine scharfe Kante aufweisen, oder der zwischen den Schnittpunkten der Tangenten an die Oberfläche des Laufstreifens im Kontakt mit dem Boden einerseits und an die seitlichen Ränder des Laufstreifens andererseits gemessene Abstand. Die Breite der Rillen wird senkrecht zu mindestens einer der Wände an der Oberfläche des Laufstreifens im Kontakt mit dem Untergrund gemessen.
Eine zentral vorgesehene, im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte Umfangsrille, von denen auch mehrere vorgesehen sein können, kann, was jedoch nicht zwingend ist, die gleiche Tiefe wie die im wesentlichen in Querrichtung orientierten Querrillen aufweisen. Die beiden seitlichen schmalen Umfangsrillen, die in den seitlichen Profilgummiblöcken vorgesehen sind, die in der Nähe des Randes des Laufstreifens angeordnet sind, besitzen eine Breite zwischen 1 und 3 % der Breite des Laufstreifens.
Die Breite der im wesentlichen in Querrichtung orientierten Querrillen beträgt 1 bis 3 % des Außendurchmessers des neuen, auf eine geeignete Felge montierten, aufgepumpten und unter Nennbedingungen belasteten Luftreifens. Der Neigungswinkel der Wände der Querrillen, die unter Bezug auf die Normale auf die Oberfläche des Laufstreifens eine symmetrische Neigung besitzen, besitzt einen Wert, wie er gewöhnlich für diesen Reifentyp verwendet wird, d.h., einen Wert, der allgemein zwischen 10 und 20º liegt und vorzugsweise 15º beträgt.
Bei den seitlichen Teilen der breiten Querrillen ist wesentlich, daß die Neigung der beiden Wände, welche die breiten Querrillen bilden, unter Bezug auf den Änderungssinn der variablen Neigung jeder der Wände unsymmetrisch ist. Der Wert der Neigungswinkel der Angriffskanten und der Hinterkanten kann dabei beliebig sein, sofern eine Unsymmetrie der Werte zwischen den beiden Wänden vorliegt, wobei die Neigungswinkel insbesondere eine positive oder negative Neigung aufweisen können, was bedeutet, daß eine Hinterschneidung vorliegen kann. Die durch die Rillen abgegrenzten Profilblöcke können beliebige geometrische Form aufweisen. Nach bevorzugten Ausführungsformen können folgende Merkmale vorliegen:
- Der Luftreifen besitzt zwei Umfangsrillen,
- die breiten Querrillen verlaufen in einer gebrochenen Linie,
- die Neigung einer der Wände der Querrillen ändert sich kontinuierlich von 15º an der Verbindungsstelle mit dem medianen Teil, der eine konstante und symmetrische Neigung aufweist, bis auf 25º am Rand des Laufstreifens, während sich die Neigung der Seitenwand, die der vorgenannten Seitenwand direkt gegenüberliegt und auf diese zu gerichtet ist, von 15 º an der Verbindungsstelle mit dem medianen Teil, der eine konstante und symmetrische Neigung aufweist, bis auf 5º am Rand des Laufstreifens,
- der Unterschied der Neigung zwischen den beiden Enden der Wände der Querrillen erreicht einen Maximalwert von 20º,
- sämtliche Profilblöcke des Laufstreifens, die durch die Rillen begrenzt sind, besitzen einen vorspringenden Winkel, der die Wand der Angriffskante der Profilblöcke darstellt, welche die Querrillen begrenzen,
- sämtliche Profilblöcke des Laufstreifens weisen einen einspringenden Winkel auf, der die Wand der Hinterkante der Profilblöcke bildet, welche die Querrillen begrenzen,
- die Wand mit der relativ kleinsten variablen Neigung stellt die Hinterkante der seitlichen Profilblöcke dar, während die Wand mit der relativ größten Neigung die Angriffskante dieser seitlichen Profilblöcke darstellt,
- der Wert des Neigungswinkels der Kanten der Wände mit konstanter und symmetrischer Neigung ist kleiner als oder höchstens gleich groß wie der Wert des Neigungswinkels der Angriffskanten des Abschnitts der Querrillen mit unsymmetrisch geneigten Wänden und gleich groß wie oder größer als der Wert des Neigungswinkels der Hinterkanten des Abschnitts der Querrillen mit unsymmetrisch geneigten Wänden,
- die schmale seitliche Umfangsrille befindet sich in der Mitte der seitlichen Profilblöcke in der Nachbarschaft der Ränder des Laufstreifens,
- die schmale seitliche Umfangsrille verbindet den Scheitel des vorspringenden Winkels, der eine der Wände der Profilblöcke bildet, mit dem Scheitel des einspringenden Winkels, der die entgegengesetzte Wand der Profilblöcke bildet,
- die schmale seitliche Umfangsrille befindet sich auf der Verbindungslinie der Enden der Wände mit in Bezug auf die Normalrichtung auf den Laufstreifen symmetrischer Neigung mit den Enden der Wände mit unsymmetrischer Neigung,
- die schmale seitliche Umfangsrille besitzt eine Tiefe, die 15 bis 25 % der Tiefe der breiten Querrillen beträgt.
Die Erfindung wird, ohne hierdurch eingeschränkt zu werden, durch die zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gehörenden Figuren erläutert. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Laufstreifens. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Laufstreifen gemäß der Linie I-I. Die Figuren 3a, b, c stellen gemäß der Linie II-II Schnittdarstellungen durch eine Querrille entsprechend den Linien a/a, b/b bzw. c/c dar. Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform der Seitenwände der Querrillen mit unsymmetrischer Neigung, wobei eine der Wände eine Hinterschneidung aufweist.
Fig. 1 zeigt einen Laufstreifen eines Luftreifens für Schwerlastfahrzeuge mit den Abmessungen 11 R 22,5, der aus einer Radialkarkasse, deren Enden um einen in den Wülsten des Reifens angeordneten Wulstkern herumgeschlungen sind, und einer Scheitelbewehrung besteht, die aus mehreren gekreuzten Lagen von Metallkabeln aufgebaut ist, die in Bezug aufeinander symmetrisch angeordnet sind.
Der Laufstreifen weist zwei schmale zentrale und in einer gebrochenen Linie verlaufende Umfangsrillen 1 einer Breite von 2,8 %, die zu beiden Seiten und in der Nähe der Mittelebene in einem Abstand angeordnet sind, der 25 % der Breite des Laufstreifens darstellt, sowie mehrere breite, in einer gebrochenen Linie verlaufende Querrillen 2 einer Breite von 1,5 % des Außendurchmessers des Luftreifens auf, die zentrale Profilblöcke 3 und seitliche Profilblöcke 4 begrenzen, welche die Form einer Pfeilspitze aufweisen. Die Tiefe der zentralen Umfangsrillen 1 und der Querrillen 2 ist gleich. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine schmale Umfangsrille 5 einer Tiefe von 1,7 % der Tiefe der Querrillen 2 in der Mitte der seitlichen Profilblöcke 4 in einem Abstand von den Rändern des Laufstreifens vorgesehen, der 19 % der Breite des Laufstreifens darstellt, und die beiden einander gegenüberliegenden Seiten der seitlichen Profilblöcke in Umfangsrichtung miteinander verbindet.
Die breiten, in gebrochener Linie verlaufenden Querrillen 2 besitzen im medianen Bereich 6, der sich zu beiden Seiten der Achse X-X des Laufstreifens befindet und durch die schmalen Umfangsrillen 5 begrenzt wird, Wände, deren Neigung in Bezug auf die Normalrichtung auf die Oberfläche des Laufstreifens symmetrisch ist, wie aus Fig. 3a aus dem Schnitt a/a hervorgeht, und zwar über einen Abstand von 64 % der Breite des Laufstreifens. Der Neigungswinkel α ist ein Wert, wie er herkömmlicherweise bei Luftreifen für Schwerlastfahrzeuge angewandt wird, d.h. 15º. Die Querrillen 2 besitzen in den Seitenbereichen 7, die zu beiden Seiten des medianen Bereichs 6 angeordnet sind, einander gegenüberliegende Wände, die unsymmetrisch sind und deren Neigung sich von der Verbindungslinie J, welche die Enden der Wände mit symmetrischer und konstanter Neigung begrenzt, bis zu den Rändern des Laufstreifens ändert. Die Kanten 8 der Profilblöcke 6, die aus dem vorstehenden Winkel bestehen, bilden die Angriffskanten der Profilblöcke 4, während die gegenüberliegenden Kanten 9, die aus dem einspringenden Winkel bestehen, die Hinterkanten der Profilblöcke bilden. Wie aus den Fig. 3b und 3c hervorgeht, ändert sich der Neigungswinkel β der Angriffskanten 8 der Wände der Querrillen 2 in Bezug auf die Normale auf die Oberfläche des Laufstreifens kontinuierlich von einem Winkel mit einem Wert von 15º bei der Verbindungslinie J auf einen Winkelwert von 25º an den Rändern des Laufstreifens. Die Neigung γ der Hinterkanten 9 der Wände der Querrillen 2 ändert sich kontinuierlich von einem Winkelwert von 15º an der Verbindungslinie J auf einen Winkelwert von 5º an den Rändern des Laufstreifens.
Fig 4 stellt eine Ausführungsform der seitlichen Wände der Querrillen dar, die eine Angriffskante 8 mit positivem Neigungswinkel und eine Hinterkante 9 mit Hinterschneidung aufweisen, d.h., deren Neigungswinkel γ negativ ist und einen Wert von -15º besitzt.
Ein Vergleichsversuch wird mit aufgepumpten und unter Nennbedingungen belasteten Luftreifen durchgeführt. Ein Luftreifen mit den Abmessungen 11 R 22,5 mit einem erfindungsgemäßen Laufstreifen wurde mit einem Vergleichsreifen verglichen, der mit Ausnahme des Laufstreifens gleichen Aufbau aufwies. Die Luftreifen wurden auf der Innenseite auf der angetriebenen Achse eines Lastkraftwagens montiert und einem gemischten Fahrbetrieb auf Asphaltstraßen während 90 % der durchlaufenen Kilometerleistung und auf nichtasphaltiertem Gelände verschiedener Beschaffenheit während 10 % der gelaufenen Kilometerleistung, die 60.000 km betrug, unterzogen. Am Ende dieses Fahrbetriebs wurden die Höhenunterschiede des Gummis der beiden Laufstreifen an den Rändern, in der Mitte und in halbem Abstand zwischen den Rändern und der Mitte des Laufstreifens gemessen.
In Bezug auf die Höhe der neuen Laufstreifen zeigt der Laufstreifen des Vergleichsluftreifens einen Höhenunterschied von 6 mm zwischen dem Rand und dem betrachteten Punkt auf halbem Abstand zwischen Mitte und Rand des Laufstreifens und einen Höhenunterschied vom 3 mm zwischen dem betrachteten Punkt auf halbem Abstand und der Mitte, während beim Laufstreifen des erfindungsgemäßen Luftreifens diese Höhenunterschiede 2 mm bzw. 1 mm betragen. Darüber hinaus zeigt der Laufstreifen des Vergleichsluftreifens ein erhebliches Ausbrechen der Ränder mit einer Sägezahn-Abnutzung und einer Abnutzung in Form von Auswaschungen, insbesondere im medianen Bereich, während der erfindungsgemäße Laufstreifen einen geringeren Verschleiß von größenordnungsmäßig einem Drittel aufweist, der über die gesamte Breite gleichmäßig verteilt ist.
Die Versuchsergebnisse zeigen klar, daß es der erfindungsgemäße Laufstreifen ermöglicht, das Auftreten von Ausbrüchen an den Rändern des Laufstreifens und das Auftreten einer unregelmäßigen Sägezahn-Abnutzung in sehr wesentlichem Ausmaß zu verzögern und die Langlebigkeit des Reifens zu erhöhen.

Claims

1. Laufstreifen für Luftreifen für Schwerlastfahrzeuge, der mindestens eine in einer gebrochenen Linie verlaufende und im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte Umfangsrille (1) und im wesentlichen in Querrichtung orientierte breite Querrillen (2) aufweist, die mindestens zwei Reihen individueller Profilstollen begrenzen,

dadurch gekennzeichnet, daß

die im wesentlichen in Querrichtung orientierten breiten Querrillen (2) in einem medianen Bereich (6), der sich zu beiden Seiten der Mittelebene des Laufstreifens über eine Breite von 40 bis 75 % der Breite des Laufstreifens erstreckt, Wände mit konstanter und in Bezug auf die Normalrichtung zum Laufstreifen symmetrischer Neigung und außerhalb des medianen Bereichs und bis zu den Rändern des Laufstreifens Wände mit veränderlicher und von einer Wand zur anderen unsymmetrischer Neigung aufweisen und

in den Seitenbereichen (7) des Laufstreifens in einem Abstand von den Rändern des Laufstreifens, der ein Drittel der Breite des Laufstreifens nicht übersteigt, zwei im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte seitliche schmale Umfangsrillen (5) vorgesehen sind, deren Tiefe kleiner ist als die Tiefe der im wesentlichen in Querrichtung orientierten Querrillen und 10 bis 70 % der Tiefe dieser Querrillen beträgt.

2. Laufstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Absolutwert des Neigungswinkels der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) von der Angriffskante zur Hinterkante in entgegengesetztem Sinn ändert.

3. Laufstreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Absolutwert des Neigungswinkels der Wände der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) in Richtung auf die Ränder des Laufstreifens an einer ihrer beiden Kanten vergrößert und an der ihr gegenüberliegenden Kante verringert.

4. Laufstreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert des Neigungswinkels der Angriffskanten (8) der Wände der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) mindestens gleich dem Maximalwert des Neigungswinkels der Hinterkanten (9) der Querrillen ist.

5. Laufstreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kanten der Wände der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) einen Neigungswinkel aufweist, dessen Absolutwert positiv ist und ansteigt, und die gegenüberliegende Kante einen abnehmenden Neigungswinkel aufweist, der sich von einem positiven Wert in einen negativen Wert ändert.

6. Laufstreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der schmalen seitlichen Umfangsrillen (5) 15 bis 25 % der Tiefe der Querrillen (2) beträgt.

7. Laufstreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen seitlichen Querrillen (5), die sich in den Seitenbereichen (7) befinden, in der Mitte der seitlichen Profilblöcke vorgesehen sind und in die Querrillen (2) münden.

8. Laufstreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei in einer gebrochenen Linie verlaufende und im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte Umfangsrillen (1) aufweist.

9. Luftreifen mit Radialkarkasse für Schwerlastfahrzeuge, dessen Laufstreifen mindestens eine in einer gebrochenen Linie verlaufende und im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierte Umfangsrille (1) und im wesentlichen in Querrichtung orientierte breite Querrillen (2) aufweist, die mindestens zwei Reihen individueller Profilblöcke begrenzen,

dadurch gekennzeichnet, daß

10. Luftreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Absolutwert des Neigungswinkels der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) von der Angriffskante zur Hinterkante (9) in entgegengesetztem Sinn ändert.

11. Luftreifen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Absolutwert des Neigungswinkels der Wände der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) in Richtung auf die Ränder des Laufstreifens an einer ihrer beiden Kanten vergrößert und an der ihr gegenüberliegenden Kante verringert.

12. Luftreifen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert des Neigungswinkels der Angriffskanten (8) der Wände der Querrillen (2) außerhalb des medianen Bereichs (6) mindestens gleich dem Maximalwert des Neigungswinkels der Hinterkanten der Querrillen ist.

13. Luftreifen nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert des Neigungswinkels der Angriffskanten der Wände der Querrillen (2) mindestens gleich dem Maximalwert des Neigungswinkels der Hinterkanten (9) der Wände der Querrillen ist.