DE19708613A1

DE19708613A1 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE19708613A1
Application number: DE1997108613
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Gerresheim; Juergen Schomburg; W Iwamura
Original assignee: SP Reifenwerke GmbH
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1998-09-10

Description

Die Erfindung betrifft Fahrzeugreifen mit einer eine rich tungsgebundene Profilierung aufweisenden Lauffläche.

Mit zunehmender Reduzierung der unmittelbar von den Fahrzeu gen herruhrenden Geräuschentwicklung trägt das Reifengeräusch in höherem Ausmaß zum Gesamtgeräuschniveau eines Fahrzeugs bei, und deshalb besteht eine wesentliche Forderung darin, das Reifengeräusch zu verringern. Es ist bekannt, daß die Spitzenwerte des Reifengeräuschs in einem Frequenzbereich von 900 Hz bis 1100 Hz liegen. Dieses Geräusch wird auch als Or gelpfeifengeräusch bezeichnet, da es eine Folge der in der Aufstandsfläche der Reifen wirksam werdenden Längsrillen ist. Zwischen der Bodenkontaktfläche des Reifens und der Straßen oberfläche bildet sich in den Umfangsrillen eine Luftsäule, und als Folge der entstehenden Luftströmung wird Schall im erwähnten Frequenzbereich erzeugt. Die Wellenlänge des Schalls ist unabhängig von der Geschwindigkeit bzw. der Dreh zahl des Reifens näherungsweise konstant, und da das eine Frequenz von etwa 1000 Hz aufweisende Geräusch ein durch das menschliche Ohr leicht wahrnehmbarer Schall ist, liegt eine sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeugs störende und damit unerwünschte Geräuschentwicklung vor.

Um diese störende Geräuschentwicklung zu reduzieren, wäre es möglich, den Anteil an negativem Profil zu verringern, da mit einer entsprechenden Verringerung des negativen Profils ein Reifen leiser wird, aber mit der Verringerung des negativen Profilanteils wird das Aquaplaningverhalten des Reifens ent sprechend schlechter, das heißt es liegen hier zwei gegensin nige Effekte vor, die bisher häufig nur unbefriedigende Kom promißlösungen ermöglicht haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrzeugreifen zu schaf fen, der durch eine besondere Profilgestaltung sowohl ein gu tes Aquaplaningverhalten als auch eine starke Reduzierung der Geräuschentwicklung ermöglicht und gute Trockengriffigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß im Laufflächenmittelbereich beiderseits der Lauf flächenmittelebene eine Vielzahl von in Umfangsrichtung ins besondere unregelmäßig gegeneinander versetzten Hauptrillen vorgesehen ist, die vom Bereich der Laufflächenmittelebene ausgehend unter einem spitzen Winkel, der im Verlauf der Längserstreckung der Hauptrillen größer wird, bis zum Lauf flächenschulterbereich geführt und hinsichtlich ihrer Länge derart dimensioniert sind, daß jede Hauptrille in der Boden aufstandsfläche zumindest einseitig offen ist.

Durch die Vermeidung von Umfangsrillen, welche durch die er findungsgemäßen, schräg verlaufenden Hauptrillen ersetzt wer den, ist es möglich, das sogenannte Orgelpfeifgeräusch zu vermeiden und dennoch die geforderte Aquaplaningleistung si cherzustellen. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, daß die Länge dieser speziellen Hauptnuten so gewählt ist, daß jede Hauptrille in der Bodenaufstandsfläche zumindest einsei tig offen ist, wodurch das erforderliche Wasserableitvermögen gegeben und dennoch die Geräuschentwicklung minimiert ist.

Zwischen dem Laufflächenmittelbereich und den jeweiligen Laufflächenschulterbereichen ist jeweils eine aus Abschnitten unterschiedlichen Querschnitts bzw. unterschiedlicher Breite bestehende Umfangsrille vorgesehen, in die einerseits die Hauptrillen und andererseits im Vergleich zu den Hauptrillen schmälere Schulterrillen münden. Durch die sich ändernde Breite dieser Umfangsrillen wird einerseits die Ausbildung jeglichen Orgelpfeifgeräusches vermieden, andererseits aber die Ableitung des Wassers aus der Bodenaufstandsfläche begün stigt.

Die in den Schulterbereichen vorgesehenen Rillen sind im Ver gleich zu den im Laufflächenmittelbereich ausgebildeten Ril len relativ eng, so daß sich im Schulterbereich steifere Pro filblöcke ergeben, die ein gutes Handling und eine geringe Geräuschentwicklung gewährleisten.

Durch die Ausgestaltung des Rillenverlaufs wird erreicht, daß sich dieser Rillenverlauf in der Aufstandsfläche beim Abrol len des Reifens ständig verändert, was für die Geräuschmini mierung von Bedeutung ist, während dennoch in der Aufstands fläche ein ausreichend hohes Negativprofil vorliegt, um die Wasserabführung aus der Aufstandsfläche sicherzustellen.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden anhand ei nes Ausführungsbeispiels erläutert und ergeben sich auch aus der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Laufflä chenprofils mit kenntlich gemachter Aufstandsflä che, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Teil der Laufflächenprofilierung mit oberhalb dieser Darstellung abgebildetem Querkonturverlauf der Rei fenlauffläche.

Nach der Darstellung gemäß Fig. 1 umfaßt die Reifenlaufflä che einen Laufflächenmittelbereich 1, der sich beiderseits der Laufflächenmittelebene 2 erstreckt und jeweils in den Laufflächenschulterbereich 3 übergeht.

Angrenzend an die Laufflächenmittelebene 2 und mit geringem Abstand zu dieser beginnen jeweils Hauptrillen 4, die unter einem spitzen Winkel bis zum Laufflächenschulterbereich 3 ge führt sind. Diese Hauptrillen 4, welche bei herkömmlichen Reifen vorhandene Umfangsrillen ersetzen, besitzen über ihre Länge unterschiedliche Breite und sind in Umfangsrichtung ge geneinander versetzt. Ausgehend von einem relativ kurzen und schmalen Bereich benachbart der Laufflächenmittelebene 2 er weitern sich diese Hauptrillen 4 auf eine maximale Breite, und in diesem Bereich relativ großer Breite schließen diese Hauptrillen 4 mit der Laufflächenmittelebene bevorzugt einen Winkel im Bereich von etwa 5° bis 10° ein. Anschließend wird der Winkel größer, und die Hauptrillen 4 verlaufen unter ei ner entsprechenden Krümmung zu Umfangsrillen 5, welche den Laufflächenmittelbereich 1 bezüglich der Schulterbereiche 3 begrenzen.

In den Schulterbereichen 3 sind relativ schmale Schulterril len 6 vorgesehen, die mit den Umfangsrillen 5 verbunden sind und zur Wasserabführung aus der Aufstandsfläche 10 beitragen. Diese Schulterrillen 6 verjüngen sich nach außen und verlau fen etwa unter einem Winkel von 50° bis 90° bezüglich der Laufflächenmittelebene 2. Durch diese vergleichsweise engen Schulterrillen 6 erhält der Schulterbereich die erforderliche Stabilität aufgrund des hohen Anteils an Positivprofil, und außerdem stellen diese engen Rillen sicher, daß trotz Gewähr leistung der Entwässerung keine störenden Innengeräusche er zeugt werden.

Zur Verringerung des Innengeräusches ist es auch von Bedeu tung, daß die Hauptrillen 4 in ihrem Übergangsbereich zu den Umfangsrillen 5 schmaler und damit an benachbarte Rillen an gepaßt sind.

Im Laufflächenmittelbereich 1 sind zwischen in Umfangsrich tung aufeinanderfolgenden Hauptrillen 4 und den Umfangsril len 5 Hilfsrillen 8 vorgesehen, die einen dem Hauptrillenver lauf angenäherten Schrägverlauf aufweisen und in die Umfangs rillen 5 münden. Die Länge dieser Hilfsrillen 8 kann unter schiedlich sein, ebenso ihr Krümmungsverlauf zur Laufflächen mittelebene hin.

Die Umfangsrillen 5 sind so gestaltet, daß sie kein Orgel pfeifgeräusch erzeugen können, wozu sie über den Umfang be trachtet aus Abschnitten unterschiedlicher Breite und /oder Querschnitt s bestehen und wiederholt Engstellen 7 ausgebildet sind. Fig. 1 zeigt auch die sich im Betrieb ergebende Bo denaufstandsfläche 10 und läßt erkennen, daß keine der Hauptrillen 4 in der Bodenaufstandsfläche beidendig ver schlossen ist, wobei alle in der Aufstandsfläche liegenden Rillen eine große Wassermenge aufnehmen und seitlich und nach außen abführen können. In dieser Bodenaufstandsfläche 10 än dert sich beim Abrollvorgang ständig der Rillenverlauf, und es sind keine gerade durchgehenden Rillen vorhanden, wodurch das unerwünschte Orgelpfeifengeräusch vermieden wird, und zwar ohne Verschlechterung des Aquaplaningverhaltens.

Durch die Gestaltung des Rillenverlaufs und der Rillenbreite wird auch das Innengeräusch verringert und das Auftreten von Eigenresonanzen verhindert, die im Fahrzeug zu einem Brummen führen könnten. Dies wird durch entsprechende Anpassung der schräg verlaufenden, zur Wasserableitung benötigten Rillenbe reiche erreicht, wobei diese Abstimmung insbesondere im Be reich der Umfangsrillen 5 vorgenommen wird. In dem Über gangsbereich, in dem sich die Hilfsrillen 8 befinden, kann auch eine Verringerung der Tiefe der Rillen erfolgen, um zu sätzliche Geräuschbremsen auszubilden.

Fig. 2 dient zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausge staltung der Anordnung, des Verlaufs und der Dimensionierung der Rillen in Abhängigkeit von der Laufflächenbreite.

Die Laufflächenbreite TW wird definiert durch eine Gerade über der Lauffläche und die Tangenten an den Seitenwänden. Zwischen den jeweiligen Schnittpunkten und der Laufflächen mittelebene 2 liegt dann jeweils die halbe Laufflächenbrei te ^TW/₂ vor.

Für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend für die verschiedenen Rillen bzw. Rillenabschnit te deren Position bzw. deren Bereich in der Lauffläche, der Abstand bzw. der Abstand des Anfangs der betreffenden Rille von der Laufflächenmittelebene, die Rillenbreite und der Ril lenwinkel angegeben.

Durch die gewählte Anordnung und die Dimensionierung sowie den Verlauf der Rillen und den zumindest über die Laufflä chenbreite erfolgenden Versatz wird die angestrebte Optimie rung von gutem Aquaplaningverhalten und gleichzeitiger Redu zierung des Reifengeräusches erzielt. Die vorstehenden Werte können in der Praxis in einem Bereich von ±10% schwanken.

Zur Herstellung eines Reifens nach der Erfindung werden vor zugsweise drei verschiedene Arten von Segmenten und fünf ver schiedene Längen verwendet, wobei bevorzugt das Verhältnis zwischen kürzestem und längstem Segment etwa 1 : 1,6 beträgt. Es wird dabei auch darauf geachtet, daß die sich jeweils er gebenden Dreierkombinationen in der Länge verschieden sind, um ein Entstehen von Brumm zu vermeiden. Diese Maßnahmen orientieren sich jedoch am Stand der Technik und können vom Fachmann in der jeweils erforderlichen Weise angewandt wer den.

Bezugszeichenliste

1

Laufflächenmittelbereich

2

Laufflächenmittelebene

3

Laufflächenschulterbereich

4

Hauptrillen

5

Umfangsrillen

6

Schulterrillen

7

Engstellen

8

Hilfsrillen

9

Zentralbereich

10

Bodenaufstandsfläche

11

übergangsbereich

Claims

1. Fahrzeugreifen mit einer eine richtungsgebundene Profi lierung aufweisenden Lauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufflächenmittelbereich (1) beiderseits der Laufflächenmittelebene (2) eine Vielzahl von in Umfangs richtung insbesondere unregelmäßig gegeneinander ver setzten Hauptrillen (4) vorgesehen ist, die vom Bereich der Laufflächenmittelebene (2) ausgehend unter einem spitzen Winkel, der im Verlauf der Längserstreckung der Hauptrillen (4) größer wird, bis zum Laufflächenschul terbereich (3) geführt und hinsichtlich ihrer Länge der art dimensioniert sind, daß jede Hauptrille (4) in der Bodenaufstandsfläche (10) zumindest einseitig offen ist.

2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem jeweiligen Laufflächenschulterbe reich (3) und dem Laufflächenmittelbereich (1) eine aus Abschnitten unterschiedlichen Querschnitts und insbeson dere unterschiedlicher Breite bestehende Umfangsril le (5) vorgesehen ist, in die einerseits die Hauptril len (4) und andererseits im Vergleich zu den Hauptril len (4) schmälere Schulterrillen (6) münden.

3. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Breite der Hauptrillen (4) ausgehend vom schmalsten Anfangsbereich in der Nähe der Laufflä chenmittelebene (2) im Verlauf ihrer Längserstreckung größer und zur Umfangsrille (5) hin wieder kleiner wird.

4. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrillen (5) aus aufeinanderfolgenden Abschnitten unterschiedlicher Brei te bestehen, die über Engstellen (7) miteinander verbun den sind.

5. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Hauptril len (4) über den Reifenumfang derart gewählt ist, daß zu jedem Zeitpunkt des Abrollens des Reifens in der Boden aufstandsfläche (10) zumindest Teilabschnitte von wenig stens fünf Hauptrillen (4) gelegen sind.

6. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufflächenmittelbe reich (1) zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen den Hauptrillen (4) und den unregelmäßigen Querschnitt aufweisenden Umfangsrillen (5) Hilfsrillen (8) vorgese hen sind, die einen dem Hauptrillenverlauf angenäherten Schrägverlauf aufweisen und in die Umfangsrillen (5) münden.

7. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulterrillen (6) und/oder die Hauptrillen (4) jeweils benachbart einer Engstelle (7) in die Umfangsrillen (5) münden.

8. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenmittelbe reich (1) von einem Zentralbereich (9), in dem sich nur Abschnitte der Hauptrillen (4) befinden, und einem Über gangsbereich (11) gebildet wird, in dem sich sowohl Ab schnitte der Hauptrillen (4) als auch der Hilfsril len (8) befinden.

9. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrillen (4) und/oder die Hilfsrillen (8) jeweils unterschiedliche Längen und/oder Neigungen bezüglich der Laufflächen mittelebene (2) aufweisen.

10. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel der Hauptrillen (4) bezüglich der Laufflächenmittelebene (2) im Zentralbereich (9) in der Größenordnung von 5° bis 10° und die Neigungswinkel von Hauptrillen (4) und Hilfsrillen (8) im Übergangsbereich (11) in der Größen ordnung von 10° bis 50° gelegen sind.

11. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillenwinkel der mitein ander verbundenen Abschnitte unterschiedlicher Breite der Umfangsrillen (5) im Bereich von 0° bis 3° gelegen sind.

12. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel der Schulterrillen (6) bezüglich der Laufflächenmittelebe ne (2) im Bereich von 50° bis 90° gelegen sind.