DE69802275T2

DE69802275T2 - Reifen mit geringem rollwiderstand, insbesondere für lkw-antriebsräder

Info

Publication number: DE69802275T2
Application number: DE69802275T
Authority: DE
Inventors: Luigi Campana; Alberto Carra
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2018-01-17
Also published as: EP0973652A1; ES2167873T3; DE69802275D1; JP2001508725A; US6415834B1; BR9807289A; ITMI970103A1; EP0973652B1; JP4165836B2; IT1289182B1; WO1998031555A1; AR011545A1; ATE207820T1

Description

Technischer Bereich

In genereller Hinsicht bezieht sich die Erfindung auf ein Laufflächenband, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist, sowie auf einen Reifen für Fahrzeuge, der ein solches aufweist.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Laufflächenband und auf einen Reifen, die vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, an Treibrädern von Schwerfahrzeugen Einsatz finden, die lange Strecken auf Schnellstraßen zurücklegen können.
In der folgenden Beschreibung und in den anliegenden Ansprüchen wird der Ausdruck "Block" zur Bezeichnung eines Laufflächenabschnitts verwendet, der sich zwischen aufeinander folgenden Nuten oder Schlitzen entweder in der Axial- oder in der Umfangsrichtung befindet.
In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen werden die Ausdrücke "Nuten" und "Schlitze" zur Bezeichnung von Kanälen verwendet, die in der Reifenlauffläche ausgebildet sind und eine Breite haben, die jeweils größer als, gleich oder kleiner als 1 mm ist.
In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen werden weiterhin die Ausdrücke "Längs-" und "in Längsrichtung" zur Bezeichnung von Größen verwendet, die längs der Umfangsabwicklung des Reifens gemessen werden.
Schließlich sollen in der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen die Ausdrücke "axial" und "in Axialrichtung" Größen bezeichnen, die längs der Umfangsfläche des Reifens in einer Richtung senkrecht zu dessen Äquatorialebene gemessen werden.

Stand der Technik

Bekanntlich bestand auf dem Gebiet der Reifenherstellung auch für den Einsatz an Schwerfahrzeugen immer das Bedürfnis, den Rollwiderstand des Reifens so weit wie möglich zu verringern.
Es ist ferner bekannt, dass die Schwierigkeit, dem obigen Bedürfnis vollständig zu genügen, sich im Wesentlichen auf die Schwierigkeit bezieht, den Reifenabrollwiderstand zu verringern, ohne seine Leistungen ausgedrückt als Kilometerleistung, gute Traktionsfähigkeit, Stabilität auf nassem Boden oder Schneeboden und gute Seitenstabilität zu beeinträchtigen.
Bis heute haben alle Versuche, die auf das Verringern des Rollwiderstands des Reifens abzielten, zu einer mehr oder weniger markanten Verschlechterung von einem oder mehreren der vorstehend erwähnten Merkmale geführt.
So wurde beispielsweise vor kurzem vorgeschlagen, in den in einer Äquatorialzone des Reifens befindlichen Blöcken eine Vielzahl von Schlitzen auszubilden, die sich in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Rollrichtung des Reifens erstrecken.
In diesem Fall wurde jedoch die gewünschte Verringerung des Rollwiderstands auf Kosten der Traktionseigenschaften des Reifens erreicht, die entsprechend schlechter wurden.
Aus der japanischen Anmeldung Nr. 7-172112, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, ist zusätzlich ein Reifen bekannt, der ein hervorragendes Verhalten auf eisigen und schneebedeckten Fahrbahnen in einer Anfangsverschleißperiode und ein hervorragendes Laufverhalten auf normalen Straßenflächen von einer Zwischenverschleißperiode aus zeigt, und der ein Blockmuster mit einer Vielzahl von Quernuten hat, die mit Nutbodenlamellen versehen sind, die sich in eine Richtung erstrecken und im Wesentlichen auf einer Linie mit der Quernutenrichtung liegen.

Offenbarung der Erfindung

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht deshalb darin, eine Lauffläche und einen Reifen bereitzustellen, die strukturelle und funktionelle Merkmale haben, welche eine Verringerung des Reifenrollwiderstands erlauben, jedoch die Leistungseigenschaften des Reifens auf einem äußerst zufriedenstellenden Niveau hinsichtlich Kilometerleistung, guter Traktion und Stabilität auf nassen und schneebedeckten Böden und bei gutem Seitenstabilitätsverhalten zu halten.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch ein Laufflächenband für Fahrzeugreifen, und insbesondere durch ein vorgeformtes Laufflächenband für die Kaltabdeckung verschlissener Reifen gelöst, wie es in dem beiliegenden Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch einen Reifen gelöst, wie er in dem beiliegenden Anspruch 19 definiert ist.
Gemäß der Erfindung hat der Anmelder gefunden, dass insbesondere durch Ausbilden von Quernuten in der Äquatorialzone des Laufflächenbandes, die mit sich davon aus nach unten erstreckenden Schlitzen versehen sind, es vorteilhafterweise möglich ist, sowohl adäquate Traktionseigenschaften als auch den gewünschten geringeren Rollwiderstand zu erreichen, vor allem in Zuordnung zu der geringeren Gesamtmobilität der Laufflächenblöcke unter der mit dem Boden in Kontakt stehenden Fläche des Reifens aufgrund des gegenseitigen Kontakts benachbarter Blöcke als Ursache eines Schließens der Schlitze.
In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen sind die in der Äquatorialzone des Reifens befindlichen Blöcke zur Vereinfachung als "Äquatorialblöcke" bezeichnet.
Vorzugsweise erstreckt sich die Äquatorialzone der Lauffläche, zu der die Quernuten gehören, die mit Schlitzen in ihrem unteren Teil versehen sind, rittlings zur Äquatorialebene des Reifens und bis zur Mitte der Längsnuten über eine Länge zwischen 40% und 70% der axialen Abwicklung des Reifenlaufflächenbandes.
Bevorzugter ist, wenn sich eine solche Äquatorialzone rittlings zur Äquatorialebene des Reifens über eine Länge zwischen 50% und 60% der axialen Abwicklung des Laufflächenbandes erstreckt.
Aufgrund des Vorhandenseins der Schlitze sind die Laufflächenbandabschnitte, in denen die Äquatorialblöcke gebildet sind, sozusagen ineinander unter dem Bodenkontaktbereich des Reifens aufgrund der Belastungen eingebettet, denen das Laufflächenband während des Rollens des Reifens unterliegt.
Die daraus folgende Steifigkeitszunahme verringert die Energieabführungserscheinungen aufgrund sowohl der Mobilität der Blöcke als auch der physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Kautschukmischung des Laufflächenbandes bei einer Verringerung des Rollwiderstands während des Fahrens.
Ein weiterer und bedeutender vorteilhafter Effekt, der mit dem speziellen Aufbau der Quernuten erreicht wird, spiegelt sich im Erzielen einer besseren Verschleißgleichmäßigkeit, die auch in bestimmtem Ausmaß der Steifigkeitserhöhung der Laufflächen-Äquatorialblöcke zugeordnet ist.
Vorzugsweise ist das Laufflächenband in Umfangsrichtung mit einem Paar von Längsschlitzen versehen, die sich auf gegenüberliegenden Teilen der Äquatorialebene des Reifens erstrecken und die Äquatorialblöcke axial trennen sowie die darin ausgebildeten Quernuten in zwei Abschnitte spalten, nämlich proximal und distal bezüglich der Äquatorialebene des Reifens.
Vorteilhafterweise tragen die Längsschlitze sowohl zur Steigerung der Straßenhaftung des Reifens in Axialrichtung, wann auch immer diese in Querrichtung bezüglich der Abrollrichtung beansprucht ist, und zur Unterbindung der Auslösung von Erscheinungen eines unregelmäßigen Verschleißes der Blöcke bei.
Vorzugsweise erstrecken sich die Längsschlitze längs im Wesentlichen der gesamten Umfangsabwicklung des Reifens entsprechend einer im Wesentlichen zickzackförmigen Bahn, was die Einbettung zwischen axial benachbarten Blöcken mit einer weiteren Verringerung der Energieabführungserscheinungen aufgrund der Blockmobilität in der Längsrichtung vorteilhaft steigert.
In dem Reifen der Erfindung haben die Quernuten vorzugsweise eine verringerte Tiefe, verglichen mit bekannten Reifen, so dass sie 18 mm zusammen mit den Schlitzen nicht überschreiten, die sich von ihrem Boden aus nach unten erstrecken.
Eine solche verringerte Tiefe der Nuten ermöglicht das Erzielen mehrerer bedeutender Vorteile.
Erstens trägt dies wirksam zur Verringerung des Rollwiderstands des Reifens aufgrund der Verringerung des Volumens der Kautschukmischung, die erforderlich ist, um das Laufflächenband zu bilden, und zusammen damit zur Verringerung der Hystereseenergie- Abführerscheinungen bei, die während des Rollens induziert werden.
Zweitens lässt sich sowohl eine gute Verschleißgleichförmigkeit, wobei der so genannte "Mahl"-Verschleiß an dem Blockauslassrand fehlt, der aufgrund der begrenzten Blockflexibilität erreicht wird, als auch eine hohe Geräuscharmut aufgrund der Reduzierung der Äquatorialblock-Vibrationserscheinungen und aufgrund der Reduzierung der so genannten "Luftpump"-Akustikerscheinungen erzielen, die durch die zyklische Kompression der in den Quernuten eingeschlossenen Luft erzeugt wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung haben die Quernuten eine Tiefe im Bereich zwischen 1 und 4 mm in dem Abschnitt proximal zur Äquatorialebene des Reifens und eine Tiefe im Bereich zwischen 5 und 10 mm in einem Abschnitt distal zur Äquatorialebene.
Auf diese Weise wird ein optimaler Ausgleich zwischen den Traktionseigenschaften und den Verschleißwiderstandseigenschaften des Reifenlaufflächenbandes erreicht.
Vorzugsweise hat die Summe der Tiefen der Quernuten und der sich davon nach unten erstreckenden Schlitze einen im Wesentlichen konstanten Wert längs der axialen Abwicklung des Reifens und liegt zwischen 13 und 18 mm.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung haben in dem Abschnitt der Quernuten proximal zur Äquatorialebene des Reifens die sich von dem Boden der Nuten nach unten erstreckenden Schlitze eine Tiefe zwischen 60% und 90% der Summe der Tiefen der Quernuten und der Schlitze.
Im Gegensatz dazu haben in dem Abschnitt der Quernuten distal bezüglich der Äquatorialebene des Reifens die sich vom Boden der Nuten nach unten erstreckenden Schlitze eine Tiefe von zwischen 40% und 70% der Summe der Tiefen der Quernuten und der Schlitze.
Aufgrund dieses Merkmals wird ein optimaler Einbetteffekt zwischen benachbarten Blöcken unabhängig vom Blockverschleißzustand gewährleistet.
Bei einer bevorzugten Ausführung erstrecken sich sowohl die Quernuten als auch die sich von ihrem Boden aus nach unten erstreckenden Schlitze im Wesentlichen längs der gesamten axialen Abwicklung der Blöcke und haben wenigstens einen im Wesentlichen zickzackförmigen Abschnitt.
Der im Wesentlichen zickzackförmige Abschnitt befindet sich bevorzugt in dem Teil der Quernuten und der Schlitze, der distal zu der Äquatorialebene des Reifens ist.
Auf diese Weise wird die Einbettung zwischen Laufflächenabschnitten, zu denen die benachbarten Äquatorialblöcke gehören, bei einer weiteren Verringerung der Energieabführungserscheinungen aufgrund der Mobilität der Äquatorialblöcke und zusammen damit des Reifenrollwiderstands begünstigt.
Alternativ kann ein solcher Einbetteffekt zwischen Laufflächenabschnitten, zu denen benachbarte Äquatorialblöcke gehören, dadurch begünstigt werden, dass wenigstens ein Teil der Quernuten und der sich davon aus nach unten erstreckenden Schlitze im Wesentlichen als ein Höcker ausgebildet ist, d. h. durch Herbeiführen einer abrupten Neigungsänderung bezüglich seiner axialen Abwicklung.
Vorzugsweise befindet sich der im Wesentlichen höckerförmige Abschnitt in dem Teil der Quernuten und der Schlitze, der proximal zur Äquatorialebene des Reifens ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet die Bahn der Quernuten und der zugehörigen Schlitze eine segmentierte Linie, wobei wenigstens sowohl ein im Wesentlichen zickzackförmiger Abschnitt als auch ein im Wesentlichen höckerförmiger Abschnitt vorhanden ist.
Vorteilhafterweise wird auf diese Weise der Einbetteffekt zwischen den Laufflächenabschnitten, zu denen benachbarte Äquatorialblöcke gehören, optimiert, und es wird der maximale Effekt der Reduzierung des Reifenrollwiderstands erreicht.
Vorzugsweise geben darüber hinaus die Quernuten und die sich davon nach unten aus erstreckenden Schlitze dem Laufflächenmuster direktionale Eigenschaften, d. h. sie prägen dem Reifen eine bevorzugte Rollrichtung auf.
Auf jeden Fall kann die Erfindung auch entsprechend bei nicht-direktionalen (symmetrischen oder asymmetrischen) Laufflächenmustern ausgeführt werden, denen eine solche bevorzugte Rollrichtung fehlt.
Quernuten haben vorteilhafterweise eine Breite, die beim Wegbewegen von der Äquatorialebene des Reifens zunimmt, so dass die Reifenkapazität für die Abführung des Wassers, das unter der Bodenkontaktfläche des Reifens vorhanden ist, gesteigert und die Aquaplaning-Erscheinungen verringert werden.
Um einen progressiven Eintritt der Quernuten unter die Bodenkontaktfläche des Reifens zu unterstützen und das Laufgeräusch so weit wie möglich zu verringern, bilden die Quernuten vorteilhafterweise einen Winkel (α) von 10º bis 25º bezüglich einer Ebene senkrecht zur Äquatorialebene des Reifens.
Vorzugsweise hat wenigstens einer der in der Äquatorialzone des Laufflächenbandes ausgebildeten Blöcke eine abgeschrägte Ecke an einer Längsnut, die rittlings zur Äquatorialebene des Reifens ausgebildet ist, und/oder an den Längsnuten, die sich in Umfangsrichtung in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Reifenrollrichtung erstrecken.
Auf diese Weise ist die Anzahl der Ränder, die Erscheinungen eines unregelmäßigen Verschleißes aufgrund ihrer Mobilität auslösen können, in vorteilhafter Weise und adäquat reduziert.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Längsnuten im Wesentlichen längs der gesamten Umfangsabwicklung des Reifens entsprechend einer im Wesentlichen zickzackförmigen Bahn.
In vorteilhafter Weise wird dadurch die Traktionsfähigkeit des Reifens in der Reifenrollrichtung weiter gesteigert.
Bevorzugt hat der Reifen nach der Erfindung weiterhin eine Vielzahl von seitlichen Blöcken mit einer Außenfläche, die mit Facetten versehen sind, die auf gegenüberliegenden Seitenzonen der Lauffläche außerhalb der Äquatorialzone ausgebildet sind.
Vorteilhafterweise trägt die äußere, mit Facetten versehene Fläche der seitlichen Blöcke wirksam zur Erreichung der gewünschten Traktionseigenschaften der Lauffläche in der Reifenrollrichtung bei.
Vorzugsweise hat wenigstens einer der seitlichen Blöcke eine abgeschrägte Ecke an den Längsnuten, die sich am Umfang in eine im Wesentlichen zur Reifenrollrichtung parallele Richtung erstrecken, und/oder an seiner eigenen äußeren, mit Facetten versehenden Oberfläche.
Auf diese Weise wird die Anzahl der Punkte, die sich für das Auslösen eines unregelmäßigen Verschleißes in dem Reifen eignen, adäquat verringert.
Zur weiteren Steigerung der Kilometerleistung hat der Reifen nach der Erfindung vorzugsweise ein hohes Masse-/Gesamtvolumenverhältnis unter seiner Bodenkontaktfläche.
Mit anderen Worten, das Volumen der Massen liegt in einem Laufflächenabschnitt mit einer Länge gleich der Teilung des Laufflächenmusters und einer Breite gleich der axialen Laufflächenabwicklung vorzugsweise zwischen 80% und 85% des Gesamtvolumens des Laufflächenabschnitts.
In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen wird der Ausdruck "axiale Abwicklung der Lauffläche" als Bezeichnung der Erstreckung in der Breite der letzteren, gemessen längs der Umfangsfläche des Reifens, verwendet.
In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen wird der Ausdruck "Teilung des Laufflächenmusters" als Bezeichnung der Länge - gemessen längs der Umfangsabwicklung des Reifens - eines Teils des Laufflächenmusters verwendet, das sich mit einer endlichen Zahl "n" von Malen periodisch über der ganzen Umfangsabwicklung der Lauffläche wiederholt.
Im vorliegenden Fall ist die Teilung des Laufflächenmusters gleich der Distanz zwischen den Ausgangspunkten von zwei aufeinander folgenden Wiederholungsabschnitten des Laufflächenmusters, gemessen längs der Umfangsabwicklung der Lauffläche.
In der Äquatorialzone der Lauffläche beträgt das Volumen der Massen, d. h. das von den äquatorialen Blöcken eingenommene Volumen, vorzugsweise zwischen 80% und 90% des Gesamtvolumens des Laufflächenabschnitts, während in den seitlichen Zonen das von den seitlichen Blöcken eingenommene Volumen etwas geringer ist, um die Traktionseigenschaften zu verbessern, und zwischen 75% und 85% des Gesamtvolumens des Laufflächenabschnitts liegt.
Der Reifen und die Lauffläche nach der Erfindung kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, zu dem eine Vielzahl von Produktionsschritten gehören, die für sich herkömmlich und im Stand der Technik bekannt sind.
Insbesondere umfasst ein solches Verfahren die Schritte der vorläufigen und unabhängigen Herstellung mehrerer Halbfertigprodukte entsprechend den unterschiedlichen Teilen des Reifens (Karkassenlagen, Gurtstreifen, Wulstdrähte, Füller, Seitenwände und Laufflächen), die nacheinander aneinander mittels einer geeigneten Montagemaschine montiert werden.
Bei dem darauf folgenden Vulkanisierungsschritt werden die obigen Halbfertigprodukte zur Bildung eines einstückigen Blocks, d. h. des Reifens, zusammengeschweißt.
Offensichtlich geht dem Schritt der Herstellung der obigen Halbfertigprodukte ein Schritt der Herstellung und Ausbildung der entsprechenden Kautschukmischungen voraus, die wenigstens eine Basis eines vernetzbaren Polymers mit ungesättigter Kette aufweisen.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke sind geeignete Polymerbasen solche, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die natürlichen Kautschuk, 1,4-cis-Polybutadien, Polychloropren, 1,4- cis-Polyisopren, wahlweise halogenierte Isopren-Isobuten-Copolymere, die entweder in Lösung oder in Emulsion hergestellt sind, und Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere umfasst.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung und zur Erzielung einer optimalen Kilometerleistung, einer guten Griffigkeit auf nasser Straße und eines optimalen Reißwiderstands der Lauffläche werden die vorerwähnten Polymerbasen in der Kautschukmischung in solchen Mengen und Anteilen eingesetzt, dass ein Laufflächenabrieb bestimmt nach Norm DIN 53516 erreicht wird, der 70 mm³ nicht überschreitet.
Die Bestimmung des optimalen Aufbaus der Kautschukmischung und ihre Herstellung mittels herkömmlicher Mischvorgänge kann vom Fachmann in einfacher Weise ausgeführt werden.
Eine typische Kautschukmischung (in Gewichtsteilen), die zur Erzielung der optimalen Abriebseigenschaften geeignet ist, ist nachstehend lediglich als Beispiel aufgeführt:
- Polymerbasis 100
- Ruß 48 bis 57
- ZnO 3 bis 5
- Stearinsäure 2,5 bis 3,5
- Antioxidanzien 1,5 bis 2,5
- ermüdungshemmende Mittel 1,5 bis 2,5
- Schwefel oder Schwefeldonator 1, 2 bis 2,0
- Beschleuniger 0,6 bis 1,6

Beste Methode zur Ausführung der Erfindung

Weitere Eigenschaften und Vorteile werden leicht aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten, nicht begrenzenden Ausgestaltung eines Reifens nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.

In den Zeichnungen zeigt/zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Reifens längs der Linie I-I von Fig. 2,
Fig. 2 eine ebene Abwicklung eines Laufflächenabschnitts eines erfindungsgemäßen Reifens,
Fig. 3 einige Einzelheiten in vergrößertem Maßstab des Laufflächenabschnitts des Reifens nach der Erfindung,
Fig. 4 einen Querschnitt der Lauffläche des Reifens von Fig. 1 längs der Linie III-III von Fig. 2,
Fig. 5 bis 9 entsprechende Schnitte in vergrößertem Maßstab von Nuten und Schlitzen, die in der Lauffläche des Reifens von Fig. 1 ausgebildet sind, und zwar längs der Linie V-V, VI- VI, VII-VII, VIII-VIII bzw. IX-IX von Fig. 2, und
Fig. 10 eine Schnittansicht der Lauffläche des Reifens von Fig. 1 längs der Linie X-X von Fig. 2.
In den Figuren bezeichnet 1 einen Reifen für Fahrzeuge nach der Erfindung, insbesondere einen Reifen, der für eine große Schnellstraßenkilometerleistung geeignet ist und für eine Montage an dem Antriebsrad eines Lastwagens oder eines selbstständigen Anhängers oder eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers vorgesehen ist.
Der Reifen 1 hat einen Karkassenaufbau 2 mit einem zentralen Kronenabschnitt 3 und zwei Seitenwänden 4, 5, wobei die Karkasse mit einer Verstärkungslage 2a versehen ist, deren gegenüberliegende Seitenränder 2b, 2c jeweils um Wulstkerne 6, 7 herumgebogen sind.
An dem anderen Umfangsrand der Wulstkerne 6, 7 ist ein elastomerer Füller 6 angebracht, der die Zone füllt, die zwischen der Verstärkungslage 2a und den entsprechenden Seitenrändern 2b, 2c der Verstärkungslage 2a gebildet wird.
Bekanntlich bilden die gegenüberliegenden Bereiche des Reifens, die jeden der Wulstkerne 6, 7 und den Füller 8 aufweisen, die so genannten Wulste, die insgesamt mit 9 und 10 bezeichnet sind und zum Verankern des Reifens 1 auf einer entsprechenden Montagefelge 11 eines Fahrzeugrads vorgesehen sind.
Dem Karkassenaufbau 2 ist koaxial ein Gurtaufbau 12 mit einem oder mehreren Gurtbändern 13 zugeordnet, die aus textilen oder metallischen Korden hergestellt und in eine Bahn einer Kautschukmischung eingeschlossen sind.
Auf den Gurtaufbau 12 ist in bekannter Weise eine Lauffläche 14 aufgebracht, über die der Reifen 1 in Berührung mit dem Boden gelangt.
Die Lauffläche 14 hat eine Vielzahl von Blöcken 15, worauf im Folgenden als äquatoriale Blöcke Bezug genommen wird, die auf gegenüberliegenden Teilen der Äquatorialebene Y-Y des Reifens zwischen einer rittlings zur Äquatorialebene ausgebildeten Längsnut 16 und einem Paar von Längsnuten 17, 18 angeordnet sind, die sich am Umfang in eine Richtung im Wesentlichen parallel zur Reifenabrollrichtung erstrecken, die durch den Pfeil D in Fig. 2 gekennzeichnet ist.
Die Längsnut 16 ist vorteilhafterweise mit einer Rippe 32 versehen, die sich von ihrem Boden 33 aus erstreckt und eine Rissbildung in der Kautschukmischung verhindern und den darunterliegenden Gurtaufbau 12 (Fig. 5) schützen soll.
Vorzugsweise erstrecken sich die Längsnuten 17, 18 im Wesentlichen längs der gesamten Umfangsabwicklung des Reifens 1 entsprechend einer im Wesentlichen zickzackförmigen Bahn.
Auf diese Weise wird die Traktionsfähigkeit der Lauffläche 14 in der Reifenabrollrichtung D weiterhin vorteilhaft gesteigert.
Die äquatorialen Blöcke 15 sind am Umfang durch eine Vielzahl von Schlitzen 19 getrennt, die sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Rollrichtung D des Reifens 1 erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Äquatorialzone E der Lauffläche, zu der die Blöcke 15 gehören, rittlings zur Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 über eine Breite von 50% bis 60% der axialen Abwicklung der Lauffläche.
Besonders bevorzugt ist eine Erstreckung der Äquatorialzone E rittlings zur Äquatorialebene des Reifens Y-Y über eine Breite, die etwa 55% der axialen Abwicklung der Lauffläche 14 entspricht.
Die Lauffläche 14 hat weiterhin eine Vielzahl von Quernuten 20, die mit Teilung im Abstand voneinander angeordnet sind und sich parallel zu den Schlitzen 19 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Rollrichtung D des Reifens erstrecken.
Jede der Quernuten 20 hat ihrerseits einen Boden 21, der mit jeweils gegenüberliegenden Einlass- und Auslassseitenwänden 22, 23 verbunden ist, die eine vorher festgelegte Neigung bezüglich der Achse der gleichen Nut (Fig. 6 und 9) haben.
In der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen werden die Ausdrücke "Einlass" und "Auslass" dazu verwendet, unter Bezug auf die baulichen Merkmale der Quernuten 20, die Teile der Nut zu bezeichnen, die zuerst beansprucht werden oder zuerst in Berührung mit dem Boden während des Abrollens des Reifens 1 kommen, bzw. die Teile der Nuten 20, die nach einer vorgegebenen Winkeldrehung des Rads beansprucht werden.
In gleicher Weise werden in der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen die Ausdrücke "stromauf" und "stromab" dazu verwendet, unter Bezug auf die Position der Quernuten 20 jene Teile der Lauffläche 14 zu bezeichnen, beispielsweise die Kautschukblöcke 15, die unter Beanspruchung oder in Berührung mit dem Boden während des Abrollens des Reifens 1 vor bzw. nach den Nuten 20 gelangen.
Gemäß der Erfindung sind die Nuten 20 in ihrem unteren Teil mit entsprechenden Schlitzen 24 versehen, die sich von ihrem Boden 21 aus nach unten erstrecken.
Vorzugsweise ist die Lauffläche 14 am Umfang mit einem Paar von Längsschlitzen 25 versehen, die sich in gegenüberliegenden Teilen der Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 erstrecken.
Die Längsschlitze 25 spalten die äquatorialen Blöcke 15 in der Axialrichtung, wobei sie in zwei Gruppen von proximalen Blöcken 15a bzw. distalen Blöcken 15b bezüglich der Äquatorialebene Y-Y des Reifens (Fig. 2) aufgeteilt werden.
Auf gleiche Weise spalten die Längsschlitze 25 die Quernuten 20 und die sich von ihnen aus nach unten erstreckenden Schlitze 24 in zwei Teile, nämlich in proximale 20a, 24a und distale 20b, 24b bezogen auf die Äquatorialebene Y-Y des Reifens (Fig. 4).
Vorteilhafterweise tragen die Längsschlitze 25 sowohl zu einer Verbesserung der Straßenhaftung in der Axialrichtung der Lauffläche immer dann, wenn der Reifen 1 in Querrichtung bezüglich der Abrollrichtung D beansprucht wird, und zur Vermeidung der Auslösung von unregelmäßigen Verschleißerscheinung der äquatorialen Blöcke 15 bei.
Vorzugsweise erstrecken sich die Längsschlitze 25 im Wesentlichen längs der gesamten Umfangsabwicklung des Reifens 1 entsprechend einer im Wesentlichen zickzackförmigen Bahn, die in vorteilhafter Weise das Einbetten zwischen axial benachbarten Abschnitten der Äquatorialnuten 15 bei einer weiteren Verringerung der Energieabführerscheinungen während des Abrollens des Reifens 1 verbessert.
Um einen optimalen Ausgleich zwischen niedrigem Rollwiderstand, guter Traktionsfähigkeit, guter Verschleißgleichförmigkeit und reduzierter Geräuscherzeugung zu erreichen, haben die Quernuten 20 vorzugsweise eine 18 mm nicht überschreitende Tiefe.
Besonders bevorzugt haben die Quernuten 20 eine Tiefe von 1 bis 4 mm in dem Abschnitt 15a der zur Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 proximalen Blöcke und eine Tiefe von 5 bis 10 mm in den Abschnitten 15b der bezüglich der Äquatorialebene Y-Y distalen Blöcke.
Auf diese Weise wird ein optimaler Kompromiss zwischen den Traktions- und Verschleißwiderstandscharakteristika des Reifens erreicht.
Vorzugsweise nimmt die Summe der Tiefen der Quernuten 20 und der sich davon nach unten erstreckenden Schlitze 24 einen im Wesentlichen konstanten Wert längs ihrer axialen Abwicklung an und liegt zwischen 13 und 18 mm.
Aufgrund dieses Merkmals wird ein optimaler Einbetteffekt zwischen den Abschnitten der Lauffläche 14, in der benachbarte äquatoriale Blöcke 15 ausgebildet sind, unabhängig von den Verschleißzuständen der Blöcke erreicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung haben in dem Abschnitt 20a der Quernuten 20, die proximal zur Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 sind, sich vom Boden 21 der Nuten aus nach unten erstreckende Schlitze 24 eine Tiefe von 60% bis 90% der Summe der Tiefen der Quernuten 20 und der Schlitze 24.
Im Gegensatz dazu haben in dem Abschnitt 20b der Quernuten 20, die bezüglich der Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 distal sind, die sich von dem Boden 21 der Nuten nach unten erstreckenden Schlitze 24 eine Tiefe von 40% bis 70% der Summe der Tiefen der Quernuten 20 und der Schlitze 24.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erstrecken sich sowohl die Quernuten 20 als auch die sich vom Boden 21 der Nuten aus nach unten erstreckenden Schlitze 24 im Wesentlichen längs der gesamten Abwicklung der äquatorialen Blöcke 15a, 15b entsprechend einer Bahn, die eine segmentierte Linie bildet, wobei wenigstens ein im Wesentlichen zickzackförmiger Abschnitt und wenigstens ein im Wesentlichen höckerförmiger Abschnitt vorgesehen sind.
Vorzugsweise befindet sich der im Wesentlichen zickzackförmige Abschnitt in den Abschnitten 20b, 24b der Quernuten 20 und der Schlitze 24, die distal bezüglich der Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 sind.
Vorzugsweise befindet sich der im Wesentlichen höckerförmige Abschnitt in den Abschnitten 20a, 24a der Quernuten 20 und der Schlitze 24, die proximal zu der Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 sind.
Dadurch wird der Einbetteffekt zwischen den Abschnitten der Lauffläche 14, die von benachbarten äquatorialen Blöcken 15 betroffen ist, in vorteilhafter Weise optimiert, und es lässt sich ein Maximaleffekt der Reduzierung der Energieabführerscheinungen und somit des Rollwiderstands des Reifens 1 erreichen.
Die Quernuten 20 haben in vorteilhafter Weise eine Breite, die bei einer Wegbewegung von der Äquatorialebene Y-Y des Reifens zunimmt, wodurch die Fähigkeit des Reifens, Wasser abzuführen, das sich unter der Reifenbodenkontaktfläche befindet, verbessert und Aquaplaning-Phänomene reduziert werden.
Vorzugsweise liegt die Breite der Quernuten 20 in einem Bereich von minimal 2 mm in der Nähe der Längsnut 16 bis zu einem Maximum von 10 mm in der Nähe der gegenüberliegenden Längsnuten 17 und 18.
Um einen progressiven Eintritt der Quernuten 20 unter die Reifenbodenkontaktfläche zu erleichtern und um das Laufgeräusch des Reifens während des Abrollens so weit wie möglich zu reduzieren, bilden die Quernuten 20 vorteilhafterweise einen Winkel (α) zwischen 10º und 25º, bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1.
Vorzugsweise hat wenigstens einer der Blöcke 15a, der in der Äquatorialzone E der Lauffläche 14 und proximal bezüglich der Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 ausgebildet ist, eine abgeschrägte Ecke 26 in der Nähe der Längsnut 16.
Besonders bevorzugt wird, dass wenigstens einer der Blöcke 15b, der in der Äquatorialzone E der Lauffläche 14 und distal bezüglich der Äquatorialebene Y-Y des Reifens 1 ausgebildet ist, eine abgeschrägte Ecke 31 in der Nähe der Längsnuten 17, 18 hat, die sich am Umfang in eine Richtung im Wesentlichen parallel zur Abrollrichtung D des Reifens erstrecken.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine adäquate Reduzierung der Anzahl der Ränder erreicht, die aufgrund ihrer Mobilität unregelmäßige Verschleißeigenschaften auslösen könnten.
Vorzugsweise hat der Reifen nach der Erfindung weiterhin eine Vielzahl von seitlichen Blöcken 27, die in gegenüberliegenden Seitenzonen F, G der Lauffläche 14 außerhalb ihrer Äquatorialzone E ausgebildet ist.
Die seitlichen Blöcke 27 sind in Längsrichtung durch eine entsprechende Vielzahl von Quernuten 34 getrennt, die sich zwischen den Längsnuten 17 und 18 und gegenüber Schulterabschnitten der Lauffläche 14 erstrecken.
Vorzugsweise haben die Quernuten 34 eine konstante Breite zwischen 7 und 12 mm.
Die seitlichen Blöcke 27 sind durch eine Vielzahl von Rippen 35 für die Erhöhung der Steifigkeit der Lauffläche 14 an ihren eigenen Schulterabschnitten wechselseitig angeschlossen und versteift.
Zweckmäßigerweise ist jeder der seitlichen Blöcke 27 zentral mit einem Querschnitt 36 versehen, dessen Funktion darin besteht, die Traktionsfähigkeit der Lauffläche 14 an ihren Seitenbereichen F, G zu steigern.
Zu diesem Zweck kann die axiale Abwicklung des Schlitzes 36 auf 10 bis 15 mm, wie in den Figuren gezeigt, begrenzt werden oder kann sich so weit erstrecken, dass die gesamte Breite der seitlichen Blöcke 27 abgedeckt wird.
Vorteilhafterweise sind die seitlichen Blöcke 27 mit einer äußeren Fläche 28 versehen, die Facetten 37 hat, die effektiv zum Erzielen der gewünschten Traktionsfähigkeit der Lauffläche 14 in der Abrollrichtung D des Reifens 1 beitragen.
Vorzugsweise hat wenigstens einer der seitlichen Blöcke 27 eine abgeschrägte Ecke 29 in der Nähe seiner äußeren, mit Facetten versehenen Oberfläche 28.
Besonders bevorzugt wird, dass wenigstens einer der seitlichen Blöcke 27 eine abgeschrägte Ecke 30 in der Nähe der Längsnuten 17, 18 hat, die sich am Umfang in eine Richtung im Wesentlichen parallel zur Abrollrichtung D des Reifens 1 erstrecken.
Auf diese Weise werden die Punkte, welche einen unregelmäßigen Verschleiß des Reifens 1 auslösen könnten, adäquat verringert.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung liegt das von den äquatorialen Blöcken 15 eingenommene Volumen oder das Volumen der Massen in einem Laufflächenabschnitt mit einer Länge, die gleich der Teilung "p" des Laufflächenmusters ist, und mit einer Breite, die gleich der axialen Abwicklung der Lauffläche 14 ist, zwischen 80% und 90% des Gesamtvolumens eines solchen Laufflächenabschnitts.
Weiterhin liegt außerdem das von den seitlichen Blöcken 27 in diesem Abschnitt der Lauffläche 14 eingenommene Volumen zwischen 75% und 85% ihres Gesamtvolumens.
Somit liegt als Ganzes das Gesamtvolumen der Massen (äquatoriale Blöcke 15 und seitliche Blöcke 27) in dem vorerwähnten Abschnitt der Lauffläche 14 zwischen 80% und 85% ihres Gesamtvolumens.
Vom Anmelder ausgeführte wiederholte Versuche haben gezeigt, dass die Reifen nach der Erfindung das Problem der Verringerung des Rollwiderstands voll lösen, während optimale Werte des Reifenverhaltens hinsichtlich Kilometerleistung, Verschleißgleichförmigkeit, guter Traktionsfähigkeit und Griffigkeit auf nassen und schneeigen Böden, guter Seitenstabilität und geringer Geräuschpegel erreicht werden.
Natürlich kann der Fachmann Modifizierungen und Varianten bei der oben beschriebenen Erfindung ausführen, um speziellen und möglichen Anwendungsanforderungen, Modifizierungen und Varianten zu genügen, die irgendwie in den Schutzumfang fallen, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Laufflächenband (14) für Fahrzeugreifen

a) mit einer Vielzahl von Blöcken (15), die auf gegenüberliegenden Seiten der Äquatorialebene (Y-Y) eines Reifens zwischen einer Längsnut (16), die rittlings zur Äquatorialebene (Y-Y) ausgebildet ist, und einem Paar von Längsnuten (17, 18) angeordnet sind, wobei die Blöcke (15) in einer Vielzahl von ersten Schlitzen (19) axial gekreuzt werden, die sich in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Abrollrichtung (D) des Reifens erstrecken, und

b) mit einer Vielzahl von Quernuten (20), die mit einer Teilung voneinander beabstandet sind und sich parallel, zu den ersten Schlitzen (19) erstrecken, wobei die Nuten (20) jeweils mit zweiten Schlitzen (24) versehen sind, die sich von ihrem einen Bodenabschnitt (21) aus erstrecken,

dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Vielzahl von Längsschlitzen (25) aufweist, die sich am Umfang in gegenüberliegenden Teilen der Äquatorialebene (Y-Y) des Reifens erstrecken und eine Tiefe haben, die im Wesentlichen gleich der Summe der Tiefen der Quernuten (20) und der zweiten Schlitze (24) ist.

2. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsschlitze (25) im Wesentlichen längs der gesamten Umfangsabwicklung des Reifens entsprechend einer im Wesentlichen zickzackförmigen Bahn erstrecken.

3. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Längsschlitze (25) und die Summe der Tiefen der Quernuten (20) und der zweiten Schlitze (24) 18 mm nicht überschreiten.

4. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (20) eine Tiefe zwischen 1 und 4 mm in einem ersten Abschnitt (20a) proximal zur Äquatorialebene (Y- Y) des Reifens haben.

5. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (20) eine Tiefe zwischen 5 und 10 mm in einem zweiten Abschnitt (20b) distal bezüglich der Äquatorialebene (Y-Y) des Reifens haben.

6. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (20) eine Breite haben, die mit zunehmender Entfernung von der Äquatorialebene (Y-Y) des Reifens abnimmt.

7. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (20) und die zweiten Schlitze (24) wenigstens einen im Wesentlichen zickzackförmigen Abschnitt haben.

8. Lauffläche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen zickzackförmige Abschnitt sich in einem Teil (20b, 24b) der Quernuten (20) und der zweiten Schlitze (24) distal bezüglich der Äquatorialebene (Y-Y) des Reifens befindet.

9. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (20) und die zweiten Schlitze (24) wenigstens einen im Wesentlichen höckerförmigen Abschnitt haben.

10. Lauffläche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen höckerförmige Abschnitt sich in einem Teil (20a, 24a) der Quernuten (20) und der zweiten Schlitze (24) proximal bezüglich der Äquatorialebene (Y-Y) des Reifens befindet.

11. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (20) einen Winkel (α) zwischen 10º und 25º bezüglich einer Ebene senkrecht zur Äquatorialebene (Y- Y) des Reifens bilden.

12. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer (15a) der Blöcke (15) eine abgeschrägte Ecke (26) an einer Längsnut (16) hat, die rittlings zur Äquatorialebene (Y-Y) des Reifens ausgebildet ist.

13. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer (15b) der Blöcke (15) eine abgeschrägte Ecke (31) an den Längsnuten (17, 18) hat, die sich am Umfang in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Abrollrichtung (D) des Reifens erstrecken.

14. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnuten (17, 18) sich im Wesentlichen längs der gesamten Umfangsabwicklung des Reifens entsprechend einer im Wesentlichen zickzackförmigen Bahn erstrecken.

15. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Vielzahl von seitlichen Blöcken (27) mit einer Außenfläche (28) aufweist, die auf gegenüberliegenden Seitenzonen (F, G) der Lauffläche (14) mit Facetten (37) versehen sind.

16. Lauffläche nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der seitlichen Blöcke (27) eine abgeschrägte Ecke (30) an den Längsnuten (17, 18) hat, die sich am Umfang in eine Richtung erstrecken, die im Wesentlichen parallel zur Abrollrichtung (D) des Reifens ist.

17. Lauffläche nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der seitlichen Blöcke (27) eine abgeschrägte Ecke (29) an seiner Außenfläche (28) hat.

18. Lauffläche nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen, das von den Blöcken (15, 27) in einem Abschnitt der Lauffläche (14) eingenommen wird, der eine Länge, die gleich einer Teilung (p) des Laufflächenmusters ist, und eine Breite hat, die gleich der axialen Abwicklung der Lauffläche (14) ist, zwischen 80% und 85% des Gesamtvolumens des Abschnitts beträgt:

19. Reifen für Fahrzeuge

- mit einem Karkassenaufbau (2), der einen zentralen Kronenabschnitt (3) und zwei Seitenwände (4, 5) hat, die in einem Paar von Wulsten (9, 10) zum Verankern an der Felge (11) eines Rades enden,

- mit einem Gurtaufbau (12), der dem Karkassenaufbau (2) koaxial zugeordnet

- ist, und

- mit einer Lauffläche (14), die sich koaxial um den Gurtaufbau (14) herum erstreckt und nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.