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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen spikelosen Reifen,
insbesondere auf eine Laufflächenstruktur,
die in der Lage ist, die Festigkeit gegen ungleichmäßigen Verschleiß zu verbessern.
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Ein
Reifen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist zum Beispiel
aus der EP-A-0 882 606 bekannt.
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Im
Allgemeinen sind spikelose Reifen im Laufflächenabschnitt mit Blöcken und
einer großen
Anzahl von Einschnitten versehen, um die Schnee- und Eisleistung
zu verbessern.
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Im
Fall eines spikelosen Reifens, der zusätzlich zu Blöcken mit
Umfangsrippen versehen ist, wie in den 6A und 7A gezeigt,
verschleißen
die Kanten der Blöcke,
deren Kanten benachbart zu den Rippen mit Einschnitten (s) angeordnet
sind, manchmal ungleichmäßig, wie
in den 6B und 7B als
schraffierter Abschnitt gezeigt.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen spikelosen Reifen
bereitzustellen, bei dem der oben erwähnte ungleichmäßige Verschleiß wirksam
gesteuert werden kann, ohne Eisleistung, Schneeleistung und dergleichen
zu opfern.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst ein spikeloser Reifen
eine Lauffläche,
die mit Blöcken
und zumindest einer Rippe versehen ist, die mit Einschnitten versehen
ist, die sich jeweils über
die gesamte Breite der Rippe hinweg erstrecken, wobei die Einschnitte
erste Einschnitte und zweite Einschnitte umfassen, die abwechselnd
in der Längs richtung
der Rippe mit Umfangsteilungen im Bereich des 0,028- bis 0,04-fachen einer Bodenkontaktbreite
der Lauffläche
angeordnet sind, wobei jeder der ersten Einschnitte und der zweiten
Einschnitte einen tiefen zentralen Teil, einen flachen Teil auf
seiner einen Seite und einen mitteltiefen Teil auf seiner anderen
Seite umfasst, wobei der tiefe zentrale Teil eine Tiefe im Bereich
des 0,70- bis 0,80-fachen einer Tiefe der die Rippe definierenden
Hauptlängsrille
aufweist, wobei der mitteltiefe Teil eine Tiefe aufweist, die im
Bereich des 0,40- bis 0,60-fachen der Tiefe der Hauptlängsrille
liegt, und der flache Teil eine Tiefe im Bereich des 0,04- bis 0,35-fachen
der Tiefe der Hauptlängsrille
aufweist, wobei der flache Teil und der mitteltiefe Teil jedes ersten
Einschnittes in Bezug auf die Lage umgekehrt zu jenen der zweiten
Einschnitte sind, so dass sich auf jeder Seite der Rippe die flachen
Teile mit den mitteltiefen Teilen abwechseln.
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Daher
wird selbst dann, wenn die Einschnitte mit kleinen Teilungen angeordnet
sind, eine Verformung der Rippe in Umfangs- und Axialrichtung während des
Fahrens gesteuert. Im Ergebnis kann ungleichmäßiger Verschleiß der benachbarten
Blockkanten wirksam verringert werden, während ein verbesserter Kanteneffekt von
den Einschnitten erzielt wird.
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„Einschnitt" bedeutet hier einen
schmalen Schlitz mit einer Breite von weniger als 1,5 mm. Die Bodenkontaktbreite
bedeutet die Breite zwischen den Laufstreifenkanten oder axial äußersten
Kanten des Bodenkontaktbereichs unter solch einer Bedingung, dass
der Reifen auf seine Standardfelge montiert und auf seinen Standarddruck
aufgepumpt und anschließend
mit einer Standardbelastung belastet wird. Die Standardradfelge
ist eine offiziell von einer Normierungsvereinigung, -organisation
und dergleichen wie JATMA (Japan und Asien), T&RA (Nordamerika), ETRTO (Europa),
STRO (Skandinavien) und dergleichen für den Reifen zugelassene Radfelge.
Der Standarddruck ist der „maximale
Luftdruck" gemäß JATMA, der „Aufpumpdruck" nach ETRTO, der
maximale in der Tabelle „Tyre
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 Standarddruck verwendet. Die Standardbelastung ist die "maximale Tragfähigkeit" gemäß JATMA,
die "Tragfähigkeit" gemäß ETRTO,
der maximale in der oben erwähnten
Tabelle angegebene Wert gemäß T&RA oder dergleichen.
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Nun
werden im Detail Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, worin:
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1 eine
abgewickelte Draufsicht eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, die ein Beispiel des Laufflächenprofils
zeigt;
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2A und 2B jeweils
vergrößerte Querschnittsansichten
entlang eines ersten Einschnitts bzw. eines zweiten Einschnitts
sind;
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3 eine
abgewickelte Draufsicht eines Reifens gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, die ein weiteres Beispiel eines Laufflächenprofils zeigt;
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4A und 4B jeweils
vergrößerte Querschnittsansichten
entlang eines ersten Einschnitts bzw. eines zweiten Einschnitts
sind;
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5A und 5B vergrößerte Querschnittsansichten
entlang von Einschnitten sind, die in einem Vergleichstest als Ref.
1 und Ref. 2 verwendet wurden; und
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6A und 6B und 7A und 7B schematische
Darstellungen zum Erklären
eines ungleichmäßigen Verschleißes sind,
der bei Blöcken
auftritt, die benachbart zu einer Rippe in Umfangsrichtung mit herkömmlichen
Einschnitten angeordnet sind.
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In
den Zeichnungen umfasst ein spikeloser Reifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Laufstreifenabschnitt 2. Der Laufstreifenabschnitt 2 ist
auf jeder Seite des Reifenäquators
C mit in Umfangsrichtung durch Hauptquerrillen 4 unterteilten
Blöcken
B und einer mit ersten Einschnitten 10 und zweiten Einschnitten 11 versehenen
Rippe 6 versehen.
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In
den beiden in den 1 und 3 gezeigten
Ausführungsformen
sind zwei Reihen von Blöcken
B auf jeder Seite des Reifenäquators
C angeordnet. In 1 sind die zwei Reihen von Blöcken B axial
außerhalb der
Rippe 6 angeordnet, aber in 3 ist die
Rippe 6 zwischen den zwei Reihen R1 und R2 von Blöcken B angeordnet.
Der Laufstreifenabschnitt ist daher mit fünf Längsrillen versehen, die in
Umfangsrichtung des Reifens kontinuierlich verlaufen. Die fünf Längsrillen
sind eine zentrale Längsrille 5,
die an dem Reifenäquator
C angeordnet ist, und eine axial innere Hauptlängsrille 3A und eine
axial äußere Hauptlängsrille 3B,
die auf jeder Seite des Reifenäquators
C angeordnet sind. In 1 und 3 sind die
gezeigten Laufflächenprofile
bidirektional, es ist jedoch auch möglich, den Laufstreifenabschnitt 2 mit
einem unidirektionalen Profil zu versehen.
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Bezüglich der
Breiten WG und Tiefen D der Hauptlängsrillen 3 und Hauptquerrillen 4 ist
im Fall von Personenwagenreifen vorzuziehen, dass die Breiten WG
in einem Bereich von 5 bis 25 mm und die Tiefen D in einem Bereich
von 8 bis 15 mm liegen. Die Breite Wg der zentralen Längsrille 5 ist
geringer als die Breite WG, aber die Tiefe Dg der zentralen Längsril le 5 ist
im Wesentlichen gleich der Tiefe D. Die Hauptquerrillen 4 weisen
im Wesentlichen dieselbe Tiefe wie die Hauptlängsrillen 3 auf, die
in diesem Beispiel etwa 12 mm beträgt.
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Die
ersten und zweiten Einschnitte 10 und 11 erstrecken
sich über
die gesamte Breite der Rippe 6, und daher sind beide Enden
eines jeden Einschnitts zu den benachbarten Längsrillen hin offen.
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In Fig. 1 gezeigte Ausführungsform
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In
der in 1 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich
die Hauptquerrillen 4 von den inneren Hauptlängsrillen 3A zu
den Laufstreifenkanten E.
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Die
oben erwähnten
Rippen 6 sind zwischen der zentralen Längsrille 5 und den
axial inneren Längsrillen 3A definiert.
Somit sind die Rippen 6 benachbart zu der zentralen Längsrille 5 angeordnet.
Die zwei Reihen R1 und R2 von Blöcken
B sind axial außerhalb
einer jeden Rippe 6 angeordnet.
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Die
zentrale schmale Längsrille 5 ist
eine gerade Rille. Daher ist die axial innere Kante einer jeden
Rippe 6 gerade. Die axial äußere Kante jedoch ist zickzack-förmig und
besteht aus langen Segmenten und sehr kurzen Segmenten, wodurch
die axiale Breite Wr der Rippe 6 entlang ihrer Länge zyklisch
variiert. An jedem Punkt maximaler axialer Breite K1 schneidet ein
kurzes Segment ein langes Segment unter einem stumpfen Winkel. An
jedem Punkt minimaler axialer Breite K2 geht das kurze Segment aber
durch einen gekrümmten Abschnitt
K3 in ein langes Segment über.
Ein Zickzack-Zyklus entspricht zwei Blöcken der benachbarten Blockreihe.
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Auf
Grund der oben erwähnten
sehr kurzen Segmente nimmt die Breite der Rippe in dem überwiegenden
Teil der Rippe immer in Richtung einer Umfangsrichtung zu. Dies
begünstigt
ein Öffnen
der Einschnitte 10 und 11 und verbessert die Eisleistung.
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Da
die zentrale Längsrille 5 relativ
schmal ist, neigen verdichteter Schnee und Matsch, wenn die axial innere
Kante als eine Zickzack-Form ausgebildet ist, dazu, in der schmalen
Längsrille 5 zurückgehalten
zu werden, und im Ergebnis verschlechtert sich die Fahrleistung
auf Schnee.
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In
dieser in 1 gezeigten Ausführungsform
liegen bei jedem der Einschnitte 10 und 11 beide
Endabschnitte parallel zur Axialrichtung und es gibt einen mittleren
Abschnitt dazwischen, der zickzack-förmig ist. Für den mittleren Abschnitt können verschiedene
Zickzack-Ausbildungen wie z. B. eine Sägezahnwelle, eine rechteckige
Welle, eine Sinuswelle und dergleichen verwendet werden. Obwohl
die Einschnitte teilweise zickzackförmig sind, ist zu bevorzugen,
dass die Einschnitte sich im Allgemeinen in der Axialrichtung des
Reifens erstrecken.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die ersten Einschnitte 10 und zweiten Einschnitte 11 abwechselnd
entlang der Längsrichtung
der Rippe 6 mit Umfangsteilungen Pc des 0,028- bis 0,04-fachen
der Bodenkontaktbreite W angeordnet.
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Jeder
der ersten Einschnitte 10 besteht aus einem flachen Teil 10C,
einem mitteltiefen Teil 10B und einem tiefen Teil 10A dazwischen.
Jeder der zweiten Einschnitte 11 besteht aus einem flachen
Teil 11C, einem mitteltiefen Teil 11B und einem
tiefen Teil 11A dazwischen. Der mitteltiefe Teil 10B und
der flache Teil 11C sind axial innenliegend der tiefen
Teile 10A bzw. 11A angeordnet. Der flache Teil 10C und
der mitteltiefe Teil 11B sind axial außenliegend der tiefen Teile 10A bzw. 11A angeordnet.
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Bezüglich der
Tiefen der ersten und zweiten Einschnitte 10 und 11 hat
jeder tiefe Teil 10A, 11A eine Tiefe Ds3 im Bereich
des 0,70- bis 0,80-fachen
der Tiefe D der Hauptlängsrille 3,
jeder mitteltiefe Teil 10B, 11B eine Tiefe Ds2
im Bereich des 0,40- bis 0,60-fachen der Tiefe D und jeder flache
Teil 10C, 11C eine Tiefe Ds1 im Bereich des 0,04-
bis 0,35-fachen der Tiefe D. In jedem der tiefen, mitteltiefen und
flachen Teile ist die Tiefe im Wesentlichen konstant. Wenn die Hauptlängsrillen 3 verschiedene
Tiefen aufweisen, wird die Tiefe D der Hauptlängsrille, die axial außen benachbart
zu der Rippe angeordnet ist, zum Definieren der Tiefen Ds1, Ds2 und
Ds3 verwendet. Ferner wird dann, wenn die Tiefe D der Hauptlängsrille
in ihrer Längsrichtung
variiert, ihre Durchschnittstiefe verwendet.
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Im Übrigen sind
Ecken 15 unten am Einschnitt abgerundet, um eine Spannungskonzentration
zu verhindern.
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Bezüglich der
Längen
der tiefen, mitteltiefen und flachen Teile liegen die Axiallängen L3
der tiefen Teile 10A und 11A im Bereich des 0,40-
bis 0,90-fachen der Axiallängen
L der Einschnitte 10 bzw. 11, die Axiallängen L2
der mitteltiefen Teile 10B und 11B im Bereich
des 0,05- bis 0,30-fachen
der Axiallängen
L der Einschnitte 10 bzw. 11, und die Axiallängen L1
der flachen Teile 10C und 11C im Bereich des 0,05-
bis 0,30-fachen der Axiallängen
L der Einschnitte 10 bzw. 11.
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In
dieser Ausführungsform
entspricht der tiefe Teil 10A, 11A dem oben erwähnten zickzack-förmigen mittleren
Abschnitt. Demgemäß liegen
die mitteltiefen und flachen Teile 10B, 11B, 10C und 11C parallel
zur Axialrichtung.
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Die
Breite Wr jeder der Rippen 6 ist im Bereich des 0,07- bis
0,30-fachen der Bodenkontaktbreite W festgelegt, und der Abstand
zwischen den Rippen 6, der gleich der Breite Wg der zentralen
schmalen Längsrille 5 ist,
liegt im Bereich des 0,02- bis 0,06-fachen der Bodenkontaktbreite
W, wodurch die Schneeleistung zusätzlich zur Eisleistung und
zur Festigkeit gegen ungleichmäßigen Verschleiß verbessert
werden kann.
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Die
Tiefe Dg der zentralen schmalen Längsrille 5 ist in
einem Bereich von nicht weniger als die Tiefe Ds3 des Einschnitts
aber nicht mehr als die Tiefe D der Hauptlängsrillen 3 festgelegt.
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Wenn
{Ds3 > 0,80 X D} oder
{Ds2 > 0,60 X D} oder
{Ds1 > 0,35 X D},
wird die Steifigkeit der Rippe 6 unzureichend, und die
benachbarten Blöcke
B unterliegen einem ungleichmäßigen Verschleiß. Wenn
{Ds3 < 0,70 X D}
oder {Ds2 < 0,40
X D} oder {Ds 1 < 0,04
X D}, wird die Kantenwirkung ungenügend, und es ist schwierig,
die Eisleistung zu verbessern.
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Wenn
{L3 > 0,90 X L} oder
{L2 < 0,05 X L}
oder {L1 < 0,05
X L}, nimmt die Festigkeit gegen ungleichmäßigen Verschleiß ab. Wenn
{L3 < 0,40 X L}
oder {L2 > 0,30 X
L} oder {L1 > 0,30
X L}, wird es schwierig, die Eisleistung zu verbessern.
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Wenn
{Pc < 0,028 X W},
dann ist es schwierig zu verhindern, dass die Steifigkeit der Rippe
abnimmt, und somit kommt es zu ungleichmäßigem Verschleiß. Wenn
{Pc > 0,04 X W}, dann
wird die Kantenwirkung ungenügend,
und es ist schwierig, die Eisleistung zu verbessern.
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Wenn
{Wr < 0,07 X W},
dann wird es schwierig, die Eisleistung zu verbessern. Ferner verringert
sich, wenn die Steifigkeit der Rippe 6 ungenügend wird,
die Festigkeit gegen ungleichmäßigen Verschleiß. Wenn {Wr > 0,3 X W}, dann hat
die Schneeleistung wie z. B. die Schneehaftung die Tendenz, abzunehmen.
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Die
oben erwähnten
Blöcke
B sind jeweils mit Einschnitten 20 versehen, deren mittlerer
Teil zickzack-förmig
ist. In diesem Beispiel weist jeder der Einschnitte 20 eine
konstante Tiefe auf. Es ist aber möglich, die Tiefen auf dieselbe
Weise wie die ersten und zweiten Einschnitte 10, 11 zu ändern.
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In Fig. 3 gezeigte Ausführungsform
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In
der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die Rippen 6 zwischen
den inneren Hauptlängsrillen 3A und
axial äußeren Hauptlängsrillen 3B definiert.
Die Hauptquerrillen 4 erstrecken sich zwischen der schmalen
zentralen Längsrille 5 und
den axial inneren Hauptlängsrillen 3A und
zwischen den axial äußeren Hauptlängsrillen 3B und
den Laufstreifenkanten E. Somit ist jede Rippe 6 zwischen
den zwei Reihen R1 und R2 von Blöcken
B angeordnet.
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Die
zentrale schmale Längsrille 5 und
die axial inneren Hauptlängsrillen 3A sind
gerade. Somit ist die axial innere Kante jeder der Rippen 6, ähnlich der
oben erwähnten
Ausführungsform
und aus demselben Grund, gerade. Die axial äußere Kante ist aber zickzack-förmig und
besteht aus langen Segmenten und sehr kurzen Segmenten. An dem Punkt
maximaler axialer Breite K1 schneidet ein kurzes Segment ein langes
Segment unter einem stumpfen Winkel. Im Bereich des Punkts minimaler
axialer Breite K2 geht das kurze Segment aber durch einen gekrümmten Abschnitt
K3 in ein langes Segment über.
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In
dieser Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Einschnitte 10 und 11 gerade
und liegen parallel zur Axialrichtung des Reifens. Es ist jedoch
möglich,
die Einschnitte unter einem geringen Winkel von weniger als 30 Grad
in Bezug auf die Axialrichtung zu neigen. Des Weiteren kann die
in der vorhergehenden Ausführungsform
erklärte
Zickzack-Ausbildung verwendet werden. Auch in dieser Ausführungsform
sind die ersten Einschnitte 10 und zweiten Einschnitte 11 jeder
Rippe abwechselnd angeordnet. Somit sind, wie in den 4A und 4B gezeigt,
der mitteltiefe Teil 10B und der flache Teil 11C auf
der Seite der axial inneren Hauptlängsrille 3A der tiefen
Teile 10A bzw. 11A angeordnet. Der flache Teil 10C und
der mitteltiefe Teil 11B sind auf der Seite der axial äußeren Hauptlängsrille 3B der
tiefen Teile 10A bzw. 11A angeordnet.
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Die
Breite Wr von jeder der Rippen 6 liegt in einem Bereich
des 0,07- bis 0,30-fachen, vorzugsweise des 0,08- bis 0,15-fachen
der Bodenkontaktbreite W.
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Die
in der vorhergehenden Ausführungsform
erklärten
Einschränkungen
für die
ersten und zweiten Einschnitte 10 und 11 wie z.
B. Tiefen Ds1, Ds2 und Ds3 und Längen
L, L1, L2 und L3, Teilungen Pc werden auch in dieser Ausführungsform
angewendet.
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Die
Blöcke
B in dieser Ausführungsform
sind jeweils mit Einschnitten 20 versehen, die gerade sind
und eine konstante Tiefe aufweisen. Es können aber zickzack-förmige Einschnitte 20 verwendet
werden. Ferner können
die Tiefen auf dieselbe Weise wie die ersten und zweiten Einschnitte 10 und 11 variiert
werden.
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Vergleichstests
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Es
wurden Testreifen der Größe 175/80R14
(Radfelgengröße 14×5J) mit
den in Tabelle 1 angegebenen Spezifikationen hergestellt und auf
Festig keit gegen ungleichmäßigen Verschleiß, Eisleistung
und Schneeleistung geprüft.
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Ex.
1 und Ref. 1 wiesen das in 2 gezeigte
Laufflächenprofil
und mit Ausnahme der Einschnitte an den Rippen 6 dieselbe
Struktur auf. In Ex. 1 waren die Einschnitte die in den 2A und 2B gezeigten ersten
und zweiten Einschnitte. In Ref. 1 jedoch waren alle Einschnitte
andere Einschnitte wie in 5A gezeigt.
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Ex.
2 und Ref. 2 wiesen das in 3 gezeigte
Laufflächenprofil
und mit Ausnahme der Einschnitte an den Rippen 6 dieselbe
Struktur auf. In Ex. 2 waren die Einschnitte die in 4A und 4B gezeigten
ersten und zweiten Einschnitte. In Ref. 2 jedoch waren alle Einschnitte
der in 5B gezeigte Einschnitt.
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1) Festigkeitstest gegen
ungleichmäßigen Verschleiß
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Unter
Verwendung einer Testwalze mit einer Oberfläche, die einen trockenen gepflasterten
Straßenbelag
simulierte, wurde jeder Testreifen 1000 km gefahren, und danach
wurde der ungleichmäßige Verschleiß gemessen.
Der Kehrwert des Betrags des ungleichmäßigen Verschleißes wird
durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass Ref. 1 und
Ref. 2 100 sind. Je höher
der Index, umso höher
die Verschleißfestigkeit.
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2) Eisleistungstest
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Ein
FF-Personenwagen mit 1800 cm3 wurde an allen
vier Rädern
mit Testreifen versehen und bei einer konstanten Geschwindigkeit
von 40 km/h auf einer eisbedeckten Straße gefahren, und auf die vier
Räder wurde
eine räderblockierende
Bremsung ausgeübt,
um den Bremsweg bis zum Still stand zu messen (Innendruck 180 kPa,
Temperatur 0 Grad C). Der Kehrwert des Bremswegs wird in Tabelle
1 durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass Ref. 1 und
Ref. 2 100 sind. Je höher
der Index, umso besser die Eisleistung.
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3) Schneeleistungstest
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Das
oben erwähnte
Testfahrzeug wurde auf einer mit festgetretenem Schnee bedeckten
Straße
gefahren (Schneetiefe 30 mm, Temperatur 0 Grad C), und Richtungsstabilität sowie
die Kurvenlage wurden von dem Testfahrer in einer zehnstufigen Skala
bewertet. Je höher
die Stufe, umso besser die Schneeleistung.
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Es
wurde durch die Testergebnisse bestätigt, dass bei den spikelosen
Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung
der ungleichmäßige Verschleiß und die
Eisleistung wirksam verbessert wurden, während die Schneeleistung gewahrt
blieb.