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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, im Spezielleren
ein Laufflächenprofil,
das in der Lage ist, die Festigkeit gegenüber unregelmäßigem Verschleiß und den
Fahrkomfort auf eine ausgewogene Weise zu verbessern.
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In
den letzten Jahren wurden Laufflächenprofile,
die unter relativ kleinen Winkeln in Bezug auf die Umfangsrichtung
geneigte Schrägrillen
umfassen, als geeignet für
Radialreifen für
Personenwagen, Sportwagen und dergleichen beliebt.
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In
solch einem Laufflächenprofil
besteht die Tendenz, dass Blöcke,
die zwischen den Schrägrillen
gebildet sind, schmal und in Umfangsrichtung lang sind. Infolgedessen
besteht die Tendenz, dass unregelmäßiger Verschleiß auftritt
und der Fahrkomfort schlecht ist.
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Das
Dokument EP-A-0 782 936 betrifft eine Reifenlauffläche, die
mit einer geraden Umfangsrille an dem Reifenäquator und auf jeder Seite
des Reifenäquators
mit einer geraden Umfangsrille versehen ist, von denen Schrägrillen
ausgehen, die dazwischen Blöcke
definieren, die mit Einschnitten versehen sind, die sich jeweils über die
Blöcke
von einer der benachbarten Schrägrillen
zu der anderen erstrecken und eine Neigung in Bezug auf die Umfangsrichtung
aufweisen, die der Neigung der Schrägrillen entgegengesetzt ist.
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Das
Dokument
JP 08 142
608 A betrifft eine Reifenlauffläche mit einer verbesserten
Fersen-und-Zehen-Verschleißfestigkeit,
die auf jeder Seite eines Reifenäquators
Schrägrillen
umfasst, die dazwischen Blöcke definieren,
in denen Einschnitte vorgesehen sind, die eine Neigung in Bezug
auf die Umfangsrichtung aufweisen, die der Neigung der Schrägrillen
entgegengesetzt ist.
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Das
Dokument
JP 10 264
617 A zeigt eine Reifenlauffläche ähnlich der oben stehenden,
wobei die Einschnitte in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet
sind und wobei eine gerade Umfangsrille nahe der Reifenschulter
auf jeder Seite des Reifenäquators
angeordnet ist.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen,
in dem eine Wasserableitung verbessert ist, ohne dass dies auf Kosten
der Festigkeit gegenüber
unregelmäßigem Verschleiß und des Fahrkomforts
geht.
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Dieses
Ziel wird durch einen Luftreifen gemäß Anspruch 1 der vorliegenden
Erfindung erreicht.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail in Verbindung mit
den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
abgewickelte Draufsicht eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, die ein Beispiel des Laufflächenprofils
zeigt;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht des Laufflächenabschnitts ist;
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3 eine
perspektivische Darstellung ist, die Blöcke davon zeigt; und
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4 ein
Laufflächenprofil
eines in Vergleichstests verwendeten Referenzreifens zeigt.
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In
den Zeichnungen ist ein Luftreifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Laufflächenabschnitt 2 mit
Umfangsrillen 3, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung
des Reifens erstrecken, und um den Umfang beabstandeten Schrägrillen 4 vorgesehen.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Luftreifen 1 ein Radialreifen der Größe 215/70R15
für Personenwagen.
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Die
Umfangsrillen 3 sind im Wesentlichen gerade Rillen und
umfassen eine zentrale Rille 3a, die an dem Reifenäquator C
angeordnet ist, eine axial äußere Rille 3c,
die auf jeder Seite davon angeordnet ist, und eine mittlere Rille 3b,
die zwischen der zentralen Rille 3a und der äußeren Rille 3c angeordnet
ist, wobei der Laufflächenabschnitt 2 axial
in zwei zentrale Bereiche La zwischen den mittleren Umfangsrillen 3b und
der zentralen Umfangsrille 3a, zwei mittlere Bereiche Lb
zwischen den mittleren Umfangsrillen 3b und den äußeren Umfangsrillen 3c und
zwei äußere Bereiche
Lc zwischen den äußeren Umfangsrillen 3c und
den Laufflächenkanten
E unterteilt ist.
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Um
eine stärkere
Wasserableitung in der Umgebung des Reifenäquators C bereitzustellen,
ist die zentrale Umfangsrille 3a als die breiteste Umfangsrille
gebildet.
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Die
Breiten der zentralen Umfangsrillen 3a und der äußeren Umfangsrillen 3c sind
in einem Bereich von nicht weniger als 5 mm festgelegt, um eine
gute Wasserableitung bereitzustellen. Die Breiten der mittleren Umfangsrillen 3b sind
jedoch in einem Bereich von weniger als 5 mm festgelegt, um die
Laufflächensteifigkeit zu
erhalten.
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Die
Tiefen der zentralen Umfangsrille 3a und der äußeren Umfangsrillen 3c sind
in einem Bereich von nicht weniger als 3 %, vorzugsweise nicht weniger
als 4 % der Laufflächenbreite
TW festgelegt (in diesem Beispiel etwa 5 %). Wenn die Rillentiefen
weniger als 3 % der Bodenkontaktbreite TW betragen, ist es schwierig, die
notwendige Wasserableitung zu erzielen. Die Tiefe der mittleren
Umfangsrillen 3b ist in einem Bereich von 20 bis 50 % der
Tiefe der zentralen Umfangsrillen 3a festgelegt, um zu
verhindern, dass die Laufflächensteifigkeit
abnimmt.
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Die
Laufflächenbreite
TW ist hier die maximale axiale Breite der Bodenkontaktfläche in einem
Standardzustand, in dem der Reifen auf eine Standardfelge aufgezogen
und auf eine Standardbelastung aufgepumpt und dann mit einer Standardbelastung
belastet ist. Die Standardfelge ist die „Standardfelge" gemäß JATMA,
die „Messfelge" gemäß ETRTO,
die „Designfelge" gemäß T & RA oder dergleichen.
Der Standarddruck ist der „maximale
Luftdruck" gemäß JATMA,
der „Aufpumpdruck" nach ETRTO, der
maximale in der Tabelle „Tire
Load Limits at Various Cold Inflation Pressures" (Reifenbelastungsgrenzen bei verschiedenen
kalten Aufpumpdrücken)
gemäß T & RA angegebene
Druck oder dergleichen. Im Fall von Personenwagenreifen jedoch werden
180 kPa als der Standarddruck verwendet. Die Standardbelastung ist
die „maximale
Belastbarkeit" gemäß JATMA,
die „Belastbarkeit" gemäß ETRTO,
der maximale in der oben erwähnten
Tabelle angegebene Wert gemäß T & RA oder dergleichen.
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Die
Schrägrillen 4 erstrecken
sich jeweils kontinuierlich von der Nähe des Reifenäquators
C zu einer der Laufflächenkanten
E.
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In
diesem Beispiel ist jede der Schrägrillen 4 aus einer
ersten Schrägrille 4a zwischen
der mittleren Umfangsrille 3b und der äußeren Umfangsrille 3c und
einer zweiten Schrägrille 4b zwischen
der äußeren Umfangsrille 3c und
der Laufflächenkante
E gebildet.
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Die
erste Schrägrille 4a ist
unter einem Winkel θ von
nicht mehr as 60 Grad, vorzugsweise nicht mehr als 45 Grad in Bezug
auf die Umfangsrichtung des Reifens geneigt.
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Die
erste Schrägrille 4a kann
als eine im Wesentlichen gerade Rille ausgebildet sein, in diesem
Beispiel weist sie jedoch eine gekrümmte Konfiguration auf, so
dass der Winkel θ von
dem axial inneren Ende 4a1 an der mittleren Umfangsrille 3b zu
dem axial äußeren Ende 4a2 an
der äußeren Umfangsrille 3c allmählich zunimmt.
Und der Winkel θmin
der ersten Schrägrille 4a an
dem axial inneren Ende 4a1 ist derart festgelegt, dass
er größer als
0 Grad, aber nicht größer als
30 Grad ist, vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 30 Grad liegt.
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Andererseits
ist, um die axiale Steifigkeit des äußeren Bereichs Lc zu erhöhen und
die Spurhaltigkeit zu verbessern, die zweite Schrägrille 4b unter
einem Winkel θ von
mehr als 60 Grad, vorzugsweise nicht weniger als 75 Grad, bevorzugter
80 bis 90 Grad in Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens geneigt.
In diesem Beispiel ist die zweite Schrägrille 4b in Bezug
auf die axiale Richtung umgekehrt zu der ersten Schrägrille 4a etwas
geneigt.
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Die
Breite jeder Schrägrille 4 ist
in einem Bereich von nicht weniger als 2,5 %, vorzugsweise nicht
weniger als 3,0 %, bevorzugter 3,0 bis 3,5 % der Laufflächenbreite
TW festgelegt.
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In
diesem Beispiel umfassen die zweiten Schrägrillen 4b Rillen,
deren Breite in Richtung der Laufflächenkante E allmählich zunimmt,
und Ril len, deren Breite in Richtung des Reifenäquators allmählich zunimmt, und
diese zwei Rillentypen sind abwechselnd in der Reifenumfangsrichtung
angeordnet.
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Die
ersten Schrägrillen 4a umfassen
breite Rillen und schmale Rillen, die abwechselnd in der Reifenumfangsrichtung
angeordnet sind, und die Breite sowohl der breiten wie auch der
schmalen Rillen 4a ist in Richtung der äußeren Umfangsrillen 3c erhöht.
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Was
die Tiefe der Schrägrillen 4 betrifft,
so weist, wie in 2 und 3 gezeigt,
die erste Schrägrille 4a in
diesem Beispiel einen tiefen Teil 6 mit im Wesentlichen
der gleichen Tiefe wie die zentrale Umfangsrille 3a und
einen flachen Teil 7 mit einer geringeren Tiefe als die
zentrale Umfangsrille 3a auf.
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Der
flache Teil 7 erstreckt sich von dem inneren Ende 4a1 der
ersten Schrägrille 4a über eine
Länge von
15 bis 50 %, vorzugsweise 30 bis 50 % der Länge der ersten Schrägrille 4a.
Der tiefe Teil 6 ist definiert als der Rest an der axialen
Außenseite
davon. In dem flachen Teil 7 nimmt die Tiefe von dem inneren
Ende 4a1 zu dem tiefen Teil 6 allmählich zu.
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Die
oben erwähnten
zentralen Bereiche La bilden jeweils eine in Umfangsrichtung kontinuierliche
Rippe 9. Die mittleren Bereiche Lb bilden jeweils eine
Umfangsreihe von langen und schmalen Blöcken 5 mit einer im
Wesentlichen Parallelogrammform. Auch die äußeren Bereiche Lc bilden jeweils
eine Umfangsreihe von Blöcken 10 mit
einer im Wesentlichen rechteckigen Form.
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Die
langen und schmalen Blöcke 5 sind
derart ausgebildet, dass das Verhältnis (B/A) der Länge B der schrägen Kante 11 des
Blocks entlang jeder von den benachbarten Schrägrillen 4 zu der Länge A der
Umfangskante 10 des Blocks entlang der mittleren Umfangsrille 3b in
einem Winkel von nicht weniger als 1,5, vorzugsweise nicht weniger
als 2,0 festgelegt ist.
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Es
besteht die Tendenz, dass ein Block mit solch einer langen schrägen Kante 11 eine
schlechte Festigkeit gegenüber
unregelmäßigem Verschleiß, eine/n
schlechte/n Hüllwirkung
oder Fahrkomfort aufweist. In der vorliegenden Erfindung ist daher
jeder Block 5, wie in 4 zu sehen,
mit mindestens zwei Einschnitten S versehen, die sich jeweils durch
diesen hindurch von einer der benachbarten ersten Schrägrillen 4a zu
der anderen erstrecken, während
sie umgekehrt zu den ersten Schrägrillen 4a geneigt
sind.
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Die
Einschnitte S sind als ein Schnitt oder eine sehr schmale Rille
mit einer Breite von 0,6 bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,6 bis 1,5 mm,
bevorzugter 0,6 bis 1,0 mm definiert.
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Es
wird bevorzugt, dass die Einschnitte S unter einem Winkel von nicht
mehr als 60 Grad, bevorzugter 30 bis 45 Grad in Bezug auf die Umfangsrichtung
des Reifens geneigt sind. Infolgedessen ist der Block 5 in mindestens
drei Blockteile unterteilt: einen axial innersten Blockteil 5a,
einen axial äußersten
Blockteil 5c und mindestens einen mittleren Blockteil 5b dazwischen.
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Was
die Tiefe der Einschnitte betrifft, so wird bevorzugt, die Tiefe
von dem axial innersten Einschnitt zu dem axial äußersten Einschnitt allmählich zu
erhöhen,
das heißt,
der axial innere Einschnitt ist flacher als der axial äußere Einschnitt.
In diesem Beispiel sind zwei Einschnitte S1 und S2 vorgesehen und
die Tiefe D1 des axial inneren Einschnitts S1 ist geringer als die
Tiefe D2 des axial äußeren Einschnitts
S2.
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Die
Tiefe D1 des axial innersten Einschnitts S1 ist in einem Bereich
von 10 bis 30 %, bevorzugter 20 bis 25 % der Tiefe des tiefen Teils 6 der
ersten Schrägrille 4a festgelegt.
Die Tiefe D2 des axial äußersten
Einschnitts S2 ist in einem Bereich von 20 bis 40 %, vorzugsweise
30 bis 40 % der Tiefe des tiefen Teils 6 festgelegt.
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Des
Weiteren sind die Größen der
Blockteile 5a, 5b und 5c von der axialen
Innenseite zu der Außenseite
allmählich
erhöht,
sodass die Flächen
As1, As2 und As3 der oberen Oberflächen der Blockteile 5a, 5b bzw. 5c axial
nach außen
allmählich
zunehmen, und zwar As1 < As2 < As3.
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Es
wird bevorzugt, dass die Fläche
As1 des axial innersten Blockteils 5a in einem Bereich
von 25 bis 80 %, bevorzugter 30 bis 50 % der breitesten Fläche As3
des axial äußersten
Blockteils 5c liegt.
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Der
Durchmesser des Reifens besitzt ein Maximum an dem Reifenäquator C
und nimmt in Richtung der Laufflächenkanten
E ab. Die Änderungs- oder Abnahmerate
ist relativ klein in der Nähe
des Reifenäquators C.
Daher ist der Schlupf auf der Straßenoberfläche während des Fahrens in dem inneren
Blockteil 5a kleiner als in dem äußeren Blockteil 5c.
Demgemäß konzentriert
sich ein unregelmäßiger Verschleiß nicht
auf den inneren Blockteil 5a, selbst wenn die Fläche As1
des inneren Blockteils 5a verringert ist. Im Speziellen
kann, da die erste Schrägrille 4a mit
dem flachen Teil 7 versehen ist, selbst wenn die Fläche As1
relativ verringert ist, eine übermäßige Abnahme
der Steifigkeit vermieden werden und die resultierende Verschlechterung
der Spurhaltigkeit wird wirksam verhindert.
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In
diesem Beispiel sind, wie in 1 gezeigt,
der Einschnitt S1 in einem Block 5 und der Einschnitt S2 an
einem nächsten
Block 5 und ferner ein an einem der axial äußeren Blöcke 10 vorgesehener
Einschnitt entlang einer leicht gekrümmten Linie ausgerichtet, die
sich axial nach außen
von der mittleren Umfangsrille über die
Laufflächenkante
E hinaus über
die ersten Schrägrillen 4a und
die äußere Umfangsrille 3c erstreckt.
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Des
Weiteren sind, wie in 3 gezeigt, die Umfangsenden 5i, 5o eines
jeden Blocks 5, die in den Ecken zwischen den Umfangsrillen 3b, 3c und
ersten Schrägrillen 4a gebildet
sind, durch eine im Wesentlichen dreieckige Schräge 13 abgeschrägt, um spitze
Enden P zu beseitigen. Vorzugsweise erstreckt sich die Schräge 13 von
der Bodenkontaktoberfläche
des Blocks 5 zu einer Tiefe (h) von 10 bis 30 %, vorzugsweise 10
bis 20 % der maximalen Höhe
H des Blocks 5. Daher wird unregelmäßiger Verschleiß und ein
Abriss des Blocks verhindert und ein Stoßgeräusch wird weiter reduziert.
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Die
oben erwähnten
Rippen 9 können
mit Einschnitten S3 oder Schnitten versehen sein, um die Steifigkeit
anzupassen.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel sind die Anordnung und Neigungen
der Schrägrillen
und Einschnitte zwischen einer Seite des Reifenäquators und der anderen Seite
umgedreht. Allgemein gesprochen ist das Laufflächenprofil axial symmetrisch.
Daher ist das Laufflächenprofil
laufrichtungsunabhängig.
Bei der Erfindung ist es jedoch auch möglich, ein laufrichtungsabhängiges Laufflächenprofil
vorzusehen. Zum Beispiel kann ein laufrichtungsabhängiges Laufflächenprofil
gebildet werden, indem die Anordnung und Neigungen der Schrägrillen
und Einschnitte auf einer Seite des Reifenäquators gleich wie jene auf
der anderen Seite hergestellt werden. In jedem Fall kann, falls
erforderlich, ein Verfahren mit variablen Abständen beim Anordnen der Schrägrillen
und Einschnitte gewählt
werden. Des Weiteren kann eine Phasenverschiebung zwischen einer Seite
des Reifenäquators
und der anderen Seite vorgesehen sein.
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In
dem Fall von Personenwagenreifen wird bevorzugt, dass der Block 5 in
drei Teile wie oben erklärt unterteilt
ist. Der Block 5 kann jedoch in mehr als drei, beispielsweise
vier oder fünf
Blockteile unterteilt sein.
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Vergleichstests
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Radialreifen
der Größe 215/70R15
für Personenwagen
wurden hergestellt und auf Nassleistung, Geräuschverhalten, Fahrkomfort,
Verschleißfestigkeit
und Spurhaltigkeit getestet.
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Alle
Testreifen wiesen dieselbe Struktur auf, mit Ausnahme der Laufflächenprofile,
wobei die Karkasse aus einer einzigen Lage von radial unter 88 Grad
in Bezug auf den Reifenäquator
angeordneten Polyesterkorden zusammengesetzt war und der die Lauffläche verstärkende Gürtel aus
zwei gekreuzten Lagen von Stahlkorden zusammengesetzt war.
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Die
Beispielreifen 1–8
wiesen das in 1 gezeigte Laufflächenprofil
auf, wobei das Verhältnis
B/A in einem Bereich von etwa 1,8 bis 2,2 festgelegt war.
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Der
Referenzreifen 1 wies das in 4 gezeigte
Laufflächenprofil
auf.
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Der
Referenzreifen 2 wies das in 1 gezeigte
Laufflächenprofil,
jedoch ohne die Einschnitte auf.
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Nassleistungstest
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Ein
Testwagen (japanischer 2000 cm3-Personenwagen)
wurde auf einer nassen Asphaltstraße, die mit einer 10 mm tiefen,
20 m langen Wasserpfütze
versehen war, entlang eines 100 Meter-Radius gefahren und die seitliche
Beschleunigung (seitliches G) wurde, um das mittlere seitliche G
zu erhalten, an den Vorderrädern in
einem Geschwindigkeitsbereich von 50 bis 80 km/h gemessen. Die Testergebnisse
sind in Tabelle 1 gezeigt, wobei die Ergebnisse durch einen Index
angegeben sind, der darauf basiert, dass er für den Referenzreifen 1 100
beträgt.
Je größer der
Index, desto höher
ist die Resistenz gegenüber
Aquaplaning.
Radfelgengröße: 6 1/2 × 15
Innendruck:
180 kPa
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Geräuschtest
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Während des
Fahrens des Testwagens auf einer ebenen Asphaltstraße mit einer
Geschwindigkeit von 60 km/h bewertete der Testfahrer das Profilgeräusch. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 durch einen Index angegeben, der darauf
basiert, dass er für
den Referenzreifen 1 100 beträgt.
Je kleiner der Index, desto besser ist das Profilgeräusch.
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Fahrkomforttest
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Während des
Fahren des Testwagens auf trockenen, unebenen Straßen (Asphaltstraße, Schotterstraße, Kopfsteinpflasterstraße) bewertete
der Testfahrer Härte,
Schub nach oben und Dämpfung.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 durch einen Index angegeben, der
darauf basiert, dass er für
den Referenzreifen 1 100 beträgt.
Je größer der
Index, desto besser ist der Fahrkomfort.
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Verschleißfestigkeitstest
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Während des
Fahrens des Testwagens auf einer Teststrecke mit einer Geschwindigkeit
von 100 km/h wurde viermal pro 3 km mit 0,45 G gebremst. Wenn die
gefahrene Strecke 500 km erreicht hatte, wurde die Differenz zwischen
dem maximalen Verschleiß an
den Umfangsenden von Block 5 und dem minimalen Verschleiß in der
Umfangsmitte davon gemessen. In Tabelle 1 ist der Kehrwert der Differenz
durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass er für den Referenzreifen
1 100 beträgt.
Je größer der
Index, desto besser ist die Verschleißfestigkeit.
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Spurhaltigkeitstest
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Während des
Fahrens des Testwagens auf einer trockenen Asphaltstraße auf einer
Teststrecke bewertete der Testfahrer das Lenkansprechen beim Kurvenfahren,
die maximale Kurvenfahrgeschwindigkeit und das Verhalten bei der
maximalen Kurvenfahrgeschwindigkeit. Die Ergebnisse sind in Tabelle
1 durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass er für den Referenzreifen
1 100 beträgt.
Je größer der
Index, desto besser ist die Spurhaltigkeit.
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- *1) Der Winkel änderte
sich kontinuierlich von dem inneren Ende zu dem äußeren Ende. Der Winkel an dem inneren
Ende und der Winkel an dem äußeren Ende
sind gezeigt.
