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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, der als ein spikesloser Reifen bei
Schwerlastfahrzeugen, wie Lastwagen, Bussen und dergleichen verwendbar ist, und spezieller auf eine
Verbesserung der Laufflächenstruktur bei dem Reifen, insbesondere eine Verbesserung der
Widerstandsfähigkeit gegen ungleichmäßige Abnutzung und auch der Eigenschaften auf Schnee, ohne eine
Zunahme des Geräuschs.
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Bei dem Reifen mit einem Blockmuster gibt es eine herkömmliche Technik, bei der das Auftreten
von ungleichmäßiger Abnutzung, die Fersen-und-Zehen-Abnutzung genannt wird, durch Erhöhung der
Abnutzung eines Blocks auf der Eindrückseite und Verringerung der Abnutzung auf der Abhebeseite unter
Kontrolle gehalten wird. Wie mittels einer schematischen perspektivischen Ansicht eines Blocks in der
Fig. 3 der beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, wird dem Umriß des Blocks in einem zu der
Rotationsachse des Reifens senkrechten Schnitt eine Bogenform gegeben, die einen Krümmungsradius hat,
der kleiner als der äußere Durchmesser bei dem Umriß des Reifens ist, wodurch die ganze Form des Blocks
b im wesentlichen halbzylindrisch gemacht wird, wobei die Höhe des Blocks sowohl auf der Eindrückseite
S, als auch auf der Abhebeseite R verringert wird.
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Es wird anerkannt, daß bei einem solchen Block die Fersen-und-Zehen-Abnutzung verbessert
wird, aber es ist unvermeidlich, daß ein Problem hinsichtlich des Geräuschs verursacht wird, wobei dieses
Geräusch beträchtlich verschlechtert wird, verglichen mit demjenigen eines Reifens, bei dem keine
Gegenmaßnahme für die ungleichmäßige Abnutzung ergriffen wird. Daher wird, wie in der Fig. 4 der
beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, vorgeschlagen, sowohl die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit
gegen ungleichmäßige Abnutzung, als auch die Reduzierung des Geräuschs zu verwirklichen durch starke
Verringerung der Blockhöhe auf der Eindrückseite S und der Abhebeseite R in den in der Breitenrichtung
der Lauffläche auf einer Seite gelegenen Eckbereichen des Blocks b.
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Andererseits wird bei dem spikeslosen Reifen mit einem Blockmuster vorgeschlagen, die
Reifeneigenschaften auf Schnee durch Bildung einer schmalen Umfangsrille zwischen einer Vielzahl von
relativ breiten Hauptumfangsrillen zu verbessern, um das negative Verhältnis des Bodenkontaktgebietes der
Lauffläche zu erhöhen.
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Bei der herkömmlichen Technik ist es jedoch nicht zweckmäßig, die obige Blockstruktur bei dem
spikeslosen Reifen zu verwenden, so daß nicht klar ist, wie die obige Blockstruktur bei den bei dem
spikeslosen Reifen gebildeten Blöcken verwendet werden kann, um nicht nur die Kontrolle der
ungleichmäßigen Abnutzung, sondern auch die Reduzierung des Geräuschs zusammen mit der
Verbesserung der Reifeneigenschaften auf Schnee tatsächlich zu erreichen.
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Außerdem wird auf das Dokument EP-A-0233135 (Fig. 3) hingewiesen, in dem ein Luftreifen
wiedergegeben ist, aufweisend eine Vielzahl von Hauptumfangsrillen, die sich in der Umfangsrichtung der
Lauffläche erstrecken, eine schmale Umfangsrille, die zwischen den Hauptumfangsrillen gebildet ist und
sich in der Umfangsrichtung der Lauffläche erstreckt, eine Vielzahl von seitlichen Rillen, die die durch die
Hauptumfangsrillen und die schmale Umfangsrille definierten Stollenbereiche in eine Vielzahl von Blöcken
unterteilen, und Einschnitte, die in jedem der Blöcke gebildet sind und sich in der Breitenrichtung der
Lauffläche geneigt erstrecken, wobei die Ecken der Blöcke zu dem Boden der jeweiligen Rillen hin so
abgeschrägt sind, daß die Höhe der Blöcke zu der Spitze von jedem der Eckbereiche hin allmählich
abnimmt, wodurch die Steifigkeit der Blöcke erhöht wird; vorzugsweise werden nur spitzwinklige
Eckbereiche der Blöcke abgeschrägt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Luftreifen zu verwirklichen, der sowohl die
Kontrolle der ungleichmäßigen Abnutzung, als auch die Reduzierung des Geräuschs durch Verwendung der
obenerwähnten Blockstruktur bei Blöcken des spikeslosen Reifens mit einem Blockmuster in genügender
Weise bewirken kann, und weiterhin die Eigenschaften des spikeslosen Reifens auf Schnee verbessern
kann.
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Gemäß der Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, aufweisend eine Vielzahl von
Hauptumfangsrillen, die sich in der Umfangsrichtung der Lauffläche erstrecken, eine schmale Umfangsrille,
die zwischen den Hauptumfangsrillen gebildet ist und sich in der Umfangsrichtung der Lauffläche erstreckt,
eine Vielzahl von seitlichen Rillen, die einen durch die Umfangsrillen definierten Stollenbereich in eine
Vielzahl von Blöcken unterteilen, und mindestens einen Einschnitt, der in jedem der Blöcke definiert ist
und sich in der Breitenrichtung der Lauffläche geneigt erstreckt, wobei bei mindestens einer der auf den
beiden Seiten der schmalen Umfangsrille gelegenen Blockreihen nur die an die schmale Umfangsrille
angrenzenden Eckbereiche jedes Blocks unter allen Eckbereichen des Blocks so abgeschrägt sind, daß sie
ebene schräge Flächen aufweisen oder gekrümmte schräge Flächen, die konvex nach oben vorragen,
aufweisen, so daß die Höhe des Blocks zu der Spitze von jedem der Eckbereiche hin allmählich abnimmt.
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Folglich ist die Höhe von jedem der längs der seitlichen Rille gelegenen Blöcke auf der Seite der
Hauptumfangsrille größer, und die Höhe von jedem der längs der schmalen Umfangsrille gelegenen Blöcke
in dem in der Umfangsrichtung der Lauffläche mittleren Teil größer.
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Bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen sind die abgeschrägten Oberflächen in den zwei
Eckbereichen jedes Blocks bei mindestens einer der auf den beiden Seiten der schmalen Umfangsrille
gelegenen und an die schmale Umfangsrille angrenzenden Blockreihen gebildet, wodurch die
Scherdehnung in der Umfangsrichtung des Blocks gleichmäßig gemacht werden kann, um das Auftreten
von Fersen-und-Zehen-Abnutzung in vorteilhafter Weise unter Kontrolle zu halten, und auch ein Kontakt
des Blocks mit dem Boden über die volle Oberfläche in der Breitenrichtung des Blocks verhindert werden
kann, um das Auftreten von Schallüberlagerung auf der Straßenoberfläche unter Kontrolle zu halten.
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Andererseits ist die schmale Umfangsrille vorzugsweise in Zickzackform zwischen den
Hauptumfangsrillen angeordnet, um die Reifeneigenschaften auf Schnee bei dem erfindungsgemäßen
Luftreifen weiter zu verbessern. Wenn der Reifen auf einer mit frischem Schnee bedeckten Straße in einem
anfänglichen Abnutzungsstadium unter Belastung gefahren wird, besteht in diesem Fall die Gefahr einer
Verstopfung der schmalen, tiefen Umfangsrille mit Schnee infolge der Aufbringung einer relativ großen
Reibungskraft auf Schnee mit niedriger Dichte, der in die schmale Umfangsrille eingedrungen ist, und
daher besteht Gefahr, daß die Reifeneigenschaften auf Schnee nicht in dem erwarteten Ausmaß verbessert
werden können. Wenn jedoch die abgeschrägte Oberfläche auf jedem der an die schmale Umfangsrille
angrenzenden Blöcke gebildet ist, wie oben erwähnt wurde, ist die Rillenbreite der schmalen Umfangsrille
in dem abgeschrägten Bereich des Blocks wesentlich vergrößert, wodurch die Bruchfestigkeit zwischen
dem Schnee in der schmalen Umfangsrille und der Oberfläche der mit Schnee bedeckten Straße erhöht
werden kann, um das Rutschen des Schnees aus der schmalen Umfangsrille genügend zu erleichtern und die
Reifeneigenschaften auf Schnee wesentlich zu verbessern.
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Außerdem ergibt der abgeschrägte Oberflächenbereich des Blocks eine wesentliche Zunahme des
Rillenvolumens bei der schmalen Umfangsrille, wodurch das Volumen des von der schmalen Umfangsrille
aufgenommenen Schnees größer wird, so daß die Scherkraft der sogenannten Schneesäule noch mehr
vergrößert werden kann, um die Traktions- und Bremsleistung auf Schnee weiter zu verbessern.
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Da die Hauptumfangsrille von Natur aus eine genügend große anfängliche Rillenbreite hat, kann
dagegen der obenerwähnte Effekt bei der Hauptumfangsrille kaum erwartet werden, wenn die abgeschrägte
Oberfläche auf dem auf der Seite der Hauptumfangsrille gelegenen Eckbereich des Blocks gebildet wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen liegt vorzugsweise die Abnahme der Blockhöhe bei der
abgeschrägten Oberfläche in dem Bereich von 0,5-3,0 mm.
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Die Reifeneigenschaften auf Schnee werden nämlich durch die abgeschrägte Oberfläche
verbessert, wie oben erwähnt wurde, wenn die Abnahme der Blockhöhe groß wird. Wenn die Abnahme 3 mm
übersteigt oder kleiner als 0,5 mm ist, nimmt der Effekt der Kontrolle des Auftretens von
ungleichmäßiger Abnutzung durch die abgeschrägte Oberfläche in unerwünschter Weise ab.
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Die Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
die Folgendes darstellen:
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Die Fig. 1 ist eine schematische partielle abgewickelte Ansicht eines Laufflächenmusters bei
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftreifens.
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Die Fig. 2a und 2b sind schematische Draufsichten, die eine Ausführungsform der Bildung
einer abgeschrägten Oberfläche auf einem Block gemäß der Erfindung veranschaulichen.
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Die Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Blocks bei
einem herkömmlichen Reifen.
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Die Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines
Blocks bei einem herkömmlichen Reifen.
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In der Fig. 1 ist ein Laufflächenmuster bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Luftreifens schematisch wiedergegeben. Die innere Verstärkungsstruktur des Reifens ist die gleiche wie bei
dem üblichen radialen Superreifen, so daß eine Darstellung dieser Struktur weggelassen wurde.
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In diesem Fall ist der Bodenkontaktbereich der Lauffläche mit drei Hauptumfangsrillen 1, 2
versehen, die sich geradlinig und kontinuierlich in der Umfangsrichtung der Lauffläche erstrecken und eine
Rillenbreite von zum Beispiel mehr als 5 mm haben, wobei die Hauptumfangsrille 1 in der Mitte der
Lauffläche angeordnet ist, und die zwei Hauptumfangsrillen 2 in den beiden Schulterbereichen der
Lauffläche angeordnet sind.
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Eine schmale Umfangsrille 3, die sich zickzackförmig in der Umfangsrichtung der Lauffläche
erstreckt und eine Rillenbreite von zum Beispiel weniger als 5 mm, aber nicht weniger als 2 mm hat, ist
zwischen der Hauptumfangsrille 1 und jeder der Hauptumfangsrillen 2 gebildet. Außerdem sind
Stollenbereiche, die durch diese Hauptumfangsrillen 1, 2 und schmalen Umfangsrillen 3 definiert sind,
durch seitliche Rillen 4, 5 und 6, die sich in der Breitenrichtung der Lauffläche geneigt erstrecken und in
die Hauptumfangsrillen 1, 2 bzw. die schmale Umfangsrille 3 münden, in jeweilige Blöcke 7, 8 und 9
unterteilt. Überdies sind zwei Einschnitte 11, 12 oder 13, die sich in der Breitenrichtung der Lauffläche
geneigt erstrecken, in jedem der Blöcke 7, 8, 9 gebildet, wobei ein Ende der zwei Einschnitte 11, 12, 13 zu
entgegengesetzten Seitenrändern des Blocks hin offen ist, und das andere Ende in dem Block endet.
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Die Kennziffer 14 bezeichnet eine in der Hauptumfangsrille 2 gebildete Stufenrippe, die neben
dem Schulterbereich gelegen ist und in einem Querschnitt der Lauffläche ein niedrigeres Niveau als die
Profillinie des Bodenkontaktgebietes der Lauffläche hat. Die Stufenrippe 14 dient dazu, ungleichmäßige
Abnutzung örtlich zu begrenzen, die in dem Bodenkontaktgebiet des Reifens durch Rutschkontakt mit der
Straßenoberfläche in dem Bodenkontaktgebiet der Lauffläche unvermeidlich hervorgerufen wird, wobei sie
eine auf den Reifen wirkende Kraft trägt, ohne die Eigenschaften des Reifens zu beeinflussen.
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Bei dem Reifen mit der obigen Struktur können hauptsächlich infolge der Wirkung der
Hauptumfangsrillen 1 und 2 ausgezeichnete Naßeigenschaften erhalten werden, während eine
ausgezeichnete Traktions- und Bremsleistung auf Schnee durch die Seitenränder von jedem der Blöcke 7, 8,
9 in der Breitenrichtung der Lauffläche, die Wirkungen der Einschnitte 11, 12, 13 und weiterhin die
Wirkung der schmalen Umfangsrille 3 erreicht werden kann.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind die abgeschrägten Oberflächen 15, 16 auf den zwei
Eckbereichen 7a, 8a von jedem der Blöcke 7, 8 bei den auf den beiden Seiten der schmalen Umfangsrille 3
gelegenen Blockreihen, die an die schmale Umfangsrille 3 angrenzen und Endbereichen in der
Umfangsrichtung der Lauffläche entsprechen, so gebildet, daß jede Höhe der Blöcke 7 und 8 zu der Spitze
jedes Eckbereichs 7a, 8a hin allmählich abnimmt, wie durch schräge Linien in der Fig. 1 gezeigt ist.
Vorzugsweise liegt die Abnahme der Blockhöhe bei der abgeschrägten Oberfläche 15, 16 in dem Bereich
von 0,5-3,0 mm.
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In diesem Fall ist die abgeschrägte Oberfläche 15, 16 eine ebene, schräge Fläche, oder sie kann
eine gekrümmte schräge Fläche sein, die konvex nach oben vorragt. Auch das Gebiet, das die abgeschrägte
Oberfläche 15, 16 auf jedem Block 7, 8 bildet, kann innerhalb eines Bereichs, in dem das Geräusch
wirksam reduziert wird, während das Auftreten von ungleichmäßiger Abnutzung unter Kontrolle gehalten
wird, in geeigneter Weise ausgesucht werden. Außerdem hat die Form der abgeschrägten Oberfläche 15, 16
im Hinblick auf den Effekt der Kontrolle der ungleichmäßigen Abnutzung und den Effekt der Reduzierung
des Geräuschs eine gerade Grenzlinie, wie in der Fig. 1 gezeigt ist, oder sie kann eine gekrümmte
Grenzlinie haben, wie in der Fig. 2a gezeigt ist, oder eine Grenzlinie haben, bei der eine gerade Linie und
eine gekrümmte Linie kombiniert sind, wie in der Fig. 2b gezeigt ist, wobei der Block 8 wiedergegeben
ist.
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Die folgenden Beispiele sind zur Veranschaulichung der Erfindung wiedergegeben und sollen
keine Begrenzungen der Erfindung darstellen.
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Die Erfindung wird nun bezüglich der Traktionsleistung auf Schnee, der Widerstandsfähigkeit
gegen ungleichmäßige Abnutzung, und des Geräuschs nachstehend beschrieben.
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Um die Traktionsleistung auf Schnee zu beurteilen, wird ein Reifen der Reifengröße 11R22.5 an
einem Schwerlastfahrzeug mit einem 2D-Achsentyp angebracht, und dann wird die Zeit gemessen, in der
bei leerem Fahrzeug die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer mit Schnee bedeckten Straße von 0 km/h bis
auf 20 km/h zunimmt, und diese Zeit wird durch einen Index wiedergegeben, auf der Basis eines
Indexwertes 100 für einen herkömmlichen Reifen als Kontrolle.
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Um die Widerstandsfähigkeit gegen ungleichmäßige Abnutzung zu beurteilen, wird der Reifen mit
der obigen Reifengröße als ein Vorderradreifen bei einem Schwerlastfahrzeug von 10 Tonnen mit einem
2D4-Achsentyp verwendet, und unter einer Last von 10 Tonnen über eine Entfernung von 10000 km
gefahren, und danach wird der Stufenunterschied eines Blocks infolge der Fersen-und-Zehen-Abnutzung
gemessen und durch einen Index wiedergegeben, auf der Basis eines Indexwertes 100 für den
herkömmlichen Reifen.
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Das Geräusch wird mittels eines auf einer Straßenseite angebrachten Mikrofons gemessen, wobei
der Reifen mit der Reifengröße 11R22.5 an jedem Rad eines Fahrzeugs mit dem 2D-Achsentyp angebracht
wird und auf der Straße infolge der Trägheit mit 80 km/h gefahren wird.
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Die gemessenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. Je größer der Indexwert ist, desto
besser ist die Traktionsleistung auf Schnee, und je kleiner der Indexwert ist, desto besser ist die
Widerstandsfähigkeit gegen ungleichmäßige Abnutzung.
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Der herkömmliche Reifen, die Beispielreifen 1, 2 und 3, und der Vergleichsreifen haben ein
Laufflächenmuster wie in der Fig. 1, während der Formungszustand der Abschrägung bei einem an die
Laufflächenmitte angrenzenden, mittleren Block 7, und bei einem an den mittleren Block 7 zu der Seite des
Laufflächenrandes hin angrenzenden, zweiten Block 8 wie in der Tabelle 1 angegeben geändert ist.
TABELLE 1
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Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, können alle Beispielreifen infolge der Wirkung der
abgeschrägten Oberfläche eine ausgezeichnete Traktionsleistung auf Schnee entwickeln, verglichen mit
derjenigen des herkömmlichen Reifens, während bei dem Vergleichsreifen die abgeschrägte Oberfläche die
Traktionsleistung auf Schnee nicht wirksam verbessert.
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Bei dem Beispielreifen 3 ist die Widerstandsfähigkeit gegen ungleichmäßige Abnutzung nur
geringfügig verbessert, weil die Abnahme der Blockhöhe bei der abgeschrägten Oberfläche zu groß ist,
während bei den Beispielreifen 1 und 2 und dem Vergleichsreifen die Widerstandsfähigkeit gegen
ungleichmäßige Abnutzung wesentlich verbessert werden kann, weil die Abnahme der Blockhöhe
angemessen ist.
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Bei allen Beispielreifen und dem Vergleichsreifen wird die Reduzierung des Geräuschs durch den
Effekt der Änderung der Blockhöhe in der Breitenrichtung des Blocks bestätigt.
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Wie oben erwähnt wurde, wird gemäß der Erfindung die abgeschrägte Oberfläche insbesondere in
dem der schmalen Umfangsrille gegenüberliegenden Eckbereich des Blocks gebildet, so daß sowohl die
Kontrolle der ungleichmäßigen Abnutzung, als auch die Reduzierung des Geräuschs als eine inhärente
Funktion der abgeschrägten Oberfläche verwirklicht werden können, aber auch die Eigenschaften auf
Schnee weiter verbessert werden können.