DE69917494T2

DE69917494T2 - Ein geländereifen

Info

Publication number: DE69917494T2
Application number: DE69917494T
Authority: DE
Inventors: Michael Timothy ROONEY
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: WO2001025029A1; JP2003511285A; AU6294099A; EP1222077B1; EP1222077A1; DE69917494D1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf Geländereifen. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf einen Luftreifen für Geländefahrzeuge.
Hintergrund der Erfindung
Geländefahrzeuge haben ein relativ geringes Gewicht und einen relativ tiefen Schwerpunkt. Frühe Dreiradversionen hatten noppenartige Reifen mit kleinen quadratischen Blockelementen und einer relativ geringen Profiltiefe.
Später entwickelte Versionen eines "Quad runner" oder vierrädrigen Geländefahrzeugs (ATV = All Terrain Vehicle) wurden wegen ihrer verbesserten Stabilität in größerem Umfang angenommen. Die gestiegene PS-Zahl und Verbesserungen sowohl der Fahrzeugaufhängung als auch des Fahrwerks führten zu Fahrzeugen, die für eine relativ hohe Geschwindigkeit geeignet waren, und zu einer viel höheren Belastbarkeit.
Die an diesen Fahrzeugen verwendeten Reifen wurden bei sehr niedrigen Drücken im Bereich von 0,7 bar (10 psi) oder weniger betrieben. Die Reifen sind sehr breit mit relativ großen Luftkammern, die zur Absorption von Stoß und Vibration beitragen. Die Reifen besitzen im allgemeinen Nennfelgendurchmesser von 36 cm (14 Zoll) oder weniger und Gesamtdurchmesser von 69 cm (27 Zoll) oder weniger.
Häufig sind die Hinterreifen etwas größer ausgelegt als die geringer belasteten Vorderreifen.
Bei Anwendungen in schwierigem Gelände müssen die Reifen ein sehr offenes Laufstreifenprofil aufweisen, das lang gestreckte Stollen verwendet, die für eine wirksame Traktion bei Geradeauslauf und Schleppen sorgen, damit das Fahrzeug bergiges und raues Gelände bewältigen kann, wie in dem US-Geschmacksmuster Nr. 308,038 gezeigt ist. Außerdem muss der Laufstreifen zur Fahrzeugstabilität während Wendemanövern eine ausgezeichnete Seitentraktion aufweisen, wie in dem US-Patent Nr. 5,259,429 offenbart ist.
Der in jenem Patent offenbarte Reifen verwendet ein wiederholtes Profil aus langen Stollen, Stollen mit Zwischenlänge und kurzen Stollen, die so beschaffen sind, dass sie für eine bessere Traktion sorgen. Die Anordnung dieser Stollen ist derart, dass sich jeder Stollen vollständig über den Laufstreifenschulterabschnitt windet. Die Stollen sind außerdem in Umfangsrichtung eng beabstandet, so dass sich in der Aufstandsfläche des Reifens stets mehrere Stollen befinden. Der gemäß dieser Erfindung des Standes der Technik hergestellte Reifen wird seiner Herstellung zufolge als einer der besten Schlammreifen in seiner Klasse betrachtet. Wie in dem US-Patent Nr. 5,375,640 offenbart ist, kann der Reifen auch konische oder verjüngte Noppen als Nebenstollen aufweisen.
Diese Nebenstollen sorgen für eine bessere Manövrierbarkeit und einen Widerstand gegen das Ausspritzen oder Ausstoßen von weicher Erde, Sand oder Schnee zwischen den Stollen bei normaler Fahrt.
Ein mit diesen verjüngten Noppen gewöhnlich verbundenes Problem besteht darin, dass sie, obwohl sie das Ausspritzen von Schlamm in man chen Fällen unterlassen, bei manchen lehmigen Böden den Laufstreifen tatsächlich mit Schlamm verstopfen können.
Ein sekundäres Problem besteht darin, dass die Noppen einen radial äußeren Oberflächenbereich besitzen, der so klein ist, dass dann, wenn er mit einem festen Boden in Kontakt kommt, die Noppen dazu neigen, sich sehr schnell abzunutzen und somit eine geringe oder gar keine Verbesserung hinsichtlich des Laufstreifenverschleißes bewirken.
Ein drittes Problem besteht darin, dass die konische Form den Nutzen der Noppen begrenzt. Solche Noppen bilden hauptsächlich einen in den Boden eindringenden Stollen ohne bedeutende in den Boden schneidende Kanten, die zur Erhöhung der Traktion beitragen.
Das relevanteste Dokument des Standes der Technik ist U.S. 4,574,857, das die im Oberbegriff von Anspruch 1 angeführten Merkmale aufweist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Laufstreifenelemente mit reduzierter Höhe, die ein Mittel darstellen, um den Erdreichflusspfad abzulenken, und zur besseren Traktion Kanten mit erhöhter Traktion vorzusehen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Laufstreifenelemente mit reduzierter Höhe in einer Konfiguration vorzusehen, die zusätzliche Laufstreifenverschleißflächen schafft und dabei die Traktion im Gelände verbessert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Seitenführungsstabilität durch Erhöhen der Anzahl von Stollenkanten zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird ein Geländereifen (10) offenbart, der einen radial äußeren Laufstreifen (12) mit einer Vielzahl lang gestreckter Stollen (40, 42) aufweist. Die lang gestreckten Stollen (40, 42) besitzen eine maximale Profiltiefe D gemessen von einer radial äußeren Oberfläche der lang gestreckten Stollen (40, 42) nach innen zu einer inneren Laufstreifenoberfläche (13).
Der Geländereifen (10) besitzt eine Vielzahl von Laufstreifenelementen (80), die zwischen den lang gestreckten Stollen (40, 42) angeordnet sind. Die Laufstreifenelemente (80) besitzen drei oder mehr Seiten (83, 84, 85 und 86), die sich von der inneren Laufstreifenoberfläche (13) zu einer radial äußersten Oberfläche (82) erstrecken, wobei die radial äußerste Oberfläche (82) eine maximale Tiefe d besitzt, wobei d kleiner als D ist, und wobei wenigstens eine Seite der Laufstreifenelemente (80) im Wesentlichen parallel zu einem benachbarten Stollen (40 oder 42) orientiert ist. Das Traktionselement (80) weist in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich wenigstens eine Seite (83, 84, 85 oder 86) mit einer konkaven Krümmung auf. Die konkave Krümmung liefert ein Mittel zur Umlenkung oder Ablenkung des Erdreichflusspfads, wenn der Reifen auf matschigem Boden oder auf Schnee verwendet wird.
Die Laufstreifenelemente (80) besitzen eine oder mehrere Seiten (83, 84, 85, 86 und 87), die radial unter einem Winkel β geneigt sind, wobei β gleich 8° oder größer ist.
Bei dem Reifen (10) in der bevorzugten Ausführungsform weisen die lang gestreckten Stollen (40, 42) gekrümmte einlaufseitige und auslaufseitige Kanten auf. Der innere Laufstreifen (13) bildet in Kombination mit den lang gestreckten Stollen (40, 42) Kanäle (60) zur Abführung von Erdreich. Gerade in diesen Erdreich abführenden Kanälen (60) sind ein oder mehrere Laufstreifenelemente (80) so orientiert, dass sie das abgeführte Erdreich umleiten oder ableiten. Am meisten bevorzugt befinden sich die Laufstreifenelemente (80) in der Nähe einer Öffnung an einer axial inneren Stelle (61) oder einer axial äußeren Stelle (62). Diese Öffnungen, die sich zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Erdreichabführungskanälen (60) befinden, liegen vorzugsweise abwechselnd an einer axial inneren Stelle (61) und einer axial äußeren Stelle (62) zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Erdreichabführungskanälen (60).
Die radial äußere Oberfläche (82) der Laufstreifenelemente (80) belegt eine Fläche von wenigstens 0,25 Quadratzoll (160 mm²).
Der Geländereifen (10) in der bevorzugten Ausführungsform ist ein ATV-Reifen, der eine Karkasse (30) aufweist, die durch zwei oder mehr Diagonallagen (38) verstärkt ist.
Definitionen Ein "ATV (All Terrain Vehicle)" ist ein motorisiertes Geländefahrzeug mit einer Gesamtbreite von 50 Zoll (1270 mm) oder weniger, unbeladen mit einem Trockengewicht (ohne Kraftstoff, Öl und Wasser) von 600 Pfund (275 kg) oder weniger, das zum Fahren auf vier oder mehr Niederdruckreifen entworfen ist, das einen Sitz aufweist, der so entworfen ist, dass der Fahrer rittlings darauf sitzen kann, und einer Lenkstange zum Steuern aufweist und zur Benutzung von einem einzigen Fahrer ohne Beifahrer gedacht ist. Breite und Gewicht sollen Zubehör und optionale Ausrüstung nicht umfassen. ATVs sind wie folgt in vier Kategorien eingeteilt:
ATV der Kategorie G (Allzweckmodell): Ein ATV, das dazu gedacht ist, allgemein in der Freizeit und als Nutzfahrzeug verwendet zu werden;
ATV der Kategorie S (Sportmodell): Ein ATV, das dazu gedacht ist, ausschließlich von erfahrenen Fahrern in der Freizeit verwendet zu werden;
ATV der Kategorie U (Gebrauchsmodell): Ein ATV, das in erster Linie dazu gedacht ist, zu Gebrauchszwecken verwendet zu werden;
ATV der Kategorie Y (Jugendmodell): Ein ATV, das dazu gedacht ist, von Fahren unter 16 Jahren unter Aufsicht eines Erwachsenen in der Freizeit fernab der Straße verwendet zu werden. Die Jugendmodell-ATVs können des Weiteren wie folgt kategorisiert werden:
ATV der Kategorie Y-6: Ein ATV der Kategorie Y-6 ist ein Jugendmodell-ATV, das dazu gedacht ist, von Kindern ab 6 Jahren verwendet zu werden.
ATV der Kategorie Y-12: Ein ATV der Kategorie Y-12 ist ein Jugendmodell-ATV, das dazu gedacht ist, von Kindern ab 12 Jahren verwendet zu werden.
"Aspektverhältnis" des Reifens bedeutet das Verhältnis seiner Querschnittshöhe zu seiner Querschnittsbreite.
"Axial" und sein adverbialer Gebrauch bedeuten Linien oder Richtungen, die zur Drehachse des Reifens parallel sind.
"Gürtelstruktur" oder "Verstärkungsgürtel" bedeutet wenigstens zwei ringförmige Schichten oder Lagen aus parallelen Korden, die gewebt oder nicht gewebt sind und unter dem Laufstreifen liegen, mit dem Wulst nicht verankert sind und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich von 17° bis 27° in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens besitzen.
"Diagonalreifen" bedeutet, dass sich die Verstärkungskorde in der Kar kasse in einem Winkel von etwa 25 bis 65° in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens diagonal von Wulst zu Wulst über den Reifen erstrecken, wobei die Lagenkorde in abwechselnden Schichten in entgegengerichteten Winkeln verlaufen.
"Karkasse" bedeutet ein Laminat aus Reifenlagenmaterial und anderen Reifenkomponenten ohne den Laufstreifen und irgendwelche Gürtelverstärkungen, wobei diese zusätzlichen Komponenten der Karkasse hinzugefügt werden können, bevor sie vulkanisiert wird, um den geformten Reifen zu erzeugen.
"Äquatorialebene (EP)" bedeutet die Ebene senkrecht zur Drehachse des Reifens und durch die Mitte seines Laufstreifens.
"Innere" bedeutet in Richtung der Mitte des Reifens, während "äußere" in Richtung seiner Außenseite bedeutet.
"Äußere" bedeutet in Richtung der Außenseite des Reifens.
"Luftreifen" bedeutet eine laminierte mechanische Vorrichtung, die im Allgemeinen die Form eines Torus (gewöhnlich eines offenen Torus) besitzt und Wülste sowie einen Laufstreifen umfasst und aus Gummi, Chemikalien, Gewebe und Stahl oder anderen Materialien gefertigt ist. Ein auf das Rad eines Kraftfahrzeugs montierter Reifen liefert über seinen Laufstreifen eine Traktion und enthält das Fluid, das die Fahrzeuglast auffängt.
"Radial" und sein adverbialer Gebrauch bedeuten Richtungen, die sich radial zur Drehachse des Reifens oder von dieser weg erstrecken.
"Radialreifen" bedeutet einen mit Gürteln versehenen oder in Umfangs richtung beschränkten Luftreifen, in dem die von Wulst zu Wulst verlaufenden Lagenkorde unter Kordwinkeln zwischen 65° und 90° in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens gelegt sind.
"Querschnittshöhe (SH)" bedeutet den radialen Abstand vom Nennfelgendurchmesser zum Außendurchmesser des Reifens in seiner Äquatorialebene.
"Querschnittsbreite" (SW) bedeutet den maximalen geradlinigen Abstand parallel zur Achse des Reifens und zwischen dem äußersten Punkt seiner Seitenwände, wenn und nachdem er für 24 Stunden auf normalen Fülldruck aufgepumpt worden ist, jedoch unbelastet, ohne Erhebungen der Seitenwände, die durch die Etikettierung, eine Verzierung oder Schutzbänder bedingt sind.
"Seitenwand" bedeutet den Abschnitt eines Reifens zwischen dem Laufstreifen und dem Wulst.
"Laufstreifen" bedeutet eine geformte Gummikomponente, die, wenn sie zu einem Reifenunterbau verschweißt ist; denjenigen Abschnitt des Reifens umfasst, der bei normalem Fülldruck und normaler Last des Reifens mit der Fahrbahn in Kontakt gelangt.
"Laufstreifenbreite oder Laufstreifenbogenbreite" bedeutet die Bogenlänge der Laufstreifenoberfläche in der axialen Richtung, d. h. in einer zur Drehachse des Reifens parallelen Ebene.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Reifens gemäß der Erfindung.
2 ist eine Draufsicht des Reifens von 1.
3 ist eine längs der Linien 3-3 in 2 aufgenommene Querschnittsansicht.
4 ist eine vergrößerte Teilansicht des Reifens von 1.
5 ist eine alternative Stollen- und Blockkonstruktion für den Reifen von 1.
6 ist ein Erdreichabführungsfluss-Profil einer Aufstandsfläche des Reifens von 1.
Genaue Beschreibung der Erfindung
In 1 ist der bevorzugte Reifen (10) gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Reifen (10) besitzt einen Nennfelgendurchmesser von 36 cm (14 Zoll) oder weniger, eine Karkasse (30) und einen Laufstreifen (12), der radial außerhalb der Karkasse angeordnet ist.
Die in den Zeichnungen gezeigten Bezugszeichen sind dieselben wie jene, die in der Beschreibung angegeben sind. Zum Zweck dieser Anmeldung verwenden die verschiedenen in den 1-6 gezeigten Ausführungsformen für ähnliche Komponenten jeweils die gleichen Bezugszeichen.
Der Laufstreifen (12) besitzt einen inneren Laufstreifen (13) sowie eine Vielzahl von kurzen Blöcken (44), eine Vielzahl von lang gestreckten Stollen (40, 42), die sich radial außerhalb des inneren Laufstreifens (13) erstrecken, und eine Vielzahl von Traktionselementen (80).
In 3 ist eine Querschnittsansicht des bevorzugten Reifens (10) gezeigt.
Der Reifen (10) gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein ATV-Reifen. Der Reifen (10) ist mit einem in den Boden greifenden Laufstreifenabschnitt (12) versehen, der in den Schulterabschnitten an den Seitenkanten (14, 16) des Laufstreifens (12) endet. Von den Laufstreifenseitenkanten (14, 16) erstrecken sich jeweils Seitenwandabschnitte (18, 20), die in einem Paar von Wulstbereichen (22) enden, wovon jeder einen ringförmigen, nicht dehnbaren Wulstkern (26) aufweist. Der Reifen (10) ist ferner mit einer Karkasse (30) versehen, die eine verstärkende Lagenstruktur (38) aufweist, die sich vom Wulstbereich (22) über den Seitenwandabschnitt (18), den Laufstreifenabschnitt (12) und den Seitenwandabschnitt (20) zum Wulstbereich (22) erstreckt. Die Hochschlagenden (32, 34) der Lagenstruktur (38) sind vorzugsweise jeweils um Wulstkerne (26) gewickelt. Der Reifen (10) kann einen herkömmlichen Innerliner (35) umfassen, der die Innenumfangsstruktur des Reifens (10) bildet, wenn der Reifen vom schlauchlosen Typ ist. In Umfangsrichtung um die radial äußere Oberfläche der verstärkenden Lagenstruktur (38) unter dem Laufstreifenabschnitt (12) können optional ein Paar den Laufstreifen verstärkende Gürtel oder Breaker-Strukturen (36) angeordnet sein. In der besonderen, gezeigten Ausführungsform umfassen die Breaker-Strukturen (36) jeweils zwei Cut-Breaker-Lagen (50, 51), wobei die Korde der Breaker-Lagen (50, 51) unter einem Winkel von etwa 35° in Bezug auf die Mittelebene am mittleren Umfang des Reifens orientiert sind.
Die Korde der Breaker-Lage (50) sind in einer Richtung zur Mittelebene am mittleren Umfang angeordnet, die zu jener der Korde der Breaker-Lage (51) entgegengesetzt ist. Jedoch können die Gürtel- oder Breaker-Struktu ren (36), wenn sie in dem ATV-Reifen verwendet werden, eine beliebige Anzahl von Gürtel- oder Breaker-Lagen in jeder gewünschten Konfiguration umfassen und die Korde unter jedem gewünschten Winkel angeordnet sein. Die Gürtel- oder Breaker-Strukturen (36) sorgen in der Gürtelbreite für eine Seitensteifigkeit, die zur Minimierung des Abhebens des Laufstreifens vom Straßenbelag während des Betriebs des Reifens beiträgt, sowie für Durchstoßfestigkeit. In der gezeigten Ausführungsform kann dies durch Fertigen der Korde der Gürtel- oder Breaker-Lagen (50, 51) aus Nylon oder einem ähnlichen synthetischen Material erreicht werden.
Natürlich kann die Verwendung einer Gürtel- oder Breaker-Struktur nachteilige Auswirkungen auf das Fahrverhalten haben, weshalb in vielen Anwendungen die Verwendung solcher Merkmale für ein bestimmtes ATV-Fahrzeug unerwünscht sein kann. Ferner kommt es vor, dass diese Gürtel- oder Breaker-Strukturen an den Vorderreifen oder an den Hinterreifen, jedoch nicht sowohl an den Vorderreifen als auch an den Hinterreifen erwünscht sind. Einem Fachmann auf dem Gebiet der Reifen ist leicht ersichtlich, wann solche Komponenten verwendet werden sollten und wann sie entfallen sollten.
Der in 3 gezeigte Reifen weist eine Karkasse (30) auf, die wenigstens eine verstärkende Lagenstruktur (38) enthält. Die verstärkende Lagenstruktur (38) enthält bei einem Radialreifen wenigstens eine Lagenschicht aus Korden (41), wobei die Korde (41) unter einem Winkel im Bereich von 65° bis 90° in Bezug auf die Äquatorialebene orientiert sind, während die Struktur (38) bei einem Diagonalreifen wenigstens zwei Lagenschichten aus Korden (41) enthält, wobei sich die Korde jeder benachbarten Schicht gleichen, jedoch unter einem Winkel von 25° bis 65° in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens in Gegenrichtung orientiert sind.
In den 2 und 4 sind eine Draufsicht des Reifens (10) bzw. ein vergrößerter Teilabschnitt des Laufstreifens (12) gezeigt.
Die Seitenkanten (14, 16) sind als Ebenen senkrecht zur Drehachse R des Reifens, die die axial äußersten Abschnitte des Stollens oder der Blöcke in den Schulterbereichen schneiden, definiert. Der Abstand zwischen den Seitenkanten definiert die Laufstreifenbogenbreite und die Laufstreifenbreite. Der Abstand auf halbem Wege zwischen den Seitenkanten ist die Äquatorialebene EP des Reifens (10). Der Laufstreifen (12) enthält lang gestreckten Stollen (40, 42) und kurze Blöcke (44), die sich radial außerhalb des inneren Laufstreifens (13) erstrecken. Jedes Stollenelement (40, 42) und jedes Blockelement (44) weist eine einlaufseitige Kante (67) und eine auslaufseitige Kante (68) auf. Vorzugsweise sind die einlaufseitigen und auslaufseitigen Kanten parallel und gekrümmt.
Die Stollen (40, 42) sind in vier sich in Umfangsrichtung wiederholenden Reihen (1, 2, 3, 4) angeordnet. Eine erste und eine zweite Schulterreihe (1, 2) erstrecken sich von einem Schulterabschnitt des Laufstreifens (12) seitlich nach innen. Eine dritte und eine vierte Mittelreihe (3, 4) erstrecken sich von einem Mittelabschnitt des Laufstreifens (12) seitlich in Richtung einer der Laufstreifenschulterabschnitte. Die Stollen (42) der dritten und der vierten Mittelreihe (3, 4) weisen jeweils ein axial äußeres Ende (45) auf, das von einem sich in einem Schulterabschnitt des Laufstreifens befindenden angrenzenden Block (44) axial nach innen beabstandet und mit ihm in Umfangsrichtung ausgerichtet ist. Jeder Stollen (42) der dritten Mittelreihe (3) ist in Umfangsrichtung zwischen ein Paar der Schulterstollen (40) der ersten Reihe (1) eingeschoben. Ähnlich ist jeder Stollen (42) der vierten Mittelreihe (4) zwischen ein Paar der Schulterstollen (40) der zweiten Reihe (2) eingeschoben. Die Stollen (40, 42) der ersten und der dritten Reihe sind ähnlich, jedoch entgegengerichtet in Bezug auf die Stollen (40, 42) der zweiten und der vierten Reihe geneigt.
Wie in 6 gezeigt ist, bildet der volumetrische Raum über dem inneren Laufstreifen (13) zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Stollen (40, 42) der ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe (1, 2, 3, 4) und den Schulterblöcken (44) Erdreichabführungskanäle (60), die sich vom Mittelabschnitt des Laufstreifens (13) axial nach außen zu einer Laufstreifenschulter erstrecken. Jeder der Erdreichabführungskanäle (60) mündet über eine Öffnung an einer axial inneren Stelle (61) in einen in Umfangsrichtung benachbarten Erdreichabführungskanal (60) und über eine Öffnung an einer axial äußeren Stelle (62) in einen weiteren in Umfangsrichtung benachbarten Erdreichabführungskanal (60). Die Öffnungen an der axial inneren Stelle (61) und die Öffnungen an der axial äußeren Stelle (62) wechseln sich in Umfangsrichtung ab. Die axiale Breite jeder Öffnung an jeder axial inneren Stelle (61) und jeder axial äußeren Stelle (62) liegt im Bereich von 15% bis 25% und beträgt vorzugsweise etwa 20% der axialen Bogenbreite einer Laufstreifenhälfte. Die Öffnung an der axial inneren Stelle (61) befindet sich zwischen einem axial inneren Ende eines Schulterstollens (40) und einem axial inneren Ende eines Mittelstollens (42). Wohingegen sich die Öffnung an der axial äußeren Stelle (62) zwischen einem Mittelstollen (42) und einem Block (44) befindet. Die Öffnungen an jeder der axial inneren und der axial äußeren Stellen (61, 62) befinden sich zwischen in Umfangsrichtung verlaufenden parallelen Kanten (64, 66) der Stollen (40, 42) bzw. der Stollen (42) und der Blöcke (44).
Vorzugsweise enthält jeder Stollen (40, 42) der ersten, zweiten, dritten und vierten Reihe (1, 2, 3, 4) einen vergrößerten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stollenkopf (43), der an einem axial inneren Ende (47) des Stollens (40, 42) angeordnet ist, wobei die Stollenköpfe (43 der dritten und der vierten Reihe (3, 4) noch bevorzugter axial ausgerichtet sind und in der Äquatorialebene liegen. Außerdem sind die vergrößerten Stollenköpfe (43) der Stollen (40) der ersten Reihe (1) im Wesentlichen axial mit dem axial äußeren Ende (45) des in Umfangsrichtung benachbarten Stollen (42) der dritten Reihe (3) ausgerichtet. Die Stollen (40) der zweiten Reihe (2) sind in Bezug auf die Stollen (42) der vierten Reihe (4) ähnlich angeordnet. Die bedeutet, dass sich der vergrößerte Stollenkopf (43) der Stollen (40) der ersten und der zweiten Reihe axial innerhalb der axial äußeren Stelle (62) zwischen dem Stollenende (45) des Stollens (42) und dem axial ausgerichteten Block (44) befindet.
Die Stollen (40, 42) und die Blöcke (44) erstrecken sich vom inneren Laufstreifen (13) über einen radialen Abstand (D) von etwa 2,0 cm oder mehr, vorzugsweise von etwa 2,5 cm. Dieser tiefe rutschfeste Laufstreifen (12) ist in der Traktion bei nassem oder matschigem Untergrund überlegen. Die Kanäle (60) sind so angeordnet, dass dann, wenn sich der Reifen (10) dreht und die Stollen (40, 42) die Aufstandsfläche oder den Bodenkontaktbereich betreten, wenigstens zwei der Stollen (40) und zwei der Stollen (42) oder drei Erdreichabführungskanäle (60) an einer Laufstreifenhälfte oder an beiden Laufstreifenhälften in das Erdreich greifen. Das Erdreich oder der Schlamm wird entweder axial über die Schulter oder in Umfangsrichtung seitlich über die Stellen (61, 62) schnell ausgestoßen. Ferner kann sich der Schlamm nicht um diese tiefen Stollen (40, 42) verdichten, was durch den ungewöhnlichen Stollenabstand und die Umfangsöffnungen an den Stellen (61, 62) zwischen den Kanälen (60) bedingt ist, die tatsächlich verhindern, dass sich Schlamm in dem Laufstreifenprofil ansetzt, wenn sich der Reifen (10) dreht.
Als wichtiges Merkmal des Laufstreifens (12) der vorliegenden Erfindung bei dem Reifen in der bevorzugten Ausführungsform sind die sich in Um fangsrichtung erstreckenden vergrößerten Stollenköpfe (43). Diese Merkmale verbessern den Lauf des Reifens (10) bei festem Untergrund, indem sie sicherstellen, dass ein ausreichender Stollenkontakt mit der Fahrbahn besteht, und verhindern, dass sich diese hohen Stollen (40, 42) krümmen, wenn sie bei sich drehendem Reifen den Latsch oder die Aufstandsfläche betreten oder verlassen. Wie ferner aus den Zeichnungen ersichtlich ist, sind außerdem die Stollen (40, 42) so angeordnet, dass wenigstens zwei Stollen am Laufstreifen über ein ein Zoll breites axiales Band an irgendeiner Umfangsstelle des Laufstreifens in Kontakt sind. Das heißt, dass ein Band, das ein Zoll breit axial über den Laufstreifen gezogen wird, wenigstens zwei Stollen schneidet, wobei die Bandbreite vorzugsweise wesentlich kleiner als ein Zoll ist.
Diese Merkmale lassen den Fahrer empfinden, dass er über einen größeren Anteil des Laufstreifens in Kontakt mit dem Straßenbelag verfügt, obwohl in Wirklichkeit nur ein sehr kleiner Prozentsatz der Aufstandsfläche mit der Straße in Kontakt ist.
Bei diesem erfindungsgemäßen Laufstreifen sind auf einer gepflasterten Oberfläche weniger als 25%, vorzugsweise weniger als 20% und, wie gezeigt ist, 17% von ihm mit dieser in Kontakt.
Anders als Reifen für die Landwirtschaft, die auf Straßen mit Geschwindigkeiten von weniger als 25 Meilen pro Stunde laufen, muss dieser ATV-Reifen für Geschwindigkeiten geeignet sein, die nahe bei 50 Meilen pro Stunde liegen. Bei solchen Geschwindigkeiten müssen die Stollen im Gleichklang laufen, um zu verhindern, dass starke Vibrationen erzeugt werden, was bei instabilen Fahrzeugen geschehen könnte. Dieses Laufstreifenprofil kann, wenn es bei einem niedrigen Druck betrieben wird, diese Vibrationen ausreichend dämpfen, um einen Betrieb des Reifens bei hoher Geschwindigkeit zuzulassen. Dies wird durch die gezeigte Form und Orientierung der Stollen ermöglicht. Jeder Stollen (40, 42) weist eine gewisse Neigung in Umfangsrichtung sowie eine seitliche Neigung auf, die die Fahrleistung des Reifens verbessern.
Wie ferner in 5 gezeigt ist, müssen sich die Stellen (62) nicht in die volle Tiefe erstrecken, wie dies bei dem Reifen in der bevorzugten Ausführungsform der 1, 2, 3, 4 und 6 gezeigt ist. Der Raum zwischen dem Stollen (42) und dem kurzen Block (44) kann durch eine Profilanbindung (53) mit einer reduzierten Tiefe überbrückt sein. Es wird für wichtig gehalten, dass diese Verbindung (53) zwischen dem Stollen (42) und den Blöcken (44) eine Öffnung mit einer Tiefe von wenigstens 50% der Stollentiefe (D) belassen soll, um die Erdreichkanal-Flusscharakteristik beizubehalten. Kleinere Ausmaße der Öffnung werden für zu beschränkend hinsichtlich des Flusses und deshalb für weniger wünschenswert gehalten.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist ein neuartiger Laufstreifen für eine höhere Traktion im Gelände bei ATV-Reifen offenbart worden. Fachleuten ist klar, dass kleine Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom erfinderischen Konzept abzuweichen. Ein solches Merkmal ist die Verwendung von flachen Rillen (70, 72, 73) in jedem der Stollen (40, 42) und Blöcke (44). Diese Rillenöffnungen (70, 72, 73) reduzierter Tiefe schaffen zusätzliche Traktionskanten. Diese Merkmale müssen flach sein, um zu verhindern, das die lang gestreckten Stollen (40, 42) zu nachgiebig werden und dadurch die Laufstabilität und den Laufstreifenverschleiß nachteilig beeinflussen.
Diese Merkmale des Reifens (10) in der bevorzugten Ausführungsform sind wie in der veröffentlichen Patentanmeldung WO 98/03356 beschrie ben ausgeführt. Durch Kombination dieser Merkmale mit Laufstreifenelementen (80) kann ein verbessertes Traktionsvermögen und ein niedriger Verschleiß erreicht werden.
Die Laufstreifenelemente (80) erstrecken sich vom inneren Laufstreifen zur radial äußersten Oberfläche (82). Der Abstand zwischen dem inneren Laufstreifen und der radial äußersten Oberfläche (82) ist eine Größe (d), wobei (d) kleiner als der von der radial äußersten Oberfläche der lang gestreckten Stollen (40, 42) aus gemessene Abstand (D) ist.
Jedes Traktionselement (80) weist drei oder mehr Seiten (83, 84, 85 und 86) auf, die sich vom inneren Laufstreifen zur radial äußersten Oberfläche (82) erstrecken. Wenigstens eine, vorzugsweise mehrere der Seiten (83, 84, 85, 86) sind radial unter einem Winkel β von wenigstens 8° oder mehr Neigung, vorzugsweise etwa 10° bis 20° Neigung, geneigt. Diese schrägen Seiten versteifen das Laufstreifenelement (80), wodurch seine Gesamtsteifigkeit erhöht wird.
Die radial äußere Oberfläche (82) belegt eine Fläche von nicht weniger als 0,25 Quadratzoll (160 mm²), ist vorzugsweise größer als 0,5 Quadratzoll (320 mm²) und vorzugsweise viel größer. Die Größe hängt natürlich vom Ausmaß des zwischen den lang gestreckten Stollen (40, 42) verfügbaren Raums ab.
Ein weiteres Merkmal, das die Steifigkeit der Traktionselemente (80) erhöht, ist die Tatsache, dass die reduzierte Tiefe (d) vorzugsweise etwa 20% bis 60% und im Allgemeinen etwa 50% der vollen Tiefe für Nichtrutschen (D) der lang gestreckten Stollen (40, 42) beträgt. Diese flachen Traktionselemente (80) sind somit, teilweise durch die geringe Tiefe (d) bedingt, von sich aus steifer.
Dass die Traktionselemente in dieser Weise versteift und bei einem relativ großen Oberflächenbereich von geringer Tiefe sind, bedeutet, dass dann, wenn sich die Laufstreifenstollen (40, 42) des Reifens abnutzen, die Traktionselemente den Nassgriffsbereich vergrößern und die Laufstreifenverschleißgeschwindigkeit verlangsamen.
Bei normalen Verwendungen im Gelände tragen die Kanten der Traktionselemente (80), da zusätzliche Kanten oder Seiten vorgesehen sind, wovon wenigstens eine parallel zu einem benachbarten Stollen orientiert ist, ferner sowohl zur Traktion als auch zur Seitenführung bei und erhöhen dadurch die Vorwärtstraktion bzw. die Seitentraktion. Außerdem führt die Anordnung der Traktionselemente (80) in den am stärksten geöffneten Bereichen der Erdreichabführungskanäle dazu, dass Feldschäden verhindert werden, und verleiht dem Laufstreifen Durchstoßfestigkeit.
Es wird für wichtig gehalten, dass diese Traktionselemente (80) an Stellen angeordnet sind, an denen die Erdreichabführungskanäle (60) ineinander übergehen, wie etwa im Mittelabschnitt des Laufstreifens (12) an oder nahe bei den Öffnungen (62) zwischen den Stollen (42) und den Blöcken (44). Wenn diese Traktionselemente (80) so angeordnet sind, leiten die Erdreichabführungskanäle (60) bei sich drehendem Reifen (10) einen Teil des Erdreichs um. Dies führt zu einer Verbesserung des Gesamterdreichflusses, der die Stollen (40, 42) bei der Nass- oder Schlammtraktion wirksamer macht.
Bei dem Reifen (10) in der bevorzugten Ausführungsform weisen die Traktionselemente (80) jeweils eine oder mehrere Seiten (83, 84, 85, 86) mit einer konkaven Krümmung auf. Diese konkaven Krümmungen sind vorzugsweise jeweils durch einen einzigen Krümmungsradius (R) gebildet.
Diese Krümmungen wirken auf den Flussvektor des Erdreichs wie eine Umlenkvorrichtung. Das heißt, dass dann, wenn das Erdreich auf die Traktionselemente (80) auftrifft, die Flussrichtung in einer Weise verändert wird, die in etwa der Krümmung der konkaven Oberfläche folgt. Es wird angenommen, dass die Konkavität die Flussrichtung wirksamer verändert und außerdem die Länge der Kanten der Elemente (80) erhöht und somit zur Traktion beiträgt.
Wie gezeigt ist, befindet sich ein Traktionselement (80) vorzugsweise in einem Erdreichabführungskanal vor der Öffnung (62) und ist im Wesentlichen mit dieser ausgerichtet, wobei die gekrümmte Seite des Traktionselements (80) so angeordnet ist, dass das Traktionselement (80) den Anteil des Erdreichflusses durch die Öffnung umleiten kann.
Ähnlich sind in der Mitte des Laufstreifens zwei Traktionselemente (80) in Umfangsrichtung zur Öffnung (61) benachbart angeordnet, wobei sich ein Traktionselement (80) am Eingang der Öffnung befindet, während sich das andere im Auslauf- oder Ausgangsbereich der Öffnung befindet. Wie gezeigt ist, wird ein Anteil des Schlamm- oder Erdreichflusses, der in den Mittelbereich des Laufstreifens (12) dringt, durch die Öffnung (61) abgeleitet, wenn jener umgeleitete Fluss die Öffnung (61) verlässt, wobei das auslaufseitige Traktionselement (80) so angeordnet ist, dass es jenen Fluss axial nach außen durch den in Umfangsrichtung angrenzenden Erdreichabführungskanal (60) umleitet. Die Gesamtwirkung führt zu einem Vortrieb des Fahrzeugs, auch dann, wenn es auf einer wasserähnlichen Mixtur aus Schlamm verwendet wird, wobei der Vortrieb dadurch bedingt ist, dass die Traktionselemente einen verbesserten Erdreichfluss in der Laufstreifenaufstandsfläche herbeiführen. Da die Traktionselemente (80) eine reduzierte Tiefe aufweisen, kann sich das Erdreich bei einem Betrieb in Schlamm praktisch nicht zwischen den Elementen (80) und den Stollen (40, 42) festsetzen.
In Anwendungen auf weichem Boden und auf Sand sorgen die Traktionselemente (80) außerdem für zusätzliche Kanten, die zur Vorwärts- und Seitentraktion beitragen.

Claims

Geländereifen (10), der einen radial äußeren Laufstreifen (12) mit mehreren lang gestreckten Stollen (40, 42) aufweist, wobei die lang gestreckten Stollen (40, 42) eine maximale Profiltiefe D gemessen von einer radial äußeren Oberfläche des lang gestreckten Stollens nach innen zu einem inneren Laufstreifen (13) besitzen, wobei der innere Laufstreifen (13) in Kombination mit den lang gestreckten Stollen (40, 42) Kanäle (60) bildet, um Erdreich abzuführen, wobei der Reifen (10) mehrere Traktionselemente (80) aufweist, die zwischen den lang gestreckten Stollen (40, 42) angeordnet sind, wobei die Traktionselemente (80) drei oder mehr Seiten (83, 84, 85, 86) aufweisen, die sich von der inneren Laufstreifenoberfläche zu einer radial äußersten Oberfläche erstrecken, wobei die Oberfläche, die eine maximale Tiefe d besitzt, wobei d kleiner als D ist, wenigstens eine Seite (83, 84, 85 oder 86) der Laufstreifenelemente im Wesentlichen parallel zu einem benachbarten lang gestreckten Stollen (40, 42) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionselemente (80) in einer Öffnung an einer axial inneren Stelle (61), wo die Erdreichabführungskanäle (60) in den Mittelabschnitt des Laufstreifens (12) übergehen, angeordnet sind.
Geländereifen (10) nach Anspruch 1, bei dem eine oder mehrere Seiten der Traktionselemente (80) unter einem Winkel β radial geneigt sind, wobei β gleich 8° oder größer ist.
Geländereifen (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die lang gestreckten Stollen (40, 42) gekrümmte einlaufseitige Kanten (67) und auslaufseitige Kanten (68) aufweisen.
Geländereifen (10) nach Anspruch 1, wobei der Reifen (10) Blöcke (44) aufweist und der innere Laufstreifen (13) in Kombination mit den lang gestreckten Stollen (40, 42) und den Blöcken (44) an axial äußeren Stellen (62) Öffnungen bildet, um Erdreich abzuführen, wobei sich vor diesen Öffnungen (62) und im Wesentlichen axial darauf ausgerichtet ein oder mehrere Traktionselemente (80) befinden, die so orientiert sind, dass sie das abgeführte Erdreich um- oder ableiten.
Geländereifen (10) nach Anspruch 4, bei dem jedes Traktionselement (80) eine Seite (83, 84, 85 oder 86) mit einer konkaven Krümmung aufweist.
Geländereifen (10) nach Anspruch 2, bei dem die radial äußere Oberfläche (82) der Traktionselemente (80) eine Fläche von wenigstens 0,25 Quadratzoll (160 mm²) belegt.
Geländereifen (10) nach Anspruch 1, der ein ATV-Reifen ist.
Geländereifen (10) nach Anspruch 7, der eine durch eine Lagenstruktur (38) mit zwei oder mehre Diagonallagen verstärkte Karkasse (30) enthält.