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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungsreifen
für ein
Kraftfahrzeug.
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In
der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen bezeichnet
der Ausdruck "durchgehende
Spur" einen Teil
des Laufflächenbandes
eines Reifens, der durchgehend auf nur einer seiner Seiten begrenzt
ist, während
der Ausdruck "Lamelle" eine Einkerbung
mit einer Breite von nicht mehr als 1 mm bezeichnet.
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Die
GB-1
212 795 offenbart einen Gürtelreifen mit einer Lauffläche, die
mit einer zentralen Umfangsnut, zwei Umfangsseitennuten, von denen
eine auf jeder Seite der zentralen Nut im Wesentlichen im gleichen Abstand
zwischen der zentralen Nut und den Rändern der Lauffläche angeordnet
ist, und Quernuten versehen ist, die sich von gegenüberliegenden
Seiten der zentralen Nut zu einer der Seitennuten, jedoch nicht
ganz bis zu ihr hin, erstrecken.
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In
der Lauffläche
sind die Umfangsseitennuten auf beiden Seiten von Umfangsrippen
flankiert.
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Die
durch dieses Dokument offenbare Erfindung hat das Ziel, die Steifigkeit
der Lauffläche
zu verringern.
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Die
US-4
446 901 offenbart einen Schwerlast-Gürtelluftreifen, der eine Karkasse
mit einem im Wesentlichen radialen Aufbau, der aus wenigstens einer
gummierten Schicht zusammengesetzt ist, die darin eingebettete Korde
enthält,
und einen Gurt aufweist, der auf die Karkasse und um sie herum für eine steife
Verstärkung
unter einer Lauffläche
angeordnet und aus wenigstens zwei gummierten Lagenschichten zusammengesetzt
ist, von denen jede darin eingebettete Metallkorde enthält, die
zueinander mit einem relativ kleinen Winkel bezogen auf die Umfangsrichtung
des Reifens gekreuzt sind, wobei die Lauffläche mit einer Vielzahl von
fortlaufenden oder unterbrochenen zickzackförmigen Umfangsrippen versehen
ist, die über
der Breitenrichtung von wenigstens drei im Wesentlichen zickzackförmigen Hauptnuten
gebildet werden, die sich am Umfang der Lauffläche erstrecken, und wobei die
Haupt nuten eine zentrale Umfangsnut oder ein Paar von zentralen
Umfangsnuten, die in einem im Wesentlichen zentralen Bereich der
Lauffläche
angeordnet sind, sowie ein Paar von äußeren Umfangsnuten aufweist,
die jeweils die äußersten
Rippen der Lauffläche
bilden. Bei diesem Reifen hat die zentrale Umfangsnut eine derartige
symmetrische Querschnittsform bezogen auf eine Mittellinie der Nut,
dass ein Neigungswinkel einer Nutwand der Nut bezogen auf eine Senkrechte,
die von einer Außenfläche der
Lauffläche
aus gezogen wird und einen Rand der Nut in dem Querschnitt senkrecht
zur Nutwand passiert, in einem Bereich, der sich von der dem Nutboden
bis zu wenigstens 50% der Nuttiefe erstreckt, relativ groß gemacht
wird, während
die außenseitige
Umfangsnut bezogen auf eine Mittellinie der Nut eine derart unsymmetrische
Querschnittsform hat, dass ein Neigungswinkel einer äußeren Nutwand
der Nut in der Drehachsenrichtung des Reifens relativ groß gemacht
ist, und ein Neigungswinkel einer inneren Nutwand der Nut in dem Bereich,
der sich von der Außenfläche der
Lauffläche
bis zu wenigstens 10% der Nuttiefe erstreckt, kleiner gemacht ist
als der der äußeren Nutwand.
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Die
US-4
773 459 offenbart einen Niederquerschnittsreifen mit einem
Laufflächenmuster,
das eine Vielzahl von Hauptnuten, die sich im Wesentlichen in eine
Umfangsrichtung des Reifens parallel zueinander erstrecken, und
eine Vielzahl von Quernuten aufweist, die die Hauptumfangsnuten
ebenfalls parallel zueinander mit einem Neigungswinkel schneiden,
wobei die Quernuten sich nach oben neigend mit ansteigendem Boden
längs ihrer
Längsrichtung
zwischen zwei Hauptnuten ausgebildet sind und die Böden der
Quernuten im Wesentlichen in Form eines gleichseitigen Dreiecks
im Querschnitt so angehoben werden, dass eine Tiefe der Quernut
im Wesentlichen im Mittelabschnitt jeder Quernut am flachsten und
am tiefsten am Boden der Hauptumfangsnut ist.
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Keines
der Dokumente beachtet das Problem des "Sägezahn"-Verschleißes, der
bei einem Reifen insbesondere an den Rändern der Quernuten der Schultern
entsteht.
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Dieses
Problem wurde durch einen Hochleistungsreifen nach dem Patentanspruch
1 gelöst.
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Bei
einer Ausführungsform
hat die durchgehende Seitenwand der Umfangsnut eine Neigung im Bereich
von etwa 14° bis
24° bezogen
auf die Mittellinienachse und einen Bodenradius R in einem Bereich
von etwa 2 mm bis 5 mm, während
die zugewandte Seitenwand eine Neigung im Bereich von etwa 3° bis 10° bezogen
auf die Mittellinienachse und einen Bodenradius R1 im Bereich von
etwa 4 mm bis 7 mm hat.
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Vorteilhafterweise
hat die durchgehende Seitenwand der Durchgangsnut eine Neigung von
etwa 19° bezogen
auf die Mittellinienachse und einen Bodenradius von etwa 3,5 mm,
während
die zugewandte Seitenwand eine Neigung von etwa 5° bezogen
auf die Mittellinienachse und einen Bodenradius R1 von etwa 5 mm hat.
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Vorzugsweise
hat wenigstens einer der Schulterblöcke eine Lamelle, die annähernd quer
bezüglich einer Äquatorialebene
ist.
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Vorteilhafterweise
weist der zentrale Bereich wenigstens eine erste und eine zweite
Umfangsreihe von zentralen Blöcken
auf, die durch eine der Umfangsnuten und durch eine weitere tiefe
Umfangsnut begrenzt sind.
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Die
zentralen Blöcke
haben vorzugsweise in etwa Rhomboidform.
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Vorteilhafterweise
haben die zentralen Blöcke
in etwa Höckerform.
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Der
zentrale Bereich hat vorzugsweise auch eine dritte Umfangsreihe
von inneren zentralen Blöcken angrenzend
an einen ersten ringförmigen
Vorsprung, wobei die dritte Reihe von Blöcken und der Vorsprung von
den anderen Umfangsnuten begrenzt werden.
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Vorteilhafterweise
haben die inneren zentralen Blöcke
in etwa eine Halbparabolform.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf einen Reifen nach Patentanspruch
10.
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Der
Reifen nach der Erfindung bietet eine hohe Leistung sowohl wenn
er neu ist, als auch wenn er teilweise verschlissen ist. Diese hohe
Leistung besteht hauptsächlich
aus einem hohen plastischen und akustischen Laufkomfort und einem
hohen Widerstand gegen Aquaplaning sowohl bei Geradausfahrt als
auch in Kurven zusammen mit guten Handhabungseigenschaften auf trockenem
und nassem Boden.
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Insbesondere
verringert das Vorhandensein einer durchgehenden Spur, die die Schulterblöcke verbindet,
das Auftreten der typischen unregelmäßigen und frühzeitigen
Verformungen, die als "Sägezahn"-Verschleißerscheinung
bekannt sind, an den Rändern
der Quernuten der angrenzenden Umfangsnut während des Abrollens des Reifens
und verbessert somit seine Kilometerleistung.
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Darüber hinaus
ermöglicht
die Erfindung eine Optimierung der Einstellung bestimmter Auslegungseigenschaften
des Reifens, beispielsweise der Fließfähigkeit und demzufolge der
Verteilung der Laufflächenmasse
längs der
Krone des Reifens.
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Deshalb
macht es die Erfindung möglich,
bestimmte Verhaltenseigenschaften eines Reifens, insbesondere eines
Hochleistungsreifens, zu steuern, beispielsweise die Möglichkeit
der Steuerung des Verschleißgrades
und der Verschleißgeschwindigkeit
des eingesetzten Laufflächenbandes
sowie der Straßenhaftung
sowohl unter trockenen als auch nassen Bedingungen, des plastischen
Komforts und/oder der Laufruhe bei strengen Einsatzbedingungen unter
hohen Fahrgeschwindigkeiten.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden nun unter Bezugnahme
auf die Ausführungsformen
erläutert,
die beispielsweise und ohne Beschränkung in den beiliegenden Figuren
dargestellt sind, in denen
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1 eine perspektivische Ansicht
des Reifens nach der Erfindung ist,
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2 eine Teildraufsicht auf
eine Lauffläche
des in 1 gezeigten Reifens
ist,
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3 eine Ansicht eines Teilschnitts
in einer Radialebene des in 1 gezeigten
Reifens ist,
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4 eine perspektivische Ansicht
eines anderen Reifens nach der Erfindung ist,
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5 eine Teildraufsicht auf
eine Lauffläche
des in 4 gezeigten Reifens
ist,
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6 eine Ansicht im Teilschnitt
in einer Radialebene des in 4 gezeigten
Reifens ist,
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7 und 8 Diagramme sind, die die Änderung
des Geräuschpegels
als Funktion der Geschwindigkeit gemessen in einem Fahrzeug zeigen,
das mit den Reifen nach der Erfindung und mit herkömmlichen
Reifen ausgerüstet
ist, und
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9 das Profil von Blöcken einer
Lauffläche
des Reifens nach der Erfindung längs
einer axialen Folge von Meridianebenen zeigt, das durch einen Laserstrahl
nach einer bestimmten Einsatzzeit rekonstruiert wird.
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1 zeigt einen Hochleistungsreifen 1 für ein Kraftfahrzeug.
Der Reifen 1 hat eine asymmetrische Bauweise, d. h., mit
anderen Worten, er hat ein Muster, das auf jeder Seite der Äquatorialebene 10 (2) unterschiedlich (d. h.
asymmetrisch) ist.
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Der
Aufbau des Reifens ist konventionell. Er hat eine Karkasse, ein
auf der Krone der Karkasse befindliches Laufflächenband und ein Paar von axial
aufeinander gelegten Seitenwänden,
die in Wulsten enden, welche mit Wulstdrähten und entsprechenden Wulstfüllern verstärkt sind,
um den Reifen an einer entsprechenden Montagefelge festzulegen.
Der Reifen hat vorzugsweise auch einen Gurtaufbau, der zwischen
der Karkasse und dem Laufflächenband
angeordnet ist. Besonders bevorzugt hat der Reifen einen Aufbau
mit einem merklich abgeflachten Querschnitt, beispielsweise im Bereich
von 0,65 bis 0,30, wobei diese Zahlen den Prozentwert des Verhältnisses
zwischen der Höhe
des Reifenquerschnitts und der maximalen Profilsehne dieses Querschnitts
ausdrückt.
Im Stand der Technik wird auf dieses Verhältnis gewöhnlich als H/C Bezug genommen.
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Die
Karkasse ist mit einer oder mehreren Karkassenlagen verstärkt, die
an den Wulstdrähten
festgelegt sind, während
der Gurtaufbau zwei Gurtstreifen hat, die aus Längenstücken aus gummiertem Gewebe hergestellt
sind, in die Metallkorde eingeschlossen sind, die in jedem Streifen
parallel zueinander sind und diejenigen der benachbarten Streifen überkreuzen,
vorzugsweise bezüglich
der Äquatorialebene
symmetrisch geneigt und radial aufeinander gelegt sind. Vorzugsweise
hat die Karkasse auch einen dritten Gurtstreifen in einer radial äußersten
Position, der mit Korden versehen ist, vorzugsweise textilen Korden,
und besonders bevorzugt hergestellt aus wärmeschrumpfbarem Material,
und am Umfang ausgerichtet, d. h. mit null Grad bezogen auf die Äquatorialebene.
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Der
Reifen 1 hat eine Lauffläche 2, die aus einer
vorgegebenen Mischung hergestellt und mit tiefen Umfangsnuten 3, 4, 5 und 6 versehen
ist. Die Nuten 3 und 6 trennen einen zentralen
Bereich 7 der Lauffläche von
zwei Schulterbereichen 8 und 9, die sich auf der
linken bzw. auf der rechten Seite der Äquatorialebene 10 befinden.
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Der
zentrale Bereich 7 hat drei Umfangsreihen 11, 12 und 13 von
Blöcken.
Der Schulterbereich 8 hat eine Umfangsreihe 14 von
Blöcken,
während
ein Schulterbereich 9 eine Umfangsreihe 15 von
Blöcken
aufweist.
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Die
Reihe 14 von Blöcken
hat Schulterblöcke 20 in
etwa mit Rechtecksform, die voneinander durch Quernuten 21 getrennt
sind. Jeder Block 20 hat eine Lamelle 23, die
bezogen auf die Äquatorialebene 10 in etwa
quer und fluchtend zu einer Queraussparung 24 zu dem äußeren Rand
der Lauffläche
hin ausgerichtet ist. Die Blöcke 20 sind
an einem Ende durch eine fortlaufende ringförmige Spur 22 verbunden,
die in einer fortlaufenden Wand 103 endet, welche eine
Seitenwand der Nut 3 bildet.
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Die
Reihe 11 von Blöcken
ist durch die Umfangsnuten 3 und 4 begrenzt. Die
Reihe 11 hat äußere zentrale
Blöcke 26 in
etwa mit Rhomboidform, die voneinander durch Quernuten 27 getrennt
sind. Die Blöcke 26 sind
in drei Abschnitte 26a, 26b und 26c unterteilt.
Die beiden Abschnitte 26a und 26b sind durch eine
in etwa quer verlaufende Lamelle 28 getrennt, axial dem
dritten Abschnitt 26c benachbart und von letzterem durch eine
Umfangsaussparung 29 getrennt. Die Blöcke 26 enden in Wänden 30,
die eine gekerbte Seitenwand 203 der Nut 3 bildet.
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Beispielsweise
hat die Nut 3 eine Breite von etwa 10,5 mm und eine Tiefe
von etwa 8 mm, während ihre
Seitenwände 103 und 203 mit
etwa 5° bezogen
auf eine Mittellinienachse geneigt und durch einen Bodenradius von
etwa 4,5 mm verbunden sind.
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Die
Reihe 12 von Blöcken
ist auf einer Seite von der Umfangsnut 4 begrenzt und grenzt
auf der gegenüberliegenden
Seite an einen ringförmigen
Vorsprung an, der seinerseits durch die Umfangsnut 5 begrenzt ist.
Die Reihe 12 hat innere zentrale Blöcke 36 mit in etwa
Halbparabolform, die voneinander durch in etwa quer verlaufende
Nuten 37 und von dem Vorsprung 35 durch eine Umfangsnut 38 getrennt
sind, die einen harmonischen Halbwellenverlauf hat.
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Die
Reihe 13 von Blöcken
wird von der Umfangsnut 6 begrenzt und grenzt an einen
ringförmigen
Vorsprung 40 an, der seinerseits durch die Ringnut 5 begrenzt
ist. Die Reihe 13 hat äußere zentrale
Blöcke 41 in etwa
mit Rhomboidform, die voneinander durch Quernuten 42 getrennt
sind. Jeder Block 41 ist von dem Vorsprung 40 durch
eine Umfangsaussparung 43 getrennt. Die Blöcke 41 enden
in Wänden 44,
die eine gekerbte Seitenwand 206 der Nut 6 bilden.
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Die
Reihe 15 von Blöcken
hat Schulterblöcke 120 in
etwa in Rechtecksform, die voneinander durch Quernuten 121 getrennt
sind. Jeder Block 120 hat eine in etwa quer verlaufende
Lamelle 123, die fluchtend zu einer Queraussparung 124 zu
dem Außenrand
der Lauffläche
hin ausgerichtet ist. Die Blöcke 120 sind
an einem Ende durch eine fortlaufende ringförmige Spur 122 verbunden,
die in einer fortlaufenden Wand 106 endet, welche eine
Seitenwand der Nut 6 bildet.
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Vorzugsweise
haben die beiden Schulterbereiche unterschiedliche Breiten bezüglich einander,
beispielsweise hat die schmalere Schulter 8 (auf der Fahrzeugseite)
eine Breite von etwa 25% der Gesamtbreite der Lauffläche, während die
breitere Schulter 9 (vorzugsweise auf der Außenseite)
eine Breite von etwa 28% der Gesamtbreite der Lauffläche hat.
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Die
fortlaufende Seitenwand 106 der Nut 6 hat ein
Profil in der Radialebene (3),
das bezüglich einer
Mittellinienachse der Nut stärker
geneigt ist, d.h. voluminöser
ist als das Profil der gegenüberliegenden Seitenwand 206.
Beispielsweise hat die Nut 6 eine Breite von etwa 10,5
mm und eine Tiefe von etwa 8 mm, während die Wand 106 eine
Neigung von etwa 19° bezogen
auf ihre Mittellinienachse und einen Bodenradius R von etwa 3,5
mm hat. Die Wand 206 hat eine Neigung von etwa 5° bezogen
auf die Mittellinienachse und einen Bodenradius R1 von etwa 5 mm.
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Das
Vorhandensein einer fortlaufenden Spur 122 gibt dem Reifen 1 ein
optimales Abrollen, da sie die verschleißbedingte Bildung von "Sägezahn"-Verschleißverformungen an den Rändern der
Quernuten 121 und der Lamellen 123 unterbindet,
was zur Entstehung von Lärm
führen
und den Laufkomfort verschlechtern würde.
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Die
spezielle Form der Nut 106, die sich an dem Außenrand
der Lauffläche
befindet, d. h. auf der Seite, die sich auf der Außenseite
des Fahrzeugs nach der Montage befindet, ermöglicht auch eine Verbesserung des
Verschleißwiderstands
der Schulter des Reifens während
eines harten Einsatzes beim Kurvendurchfahren (mit hoher Geschwindigkeit
und Radien), so dass ein frühzeitiger
Verschleiß,
insbesondere in der Art des "Sägezahn"-Verschleißphänomens, an den Rändern der
Umfangsnut beträchtlich
reduziert wird. Dies minimiert die übliche Leistungsverschlechterung
des Reifens aufgrund des Abriebs.
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Die
Quernuten 27 der Reihe 11 von Blöcken haben
eine Bodenwand 127 (3),
die in einer Radialebene ein gewölbtes
Profil hat.
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Diese
Profil ist vorzugsweise gekrümmt
und erstreckt sich in etwa längs
eines Bogens, dessen Form so gewählt
wird, dass die Migration der Mischung beispielsweise entsprechend
der Viskosität
der Mischung, die vorzugsweise im Bereich von 40 ML(1 + 4) bis 110
ML(1 + 4) (Mooney-Viskosität)
entsprechend einer Information begünstigt wird, die dem Fachmann
vertraut ist. Insbesondere hat dieses gekrümmte Profil einen Krümmungsradius
im Bereich von 25 bis 110 mm.
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Die
Quernuten 37 der Reihe 12 von Blöcken haben
eine Bodenwand 137 mit einem geneigten Profil, das zur
Umfangsnut 4 hin abnimmt. Vorzugsweise hat dieses geneigte
Profil eine mäßig gekrümmte Form
mit einem Krümmungsradius
im Bereich von 90 bis 120 mm.
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Die
Quernuten 42 der Reihe 13 von Blöcken haben
ebenfalls eine Bodenwand 142 mit einem geneigten Profil,
das zur Nut 6 hin abnimmt. Vorzugsweise hat das geneigte
Profil eine mäßig gekrümmte Form
mit einem Krümmungsradius
im Bereich von 90 bis 120 mm.
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Diese
Ausgestaltung mit variablen Tiefen der Profile der Bodenwände 127, 137 und 142 der
Quernuten 27, 37 und 42 begünstigt eine
gleichförmige
Verteilung der Laufflächenmischung
während
des Vulkanisierens in einer geeigneten Form, da sie die Längswanderung
der Laufflächenmischung
längs der
Teilungssequenz des Musters erleichtert. Auf diese Weise werden
nicht homogene und nicht ausgeglichene Verteilungen der Massen unterbunden.
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Beispielsweise
hat bei einem Reifen 225/40 ZR 18 die Lauffläche 2 eine
Breite L von etwa 243 mm, während
der Schulterbereich 8 eine Breite von etwa 61,5 mm und
der Schulterbereich 9 eine Breite von etwa 67,5 mm haben.
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Jeder
Block 120 der Reihe 15 wird durch Drehen eines
Blocks 20 der Reihe 14 um 180° um eine Achse erzeugt, die
in der Bahnebeune liegt und durch die Äquatorialebene 10 hindurchgeht.
Der so erzeugte Block wird dann um 180° bezogen auf eine Achse gedreht,
die in der Bahnebene liegt und senkrecht zur Äquatorialebene 10 ist.
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Das
Muster der Lauffläche 2 hat
vier unterschiedliche Teilungswerte, die über der Erstreckung der Lauffläche entsprechend
einer vorgegebenen Teilungssequenz verteilt sind. Jede Teilung stellt
die Länge
in einer vorgegebenen Umfangsrichtung eines Blocks und der angrenzenden
Quernut dar, beispielsweise eines Blocks 20 oder 120 und
der angrenzenden Nut 21 oder 121. Die Teilungssequenz
wird nach der Erfindung des US-Patents 5,371,685 erzeugt,
um das Geräusch
zu modulieren, das von dem Reifen emittiert wird, und um insbesondere
einen Sireneneffekt zu vermeiden (das Vorhandensein eines Resonanzphänomens insbesondere
bei hoher Frequenz).
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4 zeigt einen Hochleistungsreifen 51 für ein Kraftfahrzeug.
Der Reifen 51 ist direktional gebaut, d. h., mit anderen
Worten, er hat ein Muster, das zur Äquatorialebene 50 (5) symmetrisch ist.
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Der
Reifen 51 hat eine Lauffläche 52, die aus einer
vorgegebenen Mischung hergestellt ist und die mit tiefen Umfangsnuten 53, 54, 55 und 56 versehen
ist. Die Nuten 53 und 56 teilen einen zentralen
Bereich 57 der Lauffläche
in zwei Schulterbereiche 58 und 59, die sich jeweils
auf der linken und rechten Seite der Äquatorialebene 50 befinden.
Die Umfangsnuten 54 und 55 haben einen harmonischen
Halbwellenverlauf.
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Der
zentrale Bereich 57 hat zwei Umfangsreihen 60 und 61 von
Blöcken.
Der Schulterbereich 58 hat eine Umfangsreihe 62 von
Blöcken,
der Schulterbereich 59 eine Umfangsreihe 63 von
Blöcken.
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Die
Reihe 62 von Blöcken
hat Schulterblöcke 64 in
etwa in Rechtecksform, die voneinander durch Quernuten 65 getrennt
sind. Jeder Block 64 hat eine in etwa quer verlaufende
Lamelle 68, die fluchtend zu einer Queraussparung 69 zu
dem äußeren Rand
hin ausgerichtet ist. Die Blöcke 64 sind
an einem Ende durch eine fortlaufende ringförmige Spur 66 verbunden,
die in einer fortlaufenden Wand 153 endet, die eine Seitenwand
der Nut 53 bildet.
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Die
Reihe 60 von Blöcken
ist von Umfangsnuten 53 und 54 begrenzt und hat
zentrale Blöcke 70 in etwa
in Höckerform.
Die Blöcke 70 sind
voneinander durch in etwa quer verlaufende Nuten 71 getrennt
und in zwei Abschnitte 70a und 70b durch eine
gekrümmte
Einkerbung 72 unterteilt. Der Abschnitt 70a hat
eine in etwa quer verlaufende Lamelle 73. Die Blöcke 70 enden
in Wänden 74,
die eine gekerbte Wand 253 der Nut 53 bilden.
Die Quernuten 71 haben eine Bodenwand 271 mit
einem geneigten Profil, das zur Umfangsnut 53 hin abnimmt.
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Die
fortlaufende Seitenwand 153 der Nut 53 hat ein
Profil in einer Radialebene, das bezogen auf eine Mittellinienachse
der Nut stärker
geneigt ist, d. h. das voluminöser
ist als das Profil der gegenüberliegenden Wand 253.
Beispielsweise hat die Nut 53 eine Breite von etwa 12 mm
und eine Tiefe von etwa 8 mm, während die
Wand 153 eine Neigung von etwa 14° bezogen auf die Mittellinienachse
und einen Bodenradius R von etwa 4,5 mm hat. Die Wand 253 hat
eine Neigung von etwa 5° bezogen
auf die Mittellinienachse.
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Der
zentrale Bereich 57 hat auch zwei ringförmige Vorsprünge 75 und 76,
die sich links und rechts von der Äquatorialebene 50 befinden.
Der Vorsprung 75 wird durch eine ringförmige Halbwellennut 54 und
durch eine Umfangsaussparung 77 begrenzt. Der Vorsprung 76 wird
von einer Umfangsaussparung 77 und durch die ringförmige Halbwellennut 55 begrenzt.
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Die
Reihe 61 von Blöcken
ist von den Umfangsnuten 55 und 56 begrenzt und
hat zentrale Blöcke 170, die
Spiegelbilder der Blöcke 70 sind
und mit diesen keine Fluchtung haben. Die Blöcke 170 sind voneinander durch
Quernuten 171 getrennt und in zwei Abschnitte 170a und 170b durch
eine dünne
gekrümmte
Einkerbung 172 geteilt. Der Abschnitt 170a hat
eine in etwa quer verlaufende Lamelle 173. Die Blöcke 170 enden
in Wänden 174,
die eine gekerbte Wand 256 der Nut 56 bilden.
Die Quernuten 171 haben eine Bodenwand 371 mit einem
geneigten Profil, das zu der Umfangsnut 56 hin abnimmt.
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Die
Reihe 63 von Blöcken
hat Schulterblöcke 164,
die Spiegelbilder der Blöcke 64 sind
und keine Fluchtung zu diesen aufweisen. Die Schulterblöcke 164 haben
in etwa Rechtecksform und sind voneinander durch Quernuten 165 getrennt.
Jeder Block 164 hat eine annähernd quer verlaufende Lamelle 168,
die mit einer quer verlaufenden Aussparung 169 zu dem äußeren Rand
hin fluchtet. Die Blöcke 164 sind
an einem Ende durch eine fortlaufende ringförmige Spur 166 verbunden,
die in einer fortlaufenden Wand 156 endet, welche eine
Seitenwand der Nut 56 bildet.
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Die
fortlaufende Seitenwand 156 der Nut 56 hat das
gleiche Profil (identisch und im Spiegelbild) und die gleichen Abmessungen
wie die fortlaufende Seitenwand 153 der Nut 53.
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Beispielsweise
hat bei einem Reifen 225/40 ZR 18 die Lauffläche 52 eine Breite
L von etwa 237 mm, wobei die Schulterbereiche 58 und 59 jeweils
eine Breite von etwa 73 mm haben.
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Es
wurden Muster der Reifen 1 und 51 hergestellt,
und ihre ausgezeichnete Leistung (Komfort, Laufruhe, Widerstand
gegen Aquaplaning und Verschleiß)
wurde anhand von Vergleichsversuchen mit herkömmlichen Reifen gezeigt, die
sowohl im Labor (Innenraumversuche) als auch auf Straßen und
Wegen durchgeführt
wurden.
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Die
Reifen nach der Erfindung wurden mit dem von der Anmelderin hergestellten
PZero, der gegenwärtig
von den Kraftfahrzeugherstellern als Bezugsstandard angesehen wird,
und mit äquivalenten
Reifen verglichen, die im Handel erhältliche Alternativarten von
sowohl asymmetrischen und direktionalen Reifen darstellen. Ferner
wurde der Reifen nach der vorliegenden Erfindung mit zwei im Handel
befindlichen Reifen verglichen, die von den am häufigsten verkauften ausgewählt wurden.
Der erste war ein asymmetrischer Reifen, auf den hier als C1 Bezug genommen wird, der zweite ein direktionaler
Reifen, auf den hier als C2 Bezug genommen
wird.
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Das
für die
Versuche verwendete Fahrzeug war ein Porsche Carrera 996 mit, abhängig von
der Art des auszuführenden
Versuchs, vier asymmetrischen Reifen oder alternativ mit direktionalen
Reifen an den Vorderrädern
und asymmetrischen Reifen an den Hinterrädern. Die auf die Vorderräder aufgezogenen
Reifen waren vom Typ 225/40 ZR 18, die auf die Hinterräder aufgezogenen
vom Typ 265/35 ZR 18.
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Die
Reifen wurden auf Standardfelgen aufgezogen und auf den Nennbetriebsdruck
aufgepumpt.
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Komforttest
mit vollständig
asymmetrischer Ausrüstung
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Unter
der Voraussetzung, dass die verwendeten Bewertungsskala sich von –3 bis +3
erstreckt und eine subjektive Beurteilung wiedergibt, die von den
Versuchsfahrern zum Ausdruck gebracht wird, die nacheinander alle
Ausrüstungen
auf einer Route testeten und verglichen, die hinsichtlich der Art
der Straße
(Autobahn, normale Straße,
gerade, kurvig), der Straßenoberfläche (glatt,
rau) und der Fahrgeschwindigkeit gemischt waren, stellten sich folgende
Ergebnisse ein:
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Bei
dieser Art des Tests wurde der plastische Komfort entsprechend dem
Satz von Eindrücken
bewertet, die der Versuchsfahrer bezogen auf die Kapazität des Reifens
zum Absorbieren von rauen Bereichen der Straßenoberfläche empfing.
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Bei
dieser Art des Versuchs bezeichnet "akustischer Komfort" das Geräusch, das der Versuchsfahrer innerhalb
des Fahrgastraums aufnimmt.
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Hindernistest
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Der
Versuch besteht darin, dass man den Reifen belastet mit der Nennbetriebslast
gegen ein Straßenrad
laufen lässt,
das mit einer vertikalen Drehachse montiert ist und mit einer Geschwindigkeit
im Bereich von 150 km/h bis 0 km/h dreht. Das Straßenrad trägt auf seiner
radial äußeren Fläche eine
quaderförmige
Stange mit vorgegebenen Abmessungen, die das Hindernis bildet. Der
Reifen ist an einer ortsfesten Dynamometernabe festgelegt, welche
die Reaktion (Kraft an der Nabe) misst, die das Hindernis an dem
Reifen erzeugt.
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Der
Versuch lieferte die dreidimensionalen Diagramme der Amplitude der
Kraft als Funktion der Geschwindigkeit und Frequenz. Aus diesen
Diagrammen wurden Flächen
ausgewählt,
die durch Bereiche der Geschwindigkeit und der Frequenz gekennzeichnet
werden konnten. Für
jede dieser Flächen
wurde der quadratische Mittelwert der Amplitude (ausgedrückt in kg)
berechnet, die einen Parameter bildet, der die Eigenschaften des
plastischen Komforts des Reifens vorhersagt.
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Der
Messbereich des quadratischen Mittelwerts in der Radialrichtung
des Reifens betrug 20 Hz bis 40 Hz bei einer Geschwindigkeit, die
von 120 km/h auf 10 km/h abnahm.
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Der
Messbereich des quadratischen Mittelwerts in der Longitudinalrichtung
des Reifens betrug 60 Hz bis 140 Hz bei einer Geschwindigkeit, die
von 120 km/h auf 10 km/h abnahm.
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Bei
dem Hindernistest verbesserte sich die Bewertung ausgedrückt durch
die Einschätzung
des plastischen Komforts durch den Versuchsfahrer, wenn der quadratische
Mittelwert, beispielsweise des Reifens nach der Erfindung, abnahm.
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Aquaplaning-Versuch
bei Geradeausfahrt
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Der
Versuch wurde auf einem geraden Abschnitt mit glattem Asphalt von
vorgegebener Länge
und einem Wasserfilm vorher festgelegter konstanter Tiefe ausgeführt, der
automatisch wiederhergestellt wurde, wenn das Versuchsfahrzeug durch
ihn hindurchgefahren ist. In einem ersten Schritt wurde die Geschwindigkeit (V1,
km/h) gemessen, bei der der Rei fen begann, seine Haftung zu verlieren;
in einem zweiten Schritt wurde die Geschwindigkeit (V2, km/h) gemessen,
bei der ein vollständiger
Verlust der Haftung vorlag.
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Aquaplaning-Versuch bei
Kurvenfahrt
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Der
Versuch wurde auf einem Routenabschnitt mit glattem und trockenem
Asphalt in einer Kurve mit konstantem Radius, vorgegebener Länge und
mit einem Endabschnitt durchgeführt,
auf dem ein Bereich vorgegebener Länge mit einem Wasserfilm vorgegebener
Dicke bedeckt war.
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Während des
Versuchs wurde die maximale Zentrifugalbeschleunigung und die maximale
Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend einem vollständigem Aquaplaning
gemessen. Die Tabelle zeigt die Werte für die Beschleunigung und Geschwindigkeit
ausgedrückt
als Prozentsatz, wobei der Wert für den Bezugsreifen (PZero)
in jedem Fall auf 100 gesetzt wurde.
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Geräuschversuch
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In
einer nach außen
akustisch isolierten Kammer (halb-schalltoter Raum) wurden Versuche
mit einem Porsche, wie oben spezifiziert, durchgeführt, auf
den zuerst Neureifen nach der Erfindung und dann neue Vergleichsreifen
aus dem Handel aufgezogen wurden.
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7 und 8 zeigen die Geräuschdiagramme innerhalb des
Fahrzeugs (dB(A)) als Funktion der von 180 auf 20 km/h abnehmenden
Geschwindigkeit für
einen Reifen vorne links bzw. hinten links. Insbesondere betrifft
die Kurve A einen Vergleichsreifen aus dem Handel und die Kurve
B den Reifen nach der Erfindung.
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Mit
dem gleichen Fahrzeug ausgerüstet
mit den vorher erwähnten
neuen Reifen wurden auf der Straße Geräuschversuche durchgeführt und
die Ergebnisse entsprechend der subjektiven Bewertung der Versuchsfahrer
ausgedrückt.
Die Bewertung für
die Reifen nach der Erfindung und den Vergleichsreifen aus dem Handel
war 7, wobei die Akzeptanzgrenze für Neureifen der Wert 6 ist.
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Der
Geräuschtest
auf der Straße
wurde nur für
das mit den Reifen nach der Erfindung ausgerüstete Fahrzeug in aufeinander
folgenden Intervallen zurückgelegter
Kilometer wiederholt, was zu den folgenden Ergebnissen führte:
- – Nach
3.240 km war der Geräuschpegel
6,5,
- – nach
6.840 km war der Geräuschpegel
6,
- – nach
10.800 km war der Geräuschpegel
6.
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An
diesem Punkt wurden die Reifen in die halb-schalultote Kammer zurückgebracht,
in der die durch die Kurven C von 7 und 8 gezeigten Geräuschwerte
gemessen wurden.
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Die
Daten bestätigen,
dass der Reifen nach der Erfindung trotz des Qualitätsverlusts
einen Geräuschpegel
beibehält,
der gleich der Akzeptanzschwelle für neue Reifen auch nach 10.800
km Einsatz ist.
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Während dieses
Einsatzzeitraums zeigte sich auch, dass der Verschleiß, insbesondere
an den Schultern, beträchtlich
reduziert war. Der Reifen erwies sich als praktisch frei von Anzeigen
eines frühzeitigen
und ungleichförmigen
Verschleißes,
insbesondere frei von dem "Sägezahn"-Verschleißphänomen.
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Insbesondere
wurden gleichzeitig mit den Geräuschversuchen
Messungen des Laufflächenverschleißes durchgeführt, wobei
die Ergebnisse in den beiliegenden Diagrammen (9) gezeigt sind, wo das Profil der Blöcke längs einer
axialen Folge von Mittelebenen dargestellt ist, die durch einen
Laserstrahl rekonstruiert wurden. Die in 9 gezeigten Messungen wurden nach einem
Einsatz von 10.800 km an dem 225/40 ZR 18-Reifen gemacht. Die ersten
beiden Profile beziehen sich auf die Blöcke der rechten Schulter, die
Profile 3 bis 6 beziehen sich auf die Blöcke der
zentralen Reihen und die letzten beiden Profile beziehen sich auf
die Blöcke
der linken Schulter.
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Jedes
Diagramm zeigt einen Teil der Umfangserstreckung des Reifens, wo
festgestellt wurde, dass die Verringerung der Höhe der Blöcke aufgrund des Verschleißes praktisch
gleichförmig
am Umfang jedes Blocks und bei allen Blöcken erfolgt.
