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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, im Besonderen einen
Laufstreifenabschnitt, der in der Lage ist, die Lenkstabilität zu verbessern,
während
er das Geräuschverhalten
und das Nässeverhalten
behält.
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Ein
Luftreifen, der im mittleren Bereich des Laufstreifens mit einer
breiten Umfangsrille versehen ist, um das Nässeverhalten und das sogenannte
Luftsäulenresonanzgeräusch zu
verbessern, ist beispielsweise in den offengelegten japanischen
Patentanmeldungen JP-A-6-143932, JP-A-6-143937, JP-A-6-191227 und JP-A-7-101205
offenbart.
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Die
EP-A-0 598 568 offenbart die Verwendung einer breiten Umfangsrille
mit einer Zickzack-Form, wie sie im Oberbegriff des Anspruches der
vorliegenden Erfindung dargelegt ist.
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Wenn
bei derartigen Reifen jedoch das Lenkrad während der Hochgeschwindigkeitsfahrt
um einen kleinen Winkel von weniger als beispielsweise 10 Grad eingeschlagen
wird, tendiert die Lenkstabilität
zur Verschlechterung, insbesondere ist das Ansprechen der Lenkung
tendenziell schwach, wohingegen ein stetiges Ansprechen bevorzugt
ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen
bereitzustellen, bei dem die Lenkstabilität, wie etwa das Ansprechen
-bei einem relativ kleinen Lenkwinkel verbessert ist, ohne das Nassgriffverhalten
und das Geräuschverhalten,
die durch eine breite Umfangsrille bereitgestellt werden, zu verschlechtern.
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung einen Luftreifen nach Anspruch
1 bereit. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Draufsicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2A eine
Querschnittsansicht ist, genommen entlang der Linie A-A von 1;
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2B eine
Querschnittsansicht ist, genommen entlang der Linie B-B von 1;
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2C eine
Querschnittsansicht ist, genommen entlang der Linie C-C von 1;
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3 eine
Aufstandsfläche
des in 1 gezeigten Reifens zeigt;
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4 eine
Draufsicht einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
Draufsicht einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist; und
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6 eine
Draufsicht des Referenzreifens 8 ist, der in Vergleichstests verwendet
wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann geeigneterweise auf Radialreifen mit
breitem Laufstreifen, die ein relativ niedriges Querschnittsverhältnis (Reifenquerschnittshöhe/Reifenquerschnittsbreite)
von 0,4 bis 0,6 aufweisen, angewandt werden. Die folgenden Ausführungsformen
sind Radialreifen für
Pkw.
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Der
Radialreifen umfasst einen Laufstreifenabschnitt 2, ein
Paar axial beabstandete Wulstabschnitte und ein Paar Seitenwandabschnitte,
die sich zwischen den Laufstreifenkanten und den Wulstabschnitten
erstrecken. Der Reifen ist verstärkt
durch einen Wulstkern, der in jedem Wulstabschnitt angeordnet ist,
wobei sich zumindest eine radiale Karkasslage zwischen den Wulstabschnitten
erstreckt, und einen Gürtel,
der radial außerhalb
der Karkasse im Laufstreifenabschnitt 2 angeordnet ist.
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Der
Laufstreifenabschnitt 2 ist in seiner Mitte mit einer Zickzack-Hauptrille 3 versehen,
die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung erstreckt, um den
Laufstreifenabschnitt 2 in zwei seitliche Teile 4 zu
unterteilen.
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In
dem Laufstreifenabschnitt 2 befindet sich keine weitere
in Umfangsrichtung durchgehende Rille als die Hauptrille 3,
um zu verhindern, dass die Steifigkeit des Laufstreifenabschnittes
abnimmt.
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Der
Hauptrille 3 weist einen Rillenbreite GW von nicht weniger
als 35 mm, bevorzugt 35 bis 75 mm, stärker bevorzugt 35 bis 70 mm,
noch stärker
bevorzugt 40 bis 60 mm auf. Ihre Rillentiefe ist nicht kleiner als 5
mm, bevorzugt nicht kleiner als 6 mm (bei dieser Ausführungsform
8,5 mm).
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Da
die Kanten der Hauptrille 3 zickzack-förmig sind, weist jede Kante 5 abwechselnde
vorspringende Teile 6 und zurückspringende Teile 7 auf,
wobei die vorspringenden Teile 6 so definiert sind, dass
sie in Richtung der Mittellinie GC der Hauptrille 3 anschwellen,
und dementsprechend sind die zurückspringenden
Teile 7 so definiert, dass sie in die rückwärtige Richtung oder in Richtung
der Laufstreifenkante E anschwellen.
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Die
Zickzack-Form jeder Kante 5 der Hauptrille 3 weist
eine Amplitude S von nicht mehr als dem 0,4-fachen der Rillenbreite
GW, bevorzugt dem 0,1- bis 0,4-fachen, stärker bevorzugt dem 0,2- bis
0,4-fachen auf.
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Die
große
Rillenbreite verringert die Luftströmungsgeschwindigkeit, und das
Zickzack-Profil verändert die
Resonanzmode. Somit wird der Luftsäulenresonanzton reduziert,
während
die breite Rille auch das Nassgriffverhalten verbessert. Durch Definieren
der Zickzack-Amplitude in Relation zu der Breite der Hauptrille
ist es möglich,
den Resonanzton und das Pitch-Geräusch zu
reduzieren, während
das verbesserte Nassgriffverhalten aufrechterhalten wird. Hier ist
das Pitch-Geräusch
das Geräusch,
das erzeugt wird, wenn die Abschnitte 6a mit Zickzack-Spitze
während
der Fahrt auf den Straßenbelag
auftreffen.
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Wenn
die Hauptrille 3 eine gerade Rille ist, tritt leicht Luftröhrenresonanz
auf, und die Steifigkeit des mittleren Bereiches des Laufstreifens
wird relativ verringert. Es ist somit zur Verbesserung der Lenkstabilität nicht
bevorzugt. Wenn die Zickzack-Amplitude S groß ist, ist sie effektiv, um
den Luftröhrenresonanzton
zu steuern, da die Luftströmung
in der Hauptrille 3 weiter gestört wird. Jedoch tendiert das
Gesamtgeräusch
zur Zunahme, da die Pitch-Geräuschkomponente
zunimmt. Durch Festlegen der Amplitude S wie oben, können sowohl
das Resonanzgeräusch
als auch das Pitch-Geräusch
reduziert werden.
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Hier
ist die Amplitude S, wie es in 1 gezeigt
ist, als der axiale Abstand zwischen dem tiefsten Punkt 7a des
zurückspringenden
Teils 7 und einer Nennspitze 6v des vorspringenden
Teils 6 definiert, da die Kante 5 abgerundet ist.
Die Nennspitze 6v ist, wie es in 2A gezeigt
ist, als ein Schnittpunkt zwischen der Laufstreifenoberflächenlinie 4a und
der Rillenseitenwandlinie 3a definiert.
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In
einem Meridianquerschnitt an der Spitze 6a des vorspringenden
Teils 6 der Rillenkante 5 ist die Rillenkante 5 durch
einen Bogen gerundet, der einen Krümmungsradius Ra von 2 bis 15
mm, stärker
bevorzugt 3 bis 13 mm aufweist, wie es in 2A gezeigt
ist. Durch Bilden des gerundeten Teils 9 kann die Lenkstabilität verbessert
werden. Insbesondere wenn kleine Lenkwinkel bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit
angewandt werden, kann ein stetiges Ansprechen der Lenkung erhalten
werden. Darüber
hinaus kann das Pitch-Geräusch
stark reduziert werden. Wenn der gerundete Teil 9 nicht
vorgesehen ist, geht das stetige Ansprechen der Lenkung verloren
und das Pitch-Geräusch
nimmt zu. Wenn der Radius Ra kleiner als 2 mm ist, ist er unzureichend,
um das Pitch-Geräusch
zu reduzieren. Wenn der Radius Ra größer als 15 mm ist, wird die
Steifigkeit des mittleren Bereiches 2C des Laufstreifens
verringert, und die Fläche
des Bodenkontaktbereiches nimmt leicht ab. Infolgedessen hat die
Lenkstabilität
eine Tendenz zur Verschlechterung.
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Bei
diesem Beispiel, wie es in 2B und 2C gezeigt
ist, nimmt der Krümmungsradius
Ra in dem Abschnitt der Rillenkante 5, der nicht die Spitze 6a des
vorspringenden Teils 6 ist, von jedem vorspringenden Teil 6 in
Richtung der zurückspringenden
Teile 7 auf seinen beiden Seiten ab, und der Radius Ra
wird am tiefsten Punkt 7a des zurückspringenden Teils 7 im
Wesentlichen Null, so dass eine scharfe Rillenkante vorliegt. Es
kann jedoch möglich
sein, einen derartigen gerundeten Teil 9 nur in der unmittelbaren
Nachbarschaft einer jeden Spitze 6a vorzusehen.
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Jede
der Rillenkanten 5A und 5B ist aus abwechselnden
ersten gekrümmten
Teilen 5a und zweiten gekrümmten Teilen 5b zusammengesetzt,
wobei jeder Teil 5a und 5b so definiert ist, dass
er sich zwischen der benachbarten Spitze 6a und dem tiefsten
Punkt 7a erstreckt.
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Jeder
der ersten gekrümmten
Teile 5a schwillt in Richtung der Mittellinie GC der Hauptrille 3 an
und befindet sich an der Innenseite einer geraden Linie K, die zwischen
der Spitze 6a und dem tiefsten Punkt 7a gezogen
ist.
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Jeder
der zweiten gekrümmten
Teile 5b schwillt in Richtung der Laufstreifenkante E an
und befindet sich an der Außenseite
einer geraden Linie K, die zwischen der Spitze 6a und dem
tiefsten Punkt 7a gezogen ist.
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Bei
diesem Beispiel sind der erste gekrümmte Teil 5a und der
zweite gekrümmte
Teil 5b über
die Hauptrille 3 hinweg einander zugewandt.
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Aufgrund
der gekrümmten
Kanten ist das Nassgriffverhalten weiter verbessert.
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Es
ist jedoch auch möglich,
die Rillenkante 5 ohne die Verwendung einer derartigen
gekrümmten
Ausgestaltung auszubilden, wie es in 4 gezeigt
ist. In diesem Fall ist daher die Kante 5 durch die Zickzack-Linie
definiert, die insgesamt durch die geraden Linien K gebildet ist.
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Darüber hinaus
ist es auch möglich,
wie es in 5 gezeigt ist, die Zickzack-Amplitude
zwischen den beiden Kanten 5 derart zu verändern, dass
eine von diesen eine geringfügige
Zickzack-Form aufweist.
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Die
Zickzack-Pitchlängen
sind vorzugsweise variabel, aber sie können einen konstanten Wert
aufweisen.
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Die
Anzahl von Zickzack-Pitchen jeder Kante um den Reifen herum ist
im Bereich von nicht weniger als 10, bevorzugt nicht weniger als
14, stärker
bevorzugt nicht weniger als 15 festgelegt. Der Laufstreifenabschnitt 2 ist
auf zumindest einer Seite, bei dieser Ausführungsform beiden Seiten, der
Hauptrille 3 mit Zusatzrillen 10, 11 versehen,
die sich in Umfangsrichtung wiederholende Profilzyklen bilden.
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Die
Zusatzrillen 10, 11 sind nicht mit der Hauptrille 3 verbunden.
Mit anderen Worten enden die Zusatzrillen 12 vor der Hauptrille 3,
um einen sich in Umfangsrichtung kontinuierlich erstreckenden, rippenartigen, kreisringförmigen Teil 14 auf
jeder Seite der Hauptrille 3 zu bilden. Dadurch wird die
Steifigkeit des mittleren Bereiches 2C des Laufstreifens
erhöht,
und die Lenkstabilität
kann verbessert werden. Darüber
hinaus ist das oben erwähnte
Pitch-Geräusch
in der Hauptrille eingeschränkt,
um das Gesamtgeräusch,
wie etwa das Vorbeifahrgeräusch,
zu verbessern.
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Jedoch
sind die Zusatzrillen 10, 11 vorzugsweise bis
zu den Laufstreifenkanten E verlängert,
so dass sie sich zumindest dort öffnen,
wie es in 3 gezeigt ist, die eine Aufstandsfläche des
in 1 gezeigten Reifens ist.
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Die
Breite der Zusatzrillen 10, 11 ist nicht kleiner
als 1,5 mm, und bevorzugt nicht größer als 5 mm, um die Laufstreifensteifigkeit
nicht zu verringern. Die Rillenbreite kann verändert werden, so dass sie in
Richtung des Rillenendes allmählich
zunimmt oder abnimmt. Die Rillentiefe liegt vorzugsweise im Bereich
von 2 bis 8 mm.
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Die
Zusatzrillen in jedem Profilzyklus oder jeder Profileinheit umfassen
eine Vielzahl von (vorzugsweise 2 bis 6) Querzusatzrillen 11 und
wahlweise zumindest eine Längszusatzrille 10,
die durch zumindest eine der Querzusatzrillen 11 geschnitten
wird.
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Beispielsweise
kann die Längszusatzrille 10 so
definiert sein, dass sie sich hauptsächlich in der Umfangsrichtung
des Reifens unter einem Neigungswinkel von nicht mehr als 45°, stärker bevorzugt
nicht mehr als 35° in
Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens erstreckt, und beide Enden
zwischen der Laufstreifenkante E und der Hauptrille 3 enden.
Die Querzusatzrillen 11 können so definiert sein, dass
sie sich hauptsächlich
in der Axialrichtung unter einem Neigungswinkel von mehr als 45° in Bezug
auf die Umfangsrichtung des Reifens erstrecken, und ein Ende ist
vorzugsweise an der Laufstreifenkante E geöffnet.
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Vorzugsweise
sind die Längszusatzrillen 10 auf
jeder Seite der Hauptrille 3 in die gleiche Richtung geneigt,
die jedoch umgekehrt zu jener auf der anderen Seite ist. Darüber hinaus
sind die Querzusatzrillen 11 auf jeder Seite der Hauptrille 3 in
die gleiche Richtung geneigt, die jedoch umgekehrt zu jener der
anderen Seite ist.
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In 1 umfasst
die Profileinheit eine Längszusatzrille 10 und
vier Querzusatzrillen 11.
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Jede
Längszusatzrille 10 weist
einen parallelen Teil 10a auf, der im Wesentlichen parallel
zur Hauptrille 3 ist, und einen Teil 10b, der
sich auf die gleiche Weise oder in im Wesentlichen die gleiche Richtung
wie der parallele Teil 10a erstreckt.
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Bei
diesem Beispiel ist der parallele Teil 10a parallel zu
dem ersten gekrümmten
Teil 5a, wodurch die Längszusatzrille 10 auf
einer Seite der Hauptrille 3 in Umfangsrichtung von jener
der anderen Seite um eine Hälfte
der zwischen den Spitzen 6a definierten Zickzack-Pitchlänge PL verschoben
ist.
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Die
Längszusatzrillen 10 weisen
vorzugsweise eine Umfangslänge
CL von mehr als der Umfangs-Pitchlänge PL auf, so dass die Enden
einander überlappen.
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Bei
diesem Beispiel sind die Umfangspositionen der Überlappungen auf jene der Spitzen 6a eingestellt,
und die Rille 10 erstreckt sich geringfügig über die Spitze 6a an
jedem Ende davon.
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Die
Querzusatzrillen 11 umfassen vier Rillen 11a, 11b, 11c und 11d,
die sich zumindest bis zu der Laufstreifenkante E erstrecken, so
dass sie sich dort öffnen.
Die Rillen 11a, 11b und 11c beginnen
an der Längszusatzrille 10.
Jedoch beginnt die Rille 11d an einer Position zwischen
der Hauptrille 3 und dem verlängerten Teil 10b der
Längszusatzrille 10, über den
verlängerten
Teil 10b hinweg, um eine relativ breite Fläche des
kreisringförmigen
Teils 14, der zwischen der Hauptrille 3 und dem
verlängerten
Teil 10b gebildet ist, zu schneiden. Infolgedessen wird
die Steifigkeit des kreisringförmigen
Teils in der Umfangsrichtung vergleichmäßigt, was hilft, das Pitch-Geräusch und
das Nassgriffverhalten zu verbessern. In diesem Sinn ist es bevorzugt,
dass die Längszusatzrille
in die oben erwähnte
relativ breite Fläche
des kreisringförmigen
Teils 14 hinein über
die Spitze 6a des vorspringenden Teils hinaus verlängert ist.
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Die
Zusatzrillen, die die Profileinheit bilden, können verschiedenartig verändert werden.
In 4 umfasst die Profileinheit zwei Längszusatzril len 10 und
vier Querzusatzrillen 11. In 5 umfasst
die Profileinheit zwei Längszusatzrillen 10 und
zwei Querzusatzrillen 11.
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Die
in den 1, 4 und 5 gezeigten
Laufstreifenprofile sind laufrichtungsgebundene Profile, die dafür entworfen
sind, in der durch Pfeil R angedeuteten Richtung zu rotieren.
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Es
wurden Testreifen der Größe 245/40ZR18
hergestellt, wobei die Laufstreifenprofile auf dem in 1 gezeigten
Laufstreifenprofil beruhten und die Zickzack-Amplitude S, die Rillenbreite
GW und dergleichen wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurden. Unter Verwendung
eines japanischen Pkw mit Vierradantrieb und 2600 cm3 Hubraum,
der an den vier Rädern
mit Testreifen versehen war, wurden die folgenden Tests auf Nassgriffverhalten,
Geräuschverhalten
und Lenkstabilität
durchgeführt.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Test auf Nassgriffverhalten:
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Indem
der Testwagen auf einer Asphaltstraße mit einem Radius von 100
Metern, die mit einem 20 Meter langen, 5 Millimeter tiefen Wasserbecken
versehen war, gefahren wurde, wurde die Querbeschleunigung an dem
Vorderrad gemessen, um den Durchschnitt in einem Geschwindigkeitsbereich
von 50 bis 80 km/h zu erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1
durch einen Index angegeben, der darauf beruht, dass der herkömmliche
Reifen 100 ist, wobei das Verhalten umso besser ist, je größer der
Wert ist.
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Test auf Geräuschverhalten:
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- 1) Test auf Vorbeifahrgeräusch: Gemäß der Testprozedur JASO-C606
wurde der Testwagen auf einer geraden Asphaltteststrecke mit einer
Ge schwindigkeit von 50 km/h über
eine Distanz von 50 Metern rollen gelassen, und der maximale Geräuschschallpegel
db(A) wurde mit einem Mikrophon gemessen, das an einer Stelle 7,5
Meter seitlich von der Mittellinie der Strecke und in 1,2 Meter
Höhe von
der Straßenoberfläche befestigt
war, wobei das Vorbeifahrgeräusch
umso niedriger ist, je kleiner der Wert ist.
- 2) Test auf Pitch-Geräusch:
Das Pitch-Geräusch
oder Laufstreifenprofilgeräusch
wurde durch das Gehör des
Testfahrers bewertet.
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Test auf Lenkstabilität:
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Der
Testfahrer bewertete das Ansprechen der Lenkung, wenn an dem Lenkrad
während
eines Geradeauslaufs mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h auf
einer trockenen Asphaltstraße
auf einer Reifenteststrecke ein kleiner Lenkwinkel von plus/minus
10 Grad eingeschlagen wurde.
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Es
wurde bestätigt,
dass das Geräuschverhalten
und die Lenkstabiltiät
in dem Beispielreifen verbessert waren, während das Nassgriffverhalten
erhalten blieb.
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Tabelle
2 zeigt die Ergebnisse eines zusätzlichen
Tests auf die folgenden verschiedenen Geräusche, die in dem oben erwähnten Testwagen
zu hören
waren.
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Niederfrequentes
Geräusch,
das der ersten Grundschwingungskomponente des Geräusches entspricht,
wenn oberhalb einer Geschwindigkeit von 50 km/h gefahren wird.
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Mittelfrequenzgeräusch, das
der ersten und zweiten Grundschwingungskomponente entspricht, wenn in
einem Geschwindigkeitsbereich von 50 bis 120 km/h gefahren wird.
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Hochfrequenzgeräusch, das
im Bereich von 800 bis 1200 Hz liegt, wenn in einem Geschwindigkeitsbereich
von 70 bis 120 km/h gefahren wird.
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Lenkton,
wenn ein Lenkwinkel von 90° während der
Fahrt mit einer Geschwindigkeit von 70 bis 80 km/h angewandt wurde.
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Bremston
während
des Bremens des Wagens von einer Geschwindigkeit von 60 km/ mit
-0,2G bis -0,3G.
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