DE69013894T2

DE69013894T2 - Lauffläche für Luftreifen.

Info

Publication number: DE69013894T2
Application number: DE69013894T
Authority: DE
Inventors: Jean Fracois Leon Fontaine
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-12-18
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2010-12-19
Also published as: KR910019809A; DE69013894D1; AU7599091A; JPH04231201A; EP0456949B1; JP2854432B2; US5343918A; EP0456949A1; CA2023538C; KR100212335B1; CA2023538A1; AU638126B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lauffläche für einen Luftradialreifen.
Der Laufflächenteil eines Luftreifens umfaßt im allgemeinen ein elastomeres Material mit einer Vielzahl von Rillen darin, die Bodenkontakt herstellende Gummielemente definieren. Die besondere Größe und Form dieser Elemente trägt bedeutend zu den Gesamtleistungen des Reifens bei. Reifen sind im allgemeinen dafür ausgelegt, besondere Leistungen bereitzustellen, so wie zum Beispiel Winterleistungen oder Leistungen für hohe Traktion oder hohe Geschwindigkeit. Das Erzielen einer besonderen Leistungseigenschaft ist unvereinbar mit dem Erzielen einer anderen. Zum Beispiel wird der Erfolg guten Winterleistungen auf Kosten einer Verringerung des Fahrkomforts erzielt, und eine gute Trockentraktion eines Reifens wird erzielt durch eine Herabsetzung von Winterleistungen.
Ein Laufflächenprofil, das akzeptable Ganzjahresleistungen eines Reifens bereitstellt, während es Lauf-, Geräusch- und Handlingeigenschaften aufrechterhält, die von in warmen Jahreszeiten verwendeten Reifen gefordert werden, ist zum Beispiel in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 139 606 offenbart.
Um Ganzjahresreifeneigenschaften zu erreichen, werden üblicherweise Laufflächengestaltungen gewählt, die eine geringe Umfangssteifigkeit aufweisen, weil sie zu Reifen mit einem gleichmäßigeren Verhalten während der verschiedenen Jahreszeiten führen. Laufflächengestaltungen niedriger Steifigkeit sind jedoch insbesondere nachteilig bei frontgetriebenen Fahrzeugen, die eine hohe Lastübertragung auf die Vorderachse während des Bremsens und Kurvenfahrens aufweisen, wo die Laufflächen-Klotzelemente in einem weiten Bereich von Seiten- und Umfangskräften arbeiten müssen. Wegen der großen Klotzverformung von Ganzjahreslaufflächengestaltungen auf Oberflächen mit hoher Reibung kombiniert mit dem Verhalten hoher Lastübertragung von frontgetriebenen Fahrzeugen leisten Ganzjahresreifen nur wenig gegenüber Sommerreifen auf Oberflächen mit hoher Reibung.
Das französische Patent 1 214 717 lehrt einen Weg, die Fahrbahnhaftung durch Ausstatten des Laufflächenprofils mit erhabenen Klotzelementen zu verbessern. Die erhabenen Elemente werden so beschrieben, daß sie als elastische, stark zusammengedrückte Vorsprünge wirken, die in die kleinen Löcher in der Fahrbahnoberfläche eindringen und dadurch den Griff des Reifens verbessern.
Es ist auch bekannt, den axial mittigsten Teil der Lauffläche aus einem weicheren oder elastischeren Gummi herzustellen als aus demjenigen, aus dem die Seitenlaufflächenelemente hergestellt sind. Wie in dem US-Patent 1,664,352 offenbart ist, soll ein solcher Aufbau zu einem besseren Fahrbahnkontakt führen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ganzjahresreifenlauffläche mit einem gleichmäßigeren Handlingverhalten unter einer weiten Vielfalt von Betriebsbedingungen zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Lauffläche zu schaffen, die einen hervorragenden Griff auf Fahrbahnoberflächen mit hoher Reibung aufweist, während sie einen akzeptablen Griff auf Oberflächen mit niedriger Reibung aufrechterhält.
Diesen Aufgaben wird durch die Reifenlauffläche entsprochen, wie sie in den angefügten Ansprüchen beschrieben ist.
Die Steifigkeit einer Lauffläche wird in der Aufstandsfläche des Reifens unter Nennlastbedingungen gemessen, und es handelt sich im allgemeinen um eine Steifigkeitsmessung in der Umfangsrichtung (Längssteifigkeit) oder der Axialrichtung (Seitensteifigkeit). Die Steifigkeit eines "hochsteifen" Laufflächenelements gleicht der Steifigkeit eines Laufflächenelements eines Sommerreifens und ist 3 - 6 mal höher als die Steifigkeit eines "niedrigsteifen" Laufflächenelements, die der Steifigkeit eines Winterreifen-Laufflächenelements gleicht. Für den Zweck der vorliegenden Beschreibung werden nur Längssteifigkeiten betrachtet. Die Längssteifigkeit eines Laufflächenelements eines Winterreifens liegt üblicherweise im Bereich zwischen 150 und 350 kg.F/m, wohingegen die Längssteifigkeit eines Laufflächenelements eines Sommerreifens üblicherweise im Bereich zwischen 800 und 1500 kg.F/m liegt. Die Laufflächenelemente von Ganzjahresreifen des Stands der Technik haben Längssteifigkeiten, die zwischen 300 und 800 kg.F/m und üblicherweise um 500 kg.F/m liegen.
Erfindungsgemäß wird ein Luftreifen bereitgestellt, der sich unabhängig von den Fahrbahnoberflächenbedingungen höchst gleichmäßig verhält. Zu diesem Zweck werden Laufflächenelemente hoher Steifigkeit und niedriger Steifigkeit in einem Laufflächenprofil vereinigt. Beim Verteilen der Elemente hoher und niedriger Steifigkeit auf der Laufflächenoberfläche muß man daran denken, daß die Druckverteilung in der Aufstandsfläche über die Aufstandsbreite variiert, daß nämlich ein Druck in den Schulterbereichen im allgemeinen höher, in dem mittigen Bereich des Reifens etwas geringer und in den Zwischenbereichen am geringsten ist. Setzt man Laufflächenelemente niedriger Steifigkeit in die Zwischenbereiche und gibt ihnen eine erhabene Kontur, so erzeugt dies eine gleichmäßigere Druckverteilung in der Aufstandsfläche. Obwohl eine große Zahl von Faktoren den Laufflächenabrieb von gerade und frei rollenden Reifen bestimmt, ist der Laufflächenabrieb an denjenigen Stellen wichtig, wo die größten Relativbewegungen zwischen Reifenoberfläche und Fahrbahn stattfinden. Die erfindungsgemäß gleichmäßiger verteilten Drücke des Reifens führen zu geringeren Gleitbewegungen und damit einem langsameren Laufflächenabrieb.
Der hohe Druck in den Schulterbereichen ergibt sich aus den Übergangsbedingungen zwischen dem Laufstreifen und der Seitenwand. Insoweit die steifen Laufflächenelemente in diesen Bereichen untergebracht sind, wird die Mehrheit von Radial- und Seitenkräften auf Fahrbahnoberflächen mit hoher Reibung von diesen Elementen aufgenommen, während die erhabenenen Klotzelemente niedriger Steifigkeit verbiegen und viel weniger zu den gesamten Griff- und Handlingeigenschaften des Reifens beitragen. Auf Fahrbahnoberflächen mit niedriger Reibung erhalten die erhabenen flexiblen Elemente jedoch einen akzeptablen Griff aufrecht und beherrschen das Verhalten des Reifens.
Eine weitere Vervollkommnung der Erfindung ist in der Ausrichtung der Schlitze in den Klotzelementen zu sehen. Um die Lastübertragungseigenschaften während Brems-, Traktions- und Seitenbeschleunigungsbeanspruchungen zu verbessern, ist die Schlitzausrichtung vorzugsweise schräg zur äquatorialen Ebene, wobei sie einen Winkel mit der äquatorialen Ebene bildet, der zwischen 30º und 60º liegt. Die äquatoriale Ebene EP ist definiert als eine Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens ist und durch die Mitte der Lauffläche geht.
Darüberhinaus kann, um den Steifigkeitsbereich der Klotzelemente niedriger Steifigkeit zu vergrößern, der Abstand zwischen benachbarten Schlitzen in demselben Klotzelement variiert werden, so daß zum Beispiel die mittigsten Schlitze enger beabstandet sind als diejenigen, die sich nahe den Rändern des Klotzes befinden. Es ist auch möglich, benachbarte Klotzelemente mit verschiedenen Schlitzabständen zu versehen. Der sich ergebende Vorteil wird, abgesehen von einem niedrigeren Geräuschniveau, ein gleichmäßigeres Reifenverhalten sein.
Um die Eigenschaften der Reifen während ihrer gesamten Lebensdauer durch Sicherstellen eines vergleichbaren Abriebs der Elemente hoher und niedriger Steifigkeit voll auszunutzen, ist es bevorzugt, die Reifen an Fahrzeugen mit gleich zwischen Vorder- und Hinterachse verteilter Traktion zu montieren, d.h. an vierradgetriebenen Fahrzeugen.
Um Fachleute des mit der vorliegenden Erfindung engst verwandten Gebiets einzuführen, werden hier bestimmte bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind veranschaulichend und können auf zahlreiche Weisen im Rahmen der in den Ansprüchen definierten Erfindung modifiziert werden.
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Reifens, bei dem eine erfindungsgemäß hergestellte Lauffläche ausgeführt ist.
Figur 2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnitts der Lauffläche von Figur 1.
Figur 3 ist ein Querschnitt des Laufflächenprofils von Figur 2 entlang der Linie III-III.
Figuren 4 und 5 sind vergrößerte Teilansichten von abgewandelten erfindungsgemäß hergestellten Laufflächenprofilen.
Figuren 6 bis 9 zeigen vergrößerte Klotzelemente von Reifen, die gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung hergestellt sind.
Wie hier und in den Ansprüchen gebraucht, bedeutet äquatoriale Ebene die Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens ist und durch die Mitte seiner Lauffläche geht. Der Ausdruck "radial" wird so verstanden, daß er sich auf Richtungen, die senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens sind, bezieht, der Ausdruck "axial" wird hier so gebraucht, daß er sich auf Richtungslinien, die parallel zu der Rotationsachse des Reifens sind, bezieht, und der Ausdruck "seitlich" wird so verstanden, daß er sich auf Richtungen, die von einer Seitenwand des Reifens zu der anderen Seitenwand des Reifens gehen, bezieht.
"Rille" bedeutet einen länglichen leeren Bereich in einer Lauffläche, der sich in Umfangsrichtung oder seitlich in einer geraden, gekrümmten oder im Zickzack verlaufenden Weise erstreckt, wobei die sich in Umfangsrichtung und seitlich erstreckenden Rillen des im folgenden beschriebenen Profils gemeinsame Abschnitte haben können. Die Rillen werden untergliedert in "breit", "schmal" oder "Schlitz". Eine "breite" Rille hat üblicherweise eine Breite größer als 3% der Laufflächenbreite, wohingegen eine "schmale" Rille eine Breite in dem Bereich von ungefähr 0,8% bis 3% der Laufflächenbreite hat. Ein "Schlitz" ist eine Rille mit einer Breite in dem Bereich von ungefähr 0,2% bis 0,8% der Laufflächenbreite. Schlitze werden typischerweise durch Stahlblätter geformt, die in eine gegossene oder spanabhebend bearbeitete Form eingesetzt sind; da sie so schmal sind, sind sie durch einzelne Linien dargestellt. "Laufflächenbreite" (TW) ist definiert als die größte axiale Strecke über die Lauffläche, gemessen aus der Aufstandsfläche des Reifens, wenn der Reifen auf der Musterfelge montiert, einer Konstruktionslast unterworfen und mit einem Solldruck für diese Last gefüllt ist.
All die anderen hier und in den Ansprüchen verwendeten Reifenbemessungen beziehen sich auf einen Reifen, der auf die vorgeschriebene Felge montiert und mit dem vorgeschriebenen Fülldruck gefüllt wurde, während er keinerlei Belastung unterworfen ist. Es versteht sich jedoch, daß sich die Erfindung auf neue Reifen und auf runderneuerte Reifen sowie auf Reifenlaufflächen in Streifenform richtet, die wenigstens teilweise vulkanisiert sind und ein Profil von Rillen und damit einstückigen erhabenen Elementen haben.
Bezugnehmend auf Figuren 1 und 2 sind ein Luftreifen und ein Abschnitt einer erfindungsgemäß hergestellten Lauffläche dargestellt. Der Reifen 1 ist von der Radialbauweise und ist zur Verwendung an Personenwagen vorgesehen. Der Bodenkontaktabschnitt 2 umfaßt vier sich in Umfangsrichtung erstreckende gerade Rillen 4 - 7 und zwei Reihen von sich in Umfangsrichtung erstreckenden geraden Schlitzen 3 und 8. Die verschiedenen Rillen und Schlitze sind axial über die Oberfläche der Lauffläche beabstandet und teilen die Lauffläche in sich in Umfangsrichtung erstreckende Reihen 9 - 11 und 14 - 16 von Klötzen und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Rippe 12 auf. Die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitze 3, 8 trennen die Reihen 10, 15 von Elementen niedriger Steifigkeit von den Reihen 9, 16 von Schulterklötzen hoher Steifigkeit, die die Lauffläche 2 begrenzen und durch die die Lauffläche mit einem Paar von Seitenwänden 17 verbunden ist, die sich radial nach innen von der Lauffläche erstrecken, wobei jede Seitenwand in einem Wulst 13 endet.
Die beiden mittigsten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen 5, 6 definieren eine Mittelrippe 12 hoher Steifigkeit, die eine axiale Breite RW hat und sich im wesentlichen eine gleiche Strecke zu beiden Seiten der äquatorialen Ebene EP erstreckt. Die Breite RW der Mittelrippe liegt im Bereich von ungefähr 5% bis 25% und vorzugsweise von 10% bis 15% der Laufflächenbreite TW des Bodenkontaktabschnitts der Lauffläche. Die Mittelrippe 12 ist mit einer Vielzahl von halbblinden querlaufenden schmalen Rillen 19 versehen, die in den beiden mittigsten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen 4, 5 beginnen und sich nur teilweise über die Mittelrippe erstrecken. Die querlaufenden schmalen Rillen 19, die an einer der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rille 5, 6 beginnen, wechseln sich mit denjenigen ab, die an der anderen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rille 6, 5 beginnen.
Zu beiden Seiten der Mittelrippe 12 befinden sich sich in Umfangsrichtung erstreckende Reihen 11, 14 von Klötzen, die Klotzelemente 22, 23 umfassen, die durch eine Reihe von sich quer erstreckenden Rillen 32, 33 getrennt sind, welche die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen 4 und 5 beziehungsweise 6 und 7, die die Reihe der Klötze begrenzen, verbinden. Die sich quer erstreckenden Rillen sind in Umfangsrichtung über den Reifen in einer sich wiederholenden Weise angeordnet, wobei ihre Breiten und Schrägstellungen von der Schrittvariation abhängen, wie sie in der Industrie zur Geräuschminderung angewandt wird. Zum Beispiel kann, wie in Figuren 1 und 2 gezeigt ist, jede sich quer erstreckende Rille 31, 32, 33, 34 eine im Zickzack verlaufende Rille mit drei Teilstrecken sein, wobei die erste und dritte Teilstrecke einen Winkel zwischen 30º und 60º zur äquatorialen Ebene bildet und die zweite Teilstrecke parallel zur äquatorialen Ebene ist. Die Klotzelemente 22, 23 der Zwischenreihen 11, 14 sind erhabene Elemente niedriger Steifigkeit mit einer axialen Breite LW, die im Bereich zwischen 8% und 20% der Laufflächenbreite TW liegt. Die Steifigkeit der Klotzelemente wird eingestellt durch eine große Anzahl von parallelen Schlitzen mit einer Flächendichte zwischen 1,5 und 2,5 cm Schlitzlänge pro cm² der radial äußersten Fläche eines Klotzes und einer Volumendichte zwischen 3,5 und 6 cm² Schlitzfläche pro cm³ des Klotzvolumens.
Der Unterschied in radialer Höhe der Elemente niedriger Steifigkeit gegenüber der radialen Höhe der steifen Mittelrippe 12 liegt zwischen 5% und 15%, und beträgt vorzugsweise ungefähr 10% (siehe Figur 3); anders gesagt hat ein Element hoher Steifigkeit in einer bevorzugten Ausführungsform ungefähr 90% der radialen Höhe eines Elements niedriger Steifigkeit. Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform bilden die Schlitze einen Winkel von ungefähr 45º in Bezug auf die äquatoriale Ebene EP. Um eine verbesserte Lastverlagerung des Fahrzeugs zu haben, und zwar in erster Linie während des Bremsens, bei Traktion und unter seitlichen Beanspruchungen, sollte die Schlitzausrichtung mit der äquatorialen Ebene einen zwischen 30º und 60º liegenden Winkel bilden.
Zwischen den Zwischenreihen 11 und 14 von Klotzelementen niedriger Steifigkeit und den Reihen 9 und 16 von Schulterklotzelementen hoher Steifigkeit befindet sich ein zweiter Satz von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reihen 10 und 12 von Klötzen niedriger Steifigkeit. Die verschiedenen Klotzelemente 21, 24 sind durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Rillen 4, 7 und Schlitze 3, 8 und durch sich quer erstreckende Rillen 31 bzw. 34 definiert. Die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitze 3, 8 haben eine Tiefe, die im Bereich zwischen 40% und 60% der Tiefe der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen 4 - 7 liegt. Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform haben die Klötze 21, 24 des zweiten Satzes von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reihen von Klötzen im wesentlichen die gleiche axiale Breite LW und die gleiche Gestaltung wie die Klötze 22, 23 des ersten Satzes von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reihen von Klötzen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die sich quer erstreckenden Rillen schmale Rillen, d.h. Rillen mit einer Breite, die im Bereich zwischen 0,8% und 3% der Laufflächenbreite liegt. Die sich quer erstreckenden Rillen, die die Klötze des ersten Satzes und des zweiten Satzes von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reihen beabstanden, brauchen nicht die gleiche Breite zu haben; die Rillen, die die Klötze 22, 23 des ersten Satzes beabstanden, können eine Breite zum unteren Ende des oben angegebenen Bereichs hin haben (ungefähr 1 % der Laufflächenbreite), wohingegen die Rillen, die die Klötze 21, 24 des zweiten Satzes beabstanden, eine Breite zum oberen Ende des Bereichs hin haben können (ungefähr 2% der Laufflächenbreite).
Die Reihen 9 und 16 von Schulterklötzen umfassen Klotzelemente 20 bzw. 25, die durch sich quer erstreckende Rillen 30 und 35 getrennt sind, die einen Winkel von ungefähr 60º bis 90º, und vorzugsweise zwischen 75º und 85º in Bezug auf die äquatoriale Ebene des Reifens bilden. Die Klotzelemente 25 und 26 hoher Steifigkeit haben jeweils eine Breite HW, die im Bereich von 10% bis 25% der Laufflächenbreite TW liegt.
Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende schmale Rille 36 und 37 befindet sich an jedem axialen Rand der Lauffläche und trennt die Klotzelemente 20 und 25 hoher Steifigkeit von den Schulterbereichen.
Jeder Klotz 20, 25 hoher Steifigkeit enthält in sich einen einzelnen Schlitz 38, 39, der sich nur zu einem äußeren Rand des Klotzes erstreckt, um akzeptable Handling- und Abriebeigenschaften aufrecht zu erhalten. Die Querschlitze 38 und 39 beginnen vorzugsweise an den jeweiligen sich in Umfangsrichtung erstreckenden schmalen Rillen 36 und 37 und sind ungefähr auf halbem Weg zwischen den benachbarten sich quer erstreckenden Rillen 30, 35 angeordnet.
Die Verteilung von Elementen hoher und niedriger Steifigkeit, gezeigt in Figur 2, verringert die auf die Zwischenelemente wirkenden Kräfte und erhöht folglich die Last auf dem mittigen Bereich des Reifens und den steifen Elementen der Schulterbereiche, wodurch eine verbesserte Lastverlagerungsempfindlichkeit erzielt wird.
In Figur 4 ist ein Laufflächenabschnitt eines gemäß der Lehre der Erfindung hergestellten Reifens gezeigt, der ein Richtungslaufflächenprofil hat. Zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Rillen 41 und 42 trennen einen erhabenen mittigen Bereich 43 niedriger Steifigkeit von zwei Reihen von Schulterklötzen 44 und 45 hoher Steifigkeit. Die Lauffläche hat eine Reihe von sich quer erstreckenden Rillen 46 und 47, deren zusammentreffende Abschnitte zusammenwirken, um eine im Zickzack verlaufende Mittelrille 48 zu definieren. Die sich quer erstreckenden Rillen 46 und 47 erstrecken sich durch die Schulterreihen von Klötzen 44 und 45 und folgen Bahnen, die mit größer werdendem axialen Abstand von der äquatorialen Ebene in fortschreitend größeren Winkeln in Bezug auf die äquatoriale Ebene ausgerichtet sind. Der Mittelbereich 43 geringer Steifigkeit ist durch die im Zickzack verlaufende Rille 48 in eine erste und eine zweite Reihe 49A, 49B von Klötzen geringer Steifigkeit aufgeteilt, die eine große Anzahl von Schlitzen in sich haben. Die Schlitze in den Klötzen der ersten Reihe 49A von Klötzen bilden einen Winkel zwischen 70º und 90º in Bezug auf die Schlitze in den Klötzen der zweiten Reihe 49B von Klötzen.
In Figur 5 ist ein Laufflächenabschnitt gezeigt, der eine regelmäßige Anordnung rautenförmiger Klötze 51, 52 und 53 umfaßt. Die seitlichen Ränder der benachbarten Klötze definieren eine erste und eine zweite Reihe von Rillen 54, 55, die sich diagonal über die Lauffläche erstrecken. Die erste Reihe von Rillen 54 bildet mit der zweiten Reihe von Rillen 55 einen Winkel zwischen 60º und 90º. Bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform sind die Klötze 51 der mittigsten Reihe sowie die Klötze der beiden seitlich benachbarten Reihen mit einer großen Zahl von parallelen Schlitzen darin versehen. Die Schlitze der mittigsten Reihe von Klötzen bilden einen Winkel zwischen 60º und 90º mit den Schlitzen der Klötze der beiden benachbarten Reihen. Die Reihen in den Schulterbereichen der Lauffläche umfassen Klötze 52 und 53 hoher Steifigkeit, die eine ungefähr 10% kleinere radiale Höhe als die Klötze 51 niedriger Steifigkeit haben.
Es versteht sich, daß die Schlitze, um die Steifigkeit eines Laufflächenelements zu verringern, nicht geradlinig sein müssen, sondern eine Wellenform, wie in Figur 6 gezeigt, einnehmen können.
Ähnlich müssen die benachbarten Schlitze oder die benachbarten Teile von zwei Schlitzen nicht parallel sein. Zwei oder mehrere Sätze von parallelen Schlitzen, gleich beabstandet oder nicht, können in einen einzigen Klotz aufgenommen sein. Eine Gestaltung, die zum Beispiel zwei Sätze von Schlitzen umfaßt, ist in Figur 7 gezeigt. Diese Gestaltung ergibt ein neutraleres Verhalten eines Klotzelements in Bezug auf Seitenkräfte auf den Reifen.
Obwohl die oben offenbarten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Klötze niedriger Steifigkeit umfassen, die durch eine große Zahl von Schlitzen erhalten wird, können andere Vorgehensweisen, die eine Verringerung der Steifigkeit und eine Verbesserung des Griffs eines Gummiklotzes bewirken, angewendet werden, um die Erfindung auszuführen. Figur 8 zeigt zum Beispiel einen Gummiklotz niedriger Steifigkeit, der Löcher mit einem kreisförmigen Querschnitt enthält. Eine Lochdichte, d.h. Lochvolumen pro gesamtes Klotzvolumen, zwischen 8% und 15% ist bevorzugt. Der Durchmesser eines Lochs kann im Bereich zwischen 1 und 3 mm liegen.
Bei einer in Figur 9 gezeigten abgewandelten Ausführungsform haben die Löcher längliche, zum Beispiel elliptische Querschnitte. Die großen Achsen der Querschnitte dieser Löcher können Schrägstellungen in Bezug auf die äquatoriale Ebene des Reifens haben, die im Bereich zwischen ungefähr 30º und 60º liegen. Vorzugsweise haben große Achsen der Querschnitte der Löcher in benachbarten Klötzen nicht die gleiche Schrägstellung. Die Schrägstellung der großen Achsen der Löcher in einem Klotz in Bezug auf die äquatoriale Ebene kann zum Beispiel mit zunehmendem Abstand dieses Klotzes von der äquatorialen Ebene zunehmen. Alternativ kann die Schrägstellung der großen Achsen der Löcher eines Klotzes einen Winkel zwischen 45º und 90º mit der Schrägstellung der großen Achsen der Löcher in einem benachbarten Klotz bilden.
Bei den so weit beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Klotzelemente niedriger Steifigkeit und diejenigen hoher Steifigkeit aus Material mit im wesentlichen der gleichen Zusammensetzung hergestellt, wobei der gewünschte Unterschied in den Festigkeitseigenschaften der Klotzelemente ausschließlich durch eine geeignete Gestaltung der Formmatrize erhalten wird. Man verläßt natürlich nicht den Bereich der Erfindung, indem man verschiedene elastomere Mischungen in der Lauffläche verwendet. Eine elastomere Mischung, zum Beispiel mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 50 und 60 in vulkanisiertem Zustand, kann auf dem unvulkanisierten Reifen angeordnet werden, wo die Klotzelemente niedriger Steifigkeit in der Formmatrize vorgesehen waren, wohingegen eine elastomere Mischung mit einer Shore-A-Härte im Bereich zwischen 65 und 75 in vulkanisiertem Zustand auf dem unvulkanisierten Reifen angeordnet werden kann, wo die Klotzelemente hoher Steifigkeit in der Formmatrize vorgesehen waren. Um einen effizienten Zusammenbau der unvulkanisierten Reifen gemäß dieser Ausführungsform zu erlauben, sind Laufflächengestaltungen bevorzugt, bei denen die Elemente hoher Steifigkeit von den Elementen niedriger Steifigkeit durch gerade, sich in Umfangsrichtung erstreckende Rillen getrennt sind.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung beinhaltet ein Auswählen einer elastomeren Mischung mit einer Shore-A-Härte im Bereich von 50 bis 60, die dazu angepaßt ist, den Klotzelementen niedriger Steifigkeit die gewünschten Festigkeitseigenschaften zu geben, und ein Einbetten metallischer oder nichtmetallischer Fasern in das elastomere Material, wo die Klotzelemente hoher Steifigkeit gebildet werden sollen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das elastomere Matrixmaterial darin dispergierte Splittfasern auf. Eine Splittfaser umfaßt einen Rumpfteil mit einer Vielzahl von Fäserchen, die sich von dem Rumpfteil nach außen erstrecken und wesentliche kleinere Durchmesser als der Durchmesser des Rumpfteils haben, von dem sie sich erstrecken. Bevorzugte Fasern sind Aramid-Fasern mit einer durchschnittlichen Länge im Bereich von 2 bis 5 mm. Vollständige Einzelheiten einer Reifenlauffläche, die derartige Splittfasern enthält, können in der US-A-4,871,004 gefunden werden.

Claims

1. Lauffläche (2) für einen Luftreifen (1), umfassend elastomeres Material, wobei die Lauffläche einen mittigen Bereich und zwei seitliche Bereiche hat, wobei jeder seitliche Bereich in sich Rillen (30, 35) hat, die wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Reihe (9, 16) von Klötzen (20, 25) hoher Steifigkeit definieren, und der mittige Bereich Rillen enthält, die wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Reihe (11, 14) von Klötzen (22, 23) niedriger Steifigkeit definieren, die eine radiale Höhe haben, die zwischen 5% und 15% größer als die radiale Höhe der Klötze hoher Steifigkeit ist.

2. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 1, bei dem:

(a) jeder seitliche Bereich eine Reihe (9, 16) von Klötzen (20, 25) hoher Steifigkeit und eine Reihe (10, 15) von Klötzen (21, 24) niedriger Steifigkeit umfaßt, wobei die Klötze hoher Steifigkeit axial am weitesten weg von der äquatorialen Ebene sind und von den benachbarten Klötzen niedriger Steifigkeit durch einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz oder Rille (3, 8) getrennt sind;

(b) der mittige Bereich eine Mittelrippe (12) hoher Steifigkeit, die sich seitlich auf beide Seiten der äquatorialen Ebene erstreckt, und auf jeder Seite der Mittelrippe eine Reihe (11, 14) von Klötzen (22, 23) niedriger Steifigkeit umfaßt, die von der Mittelrippe und den seitlichen Bereichen durch sich in Umfangsrichtung erstreckende gerade Rillen (4, 5, 6, 7) getrennt sind; und

(c) der mittige Bereich eine axiale Breite hat, die im Bereich zwischen 20% und 50% der Laufflächenbreite liegt.

3. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 2, bei der die Klötze niedriger Steifigkeit in Umfangsrichtung durch im Zickzack verlaufende Rillen (31, 32, 33, 34) mit drei Teilstrecken beabstandet sind, wobei die erste und dritte Teilstrecke einen Winkel mit der äquatorialen Ebene bilden, der im Bereich zwischen 30º und 60º liegt, und wobei die zweite Teilstrekke parallel zur äquatorialen Ebene ist.

4. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Klötze (20, 25) hoher Steifigkeit in Umfangsrichtung durch Rillen (30, 35) beabstandet sind, die einen Winkel mit der äquatorialen Ebene bilden, der im Bereich zwischen 70º und 85º liegt.

5. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 1, bei der die Klötze niedriger Steifigkeit und hoher Steifigkeit weiter durch das gleiche elastomere Material gekennzeichnet sind und die Klötze niedriger Steifigkeit in sich Schlitze mit einer Volumendichte von wenigstens 3,5 cm² Schlitze pro cm³ Klotzvolumen haben.

6. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klotz niedriger Steifigkeit wenigstens eine Reihe von parallelen Schlitzen enthält.

7. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Klötze niedriger Steifigkeit und hoher Steifigkeit das gleiche elastomere Material umfassen und die Klötze niedriger Steifigkeit in sich Löcher mit einem länglichen Querschnitt und einer Volumendichte von wenigstens 8% haben.

8. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Klötze niedriger Steifigkeit aus einem elastomeren Material mit einer Shore-A-Härte zwischen 50 und 60 im vulkanisierten Zustand hergestellt sind und die Klötze hoher Steifigkeit aus einem elastomeren Material mit einer Shore-A-Härte zwischen 65 und 75 im vulkanisierten Zustand hergestellt sind.

9. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Klötze niedriger Steifigkeit aus einem elastomeren Material mit einer Shore-A-Härte zwischen 50 und 60 im vulkanisierten Zustand hergestellt sind und die Klötze hoher Steifigkeit aus einem elastomeren Material mit einer Shore-A-Härte zwischen 50 und 60 im vulkanisierten Zustand hergestellt sind und darin dispergierte Fasern enthalten.

10. Lauffläche für einen Luftreifen gemäß Anspruch 9, weiter gekennzeichnet durch Fasern, die Aramid-Splittfasern mit einer durchschnittlichen Länge sind, die zwischen 2 und 5 mm liegt.