DE2455130A1 - Luftreifen fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Continental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, Hannover Luftreifen für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf Luftreifen für Kraftfahrzeuge, mit einer in ihre Lauffläche in Form von quer zur Umfangr-ri chtung verlaufenden Rillen eingeformten Profilierung.

Ein in Fahrt befindliches Kraftfahrzeug kann Geschwindigkeit.*}- und Richtungsänderungen nur in dem Maße folgen, wie es die Haftung der Reifen auf der Straßenoberfläche zuläßt, und die Kraftübertragungsfähigkeit der beteiligten Kontaktflächen hängt neben der Beschaffenheit der Fahrbahn wesentlich auch von den Einflüssen der herrschenden Witterung ab. Es ist eine bekannte Erscheinung, daß die Reifen bei Fahrten über stark mit Wasser benetzte Straßen unter Umständen die aufliegende Wasserschicht nicht mehr durchbrechen können und den direkten Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche verlieren. Dieser stets ohne Vorwarnung unvermittelt einsetzende und daher umso gefährlichere Zustand, in dem die Reifen nur noch von einem keilförmig angestauten Flüssigkeitsfilm getragen werden, bedeutet in seinen Auswirkungen praktisch das Zu-sammenbrechen aller Führungskräfte. Seiner Entstehungsursache nach wird er allgemein als "Aufschwimmen" oder auch "Aquaplaning" bezeichnet. Da er je nach der Dicke der Wasserschicht, der Oberflächenbeschaffenheit des Untergrundes, der Reifenprofilierung und anderen, unbestimmten Parametern bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten auftritt und sich für keinen spezifischen Fall voraussagen laßt, hat es in der Vergangenheit nicht an Vorschlägen und Versuchen gefehlt, einem die Fahrsicherheit derart beeinträchtigenden Phänomen vorzubeugen. Leitgedanke und beherrschende Vorstellung waren dabei, den den Schlupf verursachenden Wasserfilm zwischen Reifen und Fahrbahn aufzubrechen oder seine Entstehung überhaupt von vornherein zu verhindern. Über Teilerfolge hinaus konnten mit den bekannten Vorschlägen aber keine grundlegenden Verbesserungen erzielt werden. Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, durch eine neuartige Profilierung der Reifenlauffläche die

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Beseitigung gefährlicher Wasserschichten unter den Kontaktflächen mit größerer Sicherheit zu erreichen und die für die Führung des Fahrzeuges notwendige unmittelbare Haftung auf der Fahrbahnoberfläche unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit zu erhalten.

Nach der Erf-indung zeichnen sich Luftreifen der eingangs genannten Art dadurch aus, daß die von einem Umfangsabschnitt im mittleren Laufflächenbereich ausgehenden und nach beiden Reifenseiten geführten Rillen in Gestalt einer Parabel zweiter Ordnung, insbesondere einer durch die Funktionsgleichung: x=y const, bestimmten Parabel gekrümmt sind, wobei χ in Axial- und y in Umfangsrichtung sich erstreckende Koordinaten sind.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß das auf der Fahrbahn befindliche und in die Reifenprofilierung eindringende Wasser nicht nach vorn oder hinten, sondern nur nach den Seiten hin verdrängt werden kann. In einem auf djo Kontaktfläche projizierten Koordinatensystem mit der Radachse als Abszisse und dem Reifenumfang bzw. der· Fahrtrichtung als Ordinate würde ein betrachtetes Wasserteilchen im Falle ungehinderter Stromungsmoglichkeiten unter dem Einfluß der Beschleunigung b, die ihm der mit der Umfangsgeschwindigkeit ν abrollende Reifen aus der Ruhelage erteilt, eine von der Vorwärtsgeschwindigkeit überlagerte seitliche Ausweichbewegung, d.h. in Richtung der x-Achse ausführen. Diese zusammengesetzte Bewegung muß mit Einsetzen der physikalischen Gesetzmäßigkeiten in dem ruhend gedachten Koordinatensystem eine Bahnkurve der Form:

_x — Ξ_ y2 erzeugen, wobei sich der für jeweils einen bestimmten Fahr-

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zustand geltende Faktor in allgemeiner Fassung als Konstante anneh-

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men läßt. Diese Funktionsgleichung beschreibt aber eine vom Koordinatenschnittpunkt ausgehende quadratische Parabel. Das bedeutet, daß die von der Mitte der Reifenlauffläche aus nach beiden Seiten, quer zur Fahrtrichtung hin ausgeworfenen Wasserteilchen in den derart gekrümmten Profilrillen keinerlei Strömungswiderstand erfahren und daher auf schnellstem Wege ungehindert abfließen können. Es gelingt auf diese Weise, die Entstehung eines zum Gleiten führenden Wasserfilmes zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche mit Sicherheit zu verhindern und den erwünschten mechanischen Kontakt unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit und dem Benetzungsgrad aufrechtzuerhalten.

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Für die praktische Ausführung des Erfindungsgedankens empfiehlt es sich, die Rillen gemäß einem Teilmerkmal der Erfindung mit nach den Reifenseiten hin stetig zunehmender Breite auszubilden. Die damit nach den Seiten zunehmende Vergrößerung des verfügbaren Strömungsquerschnittes trägt der entsprechend zunehmenden Menge der jeweils in einer Profilrille geförderten Flüssigkeit in weitgehender Annäherung an den Idealzustand Rechnung und verhindert nachteilige, möglicherweise zum mindestens teilweisen Aufschwimmen der benachbarten Profilstege führende Aufstauungen oder Verwirbelungen.

Die Erfindung schließt es nicht aus, wenigstens in Teilabschnitte des Laufflächenumfanges im Winkel zu den parabolischen Rillen verlaufende zusätzliche Rillen einzuarbeiten. Sb kann es sich für die Wasserabführung als vorteilhaft erweisen, beispielsweise in oder angenähert in Umfangsrichtung verlaufende zusätzliche Profilrillen vorzusehen.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Luftreifens in Draufsicht auf die Lauffläche und

Fig. 2 die graphische Darstellung des Kurvenverlaufes.

Der in Fig* 1 gezeichnete Reifen trägt eine eingeformte Profilierung in Gestalt.von parabolisch gekrümmten Rillen 1. Die Rillen gehen von einem in der Mitte der Lauffläche umlaufenden erhabenen Grenzstreifen 3 aus und verlaufen in symmetrischer Verteilung nach beiden Seiten in Richtung nach den Reifenflanken hin, wobei ihre Breite - in Umfangsrichtung gesehen - mit zunehmendem Abstand von dem Grenzstreifen 3 stetig zunimmt. Zwischen den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rillen 1 befinden •sich gleichartig gekrümmte trennende Stege 2, deren Breite zweckmäßig in einer der Rillenbreite entsprechenden Größenordnung bemessen ist. Wie im unteren rechten Teil der Zeichnung angedeutet ist, können etwa in Umfangsrichtung verlaufende zusätzliche Rillen k vorgesehen sein.

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Der graphischen Darstellung in Fig. 2 liegt ein auf die Kontaktfläche des Reifens mit der Fahrbahn projeziertes rechtwinkeliges Koordinatensystem mit der in Fahrtrichtung gemäß Pfeil I in die Mitte des Grenzstreifens 3 verlegten Ordinate y und der mit der Rachachse zusammenfallenden Abszisse χ zugrunde. Die von dem mit einer Umfangsgeschwindigkeit ν - der Fahrgeschwindigkeit - abrollenden Reifen in den Rillen 1 mit einer Beschleunigung b aus dem Ruhezustand aufgenommenen und verdrängten Wasserteilchen bewegen sich auf einer'durch die Gleichung: χ = —ö y bestimmten parabolischen Kurve, die gemäß der Erfindung

das Vorbild für die Krümmung der Profilrillen 1 abgibt.

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Claims (5)

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   Patentansprüche:

   . j Luftreif en für Kraftfahrzeuge", mit einer in seine Lauffläche in . —-■ Form von quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Rillen eingeformten Profilierung, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Urrfangsabschnitt'im mittleren Laufflächenbereich ausgehenden und nach beiden Reifenseiten geführten Rillen (1) in Gestalt einer Parabel zweiter Ordnung gekrümmt sind.
2. 2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (i) nach einer durch die Funktionsgleichung: χ = y2»const. bestimmten Parabel gekrümmt sind, wobei χ in Axial- und y in Umfangsrichtung sich erstreckende Koordinaten sind.
3. 3· Luftreifen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (i) mit nach den Reifenseiten hin stetig zunehmender Breite ausgebildet sind.
4. k. Luftreifen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in Teilabschnitten des Laufflächenumfangs im Winkel zu den Rillen (1) verlaufende zusätzliche Rillen (k) eingeformt sind.
5. 5. Luftreifen nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Rillen (¹O in oder angenähert in umfangsrichtung geführt sind. J

   Hannover, den 18. November
   7^-91 P / 112 G/SU Sü/Lo

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