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Die Erfindung betrifft einen Schwerlastreifen, das heißt einen Reifen, der dazu
bestimmt ist, auf Lastwagen, Bussen oder Straßen-Zugfahrzeugen zu laufen, und mehr im
einzelnen einen Reifen, der auf einer Achse montiert ist, die einem
Antriebs-Drehmoment unterworfen ist.
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Das Patent 2 643 312, das dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, schlägt, um
die Abnutzung der vorspringenden Ablaufränder einer Lauffläche für einen
Schwerlastreifen, gleichgültig, auf welcher Achse er auch angebracht ist, und wie die
Elemente auch sein mögen, die in axialer Richtung durch Umfangsrillen und in
Umfangsrichtung durch Einschnitte mit einer Breite begrenzt sind, die nicht null und höchstens
gleich 3 mm beträgt, vor, die genannten Einschnitte in Bezug auf die Richtung normal
zur Oberfläche der Lauffläche um einen Winkel zu neigen, der zwischen 5º und 25º
liegt, und zwar derart, daß die resultierende Tangentialkraft (die für einen Reifen, der
nicht einem Antriebsmoment unterworfen ist, bremsend ist, oder im Fall eines Reifens,
der einem Antriebsmoment unterworfen ist, antreibend ist), die vom Boden auf die
Lauffläche ausgeübt wird, danach trachtet, die Einschnitte zu einer Richtung null
auszurichten. Die Neigung solcher Einschnitte zeigt sich übrigens in dem Fall als
besonders von Vorteil, in dem die Lauffläche mit sogenannten breiten Umfangsrillen
versehen ist.
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Das genannte Patent beschreibt als Anwendungsbeispiel Reifen, die eine variable
Anzahl breiter Umfangsrillen haben. Diese Anzahl variiert von l (zentrale Rille der
Fig. 5 und 8) bis 4 (Fig. 1) und durchläuft dabei 2 (Fig. 3), während die anderen
Umfangsrillen sogenannte schmale Rillen sind. Nach dem genannten Patent ist unter einer
breiten Umfangsrille eine Rille zu verstehen, deren Breite, gemessen auf der Lauffläehe
des Reifens, der auf seiner Einsatzfelge montiert ist und der auf den empfohlenen
Druck aufgepumpt ist, größer ist als das 1,7-fache der Quadratwurzel der Höhe der
größten Wand der genannten Rille. Eine Rille wird als schmal bezeichnet, wenn ihre
Breite kleiner ist als das 1,2-fache der Quadratwurzel der Höhe der größten Wand.
Dasselbe Patent zeigt (Fig. 8) und beschreibt außerdem eine Lauffläche, die eine
mittige, breite Rille aufweist, und beiderseits der genannten Rille drei schmale Rillen, um
auf diese Weise sechs zentrale Rippen zu bilden, wobei die Lauffläche außerdem zwei
seitliche Rippen ohne jede Rille oder irgendwelche querverlaufenden oder schrägen
und radial in Bezug auf das mittlere Querprofil der mittleren Rippen abgesenkten
Einschnitte aufweist.
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Solche Laufflächenstrukturen gestatten es nicht nur, bekannten, unregelmäßigen
Abnutzungsformen abzuhelfen und demzufolge die Lebensdauer der Lauffläche
gegenüber Abnutzung deutlich zu verbessern, sondern auch noch einen guten Halt des
Reifens gegenüber den Erscheinungen des Aquaplaning oder Viskoplaning zu bewahren,
wobei die genannten Verbesserungen im Falle des Rollens auf einer Lenkachse oder
einfach einer Tragachse deutlich betont sind. Dagegen scheinen die Reifen, die solche
Laufflächen haben, nicht völlig zum Rollen auf einer Antriebsachse geeignet, infolge
der Tatsache, daß dieses Rollen die Abnutzungsgeschwindigkeit, das akustische
Niveau sowie den Treibstoffverbrauch betont, während sie gleichzeitig eine sehr gute
Anhaftung des Reifens erfordern.
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Um die Leistungen in Bezug auf das Geräusch und den Rollwiderstand eines
Schwerlastreifens zu verbessern, der eine Scheitelbewehrung hat, die aus mindestens zwei
Scheitel-Arbeitslagen zusammengesetzt ist, und dazu bestimmt ist, eine Fahrzeugachse
auszustatten, die einem Antriebsmoment unterzogen ist, während er gleichzeitig die
hervorragenden Eigenschaften der Abnutzung und der Haftung bewahrt, schlägt die
Erfindung vor, die Anwesenheit auf den mittleren Rippen von Einschnitten mit einer
Breite ungleich null und höchstens gleich 3 mm, die in Bezug auf die Richtung
senkrecht zur Oberfläche der Lauffläche geneigt sind, und zwar so, daß die resultierende
Tangentialkraft, die durch den Boden auf die Lauffläche ausgeübt wird, danach
trachtet, die Einschnitte zu einer Neigung null hin auszurichten, mit einer gewissen Anzahl
von Eigenschaften zu kombinieren, die den genauen Aufbau der Lauffläche betreffen.
Nach der Erfindung weist die Lauffläche die folgenden Merkmale auf:
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- drei breite Umfangsrillen, von denen die eine, mittig genannte auf die
Äquatorialebene des Reifens zentriert ist, während die beiden anderen, seitlich genannten axial
auf der Außenseite liegen,
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- zwischen der mittigen Rille und jeder seitlichen Rille zwei schmale Umfangsrillen,
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- die genannten Umfangsrillen haben eine Tiefe, die höchstens das 0,016-fache des
Durchmessers des Reifens beträgt, wenn dieser auf seiner Betriebsfelge montiert und
auf den empfohlenen Druck aufgepumpt ist, wobei der genannte Durchmesser in der
Äquatorialebene gemessen wird, und
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- die genannten Rillen definieren einerseits sechs mittige Rippen mit gleichen axialen
Breiten, die höchstens das 0,1-fache der axialen Breite der Lauffläche bilden und mit
Quereinschnitten versehen sind, die in Bezug auf die Senkrechte zur
Laufflächenoberfläche um einen Winkel geneigt sind, der zwischen 10º und 14º liegt, und andererseits
zwei seitliche Rippen, wobei jede der Rippen eine axiale Breite hat, die mindestens
gleich ist dem doppelten der gemeinsamen Breite der mittigen Rippen, wobei die
genannten seitlichen Rippen mit breiten Querrillen versehen sind.
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Einschnitte und/oder Rillen werden als querverlaufend bezeichnet, wenn ihre mittlere
Ausrichtung zur Umfangsrichtung der Lauffläche einen Winkel bildet, der mindestens
70º beträgt. Querrillen werden als breit bezeichnet, wenn sie der oben vorgelegten
Definition für breite Umfangsrillen entsprechen.
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In vorteilhafter Weise haben die Querrillen eine axial variable Tiefe. Insbesondere
wird wird ein sehr guter Kompromiß der angestrebten Eigenschaften erzielt, wenn die
genannten Rillen über eine axialen Strecke, die mindestens 2/3 ihrer Länge gleich ist,
eine Tiefe aufweisen, die zwischen dem 0,5-fachen und dem l-fachen der maximalen
Tiefe der Umfangsrillen liegt, und über die verbleibende Länge eine Tiefe, die
höchstens gleich ist dem Drittel der genannten, maximalen Tiefe.
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Es ist im übrigen vorteilhaft, daß die breiten, seitlichen Umfangsrillen durch
mindestens eine darunterliegende Bewehrungslage verstärkt sind.
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Bevorzugt bilden die Wände der Querrillen zu der zur Lauffläche senkrechten
Richtung unterschiedliche Schrägwinkel, wobei der durch die angreifende Wand einer
jeden Querrille größer ist als der Winkel, der durch die Ablaufwand gebildet ist (die
angreifende Wand ist die Wand, die beim Abrollen als erste in die Berührungsfläche
zwischen dem Reifen und dem Boden eindringt).
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Wenn das Vorliegen von Einschnitten gegeben ist, die in einer vorgeschriebenen
Richtung geneigt sind, dann kann der Reifen vorteilhafterweise an seiner Außenflanke mit
einem Pfeil versehe sein, der dessen Drehrichtung entsprechend der Vorwärtsfahrt des
ausgestatteten Fahrzeugs angibt, wobei die Antriebskraft, die durch den Boden ausgeübt
wird, eine Kraft in derselben Richtung wie die Richtung der Vorwärtsbewegung
des Fahrzeugs ist. Der genannte Reifen kann auf seiner Flanke auch die Angabe
"Antriebsachse" oder eine äquivalente Bezeichnung tragen.
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Die Zeichnung und der Teil der Beschreibung, der darauf Bezug nimmt, stellen ein
nichteinschränkendes Anwendungsbeispiel dar. In dieser Zeichnung stellt
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- Fig. 1 schematisch im Grundriß und in der Draufsicht eine Lauffläche nach der
Erfindung dar, und
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- Fig. 2 schematisch im Querschnitt den Scheitel des Reifens dar, der die Lauffläche
der Fig. 1 aufweist.
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Der Reifen P mit der Abmessung 315/80 R 22.5 X hat eine Lauffläche (1) mit der
Breite L gleich 246 mm, wobei die genannte Breite der maximale Axialabstand ist, der
die beiden Enden der Lauffläche trennt und parallel zur Drehachse des Reifens
gemessen ist, wobei dieser auf seiner Betriebsfelge montiert ist, auf den empfohlenen Druck
aufgepumpt ist und die empfohlene Ladung trägt. Der montierte und aufgepumpte
Reifen P hat einen Scheiteldurchmesser Ds gleich 1080 mm, gemessen in der
Äquatorialebene.
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Die Lauffläche (1), die dazu bestimmt ist, in der Drehrichtung R abzurollen, weist eine
breite Umfarigsrille (10) auf, mit einer Tiefe h&sub1;&sub0; gleich 15,0 mm, was etwa dem 0,014-
fachen von DS entspricht, und mit einer Breite l&sub1;&sub0; gleich 12 mm, und zentriert auf die
Äquatorialebene XX'. Beiderseits der genannten Ebene und der mittigen Rille (10)
sind auf jeder Seite zwei schmale Umfangsrillen (11) angeordnet, mit einer Tiefe h&sub1;&sub1;,
die gleich ist h&sub1;&sub0;, und einer Breite l&sub1;&sub1;, die sehr viel kleiner ist als l&sub1;&sub0; und sogar nur mm beträgt. Axial auf der Außenseite der schmalen Rillen (11) auf jeder Seite der
Äquatorialebene ist eine breite Umfangsrille (12) mit einer Tiefe h&sub1;&sub2; gleich h&sub1;&sub0; und h&sub1;&sub1;
und einer Breite l&sub1;&sub2; von 9 mm angeordnet, das heißt, sie ist geringer als die Breite l&sub1;&sub0;
der mittigen Rille (10). Die genannten Umfangsrillen bieten, ob sie nun schmal sind
oder breit, in ihren Verläufen auf der Oberfläche der Lauffläche ein- und austretende
Vorsprünge (100) von geringer Abmessung auf. Die breiten Rillen sind außerdem an
ihren Grundflächen mit Ausstülpungen oder Abstufungen (101) versehen, deren
Höhen 4 mm betragen.
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Die Anordnung dieser Umfangsrillen begrenzt zwischeneinander sechs mittige Rippen
(20) mit einer Breite L&sub2;&sub0; gleich 20 mm, das heißt kleiner als ein Zehntel der Breite der
Lauffläche, und zwei seitliche Rippen (21) mit einer Breite L&sub2;&sub1; gleich 41,5 mm.
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Die mittigen Rippen (20) sind mit Einschnitten (30) versehen, die in Bezug auf die
Richtung senkrecht zur Oberfläche der Lauffläche um einen Winkel gleich 12º geneigt
sind. Die genannten Einschnitte haben eine Dicke, die nicht null ist und 0,4 mm
beträgt, und ihre Spuren auf der Lauffläche sind geradlinig und in Bezug auf die
Umfangsrichtung um einen Winkel von 75º ausgerichtet, parallel zueinander und
gleichmäßig über den Umfang verteilt, wobei zwei benachbarte Einschnitte in
Umfangsrichtung voneinander um ein Maß p&sub1; getrennt sind, das über den Umfang konstant ist
und 28 mm beträgt. Die genannten Einschnitte haben eine Tiefe h&sub3;&sub0; gleich 14,5 mm,
das heißt ein wenig geringer in der Tiefe als die gemeinsame Tiefe der h&sub1;&sub0;, h&sub1;&sub1; und
h&sub1;&sub2; der Umfangsrillen (10), (11) und (12), wobei die genannte Tiefe h&sub3;&sub0; senkrecht zur
Oberfläche der Lauffläche gemessen wird. Die beiden seitlichen Rippen (21) sind mit
breiten Querrillen (40) versehen, das heißt, deren Breite 140, gemessen an der
Oberfläche der Lauffläche parallel zur Äquatorialebene, beträgt 8 mm und entspricht so der
Definition einer breiten Rille, wie sie oben definiert ist. Was die Tiefe h&sub4;&sub0; einer jeden
dieser Rillen (40) angeht, so ist sie axial variabel, und zwar derart, daß sie im Inneren
über einen Abstand L von 29 mm 10 mm beträgt, und auf der verbleibenden, axialen
Strecke L&sub4;&sub0; 5 mm.
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Die Einschnitte (30) der mittigen Rippen (20) können auf der Laufflächenoberfläche
zueinander nicht-parallel und in Umfangsrichtung in variabler Teilung angeordnet
sein; dasselbe kann für die Querrillen (40) der seitlichen Rippen (21) gelten; der
Umfangsabstand zwischen zwei Einschnitten (30) oder Querrillen (40) ist dann ein
mittlerer Abstand, parallel zur Äquatorialebene XX' zwischen den beiden mittleren
Richtungen der Einschnitte oder Rillen gemessen. Der minimale Umfangsabstand, der zwei
breite Querrillen (40) der seitlichen Rippen (21) trennt, ist mindestens gleich dem
minimalen Umfangsabstand, der zwei in Umfangsrichtung benachbarte Einschnitte (30)
der mittigen Rippen (20) trennt. Im gezeigten Beispiel ist der Umfangsabstand p&sub2;
zwischen zwei benachbarten Querrillen (40) der seitlichen Rippen (21), der axial
zwischen den beiden Rillen konstant ist und in Umfangsrichtung konstant ist, gleich dem
zweifachen des axialen Abstands p&sub1;, der zwischen den Einschnitten (30) der mittigen
Rippen (20) vorliegt.
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Die so beschriebene Lauffläche liegt radial über einer Scheitelbewehrung (5), die aus
vier Scheitellagen gebildet ist. Die radial am weitesten innenliegende Lage ist eine
sogenannte Triangulationslage (51), deren undehnbare Metallseile mit der
Umfangsrichtung des Reifens einen Winkel von 65º bilden. Die beiden radial außerhalb der Lage
(51) gelegenen Lagen sind Scheitel-Arbeitslagen (52) und (53) genannt und sind aus
undehnbaren Metallseilen gebildet, die von einer Lage (52) zur folgenden (53)
überkreuz laufen und dabei zur Umfangsrichtung einen geringen Winkel von 18º bilden.
Die axialen Breiten L&sub5;&sub2; und L&sub5;&sub3; sind so, daß der axiale Abstand L&sub1;&sub0; zwischen den
beiden axial am weitesten außen liegenden Wänden der beiden seitlichen Rillen (12)
mindestens kleiner sein soll als die größte Breite L&sub5;&sub2; (L&sub5;&sub3;), und bevorzugt kleiner als
beide Breiten, so daß auf diese Weise die Böden der breiten seitlichen Rillen (12)
durch mindestens eine Schicht aus undehnbaren Metallseilen verstärkt ist. Die
Scheitelbewehrung wird im allgemeinen durch eine sogenannte Schutzlage fertiggestellt, die
radial außenliegt und aus sogenannten elastischen Seilen gebildet ist.