Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem profilierten Laufstreifen mit Profilelementen, wie Profilblöcken oder Profilrippen, in welchem Einschnitte mit einer Breite von 0,4 mm bis 1,0 mm jeweils eine Einschnittgruppe bilden und an einer Kreuzungsstelle ineinander einmünden, wobei an die Einschnitte in einer insbesondere konstanten Tiefe von 50% bis 90% der Profiltiefe des Reifens zylinderförmige oder rohrabschnittsförmige Hohlräume anschließen, welche an der Kreuzungsstelle ebenfalls ineinander einmünden.

Ein derartiger Fahrzeugluftreifen ist aus der DE 102013 111 197 A1 bekannt. Dieser Reifen ist mit einem Laufstreifen versehen, welcher zumindest eine Profilrippe aufweist, in welcher in Umfangsrichtung aneinandergereiht eine Vielzahl von Einschnittgruppen aus kreuzschlitzförmig ausgebildeten Einschnitten vorgesehen ist. Zwei dieser Einschnitte verlaufen in Umfangsrichtung fluchtend zueinander und gehen im Inneren der Profilrippe jeweils in einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Hohlraum über. Auf diese Weise sind in der Profilrippe Helmholtz-Resonatoren ausgebildet. Die Formelemente, die während der Vulkanisation des Fahrzeugluftreifens in einer Vulkanisationsform derartige Einschnitte mit Hohlräumen ausbilden, lassen sich durch ihre Kreuzform nach der Vulkanisation aus dem Gummimaterial des Laufstreifens gut ausformen. Bei dieser bekannten Ausführung ist die Schallabsorption hinsichtlich der Frequenzen eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeugluftreifen eingangs genannter Art die von Einschnitten und Hohlräumen gebildeten Helmholtz-Resonatoren derart auszubilden, dass ein breiteres Band an störenden Frequenzen absorbiert werden kann, wobei eine beschädigungsfreie Entformung der die Einschnitte und Hohlräume im Gummimaterial ausbildenden Formelemente weiterhin gewährleistet sein soll. Darüber hinaus sollen die derart gebildeten Helmholtz-Resonatoren die Stabilität der Profilelemente nicht beeinträchtigen.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Einschnittgruppe aus drei Einschnitten besteht, welche von ihrer Kreuzungsstelle ausgehend strahlenförmig auseinanderlaufen und an welche im Profilelementinneren jeweils ein Hohlraum anschließt, wobei sämtliche Hohlräume an der Kreuzungsstelle ineinander einmünden.

Gemäß der Erfindung bilden daher drei Einschnitte gemeinsam mit Hohlräumen einen Helmholtz-Resonator mit einer Kavität aus drei Kammern, die miteinander in Verbindung sind. Die derart gebildete größere Kavität erlaubt gegenüber der bekannten Ausführung eine wesentlich bessere Einstellung der zu absorbierenden, störenden Frequenzen. Darüber hinaus hat die strahlenförmige Anordnung der Einschnitte keine oder kaum Auswirkungen auf die Stabilität der Profilelemente. Die die Einschnitte und Hohlräume bei der Vulkanisation des Reifens ausformenden Formelemente lassen sich in Folge ihrer strahlenförmigen Ausgestaltung bei der Ausformung des Reifens aus der Vulkanisationsform unter Öffnen der Einschnitte leicht entfernen.

Bei einer bevorzugten Ausführung verlaufen sämtliche Einschnitte der Einschnittgruppe innerhalb des Profilelementes. Dabei können die Einschnitte einer Einschnittgruppe sämtlich gleich lang oder auch unterschiedlich lang ausgeführt sein. Die Länge der Hohlräume kann, muss jedoch nicht an die Länge der Einschnitte entsprechend angepasst sein. Die diesbezüglich möglichen Ausgestaltungen erlauben vorteilhafterweise eine gute Anpassung an die zu absorbierenden Frequenzen.

Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführung verläuft zumindest ein Einschnitt, insbesondere verlaufen höchstens zwei Einschnitte, einer Einschnittgruppe bis zu einer das Profilelement begrenzenden Rille, wobei der zu diesem Einschnitt gehörende Hohlraum entweder in die Rille einmündet oder innerhalb des Profilelementes endet. Hohlräume, die wie ein Einschnitt in eine Umfangs- oder Querrille einmünden, können zusätzlich einen Beitrag zur Entwässerung des Laufstreifens leisten. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung ist an der Kreuzungsstelle der Einschnitte an der Außenfläche des Profilelementes eine insgesamt runde Vertiefung ausgebildet, die eine größte Tiefe von 1,5 mm bis 2,5 mm aufweist. Die Vertiefung sorgt für einen gleichmäßigen Abrieb des Laufstreifens im Bereich der Kreuzungsstellen, da ungünstige spitzwinkelige Ecken vermieden sind. Dabei sind die Vertiefungen in Draufsicht insbesondere kreisförmig und weisen einen Durchmesser von 2,0 mm bis 4,0 mm auf.

Besonders wirkungsvoll sind ferner Zylinder- oder rohrabschnittförmige Hohlräume mit einem größten Durchmesser, welcher das 1,5- bis 2,5- Fache der Breite der Einschnitte beträgt.

Für die Stabilität der Profilelemente mit zunehmendem Laufstreifenabrieb ist es ferner von Vorteil, wenn die Einschnitte an ihren von der Kreuzungsstelle abgewandten Endbereichen in radialer Richtung von einer Endflanke begrenzt sind, die zur radialen Richtung unter einem Winkel von 25° bis 35° verläuft, derart, dass die Erstreckung jedes Einschnittes ausgehend von der Außenfläche des Profilelementes über seinen Verlauf in radialer Richtung zunehmend kleiner wird.

Die Einschnitte selbst haben auch eine Wirkung auf die Traktions- und die Bremsperformance des Reifens. Bei diesbezüglich bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltungen verlaufen die Einschnitte und ihrer Hohlräume in Draufsicht gerade oder gebogen, insbesondere flach V-förmig gebogen.

Bei einer weiteren diesbezüglich vorteilhaften Maßnahme ist vorgesehen, dass die Einschnitte einer Einschnittgruppe an der Kreuzungsstelle miteinander einen Winkel einschließen, welcher 120° +/- 30° beträgt.

Für eine optimale Wirkung der Hohlräume ist es von Vorteil, wenn innerhalb des Profilelementes endende Hohlräume eine Länge von 10,0 mm bis 30,0 mm aufweisen. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Schrägansicht eines Profilblockes eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens mit einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Profilblock aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Umfangsabschnitt einer Profilrippe mit einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung,

Fig. 4 eine Schrägansicht eines Ausschnittes der Profilrippe aus Fig.3 und

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Umfangsabschnitt einer Profilrippe mit einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen Ansichten eines Profilblockes 1 eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens radialer Bauart, insbesondere für einen Personenkraftwagen. Der lediglich schematisch und daher quaderförmig dargestellte Profilblock 1 ist Bestandteil einer in Umfangsrichtung des Laufstreifens umlaufenden, nicht dargestellten Blockreihe, deren Profilblöcke voneinander durch Querrillen getrennt sind. Blockreihen, die im mittleren Bereich des Laufstreifens verlaufen, weisen üblicherweise an beiden Seiten in Umfangsrichtung umlaufende Umfangsrillen auf, schulterseitig verlaufende Blockreihen sind nur laufstreifeninnenseitig von einer in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsrille begrenzt. In Fig. 1 und Fig. 2 ist die Umfangsrichtung des Laufstreifens durch den Doppelpfeil U angedeutet.

Im Profilblock 1 ist eine Einschnittgruppe 2 aus drei Einschnitten 3 ausgebildet, die ausgehend von einem gemeinsamen zentralen Bereich strahlenförmig verlaufen und im Profilblock 1 enden, daher in keine Rille münden. Die Mittellinien m (Fig. 2) der Einschnitte 3 schließen daher miteinander jeweils einen Winkel a ein, welcher im Beispiel 120° beträgt und um bis zu +/- 30° von 120° abweichen kann. Die Einschnitte 3 münden im zentralen Bereich, der ein Kreuzungsstelle bildet, über ihre radiale Erstreckung ineinander, wobei an der Außenfläche des Profilblockes 1 im Bereich der Kreuzungsstelle oberflächlich eine insgesamt runde Vertiefung 4 ausgebildet ist. Die Vertiefung 4 ist im Beispiel in Draufsicht kreisförmig, ansonsten kugelabschnittsförmig und dabei höchstens halbkugelförmig. Der Durchmesser d ₁ der Vertiefung 4 an der Außenfläche des Profilblockes 1 beträgt 2,0 mm bis 4,0 mm, ihre größte Tiefe t ₁ 1,5 mm bis 2,5 mm. Bei weiteren, nicht gezeigten Ausgestaltungen kann die Vertiefung 4 in Draufsicht elliptisch bzw. oval ausgeführt sein.

Die an der Kreuzungsstelle ineinander mündenden Einschnitte 3 verlaufen bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel gerade und weisen eine konstante Breite b ₁ auf, die 0,4 mm bis 1,0 mm beträgt. Die Einschnitte 3 reichen in radialer Richtung bis in eine insbesondere konstante Tiefe t ₂ , die 50 % bis 90 % der vorgesehenen Profiltiefe - dies ist üblicherweise die Tiefe der breiten Umfangsrillen im Reifen - beträgt. Jeweils eine schmale Endflanke 5 verläuft an den geschlossenen Enden der Einschnitte 3. Die Endflanken 5 verbinden daher die Einschnittwände und verlaufen zur radialen Richtung unter einem spitzen Winkel β von 25° bis 35°, insbesondere in der Größenordnung von 30°, sodass die Erstreckung jedes Einschnittes 3, parallel zur Außenfläche des Profilblockes 1, ausgehend von der Außenfläche des Profilblockes 1 über seinen Verlauf in radialer Richtung zunehmend kleiner wird. Jeder Einschnitt 3 mündet in einen zylinderförmig ausgebildeten Hohlraum 6, welcher sich über die Länge des Einschnittes 5 in der Tiefe t ₂ erstreckt und einen insbesondere konstanten Durchmesser d ₂ aufweist, welcher das 1,5- bis 2,5-Fache der Breite b ₁ des Einschnittes 3 beträgt. Nachdem jeder Einschnitt 3 mit einem Hohlraum 6 versehen ist, münden sämtlich Hohlräume 6 an der Kreuzungsstelle innerhalb des Profilblockes 1 ineinander. In Verlängerung der Endflanken 5 weisen die Hohlräume 6 Endflächen 6a auf, welche mit der radialen Richtung analog zu den Endflanken 5 den Winkel β einschließen. Die Einschnitte 3 und die Hohlräume 6 sind bezüglich ihrer Längserstreckung derart aufeinander angestimmt, dass sich die Hohlräume 6 ausgehend vom Mittelpunkt der Kreuzungsstelle über eine Länge 1 von 10,0 mm bis 30,0 mm erstrecken. Die Einschnitte 3 bilden gemeinsam mit den Hohlräumen 6 einen aus drei Kammern bestehenden Helmholtz-Resonator. Die Dimensionen der Einschnitte 3 und der Hohlräume 6 werden derart aufeinander abgestimmt, dass der Helmholtz-Resonator als Resonanzabsorber gezielt störende Frequenzen absorbiert.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 anhand eines Umfangsabschnitt einer Profilrippe 1 ' , in welcher eine Vielzahl von Einschnittgruppen 2‘ in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend ausgebildet ist, Fig.4 anhand einer Draufsicht eines Ausschnittes der Profilrippe 1 ' mit einer Einschnittgruppe 2‘. Die Einschnittgruppe 2‘ unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform durch den Verlauf der die Einschnittgruppe 2‘ bildenden Einschnitte 3‘, welche in Draufsicht nicht gerade sondern von der zentralen Vertiefung 4‘ und der Kreuzungsstelle ausgehend in einem flach V- förmigen Bogen verlaufen. Die Einschnitte 3‘ setzen sich daher in Draufsicht aus zwei Einschnittabschnitten 3’a, 3’b zusammen, wobei die Einschnittabschnitte 3’a, welche an die Kreuzungsstelle anschließen, zueinander unter dem erwähnten Winkel α verlaufen. Die Einschnittabschnitte 3’a gehen über Rundungen in die Einschnittabschnitte 3’b über, sodass die beiden Einschnittabschnitte 3’a, 3’b miteinander einen Winkel γ einschließen, welcher 90° bis 170°, insbesondere 130° bis 160°, beträgt. Hohlräume 6‘ schließen auf analoge Weise wie die Hohlräume 6 der ersten Ausführungsform in der Tiefe t ₂ an jeden Einschnitt 3‘ an und verlaufen dabei ebenfalls Bogenform, bedingt durch die Neigung der Endflanken 5‘ der Einschnitte 3‘ relativ zur radialen Richtung - Winkel β aus Fig. 1 von insbesondere 30° - über die kleinere Erstreckung der Einschnitte 3‘ in der Tiefe t ₂ . Auch bei dieser Ausführungsform verlaufen die Endflächen 6’ der Hohlräume 6‘ in Fortsetzung der Endflanken 5’. Bei dieser Ausführung ist die Kreuzungsstelle durch gerundete Übergänge zwischen den einmündenden Einschnitten 3‘ lochartig gestaltet. Die Hohlräume 6’ weisen entlang der Linien m‘ - zwischen dem Mittelpunkt der Vertiefung 4‘ und ihren Enden- jeweils eine Länge 1 von 10,0 mm bis 30, 0 mm auf

Die bevorzugte Anordnung der Einschnittgruppen 2, 2‘ innerhalb der Profilblöcke 1 einer Profilblockreihe oder innerhalb einer Profilrippe 1 ' ist derart, dass sich einer der Einschnitte 3, 3‘ in Umfangsrichtung bzw. im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher einer der drei, von einer gemeinsamen Kreuzungsstelle mit einer Vertiefung 4“ ausgehenden Einschnitte 3“ einer Einschnittgruppe 2“ bis zum seitlichen Rand der Profilrippe 1“ reicht. Die Einschnitte 3“ setzen sich anlog zu den Einschnitten 3‘ gemäß Fig. 4 in Draufsicht aus zwei Einschnittabschnitten 3”a, 3”b zusammen, wobei die Einschnittabschnitte 3’a, welche an die Kreuzungsstelle anschließen, zueinander unter dem erwähnten Winkel α verlaufen. Der bis zum seitlichen Rand der Profilrippe 1“ verlaufende Einschnitt 3“ weist einen längeren Einschnittabschnitt 3“b auf als die beiden weiteren Einschnitte 3“. Bei den kürzeren Einschnitten 3“ verlaufen die Hohlräume 6“ anlog zu Fig. 4, bei dem bis zum seitlichen Rand der Profilrippe 1“ verlaufende Einschnitt 3“ kann der Hohlraum 6“ auch in die an die Profilrippe 1“ seitlich anschließende, nicht dargestellte Umfangsrille einmünden.

Bezugsziffernliste

1 . Profilblock

1’, 1“ . Profilrippe

2, 2‘, 2“ . Einschnittgruppe

3, 3‘, 3“ . Einschnitt

3’a, 3‘b . Einschnittabschnitt

3 “ a, 3 “b . Einschnittabschnitt

4, 4‘, 4“ . Vertiefung

5, 5‘ . Endflanke

6, 6‘, 6“ . Hohlraum

6a, 6‘a . Endfläche α, β . Winkel b ₁ . Breite t ₁ , t ₂ . Tiefe d ₁ , d _2. Durchmesser

1, 1’ . Länge

U Umfangsrichtung