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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reifen zur Verwendung bei
allgemeinen Fahrzeugen, insbesondere Lastwagen, Bussen und modernen
Stadtverkehrsfahrzeugen, wie Einschienenwagen, Untergrundzügen mit
Gummireifen, und dergleichen. Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen
Reifen mit niedrigem Geräuschpegel, bei dem von dem Reifen erzeugte
Vorbeifahrgeräusche und Beschleunigungsgeräusche vermindert sind, um das
diese Geräuscharten enthaltende Fahrzeug-Außengeräusch zu reduzieren, und
gleichzeitig die Abnutzungsfestigkeit, wie gewünscht, auf einem hohen
Niveau gehalten wird.
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In der letzten Zeit wurde den Geräuschen, die von Fahrzeugen
ausgesandt werden, unter verschiedenen Reifenfaktoren, die die soziale
Umwelt beeinflussen, großes Interesse entgegengebracht, und zusätzlich zu
dem Wunsch nach einer wirtschaftlichen Verbesserung der Reifen, die eine
grundlegende Anforderung ist, hat der Wunsch nach einer Reduzierung des von
den Reifen selbst erzeugten Geräusches zugenommen. Ein solcher Wunsch nach
einer Reduzierung des Geräusches besteht nicht nur für Reifen von Wagen,
die auf allgemeinen Straßen fahren, sondern auch für Reifen von
Einschienenwagen, Untergrundzügen und anderen modernen
Stadtverkehrsfahrzeugen.
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Bisher wurde das Geräusch, das von dem Reifen außerhalb eines
Testfahrzeugs erzeugt wurde (Fahrzeug-Außengeräusch) gewöhnlich in dem
Zustand gemessen, in dem das Fahrzeug driften gelassen wird, nachdem die
Kupplung des Fahrzeugs ausgekuppelt wurde. Ein Mikrofon wurde bei einer
Position, die 7,5 m von der Fahrbahn des zu testenden Reifens entfernt war,
fest angebracht, und das Geräusch wurde gemessen, wenn das Fahrzeug an
dieser Position vorbeifuhr. Die Größe des Vorbeifahrgeräusches wurde
aufgrund der gemessenen Ergebnisse beurteilt. Da heute jedoch angenommen
wird, daß das Vorbeifahrgeräusch nicht ausreicht, um das tatsächliche
Fahrzeuggeräusch wiederzugeben, wurde der Schluß gezogen, daß eine
Kombination des Beschleunigungsgeräusches und des Vorbeifahrgeräusches
betrachtet werden muß, um das tatsächliche Fahrzeuggeräusch zu beurteilen.
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Um bei der Reduzierung des Reifengeräusches das Vorbeifahrgeräusch
zu vermindern, wurde vorgeschlagen, die in den Laufflächen gebildeten
Rillen zu modifizieren, oder die Konfiguration der Laufflächen zu ändern.
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Außerdem wurde beispielsweise in EP-A-0 370 724 und in der
ausgelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2-225106 ein Reifen gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben, dessen Lauffläche aus einer
üblichen Deckgummischicht und einer Basisschicht aus einem Schaumgummi mit
einem niedrigen Elastizitätsmodul und einem hohen Verlustwinkel-Tangens
besteht, um die Abnutzungsfestigkeit aufrechtzuerhalten und den Vibrations-
Fahrkomfort zu verbessern, obwohl ein solcher Reifen nicht darauf abzielt,
das Fahrzeug-Außengeräusch unmittelbar zu reduzieren.
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Weiterhin wurde in der ausgelegten japanischen Patentanmeldung Nr.
2-60803 ein Reifen beschrieben, der ausgelegt ist, um das in einem Fahrzeug
beim Fahren auf einer schlechten Straße durch Vibrationen hervorgerufene
Geräusch zu reduzieren, ohne das Kurvenverhalten zu verschlechtern, obwohl
ein solcher Reifen ebenfalls nicht darauf abzielt, das Fahrzeug-
Außengeräusch unmittelbar zu reduzieren. Der beschriebene Reifen hat eine
Lauffläche, die eine Deckschicht und eine innere Schicht umfaßt. Die
Deckschicht besteht aus einem üblichen Gummi, der eine große Härte und
einen hohen Elastizitätsmodul hat, und die innere Schicht besteht aus dem
gleichen Gummi wie die Deckschicht, jedoch gemischt mit 3 bis 10
Volumenprozent Partikeln mit einer kleinen Härte aus vulkanisiertem Gummi,
um einen niedrigen Elastizitätsmodul und einen niedrigen Verlustwinkel-
Tangens zu erhalten.
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Unter den oben beschriebenen Vorschlägen ist bei den modifizierten
Rillen in den Laufflächen oder den modifizierten Laufflächen die
Abnutzungsfestigkeit unvermeidlich vermindert, und eine weitere Reduzierung
des Beschleunigungsgeräusches ist kaum möglich, obwohl das
Vorbeifahrgeräusch reduziert werden kann.
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Die in den ausgelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 2-225106 und
Nr. 2-60803 beschriebenen Techniken lassen auf eine Reduzierung des
Fahrzeug-Außengeräusches schließen. Bei dem in der ausgelegten japanischen
Patentanmeldung Nr. 2-225106 beschriebenen Reifen ist jedoch nach den
Ergebnissen der von den Anmeldern der vorliegenden Erfindung durchgeführten
Versuche das Beschleunigungsgeräusch eher erhöht, und obwohl die
Abnutzungsfestigkeit und der Vibrations-Fahrkomfort gleichzeitig verbessert
werden können und das Vorbeifahrgeräusch vermindert werden kann, wird das
Beschleunigungsgeräusch größer.
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Bei dem in der ausgelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2-60803
beschriebenen Reifen nimmt außerdem das Vorbeifahrgeräusch bei dem
Fahrzeug-Außengeräusch wesentlich zu, obwohl das Beschleunigungsgeräusch
reduziert werden kann.
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Bei einem Versuch wurden Reifen hergestellt, bei denen die
Deckschicht der Lauffläche aus Gummi bestand, der innerhalb eines Bereichs,
der aufgrund der Beschreibungen der obigen zwei japanischen Anmeldungen
abgeschätzt wurde, einen niedrigen Elastizitätsmodul und einen hohen
Verlustwinkel-Tangens hatte, und diese Reifen wurden getestet. Dabei ergab
sich, daß das Vorbeifahrgeräusch und das Beschleunigungsgeräusch reduziert
waren, aber die Abnutzungsfestigkeit so stark vermindert war, daß die
Reifen praktisch nicht verwendet werden konnten.
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Beim Messen des Vorbeifahrgeräusches und des
Beschleunigungsgeräusches gemäß der vorliegenden Erfindung wurde ein
Mikrofon so neben einem Reifen angeordnet, daß nur das von dem Reifen
erzeugte Geräusch gemessen wurde, um den Einfluß des Hintergrundgeräusches
so weit wie möglich auszuschließen. Diese Anordnung ist verschieden von der
herkömmlichen Messung, bei der ein Mikrofon bei einer von dem Fahrzeug
entfernt gelegenen Position angeordnet wird, wie dies oben beschrieben
wurde.
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Aus der obigen Erklärung kann geschlossen werden, daß es nach dem
Stand der Technik keine Technik gibt, bei der das Vorbeifahrgeräusch und
das Beschleunigungsgeräusch gleichzeitig reduziert werden können, ohne die
Abnutzungsfestigkeit des Reifens zu vermindern.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Reifen mit niedrigem
Geräuschpegel vorzuschlagen, bei dem die Rillen und die Form der Lauffläche
ihre beste Konfiguration ohne Modifikation beibehalten können, wobei die
Rillen und die Form der Lauffläche die Leistungsmerkmale des Reifens, wie
beispielsweise die Abnutzungsfestigkeit, wesentlich beeinflussen, während
gleichzeitig sowohl das Vorbeifahrgeräusch, als auch das
Beschleunigungsgeräusch vermindert werden, was nach dem Stand der Technik
unvereinbar miteinander war, wie dies oben beschrieben wurde, weil dann,
wenn das eine Geräusch vermindert wurde, das andere Geräusch zunahm, und
weiterhin die starke Reduzierung der Abnutzungsfestigkeit verhindert wird,
die sich leicht ergibt, wenn das Vorbeifahrgeräusch und das
Beschleunigungsgeräusch gleichzeitig reduziert werden.
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Mit anderen Worten, das Ziel der Erfindung ist, einen Reifen mit
niedrigem Geräuschpegel zu verwirklichen, bei dem die Abnutzungsfestigkeit,
die von grundlegender Bedeutung für den Reifen ist, aufrechterhalten oder
verbessert werden kann, und gleichzeitig das Vorbeifahrgeräusch und das
Beschleunigungsgeräusch in dB (A) reduziert werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Reifen mit niedrigem
Geräuschpegel vorgeschlagen, mit einer Karkasse, die aus mindestens einer
Lage besteht, die sich toroidförmig zwischen zwei Wulstkernen erstreckt,
und einer Lauffläche, die radial außerhalb der Karkasse angeordnet ist und
aus einer äußeren Deckgummischicht und einer inneren Basisgummischicht
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem Gummi
besteht, der einen dynamischen Speichermodul von nicht weniger als 10 MPa
(1,0 × 10&sup8; dyn/cm²) und nicht mehr als 20 MPa (2,0 × 10&sup8; dyn/cm²), und
einen Verlustwinkel-Tangens von nicht weniger als 0,15 und nicht mehr als
0,35 hat, und die Basisschicht aus einem Gummi besteht, der einen
dynamischen Speichermodul von nicht weniger als 12 MPa (1,2 × 10&sup8; dyn/cm²)
und nicht mehr als 22 MPa (2,2 × 10&sup8; dyn/cm²), und ein Schäumverhältnis von
nicht weniger als 5% und nicht mehr als 50% hat.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist die maximale Breite der
Basisschicht in ihrer axialen Breitenrichtung vorzugsweise mindestens
gleich der gesamten Breite der Lauffläche des Reifens.
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Der Reifen mit niedrigem Geräuschpegel, der die obigen
erfindungsgemäßen Merkmale hat, kann die Abnutzungsfestigkeit verbessern
oder auf einem hohen Niveau halten, was für jeden Reifen wesentlich ist,
und gleichzeitig sowohl das Vorbeifahrgeräusch, als auch das
Beschleunigungsgeräusch auf ein gewünschtes Niveau vermindern, was nach dem
Stand der Technik nicht erreicht werden konnte.
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Die Erfindung wird nun nur mittels eines Beispiels weiter
beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, die
Folgendes darstellt:
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Die Figur 1 ist ein Schnitt gemäß einer die Drehachse des Reifens
enthaltenden, radialen Ebene, der die auf der linken Seite der Äquatorebene
gelegene Hälfte eines erfindungsgemäßen Reifens veranschaulicht.
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Die in der Figur 1 wiedergegebene Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Reifens mit niedrigem Geräuschpegel ist in einem Schnitt
gemäß einer die Drehachse des Reifens enthaltenden, radialen Ebene als die
auf der linken Seite der Äquatorebene X-X gelegene Hälfte des Reifens
veranschaulicht. Der Reifen 1 mit niedrigem Geräuschpegel weist eine
Lauffläche 2 auf, die aus einer Basisgummischicht Lb und einer
Deckgummischicht Lc besteht. Die Lauffläche hat eine Laufflächenbreite TW.
Eine radiale Karkasse 3 erstreckt sich toroidförmig zwischen zwei
Wulstkernen 6, von denen jeder durch einen Versteifungsgummi 7 und einen
Wulstschutzstreifen 8 verstärkt ist. Ein Seitengummi 5 erstreckt sich
zwischen den Wulstbereichen und der Lauffläche 2. Die Lauffläche 2 weist
Umfangsrillen 9 auf.
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Der Gummi der Deckschicht Lc hat einen dynamischen Speichermodul
(E'c) von nicht weniger als 10 MPa (1,0 × 10&sup8; dyn/cm²) und nicht mehr als
20 MPa (2,0 × 10&sup8; dyn/cm²), und einen Verlustwinkel-Tangens (tan δc) von
nicht weniger als 0,15 und nicht mehr als 0,35. Andererseits hat der Gummi
der Basisschicht Lb einen dynamischen Speichermodul (E'b) von nicht weniger
als 12 MPa (1,2 × 10&sup8; dyn/cm²) und nicht mehr als 22 MPa (2,2 × 10&sup8;
dyn/cm²). Die obigen Werte des dynamischen Speichermoduls und des
Verlustwinkel-Tangens sind Werte, die mit einem viskoelastischen
Spektrometer unter den folgenden Bedingungen bestimmt wurden:
Lufttemperatur 25ºC, Frequenz 52 Hz, Anfangsdehnung 5%, und dynamische
Dehnung 1,0%. Die weiter unten angegebenen Werte wurden auf die gleiche
Weise bestimmt.
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Die gesamte Basisschicht Lb besteht vorzugsweise aus einem
Schaumgummi, dessen Schäumverhältnis innerhalb des Bereichs von 5% bis 50%,
vorzugsweise 10% bis 40% liegt. Das hier benutzte Schäumverhältnis ist
definiert durch den Ausdruck [{( o- s)/( i- s)}-1], wobei o (g/cm³) die
Dichte des Schaumgummis in der festen Phase, s (g/cm³) die Dichte des
Gases in den Lunkern des Schaumgummis, und i (g/cm³) die Dichte des
Schaumgummis ist.
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Die maximale Breite w der Basisschicht Lb ist vorzugsweise mindestens
gleich der Breite TW der Lauffläche 2. Der Volumenanteil der Basisschicht
Lb bezüglich der ganzen Lauffläche beträgt vorzugsweise 20% bis 70%, noch
besser 25% bis 65%.
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Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Versuche
mit Reifen durchgeführt, von denen jeder eine aus zwei Schichten, nämlich
einer Deckschicht und einer Basisschicht, bestehende Lauffläche hatte, und
die Auswirkung von physikalischen Eigenschaften, wie der dynamische
Speichermodul (E'c) und der Verlustwinkel-Tangens (tan δc) des Gummis der
Deckschicht und der dynamische Speichermodul (E'b) des Gummis der
Basisschicht, auf das Vorbeifahrgeräusch, das Beschleunigungsgeräusch, und
die Abnutzung der Lauffläche untersucht.
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Gemäß den Versuchsergebnissen war dann, wenn der Gummi der
Deckschicht einen hohen dynamischen Speichermodul und einen hohen
Verlustwinkel-Tangens hatte, das Beschleunigungsgeräusch voll reduziert und
es wurde eine gute Abnutzungsfestigkeit erhalten, während das
Vorbeifahrgeräusch nicht voll reduziert war. Wenn andererseits der Gummi
der Deckschicht einen hohen dynamischen Speichermodul und einen niedrigen
Verlustwinkel-Tangens hatte, ergab sich eine gute Abnutzungsfestigkeit,
während das Vorbeifahrgeräusch und das Beschleunigungsgeräusch nicht voll
reduziert waren. Wenn der Gummi der Deckschicht jedoch einen niedrigen
dynamischen Speichermodul und einen hohen Verlustwinkel-Tangens hatte,
waren das Vorbeifahrgeräusch und das Beschleunigungsgeräusch voll
reduziert, während die Abnutzungsfestigkeit schlecht war. Wenn andererseits
der Gummi der Deckschicht einen niedrigen dynamischen Speichermodul und
einen niedrigen Verlustwinkel-Tangens hatte, war das Vorbeifahrgeräusch
voll reduziert, während das Beschleunigungsgeräusch nicht voll reduziert
war und die Abnutzungsfestigkeit schlecht war. Wenn jedoch der Gummi der
Basisschicht einen hohen dynamischen Speichermodul hatte, war das
Beschleunigungsgeräusch voll reduziert, und es wurde eine gute
Abnutzungsfestigkeit erhalten, während das Vorbeifahrgeräusch nicht voll
reduziert war. Wenn andererseits der Gummi der Basisschicht einen niedrigen
dynamischen Speichermodul hatte, war das Vorbeifahrgeräusch voll reduziert,
während das Beschleunigungsgeräusch nicht voll reduziert war und die
Abnutzungsfestigkeit schlecht war.
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Die Anmelder der vorliegenden Erfindung überprüften diese
Versuchsergebnisse und kamen zu dem Schluß, daß es durch Kombination der
in der Tabelle 1 wiedergegebenen Gummischichten unmöglich ist, die
Abnutzungsfestigkeit aufrechtzuerhalten, während das Vorbeifahrgeräusch und
das Beschleunigungsgeräusch gleichzeitig reduziert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung besteht eine grundlegende Forderung
darin, die hohe Abnutzungsfestigkeit des Reifens aufrechtzuerhalten, wie
dies oben beschrieben wurde. Aus den obigen Versuchsergebnissen ist
ersichtlich, daß zu diesem Zweck der dynamische Speichermodul des Gummis
der Deckschicht und der dynamische Speichermodul des Gummis der
Basisschicht über vorgegebenen Werten gehalten werden müssen. Wenn jedoch
der dynamische Speichermodul beider Schichten höher ist, wird der Pegel des
Vorbeifahrgeräusches höher, wodurch es unmöglich wird, das Ziel der
Erfindung zu erreichen.
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Um das Ziel der Erfindung zu erreichen, wird zur Sicherstellung der
Abnutzungsfestigkeit der dynamische Speichermodul (E'c) des Gummis der
Deckschicht auf einen hohen Wert eingestellt, außerdem der Verlustwinkel-
Tangens (tan δc) des Gummis auf ein ein wenig höheres Niveau eingestellt,
und weiterhin der dynamische Speichermodul (E'b) des Gummis der
Basisschicht auf einen ein wenig höheren Wert als der Wert von E'c der
Deckschicht eingestellt, während die Basisschicht aus einem Schaumgummi,
dessen Lunker fein verteilt sind, verwirklicht wird. Dadurch wird das
Problem des starken Driftgeräusches gelöst. Mit anderen Worten, obwohl der
Gummi der Basisschicht einen hohen dynamischen Speichermodul hat, kann die
Vibrationsenergie oder Geräuschenergie dadurch beträchtlich reduziert
werden, daß die Vibrationsenergie, die beim Rollen des Reifens in dem
Laufflächengummi erzeugt wird, in den Lunkern der Basisschicht absorbiert
wird.
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Auf diese Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Reifen sowohl das
Vorbeifahrgeräusch, als auch das Beschleunigungsgeräusch vermindert werden,
und die Abnutzungsfestigkeit der Lauffläche des Reifens aufrechterhalten
oder verbessert werden.
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Für den dynamischen Speichermodul (E'c) des Gummis der Deckschicht
ist gemäß der Erfindung ein Wert von nicht weniger als 10 MPa (1,0 ×
10&sup8;
dyn/cm²) und nicht weniger als 20 MPa (2,0 × 10&sup8; dyn/cm²) spezifiziert. Wenn
nämlich (E'c) kleiner als 10 MPa (1,0 × 10&sup8; dyn/cm²) ist, kann die
erforderliche Abnutzungsfestigkeit nicht erreicht werden, und wenn (E'c)
größer als 20 MPa (2,0 × 10&sup8; dyn/cm²) ist, übersteigt das
Vorbeifahrgeräusch einen erwarteten Pegel. Vorzugsweise gilt: 10,5 MPa
(1,05 × 10&sup8;) ≤ E'c ≤ 19 MPa (1,90 × 10&sup8; dyn/cm²), 0,16 ≤ tan δc ≤ 0,33, und
12,5 MPa (1,25 × 10&sup8;) ≤ E'b 21 MPa (2,10 × 10&sup8; dyn/cm²).
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Außerdem ist gemäß der Erfindung für den Verlustwinkel-Tangens (tan
δc) des Gummis der Deckschicht ein Wert von nicht weniger als 0,15 und
nicht mehr als 0,35 spezifiziert. Wenn nämlich der (tan δc) kleiner als
0,15 ist, wird das Beschleunigungsgeräusch stärker, und wenn der (tan δc)
0,35 übersteigt, nimmt die in der Lauffläche erzeugte Wärmemenge zu,
wodurch die Wärmeablösungsfestigkeit der Lauffläche vermindert wird.
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Andererseits ist gemäß der Erfindung für den dynamischen
Speichermodul (E'b) des Gummis der Basisschicht ein Wert von nicht weniger
als 12 MPa (1,2 × 10&sup8; dyn/cm²) und nicht mehr als 22 MPa (2,2 × 10&sup8;
dyn/cm²) spezifiziert. Wenn nämlich (E'b) kleiner als 12 MPa (1,2 × 10&sup8;
dyn/cm²) ist, wird das Beschleunigungsgeräusch stark, und wenn (E'b) größer
als 22 MPa (2,2 × 10&sup8; dyn/cm²) ist, übersteigt das Vorbeifahrgeräusch einen
erwarteten Pegel, selbst wenn der gemäß der vorliegenden Erfindung
spezifizierte Schaumgummi verwendet wird.
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Weiterhin ist gemäß der Erfindung für das Schäumverhältnis des
Schaumgummis der Basisschicht ein Wert von nicht weniger als 5% und nicht
mehr als 50% spezifiziert. Wenn nämlich das Schäumverhältnis kleiner als
5% ist, kann der Schaumgummi die als Geräusch nach außen ausgesandte
Vibrationsenergie nicht in genügender Weise absorbieren, so daß das
Vorbeifahrgeräusch nicht bis auf den gewünschten Pegel reduziert werden
kann, und wenn das Schäumverhältnis größer als 50% ist, ist die
Abnutzungsfestigkeit vermindert, wodurch es unmöglich wird, das Ziel der
Erfindung zu erreichen.
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Außerdem ist die maximale Breite w der aus dem Schaumgummi
bestehenden Basisschicht vorzugsweise mindestens gleich der Breite TW der
Lauffläche, weil dann, wenn die Breite der Basisschicht kleiner als TW ist,
die geräuschvermindernde Wirkung reduziert ist, und der erwartete niedrige
Geräuschpegel nicht erreicht werden kann. Außerdem beträgt der
Volumenanteil der Basisschicht bezüglich der ganzen Lauffläche vorzugsweise
20% bis 70%, weil dann, wenn der Volumenanteil kleiner als 20% ist, die
Absorption der Geräuschenergie ungenügend wird, und wenn der Volumenanteil
größer als 70% ist, die erwartete Abnutzungs-Nutzlebensdauer infolge des
freigelegten Schaumgummis nicht erreicht werden kann, obwohl die
verbleibenden Laufflächenrillen eine genügende Tiefe haben, um die
Verwendung des Reifens zuzulassen.
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Die grundlegenden Bauweisen in der Breitenrichtung der tatsächlich
hergestellten, erfindungsgemäßen Reifen der Beispiele 1 und 2 werden nun
erklärt, wobei wieder auf die Figur 1 Bezug genommen wird. Die Reifen
beider Beispiele haben die für Lastwagen und Busse bestimmte Reifengröße
10.00R20, und die grundlegende Bauweise ist die gleiche, mit Ausnahme des
Gummis der Deckschicht und der Basisschicht der Lauffläche.
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Der in der Figur 1 wiedergegebene Reifen 1 mit niedrigem
Geräuschpegel weist eine aus einer Lage bestehende, radiale Karkasse 3 auf,
die durch Stahlcordfäden verstärkt ist und sich toroidförmig zwischen zwei
Wulstkernen 6 (nur ein Wulstkern in der Figur 1 wiedergegeben) erstreckt,
und einen aus drei Schichten bestehenden Gürtel 4 auf, der durch
Stahlcordfäden verstärkt ist und radial außerhalb der radialen Karkasse 3
angeordnet ist. Bei jedem der Wulstbereiche ist ein Versteifungsgummi 7 und
ein Wulstschutzstreifen 8 als Verstärkung angeordnet. Eine
Seitengummischicht 5 erstreckt sich von jedem der Ränder der Lauffläche 2
radial nach innen bis zu einem Wulstbereich. Die Stahlcordfäden von
mindestens zwei aneinandergrenzenden Schichten des Gürtels 4 überkreuzen
sich vorzugsweise, und die Stahlcordfäden sind vorzugsweise unter einem
Winkel von 20º bis 40º relativ zu der Äquatorebene X-X des Reifens
angeordnet (der Winkel beträgt 30º bei diesen Beispielen).
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Die Lauffläche 2 besteht aus Gummi einer äußeren Deckschicht Lc und
einer inneren Basisschicht Lb. Die Breite TW der Lauffläche war 195 mm,
während die Breite w der Basisschicht 230 mm war. Wenn der Reifen 1 auf
einer normalen Felge montiert wurde und bis auf den Standard-Innendruck
aufgeblasen wurde, betrug der Radius der Lauffläche 550 mm.
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Die Tabelle 1 gibt die Zusammensetzung, den dynamischen Speichermodul
(E') und den Verlustwinkel-Tangens (tan δ) der Gummis wieder, die bei den
jeweiligen Schichten der Lauffläche der Beispiele, des herkömmlichen
Beispiels (Stand der Technik), und der Vergleichsbeispiele verwendet
wurden. Die Werte bei der Zusammensetzung sind Gewichtsteile der
betreffenden Bestandteile bezüglich 100 Gewichtsteilen des Gummis. Unter
den obenerwähnten Bedingungen wurden (E') und (tan δ) mit dem oben
beschriebenen Meßgerät bestimmt. Jedes der Testgummistücke war 20 mm lang,
5 mm breit, und 2 mm dick. Die Bauweise, die Materialien und die
verschiedenen Abmessungen der Reifen des herkömmlichen Beispiels und der
Vergleichsbeispiele waren im wesentlichen die gleichen wie bei den
Beispielen, mit Ausnahme der Zusammensetzung des Gummis und der Bauweise
der Lauffläche.
TABELLE 1
Zusammonsetzung
Naturkautschuk
Styrol-Butadien-Kautschuk
Polybutadien-Kautschuk
Ruß
Weichmacheröl
Stearinsäure
Oxydationsinhibitor
Zinkweiß
Vulkanisationsbeschleuniger
Schwefel
(Schäummittel)
Dinitrosopentamethylentetramin
Harnstoff
Schäumverhältnis
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Reifen der Beispiele, des herkömmlichen Beispiels und der
Vergleichsbeispiele wurden unter Verwendung von Gummis mit der in der
Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung gemäß der Tabelle 2 hergestellt.
TABELLE 2
Beispiel
Stand der Technik
Vergleichsbeispiel
(Beispiel der Mischung)
Deckschicht
Basisschicht
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Bei den Reifen des herkömmlichen Beispiels und der
Vergleichsbeispiele 1 bis 4 bestand die Lauffläche nur aus einer Deckgummischicht.
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Die Reifen der Beispiele, des herkömmlichen Beispiels und der
Vergleichsbeispiele wurden auf einem großen Fahrzeug angebracht, das eine
Vorderachse und zwei Hinterachsen hatte, wobei von diesen Hinterachsen nur
eine angetrieben war. Zwei Arten von Geräuschpegeln, nämlich das
Vorbeifahrgeräusch und das Beschleunigungsgeräusch, wurden gemäß der
nachfolgenden Beurteilungsmethode gemessen. Der Reifen wurde auf einer
normalen Felge von 700 T × 20 angebracht und bis auf den normalen Luftdruck
von 7,25 kp/cm² aufgeblasen. Zwei Reifen wurden auf der Vorderachse
angebracht, und vier Reifen wurden auf jeder der zwei Hinterachsen
angebracht. Bei dem Fahrzeug wurden also insgesamt zehn Reifen einer
Reifenart für den Test verwendet.
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Um das Vorbeifahrgeräusch zu messen, wurden drei Mikrofone bei
Positionen, die ungefähr 30 cm von der Lauffläche des Reifens entfernt
waren, bei der Antriebsachse des Fahrzeugs fest angeordnet. Wenn das
Fahrzeug mit 40 km/h fuhr, wurde der Motor des Fahrzeugs angehalten, und
das Geräusch wurde als das Vorbeifahrgeräusch unmittelbar nach dem Anhalten
des Motors gemessen. Der Vorbeifahrgeräuschpegel wurde in dB (A)
ausgedrückt, und es wurde der Mittelwert der an drei Stellen gemessenen
Werte benutzt. Je kleiner der Wert ist, desto besser ist das Ergebnis.
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Um das Beschleunigungsgeräusch zu messen, wurde dasselbe Fahrzeug und
die gleiche Anzahl von Reifen wie bei der Messung des Vorbeifahrgeräusches
verwendet. Mikrofone wurden in der gleichen Anzahl und bei den gleichen
Einstellpositionen wie bei der Messung des Vorbeifahrgeräusches verwendet.
Das Fahrzeug fuhr mit 40 km/h, und ein Drehmoment von 300 kp m wurde auf
die Reifen ausgeübt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Geräusch als das
Beschleunigungsgeräusch gemessen. Der Beschleunigungsgeräuschpegel wurde
ebenfalls in dB (A) ausgedrückt, und der Mittelwert der an drei Stellen
gemessenen Pegel wurde wie bei dem Vorbeifahrgeräusch benutzt. Je kleiner
der Wert ist, desto besser ist das Ergebnis. Die gemessenen Werte des
Beschleunigungsgeräusches sind zusammen mit den gemessenen Werten des
Vorbeifahrgeräusches in der Tabelle 3 wiedergegeben.
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Um die Abnutzungsfestigkeit der Reifen abzuschätzen, wurde jeder der
Reifen der Beispiele, des herkömmlichen Beispiels und der
Vergleichsbeispiele auf die gleiche Weise, wie dies oben beschrieben wurde,
auf einer normalen Felge eines Fahrzeugs angebracht und bis auf den
Standard-Innendruck aufgeblasen. Nachdem das Fahrzeug ungefähr 40.000 km
auf allgemeinen Straßen gefahren worden war, wurde die Tiefe der
verbliebenen Rillen in der Lauffläche gemessen. Daraus wurde die pro 1 mm
der abgenutzten Dicke einer Rille zurückgelegte Entfernung berechnet, und
diese Entfernung wurde als ein für die Abnutzungsfestigkeit repräsentativer
Wert gewählt. Für die dem Stand der Technik entsprechenden Reifen wurde der
Index 100 zugrunde gelegt, und die erhaltenen Werte wurden durch den Index
der Abnutzungsfestigkeit ausgedrückt. Diese Indexzahlen sind in der Tabelle
3 wiedergegeben. Je größer der Wert ist, desto besser ist das Ergebnis.
TABELLE 3
Beispiel
Stand der Technik
Vergleichsbeispiel
Vorbeifahrgeräusch
Beschleunigungsgeräusch
Abnutzungsfestigkeit
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Wie aus der Tabelle 3 ersichtlich ist, weisen die Reifen der
Beispiele 1 und 2 im Vergleich zu dem Reifen des Standes der Technik einen
niedrigeren Pegel des Vorbeifahrgeräusches und des
Beschleunigungsgeräusches, insbesondere des Beschleunigungsgeräusches, auf. Außerdem
sollte angemerkt werden, daß die Abnutzungsfestigkeit der Reifen der
Beispiele 1 und 2 wesentlich verbessert ist.
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Außerdem haben die Reifen der Beispiele 1 und 2 im Vergleich zu den
Vergleichsbeispielen gute Ergebnisse bei der Gesamtleistung aus
Vorbeifahrgeräusch, Beschleunigungsgeräusch und Abnutzungsfestigkeit. Im
einzelnen ist der Reifen des Beispiels 1 bei dem Vorbeifahrgeräusch
schlechter, aber bei dem Beschleunigungsgeräusch besser als die Reifen der
Vergleichsbeispiele 1, 5 und 6. Außerdem weist der Reifen des
Vergleichsbeispiels 3 einen Pegel des Vorbeifahrgeräusches und des
Beschleunigungsgeräusches auf, der nahe bei dem Pegel des Reifens des
Beispiels 1 liegt, aber seine Abnutzungsfestigkeit ist beträchtlich
schlechter als bei dem Reifen des Beispiels 1 und sogar dem Reifen des
Standes der Technik. Daher ist der Reifen des Vergleichsbeispiels 3
unerwünscht.
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Die Reifen der Beispiele 1 und 2 sind radiale Luftreifen, die
Stahlcordfäden als Verstärkungselemente aufweisen. Es ist jedoch
wünschenswert, daß die vorliegende Erfindung bei einem Reifen anwendbar
ist, dessen Gürtel und/oder Karkasse durch Cordfäden aus einer organischen
oder anorganischen Faser verstärkt ist. Außerdem ist die vorliegende
Erfindung nicht auf den Reifen mit radialer Karkasse beschränkt, sondern
sie kann die gleiche Wirkung ergeben, wenn sie bei einem Gürtelreifen, der
Cordfäden aus einer organischen oder anorganischen Faser aufweist,
angewandt wird.
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Weiterhin werden Fachleute auf diesem Gebiet erkennen, daß sich die
vorstehende Beschreibung auf bevorzugte Ausführungsformen der
erfindungsgemaßen Reifen bezieht, und daß verschiedene Änderungen und
Modifikationen bei der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den
Geltungsbereich der Patentansprüche zu verlassen.