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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen in Radialbauart mit einem Laufstreifen, welcher durch Rillen, wie Umfangsrillen und/oder Querrillen und/oder Diagonalrillen und dergleichen, in Profilpositive, wie Profilblöcke, in Umfangsrichtung umlaufende Profilbänder und dergleichen, gegliedert ist, wobei die Profilpositive über den Reifenumfang gemäß zumindest einer Pitchfolge geräuschoptimiert angeordnet sind, wobei Rillen vorgesehen sind, die zumindest abschnittsweise bis auf die vorgesehene maximale Profiltiefe reichen, wobei eine im Wesentlichen zylindermantelförmig in der maximalen Profiltiefe verlaufende Einhüllende eine erste Unterzugskontur bildet bzw. definiert.
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Bei der Ausgestaltung von Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen ist es üblich, zur Verminderung des Reifen-/Fahrbahngeräusches eine Einordnung von Profilpositiven und Profilnegativen in sogenannte Pitches – in Reifenumfangsrichtung aufeinander folgende gleichartige Profilabschnitte – vorzunehmen, die unterschiedliche Umfangslängen aufweisen. Üblicherweise werden Laufstreifen mit Pitches in zwei bis fünf unterschiedlichen Umfangslängen ausgeführt, deren tatsächliche Umfangserstreckung und deren für das Reifen-/Fahrbahngeräusch günstigste Aufeinanderfolge, die Pitchfolge, mittels Rechenprogrammen ermittelt wird. Zu den Themen Einteilung der Profilpositive und -negative in Pitches und Optimierung von Pitchfolgen von Laufstreifen gibt es eine Vielzahl von Patentliteratur. Beispielsweise ist aus der
EP-A-0 970 822 ein Fahrzeugluftreifen bekannt, bei welchem ausgehend von einer Schulterblockreihe die Pitchfolge derart ausgelegt wird, dass an keiner Stelle mehr als zwei Pitches übereinstimmender Länge unmittelbar aufeinander folgen. Aus der
EP-B-0 114 594 ist es bekannt, unterschiedliche Pitchanzahlen in den Laufstreifenhälften vorzusehen, um das Reifen-/Fahrbahngeräusch günstig zu beeinflussen. In der
DE-A-10 259 907 wird vorgeschlagen, diagonal verlaufende Rillen gemeinsam mit Profilpositiven als Basispitches zu definieren, welche durch Querrillen zumindest in zwei unterschiedliche Profilpositivgruppen gegliedert sind, die in weitere Pitches geteilt sind. Aus der
JP-A-11-208 219 ist es bekannt, zur Reduktion des Reifengeräusches den Nutgrund der Umfangsnuten im Laufstreifen sinusförmig verlaufen zu lassen. Wellenlänge und Amplitude der Sinusform sind in allen Umfangsnuten gleich, die Sinuswellen der Nutgründe in den einzelnen Umfangsnuten sind jedoch gegeneinander phasenverschoben angeordnet.
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Durch das Verfahren der Pitchlängenvariation lässt sich eine Randomisierung des Reifen-/Fahrbahngeräusches erzielen, insbesondere erfolgt eine Verteilung der auftretenden Frequenzen auf ein breites Frequenzband. Trotzdem lässt es sich nicht verhindern, dass der Reifen bei bestimmten Frequenzen, insbesondere auch in Abhängigkeit von der Raddrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit, eine höhere Schalleistung abstrahlt. Diese Frequenzen sind in Ordnungsspektren als Maxima (Peaks) feststellbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Reifen der eingangs genannten Art gezielt Maxima in Ordnungsspektren und somit den Pegel des Reifen-/Fahrbahngeräusches zu reduzieren.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass eine zweite Unterzugskontur mit zumindest einer Verformung in der Gestalt einer flachen Erhebung/Vertiefung vorgesehen ist, welche in radialer Richtung die erste Unterzugskontur zur Laufstreifenaußenseite um höchstens 2 mm und zum Reifeninneren um höchstens 0,2 mm überragt, wobei die Verformung in gegebenenfalls vorgesehene weitere Verformungen und/oder in die erste Unterzugskontur fließend übergeht, wobei die Lage und die Ausdehnung der Verformung(en) rechnerisch derart ermittelt sind, dass zumindest ein Maximum in einem Ordnungsspektrum der Pitchfolge vermindert ist.
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Gemäß der Erfindung wird daher die Pitchfolge der Profilstrukturen des Laufstreifens von zumindest einer in einer Unterzugskontur ausgeformten zweiten Sequenz derart überlagert, dass zumindest ein durch die Pitchfolge verursachtes Maximum im Ordnungsspektrum – bei einer bestimmten Raddrehzahl – durch die durch die Erhebung(en)/Vertiefung(en) beim Abrollen des Reifens induzierten Schwingungen deutlich reduziert wird. Die tatsächliche Ausführung der Verformung(en) als Erhebungen/Vertiefungen – gegenüber der ersten Unterzugskontur – wird rechnerisch und unter Berücksichtung des ausgewählten mit der jeweiligen Pitchlängenvariation und Pitchfolge ermittelten Ordnungsspektrums bei einer bestimmten Geschwindigkeit ermittelt.
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Nachdem die Verformungen in der zweiten Unterzugskontur unmittelbar Auswirkungen auf die Profilausgestaltung, nämlich die Tiefe bzw. den Tiefenverlauf der im Profil vorgesehenen Rillen, nehmen, sind der radialen Erstreckung dieser Verformungen, seien es nun Erhebungen oder Vertiefungen, gegenüber der ersten Unterzugskontur bestimmte Grenzen gesetzt. Die Eigenschaften des Laufstreifens, wie das Wasserableitvermögen, bleiben dann weitgehend unbeeinflusst, wenn die Verformung(en) in der zweiten Unterzugskontur in radialer Richtung die erste Unterzugskontur zur Laufstreifenaußenseite höchstens um 1 mm und zum Reifeninneren höchstens um 0,1 mm überragt bzw. überragen.
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Die Auslegung der Verformungen hinsichtlich ihrer Erstreckung in Umfangsrichtung, in axialer Richtung, schräg zur Umfangsrichtung und dergleichen wird rechnerisch mit der beim betreffenden Reifen gewählten Pitchgestaltung bzw. Pitchfolge abgestimmt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann bzw. können sich die Verformung(en) in der zweiten Unterzugskontur in axialer Richtung im Wesentlichen über die Latschbreite des Laufstreifens erstrecken. Bei anderen Ausführungen kann es vorteilhaft sein, wenn die Verformung(en) in der zweiten Unterzugskontur innerhalb eines zumindest in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsabschnittes, beispielsweise einer Blockreihe oder eines Laufstreifenbandes, vorgesehen ist bzw. sind und sich in axialer Richtung über die axiale Breite des Umfangsabschnittes erstrecken.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Verformungen einen Wellenzug oder mehrere Wellenzüge bilden, welcher bzw. welche in Umfangsrichtung oder unter einem Winkel zur Umfangsrichtung verläuft bzw. verlaufen, wobei innerhalb eines Wellenzuges Amplitude und Wellenlänge konstant oder variabel sein können.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 schematisch eine Teilabwicklung eines Laufstreifens für einen Fahrzeugluftreifen,
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2 eine Ansicht des entlang der Linie II-II der 1 aufgeschnittenen Laufstreifenbereiches,
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3 einen Querschnitt durch einige Profilblöcke eines Laufstreifens und
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4 einen Längsschnitt durch einige Profilblöcke eines Laufstreifens.
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1 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines typischen Laufstreifens eines PKW-Reifens in Radialbauart. Der Laufstreifen weist beidseitig einer zentralen, in Umfangsrichtung umlaufenden Umfangsrille 5 je eine Blockreihe 1 auf, die jeweils durch eine breite, ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufende Umfangsrille 4 von schulterseitig verlaufenden Blockreihen 2 getrennt sind. Die Gliederung der Blockreihen 1, 2 in einzelne Blöcke 1a, 2a erfolgt durch Rillen 3, die in jede Laufstreifenhälfte bei der zentralen Umfangsnut 5 beginnen, bis in die Laufstreifenrandbereiche verlaufen und außerhalb der Latschbreite B, – der Bodenaufstandsflächenbreite des Reifens im Untergrund – enden. Bei der gezeigten Ausführungsform schließen die Rillen 3 mit der Umfangsrichtung im Bereich der zentralen Umfangsrille 5 einen kleineren spitzen Winkel ein als an den Laufstreifenrändern. Die zwischen den Rillen 3 in den einzelnen Blockreihen 1 und 2 verlaufenden Blöcke 1a und 2a können auf übliche Weise, insbesondere mittels Einschnitten, schmaler Sacknuten und dergleichen, strukturiert sein, diese Strukturen sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung und daher nicht dargestellt.
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Der gezeigte Laufstreifen setzt sich, wie es bei Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen üblich ist, aus in Umfangsrichtung aneinandergereihten bzw. aufeinanderfolgenden Profilabschnitten, die üblicherweise Pitches genannt werden, zusammen. Das Aufteilen von Laufstreifen in Pitches, die unterschiedliche Umfangslängen aufweisen, dient bekannterweise dem Zweck, das Reifen-/Fahrbahngeräusch zu minimieren bzw. zu optimieren, um die beim Abrollen des Reifens entstehenden hörbaren Frequenzen derart zu verteilen bzw. entstehen zu lassen, dass sie für das menschliche Gehör möglichst wenig störend wirken. Ein Laufstreifen für PKW-Reifen weist über seinen Umfang etwa 60 bis 90 Pitches auf, die, in Umfangsrichtung betrachtet, jeweils einen Block 1a, 2a aus jeder Blockreihe 1, 2 und eine der anschließenden Rillen 3 umfassen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind drei Pitches K, L, M unterschiedlicher Umfangslängen LK, LL, LM vorgesehen, die innerhalb einer sogenannten Pitchfolge aneinander gereiht sind. Pitchfolgen werden, wie es allgemein bekannt ist, mittels entsprechender Programme rechnerisch ermittelt.
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Werden von einer bestimmten Pitchfolge bzw. einem bestimmten Profil mit dieser Pitchfolge Ordnungsspektren erstellt, bei denen auf der Ordinate der Schalldruckpegel und auf der Abszisse die Ordnungszahlen aufgetragen sind, zeigen sich neben einem weißen Rauschen auch ausgeprägte Maxima, deren Frequenz und Amplitude von der Fahrgeschwindigkeit (Raddrehzahl) abhängen. Diese Maxima lassen sich kaum vermeiden und sind unter anderem darauf zurückzuführen, dass der Festlegung der Pitchlängenverhältnisse und der Pitchlängen Grenzen gesetzt sind, da sich bestimmte Pitchlängenverhältnisse und Pitchlängen ungünstig auf bestimmte Eigenschaften des Laufstreifens, beispielsweise auf den Abrieb, auswirken. Dadurch treten vor allem bei bestimmten Geschwindigkeiten bestimmte Harmonische der Raddrehzahl deutlich sichtbar im jeweiligen Ordnungsspektrum auf.
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Die Erfindung zielt darauf ab, mit geeigneten Maßnahmen ein Vermindern besonders störenden Ordnungen, Ordnungen mit hohen Amplituden, zu erreichen.
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Anhand der 2 wird vorerst der nachfolgend verwendete Begriff „Unterzugskontur” erläutert. 2 zeigt eine Ansicht des entlang II-II der 1 aufgeschnittenen Bereiches bzw. Abschnittes des Fahrzeugluftreifens, welcher den Laufstreifen mitumfasst. Es sind vom Laufstreifen die Umfangsrillen 4 und 5 sowie die Rillen 3 und Blöcke 1a und 2a zu erkennen. Radial innerhalb der Umfangsrillen 4, 5 und Rillen 3 befindet sich ein zweilagiger Gürtel 6, an den radial innerhalb eine Radialkarkasse 7 anschließt, die an der Reifeninnenseite von einer dünnen Innenplatte 8 bedeckt ist. Der Nutgrund der Rillen 3 und der Umfangsrillen 4, 5 folgt zumindest abschnitts- bzw. bereichsweise einer besonders ausgelegten zweiten Unterzugskontur U2. Eine erste Unterzugskontur U1 ist die in Umfangsrichtung den Reifen umlaufende zumindest im Wesentlichen zylindermantelförmige Einhüllende, die zumindest in der Laufstreifenmitte in der für den jeweiligen Reifen vorab festgelegten maximalen Profiltiefe verläuft. Die Unterzugskontur U1 verläuft über den Bereich der Latschbreite B hinaus und weicht erst in den Schulterbereichen von der Zylindermantelform ab.
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Gemäß der Erfindung ist die Unterzugskontur U2 mit zumindest einer dreidimensionalen Verformung versehen. Unter „Verformung” ist eine sich in radialer Richtung erstreckende flache Erhebung/Vertiefung zu verstehen, die eine gegenüber der Unterzugskontur U1 in radialer Richtung nach außen oder innen gewölbte Fläche bildet, mit fließenden Übergängen zur Unterzugskontur U1 und/oder zu weiteren Verformungen bzw. Erhebungen/Vertiefungen in der Unterzugskontur U2. Die Höhe bzw. Abweichung jeder Verformung in radialer Richtung gegenüber der Unterzugskontur U1 beträgt zur Laufstreifenaußenseite maximal 2 mm, insbesondere bis zu 1 mm, zum Reifeninneren maximal 0,2 mm, vorzugsweise maximal 0,1 mm. Die Verformung bzw. Verformungen wird bzw. werden bezüglich ihrer Ausdehnung in radialer, in axialer Richtung, in Umfangsrichtung oder schräg zu diesen Richtungen derart ausgelegt, dass der Reifen beim Abrollen mit bestimmter/bestimmten (Umfangs)-Geschwindigkeit(en) Schwingungen generiert, die eine oder mehrere der vorab festgestellten durch die Pitchfolge der Profilstrukturen verursachten Maxima zumindest vermindert.
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Die tatsächliche Auslegung der Verformung(en) in der Unterzugskontur U2 wird mittels einer Software rechnerisch ermittelt und auf die beim betreffenden Reifen vorliegende Pitchgestaltung sowie die Pitchfolge(n) abgestimmt. Dabei wird gezielt auf ein Reduzieren störender Ordnungen, also Ordnungen mit hohen Amplituden, die bei bestimmten Geschwindigkeiten auftreten, geachtet.
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Das Ergebnis kann beispielsweise eine Ausführung der Unterzugskontur U2 als über den Reifenumfang und über die Latschbreite verlaufender Wellenzug mit variierender Wellenlänge und/oder variierender Amplitude sein. Eine weitere mögliche Ausführung ist zumindest ein unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung des Reifens verlaufender „Wellenzug”. Als Folge solcher Ausführungen weisen die Umfangsrillen und die Querrillen unterschiedliche Tiefen und sich ändernde Tiefenverläufe auf. 3 und 4 verdeutlichen dies anhand eines Beispiels. 3 zeigt einen Querschnitt durch Blöcke 10 (Schnitt in axialer Richtung) mit zwei Umfangsrillen 4', 5' durch eine Verformung im Unterzug U2, der erste Unterzug U1 ist angedeutet. 4 zeigt einen Schnitt in Umfangsrichtung durch die Blöcke 10 und die Verformung, zu sehen sind die unterschiedlichen Umfangslängen der Blöcke 10 (entsprechend der unterschiedlich langen Pitches) und Schnitte durch Querrillen 3', ferner der Verlauf der Unterzüge U1 und U2.
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Möglich sind auch Varianten, bei welchen die Unterzugskontur U2 innerhalb eines oder mehrerer in Umfangsrichtung verlaufender, jeweils eine konstante Breite aufweisende Umfangsabschnitte Verformungen aufweist, je nach der gewünschten Abstimmung mit der Profilausgestaltung bzw. der Pitchausgestaltung. In jedem dieser Unterzugs-Umfangsabschnitte wird ein separates, auf die Pitchausgestaltung bzw. die Pitchlängenvariation des Laufstreifenprofils bzw. des zugehörigen Laufstreifen-Umfangsabschnittes abgestimmtes „Verformungsmuster” ermittelt.
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Die Erfindung ist auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten nicht eingeschränkt. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten der Gestaltung von Verformungen im Unterzug. Die Erfindung ist ferner bei allen Arten von Fahrzeugluftreifen anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blockreihe
- 1a
- Block
- 2
- Blockreihe
- 2a
- Block
- 3
- Rille
- 4
- Umfangsrille
- 4'
- Umfangsrille
- 5
- zentrale Umfangsrille
- 5'
- zentrale Umfangsrille
- 6
- Gürtel
- 7
- Radialkarkasse
- 8
- Innenplatte
- B
- Bodenaufstandsflächenbreite
- U2
- Unterzugskontur
- U1
- Unterzugskontur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0970822 A [0002]
- EP 0114594 B [0002]
- DE 10259907 A [0002]
- JP 11-208219 A [0002]