DE69505891T2

DE69505891T2 - Reifenlauffläche

Info

Publication number: DE69505891T2
Application number: DE1995605891
Authority: DE
Inventors: Marc F-63100 Clermont-Ferrand Aichele; Christian F-63200 Riom Deguin
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2015-05-16
Also published as: EP0687582A1; FR2720979A1; DE69505891D1; JPH07329516A; CA2149715A1; ES2124933T3; EP0687582B1; BR9502787A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lauffläche für einen Tourenreifen, der dazu bestimmt ist, gleichmäßig mit großer Geschwindigkeit abzurollen.
Um den hervorragenden Haftungseigenschaften zu genügen, die auf trockener Straße ebenso wie auf nasser Straße gefordert sind, weist eine Lauffläche eines solchen Reifens im allgemeinen mehrere geradlinige oder zickzackförmige Umfangsrillen auf, die Rippen gegeneinander begrenzen. Die genannten Rippen, zumindestens bestimmte, können mittels querverlaufender Rillen und/oder Einschnitte in Blöcke unterteilt sein.
Die beträchtliche Anzahl von Rillen und demzufolge Blöcken der Lauffläche, und obwohl das Verhältnis zwischen der tragenden Oberfläche des Reifens auf dem Boden und der Gesamtoberfläche der Berührungsellipse des Reifens mit dem Boden aufs Beste eingestellt ist, um den besten Kompromiß von Eigenschaften zu erhalten, wirkt sich nachteilig auf die Steifigkeit der Gummiblöcke gegenüber den während des Abrollens aufgebrachten Kräften aus, was nicht die Verbesserung der Verhaltenseigenschaften eines Reifens gestattet, wenn man auch anderen gewünschten Eigenschaften Rechnung trägt.
Die Erfindung hat einen Luftreifen zum Gegenstand, der eine asymmetrische Lauffläche darbietet, wobei die Montage von vier genannten Reifen auf einem Fahrzeug die Verbesserung des Verhaltens bei der Kurvenfahrt des genannten Fahrzeugs gestattet, gleichgültig, ob auf trockener Straße oder auf nasser Straße.
Zahlreiche Patentanmeldungen betreffen die Asymmetrie der Lauffläche. Die Asymmetrie kann der genannten Lauffläche durch einfache Merkmale mitgeteilt werden. Die japanische Anmeldung 04/193610 schlägt, um eine gute Straßenlage zu erzielen, gleichzeitig aber hervorragende Drainageeigenschaften zu bewahren, vor, fortlaufend die Tiefe der Längsrillen der Lauffläche zu verringern, während man vom einen Rand der genannten Lauffläche zum anderen übergeht. Um die Probleme der Abnutzung der Lauffläche zu lösen, kann man auf die Krümmungsradien der beiden Halblaufflächen einwirken, in Kombination mit anderen Merkmalen oder nicht, wie in der Anmeldung JP63/17102, die den genannten Radien die Achsverlagerung einer Scheitel-Bewehrungslage zuordnet. Die Anmeldungen JP6i/16110, JP61/9315 und JP 57/4409 betreffen mehr im einzelnen Umfangsrillen einer Lauffläche, bei denen es zum Ziel, ungewöhnlichen Abnutzungen abzuhelfen, möglich ist, die Amplitude der Zickzackform zu modifizieren, die die genannten Rillen bildet, oder die Breite der Rippen zu modifizieren, die zwischen den genannten Rillen angeordnet sind, oder die Breite der Rippen zu modifizieren, die zwischen den genannten Rillen angeordnet sind; oder die Breite der genannten Rillen zu modifizieren. Es ist auch im Hinblick auf eine Verbesserung des Verhaltens eines Fahrzeugs auf trockener und/oder nasser Straße bekannt, unterschiedliche Einschnittverhältnisse zwischen den beiden Laufflächen vorzusehen, wie es die Anmeldungen JP02/225103 und 57/147901 erwähnen. An letzter Stelle gestattet die Kombination der erwähnten Merkmale mit anderen Merkmalen, wie beispielsweise der Winkelausrichtung der Querrillen, der Zahl von Blöcken, die durch die Rillen begrenzt sind, usw., den Entwurf von immer spezialisiertere und kompliziertere Laufflächen.
Das Patent USA 3768535 betrifft eine Lauffläche, die mit Umfangs- und/oder Querrillen versehen ist, von denen eine der Wände praktisch senkrecht zum Boden und die andere in Bezug auf eine Senkrechte zum genannten Boden geneigt ist. Die Neigung kann durch eine stumpfförmige Ausbildung des oberen Abschnitts der Wand ersetzt werden, obwohl diese Variante nicht bevorzugt ist. Im Fall von querverlaufenden Rillen, und wenn man sich auf die Fig. 4 des genannten Dokuments bezieht, ist es die Wand der Rille, die dem Rand des Verlaufens der Rippe entspricht, die geneigt oder stumpfförmig ist. Im Fall von Umfangsrillen, und wenn man sich auf Fig. 1 bezieht, ist es die der Außenseite der Lauffläche nächstgelegene Wand, die geneigt oder stumpfförmig ist.
Um das Verhalten eines Fahrzeugs zu verbessern, das besonders unter beträchtlichen Abdriftbedingungen rollt, schlägt die Erfindung eine andere Variante der Asymmetrie vor. Ein erfindungsgemäßer Reifen umfaßt eine Lauffläche für einen Luftreifen, insbesondere einen Tourenreifen, mit mindestens zwei Umfangsrillen, die mindestens drei Rippen abgrenzen, von denen zwei seitliche Rippen und die andere(n) mittlere oder dazwischenliegende Rippe(n) genannt ist bzw. sind. Die genannte Lauffläche ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kante, die von der Oberfläche mindestens einer mittleren oder dazwischenliegenden Rippe und der Wand der Umfangsrille gebildet ist, die axial die genannte Rippe begrenzt und die axial der Außenseite der Lauffläche nächstgelegen ist, durch eine Oberfläche gebrochen ist, wobei die genannte Außenseite mit einer Markierung bezeichnet ist, die auf der Reifenflanke ausgebildet ist.
Unter der Außenseite der Lauffläche ist die Seite der genannten Lauffläche zu verstehen, die axial vom Schwerpunkt des Fahrzeugs am weitesten entfernt ist, auf dem der Reifen mit der genannten Lauffläche montiert ist.
Die Kantenbrechung kann in einer ebenen Fläche erfolgen und die Kante ist dann "abgefast" genannt. Die Brechung kann vorteilhafterweise auch durch eine gekrümmte Fläche erfolgen, so daß dann Verbindungsabrundungen vorliegen.
Erfindungsgemäß und bevorzugt weist die gekrümmte Fläche, die die Verbindung zwischen der Oberfläche der Lauffläche und der Oberfläche der Wand der betreffenden Umfangsrille sicherstellt, in einer Radialebene gesehen, eine kreisförmige Spur auf, die einerseits das Mittelprofil der Lauffläche und andererseits die Spur auf der genannten Ebene der Wand der Rille tangiert. Die kreisförmige Spur der genannten Verbindungsfläche hat vorteilhafterweise einen Krümmungsradius, der zwischen dem 1- und 0,5-fachen der Tiefe der axial benachbarten Rille beträgt. Die Reifen mit Laufflächen, die solche Krümmungseigenschaften darbieten, verleihen einem ausgestatteten Fahrzeug eine bessere Lage des genannten Fahrzeugs auf seiner Bewegungsbahn beim Beginn der Kurve sowie ein deutlich progressiveres Abrollen in der Kurve. Man kann das Abrollen eines Fahrzeugs in einer Kurve so definieren, daß es sich um die Fähigkeit des genannten Fahrzeugs handelt, seiner Bewegungsbahn ohne ständige Korrekturen am Lenkrad zu folgen.
Die Rippe(n), die mit ihrer bzw. ihren Kante(n) in Längsrichtung gebrochen ist bzw. sind, ist bzw. sind in der großen Mehrzahl der Fälle mit Querrippen und/oder Einschnitten versehen, die in die Umfangsrillen einmünden oder nicht, die die genannten Rippen begrenzen. Bevorzugt ist jede Rippe, die eine gebrochene Kante aufweist, mit Querrillen versehen, die mindestens in die der Kante benachbarte Umfangsrille einmünden. Unter Querrille ist eine geradlinige Rille oder eine Rille zu verstehen, die an eine Folge von geradlinigen Segmenten angenähert werden kann, die mit der Meridianrichtung des Reifens Winkel bildet bzw. bilden, die zwischen 0º und 45º liegen. Die Gummikeile, die von den Wänden der Umfangsrillen bzw. der Querrillen begrenzt sind, sind demnach vorteilhafterweise gemäß kegelstumpfförmiger Flächen abgeschrägt, was insbesondere einen besseren Sitz der Gummikeile gestattet, die von den Wänden von Rillen begrenzt sind, die zwischeneinander spitze Winkel bilden, und zwar während des Abrollens des Fahrzeugs auf seiner Bewegungsbahn in der Kurve.
Das Verhalten des Fahrzeugs in der Kurve kann noch verbessert werden, wenn die seitlich außenliegende Rippe der Lauffläche einen Einkerbungsgrad (taux d'entaillement) darbietet, der kleiner ist als der Einkerbungsgrad der seitlich innenliegenden Rippe der genannten Lauffläche. Das Verhältnis des höchsten Einkerbungsgrades zum geringsten liegt vorteilhafterweise zwischen 1 und 4, wobei der höchste Einkerbungsgrad zwischen 3% und 6% verbleibt und der geringste Einkerbungsgrad zwischen 1% und 5% verbleibt.
Die Zeichnung und der Abschnitt der Beschreibung, der auf diese Bezug nimmt, stellen nicht einschränkende Anwendungsbeispiele der Erfindung dar. In dieser Zeichnung ist:
- Fig. 1A eine schematische Darstellung einer Lauffläche, betrachtet von einem Beobachter, der auf die genannte Lauffläche von oben her blickt,
- Fig. 1B ein Meridianschnitt der Lauffläche der Fig. 1A längs der Linie AA,
- Fig. 2 A und 2B eine zweite erfindungsgemäße Variante,
- Fig. 3A und 3B eine dritte erfindungsgemäße Variante, und
- Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht der Verbindung einer Querrille und einer Umfangsrille neben einer in Umfangsrichtung gebrochenen Kante.
Die Lauffläche (1) der Fig. 1A und 1B weist zwei in Umfangsrichtung verlaufende und geradlinige Rillen (3A) und (3B) auf, die die genannte Lauffläche (1) in drei Rippen (2 A, 2B, 2C) aus Blöcken (20A, 20) oder Teilblöcken (20B) unterteilen. Die seitliche Rippe (2 A) ist auf der Innenseite gelegen, und sie ist die Rippe, die dem Schwerpunkt des Fahrzeugs nächstgelegen ist, auf dem der Reifen mit einer solchen Lauffläche (1) montiert sein wird. Die seitliche Rippe (2B) ist die außenliegend genannte Rippe, und diese Rippe hat einen Einkerbungsgrad, der niedriger ist als der Einkerbungsgrad der seitlichen innenliegenden Rippe (2 A), und zwar im Verhältnis von 1 bis 4. Unter Einkerbungsverhältnis der Rippe ist das Verhältnis der eingekerbten Oberfläche der genannten Rippe der genannten Lauffläche zur gesamten Berührungsfläche zwischen dem Reifen und dem Boden zu verstehen.
Die Rippe (2C) ist axial durch zwei Umfangsrillen (3A) und (3B) begrenzt und ist von Blöcken (20) gebildet, die in Umfangsrichtung zwischeneinander durch Querrillen (21) getrennt sind, die in die beiden Rillen (3A) und (3B) einmünden, und ist auf der Innenseite mit einem oder mehreren Einschnitten (22) versehen. Die Kante (10), die von der mittleren Rippe (2C) und der Wand der Umfangsrille (3B) gebildet ist, und zwar der Rille, die die genannte Rippe begrenzt und die axial der Außenseite der Lauffläche nächstgelegen ist, ist durch eine zylindrische Fläche (11) gebrochen, die, im Meridianschnitt (Fig. 1B) gesehen, einen Krümmungsradius R aufweist, der das 0,75-fache der Tiefe H der Rille (3B) beträgt.
Die Keile (12) und (13) aus Gummi, die von den Querrillen (21) bzw. der Umfangsrille (3B) begrenzt sind, sind längs kegelstumpfförmiger Flächen mit denselben Bezugszeichen (12) und (13) gebrochen (Fig. 4). Die kegelstumpfförmige Fläche (12) ist durch die Erzeugenden OT um den Punkt O erzeugt, wobei die genannte Erzeugende OT das Geradensegment, das den Tangentenpunkt T der Spur TR der ebenen Wand (210) der Querrille (21) an der Oberfläche der Lauffläche mit der Kurve des Schnitts (120) der zylindrischen Fläche (11) durch welche die Kante (10) mit der genannten Wand (210) gebrochen wurde, mit dem Tangentenpunkt O der genannten Schnittkurve (120) mit der Wand (30B) der benachbarten Umfangsnut verbindet. Die Drehung der genannten Erzeugenden OT ist derart, daß die erzeugte kegelstumpfförmige Fläche (12) mit der zylindrischen Oberfläche (11) der Kantenbrechung einen Kreisbogen mit dem Radius von R bildet. Dasselbe gilt für die kegelstumpfförmige Fläche (13), ausgenommen, daß der Radius R' des Kreisbogens, der von der kegelstumpfförmigen Fläche (13) gebildet ist, und die zylindrische Fläche (11) der Abstumpfung ist sehr viel größer ist als der Radius R. Im beschriebenen Fall beträgt der Radius R 5 mm, während der Radius R' dreimal so groß ist, d. h. 15 mm beträgt.
In der beschriebenen Variante wird der niedrigere Einkerbungsgrad der Rippe (2B) hauptsächlich einerseits von der Tatsache erhalten, daß die Querrillen (21B) nur in den Außenrand der Lauffläche einmünden, während die Querrillen (21A) der inneren Rippe (2 A) auf den Innenrand der Lauffläche und auf die Umfangsrille (3A) einmünden, und andererseits durch die Tatsache, daß die Halbblöcke (20B) mit Einschnitten (22B) versehen sind, während die Blöcke (20A) im Inneren mit Rillen (22A) versehen sind, die eine Breite aufweisen, die etwa das 4-fache der Breite eines Einschnitts (22B) aufweisen. Andere Merkmale können zum Erzielen eines solchen Unterschieds im Einkerbungsgrad beitragen, wie beispielsweise die Merkmale der Verbindung der Wände seitlicher Rillen mit dem Rand der Lauffläche: die Gummikeile, die durch die zunehmenden (oder im Sinn der Erfindung abnehmenden) Wände der Querrillen (21A) der Rippe (2 A) gebildet sind, sind volumetrisch viel stärker gebrochen als die Gummikeile, die von den Angriffswänden (oder verlaufenden Wänden) der Querrillen (21B) der Rippe (2B) gebildet sind.
Die Kombination der vorausgehenden Merkmale gestattet es, für die außenliegende Rippe (2B) einen Einkerbungsgrad von 2% und für die innenliegende Rippe einen Einkerbungsgrad von 3,5% zu erhalten.
Die genannten feinen Rillen oder Einschnitte (22A) bzw. (22B) verlaufen zu den Querrillen (21A) bzw. (21B) der Rippen (2A) und (2B) nicht parallel und bilden mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 75º, der kleiner ist als der Winkel von 85º, den die Querrillen zur genannten Richtung bilden; in diesem Beispiel beträgt der Winkelunterschied 10º.
Die Fig. 2 A und 2B stellen eine zweite Variante dar, die sich von der vorausgehenden durch die folgenden Hauptmerkmale unterscheidet. Die Lauffläche weist vier Umfangsrillen (3A, 3B, 3C, 3D) auf, die mit ihren Rändern fünf Rippen begrenzen: zwei seitliche Rippen (2 A, 2B), zwei Rippen (21), die dazwischenliegende Rippen genannt sind, und eine Mittelrippe (2C). Erfindungsgemäß sind die Kanten, die von den Oberflächen der Mittelrippe (2C) bzw. der dazwischenliegenden Rippe (21) und den Wänden der Rillen gebildet sind, die sie begrenzen und die dem Außenrand der Lauffläche des Reifens nächstgelegen sind, durch eine Oberfläche gebrochen, die im vorliegenden Fall eine ebene Fläche ist, wie sie in Fig. 2B gezeigt ist. Der Einkerbungsgrad der seitlich äußeren Rippe (2B) ist ebenfalls viel kleiner als der entsprechende Grad der seitlich innenliegenden Rippe (2 A). Die Asymmetrie der Einkerbungsgrade ist in dieser zweiten Variante durch die Tatsache betont, daß der Einkerbungsgrad der dazwischenliegenden Rippe (21), die axial der Außenseite des Reifens nächstgelegen ist, ebenso gering ist wie der Einkerbungsgrad der dazwischenliegenden Rippe (21), die axial der innenliegenden Seite des Reifens nächstgelegen ist, wobei die Querrillen (21'I) der dazwischenliegenden Rippe (21), die innere genannt ist, in die beiden axial benachbarten Rillen (3A) und (3B) einmünden und durchgehend sind, während die dazwischenliegende Rippe (21), die außenliegende genannt ist, nur querverlaufende Teilrillen (21"I) aufweist, das sind in Querrichtung nichtdurchgehende Rillen.
Die Fig. 3A und 3B zeigen eine Variante einer Lauffläche mit fünf Umfangsrillen (3A, 3I, 3C, 3I, 3B), die so sechs Rippen begrenzen, und zwar zwei seitliche Rippen (2A, 2B), zwei dazwischenliegende Rippen (21) und zwei Mittelrippen (2C). Erfindungsgemäß sind einerseits die Kante, die von der Oberfläche der dazwischenliegenden Rippe (21), die innere genannt ist (die der Innenseite nächstgelegene) und der Wand der Rille gebildet ist, die axial benachbart und innenliegend genannt ist (3I), die der Außenseite der Lauffläche des Reifens nächstgelegen ist, und andererseits die Kante, die durch die Oberfläche der Mittelrippe (2C) gebildet ist, die dem Außenrand des Reifens nächstgelegen ist und die Wand der Rille (3I) ist, die axial benachbart und außenliegend genannt ist, die dem genannten Außenrand des Reifens nächstgelegen ist, durch eine Oberfläche gebrochen, die wie in dem in Fig. 1A gezeigten Fall eine zylindrische Fläche (11) ist, die, im Meridianschnitt gesehen (Fig. 3B) einen Krümmungsradius R aufweist, der das 0,75-fache der gemeinsamen Tiefe H der Rille (3I) beträgt.
Wie im Fall der ersten beschriebenen Variante sind die Keile (12) und (13) aus Gummi, die durch die Wand der querverlaufenden Halbrillen (211) und (21C) der Umfangsrillen (3I) begrenzt sind, längs kegelstumpfförmiger Oberflächen mit denselben Bezugszeichen (12) und (13) abgeschrägt (Fig. 4).

Claims

1. Lauffläche (1) für einen Luftreifen, insbesondere einen Tourenreifen, mit mindestens zwei Umfangsrillen (3A, 3B, 3I), die mindestens drei Rippen (2 A, 2B, 2C, 21) abgrenzen, von denen zwei seitliche Rippen (2 A, 2B) und die andere(n) (2C, 21) mittlere oder dazwischenliegende Rippe(n) genannt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Kante (10), die von der Oberfläche mindestens einer mittleren (2C) oder dazwischenliegenden (21) Rippe und der Wand der Umfangsrille (3B, 3C, 3I) gebildet ist, die axial die genannte Rippe begrenzt und die axial der Außenseite der Lauffläche (1) nächstgelegen ist, durch eine Oberfläche (11) gebrochen ist, wobei die genannte Außenseite mit einer Markierung bezeichnet ist, die auf der Reifenflanke ausgebildet ist.

2. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (11) eine ebene Fläche ist.

3. Lauffläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (11) gekrümmt ist.

4. Lauffläche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (11) zylindrisch ist und, in einer Radialebene gesehen, eine kreisförmige Spur aufweist, die einerseits das Meridianprofil der Lauffläche und andererseits die Spur auf der genannten Ebene der Wand der Rille tangiert.

5. Lauffläche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Spur einen Krümmungsradius R aufweist, der zwischen dem 1- und 0,5-fachen der Tiefe H der axial angrenzenden Nut liegt.

6. Lauffläche nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens jede Rippe (2C, 21), die eine gebrochene Kante (10) aufweist, mit Querrillen (21, 21"I, 21C, 211) versehen ist, die mindestens in die Umfangsrille (3B, 3C, 3I) einmünden, die der Kante axial benachbart ist.

7. Lauffläche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (12) und (13) aus Gummi, die von den Wänden der Querrillen (21, 21C, 21I, 21"I) bzw. die Umfangsrillen (3B, 3C, 3I) begrenzt sind, längs kegelstumpfförmiger Flächen (12) und (13) gebrochen sind.

8. Lauffläche nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Rippe (2B), die auf der Außenseite liegt, einen Einkerbungsgrad aufweist, der kleiner ist als der Einkerbungsgrad der seitlichen Rippe (2 A), die auf der Innenseite gelegen ist, wobei das Verhältnis des höchsten Einkerbungsgrades zum niedrigsten vorteilhafterweise zwischen 1 und 4 liegt, sowie der höchste, noch verbleibende Einkerbungsgrad zwischen 3% und 6% und der niedrigste, noch verbleibende Einkerbungsgrad zwischen 1% und 5% liegt.

9. Lauffläche nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie fünf Umfangsrillen (3A, 3I, 3C, 3I, 3B) aufweist, die somit sechs Rippen begrenzen, und zwar zwei seitliche Rippen (2 A, 2B), zwei dazwischenliegende Rippen (21) und zwei Mittelrippen (2C).