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HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Reifen mit auf der Lauffläche geformten Einschnitten, und insbesondere auf einen pneumatischen Reifen, dessen Eigenschaften auf verschneiten oder vereisten Straßen verbessert sind.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In pneumatischen Reifen wird die Drainage verbessert durch die Bildung von weiteren Einschnitten mit kleinerer Breite auf der Lauffläche, zusätzlich zur Bildung der Hauptrillen und Querrillen. Ferner werden in Reifen ohne Spikes, die für das Fahren auf verschneiten oder vereisten Straßen geeignet sind, Bremsverhalten, Traktion sowie Traktionseigenschaften (Wintereigenschaften) auf verschneiten oder vereisten Straßen dadurch verbessert, dass mehr Einschnitte gebildet werden, wodurch die Einschnitte einen sogenannten Kanteneffekt ausüben. Im in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001-191741 A offenbarten pneumatischen Reifen sind geradlinige Einschnitte entlang der Reifenbreite auf Blöcken geformt, und zwischen diesen Einschnitten sind weitere schmale Rillen geformt. Dadurch wird eine Verbesserung des Bremsverhaltens auf verschneiten oder vereisten Straßen angestrebt.
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Die Steifheit der Blöcke verschlechtert sich jedoch und die Blöcke kollabieren zunehmend, wenn zu viele Einschnitte geformt werden, wodurch die Kontaktfläche zum Boden verringert wird. Folglich kann sich in manchen Fällen der Kanteneffekt der Einschnitte sogar im Gegenteil verschlechtern. Im in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001-191741 A offenbarten pneumatischen Reifen sind zwar die Bremseigenschaften verbessert worden durch den Kanteneffekt der schmalen Rillen entlang der Reifenbreite, die Traktionseigenschaften waren jedoch nicht zufriedenstellend, da in seitlicher Richtung kein Kanteneffekt besteht.
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Die Druckschrift
JP 07-186633 A beschreibt einen pneumatischen Reifen, welcher mit Hilfe von speziell angepassten Rippen hervorragende Brems- und Fahrzeugleistung auf verschneiten, vereisten und nassen Straßen zu erzielen versucht.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorlegenden Erfindung, die Wintereigenschaften und insbesondere die Traktionseigenschaften zu verbessern, ohne eine Abnahme der Steifigkeit der Landbereiche (Blöcke und Rippen).
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, haben die Erfinder den in Anspruch 1 genannten pneumatischen Reifen entwickelt, nämlich einen pneumatischen Reifen mit sich in Richtung der Reifenbreite erstreckenden Einschnitten, die auf einer Lauffläche geformt sind, wobei schmale Rillen mit einer Rillentiefe, die kleiner ist, und einer Rillenbreite, die breiter ist als die der Einschnitte, schräg zur Richtung der Reifenbreite geformt sind, und die Dichte der Rillen von einem Zentralbereich hin zu einem Schulterbereich ansteigt, wobei der Winkel der schmalen Rillen zur Reifenbreitenrichtung vom Zentralbereich zum Schulterbereich hin zunimmt.
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Je näher die schmalen Rillen zum Schulterbereich, der einen hohen Beitrag zum Kurvenverhalten hat, sind, desto größer wird der Winkel der schmalen Rillen zur Richtung der Reifenbreite. Somit werden die Kanteneffekte in seitlicher Richtung effektiver ausgeübt und das Traktionsverhalten wird verbessert.
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Mit dem Kanteneffekt bezüglich Vorwärts-/Rückwärts-Richtung von Einschnitten, die sich in Richtung der Reifenbreite erstrecken, werden die Bremseigenschaften sowie die Traktionseigenschaften verbessert. Ferner wird bei Querrillen, die schräg zur Richtung der Reifenbreite (den Einschnitten) gebildet sind, ein Kanteneffekt nicht nur in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung erzielt, sondern auch in seitlicher Richtung, wodurch die Bremseigenschaften sowie die Traktionseigenschaften verbessert werden. Je näher die schmalen Rillen einem Schulterbereich, der stark zur Traktion beiträgt, angeordnet sind, desto höher ist die Dichte dieser schmalen Rillen, wodurch weitere effektive Kanteneffekte ausgeübt werden, so dass die Traktionseigenschaften verbessert werden.
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Außerdem haben die schmalen Rillen eine geringere Rillentiefe und eine größere Rillenbreite als die Einschnitte, so dass die Steifigkeit der Landbereiche, wie z. B. der Blöcke und Rippen, nicht in Übermaßen abnimmt.
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Der pneumatische Reifen nach Anspruch 2 ist ein pneumatischer Reifen nach Anspruch 1, wobei die Dichte der Einschnitte vom Zentralbereich bin zum Schulterbereich abnimmt.
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Dadurch dass die Dichte der Einschnitte vom Zentralbereich hin zum Schulterbereich abnimmt, wird eine höhere Steifigkeit der Blöcke nahe am Schulterbereich erreicht. Dadurch werden die Traktionseigenschaften auf trockenen Straßenoberflächen verbessert.
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Der pneumatische Reifen nach Anspruch 3 ist ein pneumatischer Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Rillentiefe der schmalen Rillen im Bereich von 1 mm bis 2 mm liegt.
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Wenn die Rillentiefe der schmalen Rillen geringer als 1 mm ist, dann wird kein zufriedenstellender Kanteneffekt erreicht. Falls andererseits die Rillentiefe der schmalen Rillen 2 mm übersteigt, dann verschlechtert sich die Steifigkeit der Landbereiche, was zu mehr Kollabierungen führt. Dadurch nimmt die Kontaktfläche ab und zufriedenstellende Wintereigenschaften werden möglicherweise nicht erreicht.
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Der pneumatische Reifen nach Anspruch 4 ist ein pneumatischer Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Winkel der schmalen Rillen zur Richtung der Reifenbreite 10° bis 90° beträgt.
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Wenn der Winkel der schmalen Rillen zur Richtung der Reifenbreite (den Einschnitten) kleiner als 10° ist, dann ist eine unregelmäßige Abnutzung wahrscheinlich, da der Schnittwinkel mit den Einschnitten klein ist. Ferner können die Kanteneffekte bezüglich der seitlichen Richtung unzufriedenstellend sein.
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Nach der vorliegenden Erfindung sind zusätzlich zu den sich in Reifenbreite erstreckenden Einschnitten Querrillen schräg zur Richtung der Reifenbreite gebildet, und Kanteneffekte liegen nicht nur in Vorwärts-/Rückwärts-Richtung sondern auch in seitlicher Richtung vor, wodurch das Bremsverhalten und das Traktionsverhalten verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Reifenprofils, das eine Ausführungsform eines pneumatischen Reifens darstellt;
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2 ist eine schematische Darstellung eines Reifenprofils, das eine Ausführungsform des pneumatischen Reifens nach der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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3 ist eine schematische Darstellung eines Reifenprofils, das eine Ausführungsform eines pneumatischen Reifens nach einem Vergleichsbeispiel darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Ausführungsform eines pneumatischen Reifens nach der vorliegenden Erfindung wird nun unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen erläutert. Obwohl im Folgenden Beispiele gezeigt werden, in denen die Einschnitte oder schmalen Rillen auf Blöcken gebildet sind, können die gleichen Effekte auch erzielt werden, wenn die Einschnitte oder schmalen Rillen auf Rippen gebildet sind. 1 ist eine diagrammatische Darstellung eines Reifenprofils eines pneumatischen Reifens. Die Ziffer 1 bezeichnet dabei Hauptrillen, die sich entlang einer Umfangsrichtung R des Reifens erstrecken, und die Ziffer 2 bezeichnet Querrillen, die die Hauptrillen miteinander verbinden. Die Blöcke 3c eines Zentralbereichs, die Blöcke 3m eines mittleren Bereichs und die Blöcke 3s eines Schulterbereichs sind durch die Hauptrillen 1 und die Querrillen 2 jeweils voneinander getrennt. Ferner sind Einschnitte 4, die sich entlang der Reifenbreitenrichtung W erstrecken, in den Blöcken 3c, 3m und 3s ausgebildet.
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Weiterhin sind schmale Rillen 5 mit einer Rillentiefe, die kleiner ist und einer Rillenbreite, die größer ist als die der Einschnitte 4 auf den Blöcken 3c, 3m und 3s gebildet. Die schmalen Rillen 5 sind in einem Winkel θ zur Reifenbreitenrichtung W angeordnet. Die Rillendichte der auf den einzelnen Blöcken geformten Rillen nimmt von den Blöcken 3c im Zentralbereich über die Blöcke 3m im mittleren Bereich zu den Blöcken 3c im Schulterbereich hin zu. Hierbei ist die Rillendichte definiert als Summe der Rillenlänge pro Fläche, wobei in der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der schmalen Rillen 5 vom Zentralbereich hin zum Schulterbereich zunimmt.
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Zunächst werden durch die Kanteneffekte in Vorwärts-/Rückwärts-Richtung der Einschnitte 4 die Bremseigenschaften sowie die Traktionseigenschaften verbessert. Die Bremseigenschaften und Traktionseigenschaften werden außerdem auch durch die Kanteneffekte der schmalen Rillen 5 verbessert. Da die schmalen Rillen 5 sich schräg zur Reifenbreitenrichtung W erstrecken, werden von den schmalen Rillen 5 Kanteneffekte in seitlicher Richtung ausgeübt, wodurch die Traktionseigenschaften gesteigert werden. Da außerdem die Rillendichte der Blöcke nahe dem Schulterbereich hoch ist, werden dort die Kanteneffekte bezüglich der seitlichen Richtung effektiver ausgeübt.
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Da die schmalen Rillen 5 eine größere Rillenbreite als die Einschnitte 4 haben, aber eine geringere Rillentiefe als die Einschnitte 4 haben, wird die Steifigkeit der Blöcke 3 nicht allzu sehr beeinträchtigt.
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Die Rillentiefe der schmalen Rillen 5 ist vorzugsweise 1,0 mm bis 2,0 mm. Die Rillenbreite der schmalen Rillen 5 kann größer sein als die Rillenbreite der Einschnitte 4, und ist vorzugsweise 1,0 mm bis 1,5 mm. Ferner können die Einschnitte 4 statt wellenförmig auch geradlinig sein. Die möglichen Formen der Einschnitte enthalten offene Einschnitte, in denen beide Enden offen sind, geschlossene Einschnitte, in denen beide Enden geschlossen sind, und einseitig offene Einschnitte, in denen nur ein Ende offen ist. In gleicher Weise enthalten die möglichen Formen der schmalen Rillen 5 offene Formen, in denen beide Enden offen sind, geschlossene Formen, in denen beide Enden geschlossen sind, und einseitig offene Formen, in denen nur ein Ende offen ist.
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2 ist eine diagrammatische Darstellung eines Reifenprofils nach einer Ausführungsform des pneumatischen Reifens der vorliegenden Erfindung. Die Anzahl der schmalen Rillen 5 steigt von einem Zentralbereich zu einem Schulterbereich hin an, wodurch die Rillendichte der schmalen Rillen 5 zunimmt. Ferner nimmt der Winkel der schmalen Rillen 5 vom Zentralbereich zum Schulterbereich in der Reihenfolge θc, θm und θs zu. Dies hat zur Folge, dass in den näher am Schulterbereich liegenden Blöcken der Kanteneffekt in seitlicher Richtung höher ausgeprägt ist und somit die Traktionseigenschaften verbessert werden.
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Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen kann auch die Dichte der Einschnitte 4 vom Zentralbereich zum Schulterbereich hin abnehmen. In diesem Fall führt die Abnahme der Dichte der Einschnitte dazu, dass die Steifigkeit der Blöcke nahe dem Schulterbereich zunimmt, so dass die Traktionseigenschaften auf trockenen Straßenoberflächen verbessert werden. Ferner können auch die Winkel θ der schmalen Rillen 5 vom Zentralbereich zum Schulterbereich hin zunehmen, wobei die Rillendichte der schmalen Rillen 5 konstant ist.
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Die Winkel θ der schmalen Rillen 5 zur Breitenrichtung W sind vorzugsweise 10° bis 90°. Wenn die Winkel θ kleiner als 10° sind, dann ist eine ungleichmäßige Abnutzung wahrscheinlicher, da die schmalen Rillen die Einschnitte 4 mit kleinen Winkeln kreuzen, so dass die Kanteneffekte bezüglich der seitlichen Richtung unzufriedenstellend sind. Außerdem ist es zwar vorzuziehen, dass schmalen Rillen 5 im Schulterbereich gebildet sind, der einen hohen Beitrag zur Traktion leistet, die schmalen Rillen 5 brauchen jedoch nicht im Zentralbereich mit dem geringsten Beitrag zur Traktion gebildet werden.
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Beispiele
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Pneumatische Reifen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie pneumatische Reifen als Vergleichsbeispiele sind versuchsweise hergestellt worden, um ihre jeweiligen Eigenschaften auszuwerten. In den Beispielen 1 und 2 sind die Reifen mit den in den 1 und 2 dargestellten Reifenprofilen versehen worden, wohingegen im Vergleichsbeispiel, die Reifen mit einem Reifenprofil ohne schmalen Rillen, wie in 3 dargestellt, versehen wurden. Die Formen und Größen der Einschnitte und schmalen Rillen sind in Tabelle 1 aufgelistet. Die Reifengröße war 195/65R15, und die Eigenschaften wurden ausgewertet, nachdem die Reifen auf einen Personenwagen des Limousinentyps mit Vorderradantrieb und 2000 cc Hubraum aufgezogen wurden.
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In Tabelle 1 bezeichnet „Bremsen auf Eis” die Inverse der ABS-Bremsdistanz, die beim Bremsen auf einer vereisten Straßenoberfläche bei einer Geschwindigkeit von 40 km/h ermittelt wurde. „Traktion auf Eis” bezeichnet die Inverse einer Rundenzeit beim Fahren auf einem wie einer „8” geformten Kurs (auf vereister Straßenoberfläche). Bei den dargestellten Werten werden die Werte des Reifens des Vergleichsbeispieles als 100 angenommen, und je größer die Werte sind, desto besser sind die Eigenschaften. Tabelle 1
| | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel |
| Breite der Einschnitte (mm) | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Tiefe der Einschnitte (mm) | 7 | 7 | 7 |
| Breite der schmalen Rillen (mm) | 1 | 1,5 | - |
| Tiefe der schmalen Rillen (mm) | 1 | 1,5 | - |
| Bremsen auf Eis | 106 | 104 | 100 |
| Traktion auf Eis | 109 | 111 | 100 |
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Wie in Tabelle 1 dargestellt, werden in den pneumatischen Reifen der Ausführungsformen nach Beispielen 1 und 2 die Bremseigenschaften und die Traktionseigenschaften verbessert, da durch die schmalen Rillen, die sich schräg zur Reifenbreitenrichtung erstrecken, ein zufriedenstellender Kanteneffekt in Vorwärts-/Rückwärts-Richtung sowie in seitlicher Richtung erzielt wird.
