Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen, mit einem Laufstreifen mit durch Rillen voneinander getrennten Profilpositiven, beispielsweise Profilblöcken, in welchen im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufende Einschnitte ausgebildet sind, welche in radialer Richtung jeweils bis in eine Tiefe von 70% bis 100% der maximalen Profiltiefe reichen, jeweils zwei zur Mittelebene des Einschnittes symmetrisch verlaufende Einschnittwände aufweisen und sich in radialer Richtung aus drei aneinander anschließenden Abschnitten zusammensetzen mit einem radial äußeren Abschnitt, welcher im Wesentlichen von in radialer Richtung verlaufenden Wandabschnitten begrenzt ist und sich bis in eine Tiefe von 70% bis 90% der Tiefe des Einschnittes erstreckt, einem zwischen dem radial äußere Abschnitt und dem radial inneren Abschnitt verlaufenden mittleren Abschnitt und mit einem radial inneren Abschnitt, welcher im Querschnitt von der Mittelebene nach außen gerundet verlaufende Wandabschnitte aufweist.

Ein Reifen der eingangs ist beispielsweise aus der EP 2 072 286 Bl bekannt. Der

Laufstreifen des Reifens weist mit Einschnitten versehene Profilblöcke auf. Die Einschnitte weisen einen über den Großteil ihrer radialen Erstreckung verlaufenden äußeren Abschnitt konstanter Breite auf, der radial innerste verbreiterte Abschnitt verläuft kreisbogenförmig mit einem Innenradius, welcher 0,5 mm bis 5,0 mm beträgt. Ein Übergangsabschnitt zwischen diesen Abschnitten weist Einschnittwände auf, die im Querschnitt entlang eines Außenradius, welcher 0,5 mm bis 8,0 mm beträgt, gekrümmt sind. Ferner stehen der

Außen- und der Innenradius in einem speziellen Verhältnis zueinander. Ein zur Einformung derartiger Einschnitte geeignetes Formsegment mit einer Lamelle ist aus der EP 2 517 867 Bl bekannt.

Der aus der EP 1 920 951 Bl bekannte Fahrzeugluftreifen weist einen Lauf streifen mit Profilblöcken mit einem inneren und einem äußeren Einschnittpaar auf. Das innere Einschnittpaar ist im mittleren Bereich des Profilblocks angeordnet. Vom äußeren

Einschnittpaar befindet sich je ein Einschnitt außerhalb des inneren Einschnittpaares. Jeder Einschnitt weist beim Einschnittgrund einen erweiterten Abschnitt auf, wobei die erweiterten Abschnitte der beiden Einschnittpaare unterschiedliche Krümmungen besitzen.

Beim Einsatz von Reifen unter winterlichen Fahrbedingungen, beispielsweise auf mit Eis bedeckten Fahrbahnen, wird durch die Reibenergie zwischen dem Laufstreifen des Reifens und dem Eis ein Schmelzwasserfilm, ein„Liquid Layer", erzeugt, der durch

Profilpositivkanten, insbesondere durch die Blockkanten bei Querrillen oder Einschnitten, zum Großteil weggewischt wird, sodass auch ein Großteil der Oberfläche der

Profilpositive, beispielsweise der Profilblöcke, in direkten Reibkontakt mit dem Untergrund kommt. Das Volumen des wegzuwischenden„Liquid Layers" ist von diversen Faktoren, insbesondere den Umgebungstemperaturen, wie Eistemperatur, Reifentemperatur und Lufttemperatur, sowie von der eingebrachten Reibenergie abhängig und ist daher bei Temperaturen um den Gefrierpunkt am größten. Zur Sicherstellung eines optimalen Reibkontaktes zwischen dem Laufstreifen und dem Untergrund sollte möglichst viel Schmelzwasser von den Einschnitten aufgenommen bzw. abgeleitet werden, wobei jedoch die Größe der Kontaktfläche der Profilpositive bzw. Profilblöcke zum Untergrund möglichst groß bleiben soll.

Die bisher bekannten in Profilblöcken vorgesehenen Einschnitte mit verbreiterten

Abschnitten beim Einschnittgrund verursachen einen Spannungsverlauf im Profilblock, der sich als nachteilig für den Rollwiderstand und den Nassgriff herausgestellt hat.

Insbesondere ergeben sich ein ungleichmäßiges Biegeverhalten der Blockelemente zwischen den Einschnitten und eine nachteilige zu starke Kompression der Blockelemente bei Druckbelastungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Reifen der eingangs genannten derart zu gestalten dass der Rollwiderstand reduziert und die Nassgriffperformance verbessert ist. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich der zwischen dem radial äußeren Abschnitt und dem radial inneren Abschnitt verlaufende mittlere Abschnitt bis in eine Tiefe von 80 % bis 95 % der Tiefe der des Einschnittes erstreckt und von Wandabschnitten begrenzt ist, die unter Verbreiterung des mittleren Abschnittes Richtung Einschnittgrund jeweils unter einem Winkel von 5° bis 60° zur radialen Richtung verlaufen, wobei dem gekrümmten Verlauf der Wandabschnitte im radial inneren Abschnitt Radien zugrunde liegen, deren zugehörige Kreismittelpunkte entlang einer senkrecht auf die Mittelebene des Einschnittes verlaufenden Linie liegen, wobei der Mittelpunkt des zum kleinsten Radius gehörenden Kreises auf der Mittelebene liegt und dieser Radius zum tiefsten Punkt des Einschnittes verläuft, wobei der größte Radius jeweils zum radial äußeren Endpunkt jedes Wandabschnittes verläuft und der Mittelpunkt seines Kreises der am weitesten von der Mittelebene entfernt liegende Mittelpunkt ist und wobei zwischen den Punkten die Radien stetig zunehmen und der Abstand der Mittelpunkte der zugehörigen Kreise zur Mittelebene größer wird. Erfindungsgemäß gestaltete Einschnitte bewirken eine deutliche Verringerung der

Gummikompression bei Druckbelastung und ermöglichen ein gleichmäßiges Biege- und Verformungsverhalten der Blockelemente der Profilblöcke. Dadurch werden der

Rollwiderstand reduziert und die Nassgriffperformance deutlich verbessert. Durch die spezielle Ausgestaltung des radial inneren Abschnittes, der Einschnittform beim

Einschnittgrund, lässt sich eine deutliche Verbesserung des Biegeverhaltens der einzelnen Blockelemente erzielen, ohne die Einschnitte im Bereich des Einschnittgrundes zu stark zu verbreitern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Abstand des Mittelpunktes des Kreises mit dem größten Radius von der Mittelebene 10% bis 50% der größten Breite des radial inneren Abschnittes. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der kleinste Radius 40% bis 60% der größten Breite des radial inneren Abschnittes und der größte Radius bis zum Zweifachen des kleinsten Radius, insbesondere bis zum 1,5-Fachen, besonders bevorzugt bis zum 1,3-Fachen. Durch diese Maßnahmen ist eine relativ große Gestaltungsfreiheit bezüglich der Ausführung des radial inneren Abschnittes gegeben, wobei der Effekt einer deutlichen Verringerung der Gummikompression bei

Druckbelastung voll erhalten bleibt.

Weitere besondere Ausgestaltungen der Einschnitte tragen zu einem gleichmäßigen Biege- und Verformung s verhalten der Blockelemente der Profilblöcke bei. Zu diesen

Ausgestaltungen gehört, dass der radial innere Abschnitt auf seiner breitesten Stelle eine Breite von 150% bis 400% der Breite des radial äußeren Abschnittes aufweist und dass die breiteste Stelle des radial inneren Abschnittes in radialer Richtung in einer Tiefe liegt, welche 85% bis 97% der Tiefe des Einschnittes beträgt.

Der radial äußere Abschnitt, welcher die größte radiale Erstreckung von allen Abschnitten aufweist, besitzt vorzugsweise eine Breite von 0,30 mm bis 0,80 mm, insbesondere von 0,40 mm bis 0,60 mm.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausschnittes eines Lauf Streifens eines Fahrzeugluftreifens mit einer Ausführungsvariante gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt eines Einschnittes entlang der Linie II - II der Figl.

In der nachfolgenden Beschreibung wird unter der Krümmung der Kehrwert des Radius jenes Kreises verstanden, welcher an jeder gekrümmten Stelle dem Krümmungsverlauf am besten angenähert ist.

In Fig. 1 sind von einem Laufstreifen eines Fahrzeugluftreifens in Radialbauart, insbesondere eines für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen geeigneten Reifens für Personenkraftwagen, Vans oder Light- Trucks, vier Profilblöcke 1 dargestellt, wobei die Umfangsrichtung des Reifens durch den Doppelpfeil U gekennzeichnet ist.

Die Profilblöcke 1 gehören zu zwei jeweils in Umfangsrichtung U verlaufenden

Profilblockreihen, welche durch eine im gezeigten Ausführungsbeispiel gerade verlaufende Umfangsrille 2 voneinander getrennt sind, wobei die Profilblockreihen vorzugsweise von weiteren, nicht bezeichneten Umfangsrillen begrenzt sind. Die Umfangsrille 2 weist in radialer Richtung ein Tiefe T von 7,0 mm bis 10,0 mm, insbesondere von bis zu 9,0 mm auf, wobei die Tiefe T der für den jeweiligen Fahrzeugluftreifen vorgesehenen maximalen Profiltiefe entspricht. Innerhalb der Profilblockreihen sind in Umfangsrichtung U benachbarte Profilblöcke 1 jeweils durch eine Querrille 3 voneinander getrennt, welche vorzugsweise eine mit der Umfangsrille 2 zumindest im Wesentlichen übereinstimmende Tiefe aufweist oder etwas seichter ausgeführt ist. Jeder Profilblock 1 ist mit einer Anzahl von Einschnitten 4 versehen, wobei bei der gezeigten Ausführungsvariante vier übereinstimmend ausgeführte Einschnitte 4 pro Profilblock 1 vorgesehen sind. Die Einschnitte 4 erstrecken sich zumindest im

Wesentlichen parallel zueinander sowie zumindest im Wesentlichen parallel zu den Querrillen 3 und durchqueren jeweils den Profilblock 1. Die gegenseitigen Abstände der Einschnitte 4 innerhalb eines Profilblockes 1 stimmen zumindest im Wesentlichen überein und sind vorzugsweise im Wesentlichen gleich groß zu den Abständen zwischen dem jeweils in Umfangsrichtung U am weitesten außenliegenden Einschnitt 4 und der

Profilblockkante bei der jeweiligen Querrille 3. Gemäß Fig. 2, welche einen Querschnitt eines Einschnittes 4 zeigt, reicht jeder Einschnitt 4 in radialer Richtung bis in eine Tiefe t, welche 70% bis 100%, insbesondere 80% bis 90%, der Tiefe T der Umfangsrille 2 beträgt. Jeder Einschnitt 4 ist durch zwei Einschnittwände 5 begrenzt, welche bezogen auf eine durch den Einschnitt 4 verlaufende Mittelebene E zueinander spiegelsymmetrisch gestaltet sind. Wie nachfolgend noch erläutert wird, verleihen die beiden Einschnittwände 5 dem Einschnitt 4 eine sich über seine Tiefe t speziell verändernde Breite. Jeder Einschnitt 4 setzt sich aus einem radial äußeren Abschnitt 4a, einem mittleren Abschnitt 4b und einem radial inneren Abschnitt 4c zusammen, wobei der mittlere

Abschnitt 4b und der radial innere Abschnitt 4c dem Einschnitt 4 im Querschnitt eine birnenförmige Gestalt verleihen. Die Abschnitte 4a, 4b und 4c weisen Wandabschnitte 5a, 5b, 5c auf, wobei je zwei Wandabschnitte 5a, 5b, 5c einander gegenüberliegen. Zwischen den Wandabschnitten 5a und 5b liegt jeweils ein Knick vor, die Wandabschnitte 5b und 5c schließen knickfrei aneinander an.

Der radial äußere Abschnitt 4a erstreckt sich in radialer Richtung und bis eine Tiefe t _l5 welche 70% bis 90% der Tiefe t beträgt, die Wandabschnitte 5a verlaufen in radialer

Richtung. Der radial äußere Abschnitt 4a weist daher eine konstante Breite Bi auf, wobei die Breite Bi 0,30 mm bis 0,80 mm, insbesondere 0,40 mm bis 0,60 mm, beträgt.

Der unmittelbar an den radial äußeren Abschnitt 4a anschließende mittlere Abschnitt 4b erstreckt sich bis in eine Tiefe t ₂ , welche 80% bis 95% der Tiefe t beträgt. Die den mittleren Abschnitt 4b begrenzenden Wandabschnitte 5b verlaufen unter einem Winkel α von 5° bis 60°, vorzugsweise höchstens 45°, zur radialen Richtung, wobei der mittlere Abschnitt 4b in Richtung Einschnittinneres kontinuierlich breiter wird. Die Wandabschnitte 5c im radial inneren Abschnitt 4c sind speziell gekrümmt und schließen an der tiefsten Stelle des Einschnittes 4, in der Tiefe t, aneinander knickfrei (tangential) an. Die inneren Wandabschnitte 5c weisen jeweils eine von ihrem radial äußeren Ende zu ihrem radial inneren Ende kontinuierlich abnehmende Krümmung auf, sodass ihre Krümmung in der Tiefe t am kleinsten ist. Der radial innere Abschnitt 4c weist ferner in einer Tiefe t ₃ seine größte Breite B ₂ von 150 % bis 400 % der Breite Bi auf, wobei die Tiefe t ₃ 85% bis 97% der Tiefe t beträgt.

Wie Fig. 2 zeigt liegt dem speziellen Krümmungsverlauf der Wandabschnitte 5c eine kontinuierliche Verschiebung der zu Radien gehörenden Kreismittelpunkte zugrunde, wobei der kleinste Radius ri 40 % bis 60 % der größten Breite B ₂ des radial inneren

Abschnittes4c beträgt. Der Mittelpunkt des zu diesem Radius ri gehörenden Kreises liegt auf der Mittelebene E, der Radius ri verläuft zum tiefsten Punkt Pi des Einschnittes 4. Der größte Radius r ₂ verläuft jeweils zum radial äußeren Endpunkt P ₂ jedes

Wandabschnittes 5c, der Mittelpunkt seines Kreises befindet sich auf einer senkrecht auf die Mittelebene E des Einschnittes 4 verlaufenden Linie Ii und ist der am weitesten von der Mittelebene E entfernt liegende Mittelpunkt. Zwischen den Punkten P _{l 5} P ₂ nimmt der Radius stetig zu und der Abstand der auf der Linie Ii befindlichen Mittelpunkte der zugehörigen Kreise von der Mittelebene E wird größer. Die Kreismittelpunkte auf der Linie Ii bewegen sich derart vom jeweiligen Wandabschnitt 5c jenseits der Mittelebene E weg. Der Abstand des Mittelpunktes des Kreises mit dem größten Radius r ₂ von der Mittelebene E beträgt 10% bis 50% der größten Breite B ₂ des radial inneren Abschnittes 4c. Der größte Radius r ₂ beträgt bis zum Zweifachen des kleinsten Radius r _{l 5} insbesondere bis zum 1,5- Fachen, besonders bevorzugt bis zum 1,3-Fachen.

Bei einer Ausführungsvariante ist zwischen den äußeren Wandabschnitten 5a und den mittleren Wandabschnitt 5b jeweils eine kleine Übergang srundung vorgesehen, welche im Querschnitt einen knickfreien Übergang der Wandabschnitte 5a und der Wandabschnitte 5b sicherstellt. Ferner können die äußeren Wandabschnitte 5a im Querschnitt auch unter einem Winkel, welcher insbesondere bis zu 5° beträgt, zur radialen Richtung verlaufen, wobei der radial äußere Abschnitte 4a in Richtung des Einschnittinneren breiter wird. Die Einschnitte 4 können je nach äußerer Blockform auch unter einem Winkel, welcher bis zu 45° beträgt, zur Querrichtung des Reifens verlaufen. Ferner müssen sich die Einschnitte 4 nicht parallel zueinander erstrecken.

Pro Profilblock 1 sind vorzugsweise zwei bis sechs Einschnitte 4 vorgesehen, wobei die vorgesehenen Einschnitte 4 auch unterschiedlich ausgeführt sein können und vorzugsweise zumindest jeder zweite Einschnitt erfindungsgemäß gestaltet ist. Bezugsziffernliste

1 Profilblock

Umfangsrille

3 Querrille

4 Einschnitt

4a, 4b, 4c Abschnitt

5 Einschnittwand

5a, 5b, 5c Wandabschnitt

Bi, B ₂ Breite

E Mittelebene

T Tiefe t, tl, t ₂ , t3 Tiefe α Winkel