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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reifen für Fahrzeugräder, und
insbesondere auf eine Vielzahl von Verbesserungen, die sich auf Reifen
beziehen, die zum Einsatz auf nassen Straßen ohne irgendeinen Nachteil
für die
Leistungen geeignet sind, die insgesamt von einem Reifen gefordert
werden, der auf trockenen Straßen
läuft.
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In
einer allgemeineren Form hat ein Reifen einen Karkassenaufbau mit
einem zentralen Kronenabschnitt und zwei axial gegenüberliegenden
Seitenwänden,
die in einem Paar von Wulsten für
die Befestigung an der Felge eines Rades enden, einen Gurtaufbau,
der dem Karkassenaufbau koaxial zugeordnet ist, und ein Laufflächenband,
das sich koaxial um den Gurtaufbau herum erstreckt.
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Im
Allgemeinen hat das Laufflächenband
ein erhabenes Muster, das von einer Vielzahl von Quer- und Längsnuten
gebildet wird, die eine Vielzahl von Blöcken entstehen lassen, die
in unterschiedlichen Ausgestaltungen verteilt sind, beispielsweise
längs einer
zentralen Zone, die die Äquatorialebene übergreift,
und in wenigstens zwei Schulterzonen, die sich in Positionen erstrecken,
die zur zentralen Zone axial gegenüberliegen.
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Reifen
mit einem Laufflächenband
der "Block"-Bauweise genügen der
Anforderung des Haftens im Vergleich zu Reifen, deren Muster fortlaufende
Umfangsrippen aufweist, die dem Reifen eine gute direktionale Leistung
verleihen, von denen es sich jedoch erweist, dass sie keine ausreichende Haftung
besitzen, vor allem wenn man auf Schlechtwetterbedingungen trifft,
beispielsweise wenn die Straßenoberfläche nass
ist oder mit Schnee oder Eis bedeckt ist oder auch bei einer leicht
geneigten Straße.
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Wenn
der Reifen abrollt, werden die Blöcke des Laufflächenbandes
einer Reihe von thermomechanischen Beanspruchungen unterworfen,
die umso größer sind,
je strenger die Einsatzbedingungen sind, und die zur Änderung
in ihrer Geometrie und über
sich ändernde
Zeiträume
zu einer Verschlechterung der Reifenleistung führen.
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Insbesondere
erzeugt der Kontakt mit dem Boden beim Lauf ein Biegen der Vorderkante
der Blöcke
des Reifens, wobei die Kante durch ein radial nach innen Abtauchen
und durch ein Bewegen in der Richtung entgegengesetzt zur Laufrichtung
eine Verengung der Nut erzeugt, die sie von dem nächsten Block
trennt. Dieses Phänomen
macht die Vorderkante des letzteren frei für eine tangentiale Spannung,
die bei jeder Radumdrehung zyklisch wiederholt wird, was einen typischen
ungleichförmigen
und vorzeitigen Verschleiß verursacht,
der als "Sägezahn"-Verschleißerscheinung bekannt ist. Der
Rückgriff
auf mögliche
Lösungen
mit Blöcken
beträchtlicher
Abmessung und somit mit einem hohen Widerstand gegen Spannungen
und daraus resultierend weniger Verschleiß steht im Gegensatz zu der
Forderung einer guten Haftung des Reifens auf der Straße. Tatsächlich lassen
sehr ausgedehnte Blöcke
bei Laufbedingungen auf nassen Straßen einen fortlaufenden Wasserfilm
in der Aufstandsfläche
zwischen Block und Boden, der schwierig aufzubrechen ist und demzufolge
Gefahren hinsichtlich Fahrinstabilität birgt.
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Zur
Begrenzung des Verschleißes
aufgrund einer Mobilität
der Blöcke
unter der Aufstandsfläche wurden
in manchen Bereichen des Laufflächenbandes
zwei Reihen von durch eine schmale Nut getrennten Blöcken verwendet,
so dass die Nut durch Schließen
unter der Aufstandsfläche
einen reziproken Halt zwischen den beiden Reihen erzeugt mit der Folge
einer Verstärkung
und Reduzierung der Mobilität
der Blöcke.
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Ein
Reifen in "Block"-Bauweise mit Leistungen,
die für
den Einsatz auf nassen Straßen
geeignet sind, ist beispielsweise in dem US-Patent 5,240,053 beschrieben.
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Das
Laufflächenband
dieses Reifens hat fünf Umfangsnuten
und eine Vielzahl von Quernuten, die insgesamt sechs Reihen von
Blöcken
bilden, närnlich zwei
zentrale Reihen, zwei Zwischenreihen, die den zentralen Reihen axial
gegenüberliegen,
und zwei axial äußere Schulterreihen.
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Die
beiden zentralen Reihen von Blöcken sind
durch eine schmale Umfangsnut auseinandergehalten, die durch die Äquatorialebene
des Reifens geht. Die Breite der zentralen Umfangsnut liegt zwischen
1/4 und 1/3 der Breite der anderen Umfangsnuten, während ihre
Tiefe im Wesentlichen der der anderen Umfangsnuten entspricht.
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Die
Quernuten aller Blockreihen, die auf der Seite der Äquatorialebene
angeordnet sind, sind zu letzterer mit einem Winkel geneigt, der
in der gleichen Richtung ausgerichtet ist.
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Jeder
Block der zentralen Reihen hat eine Einkerbung, die sich zwischen
einer seitlichen Umfangsnut und einem Punkt in einer Entfernung
von der schmalen zentralen Nut erstreckt. Diese Einkerbung ist parallel
zu den Quernuten.
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Zur
Verstärkung
der zentralen Blöcke
in Bezug auf die auf den zentralen Bereich des Laufflächenbandes
wirkenden Beanspruchungen sind außerdem elastische Brücken zwischen
am Umfang benachbarten Blöcken
vorgesehen.
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Jeder
Block der Zwischenreihen hat zwei Einkerbungen der gleichen Länge, die
beide parallel zu den Quernuten sind.
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Eine
der Einkerbungen steht mit der axial innersten Umfangsnut und die
andere mit der axial äußersten
Umfangsnut in Verbindung, wobei beide Einkerbungen in einer Entfernung
von der Längsmittelebene
des Blocks enden, die im Wesentlichen parallel zur Äquatorialebene
ist.
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Insgesamt
gibt das Paar von Einkerbungen einem jeden Block der Zwischenreihen
eine "S"-Form.
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik stellte sich die Anmelderin die
Aufgabe, die bekannte Technik zu verbessern und ein Laufflächenband
zu erzeugen, das mit einem Muster versehen ist, das sowohl für trockenen
Boden als auch für
nassen Boden geeignet ist und Merkmale hat, die in der Lage sind,
einen Widerstand gegen Beanspruchungen, die auf den Reifen unter
Einsatzbedingungen bei Gerad- und Kurvenlauf wirken, zusammen mit
einer guten Fahrstabilität
und geeigneten Lautloseigenschaften zu gewährleisten.
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Die
Lösung
für dieses
Problem erschien extrem komplex, da sich ein Laufflächenband
durch das so genannte "Voll/Leer"-Verhältnis auszeichnet,
das von der Kautschukmenge abhängt,
die von dem Laufflächenband
aufgrund des Vorhandenseins der Nuten weggenommen ist, und, wie
allgemein bekannt, weil große
Werte dieses Verhältnisses
guten Haftungseigenschaften auf trockenen Straßen, jedoch schlechten Straßenhaftungswerten
auf nassen Straßen
entsprechen.
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Die
Anmelderin hat erkannt, dass die Bildung von sehr großen Blöcken, oder
auf jeden Fall mit einer großen
Querabmessung in der Richtung der Kräfte, die auf die Lauffläche wirken,
keinen negativen Einfluss auf die Haftungseigenschaften auf nassen Straßen haben
würde,
wenn der Körper
des Blocks mit geeigneten Lösungen
zum Entfernen des Wassers unter der Aufstandsfläche versehen wäre.
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Die
Anmelderin hat gefunden, dass das Problem durch Wählen eines
Laufflächenmusters
gelöst werden
könnte,
das an den Seiten der Äquatorialebene
zwei Reihen von axial inneren Blöcken
und zwei Reihen von äußeren Blöcken mit
der Verbesserung aufweist, jeden Block der axial inneren Reihen
mit einer beträchtlichen
axialen Breite bezüglich
der Breite des Laufflächenbandes
und mit einer Einkerbung herzustellen, die sich über einen großen Teil
der Querabmessung des Blocks erstreckt und mit einer seitlichen
Umfangsnut in Verbindung steht, die geeignet ist, das Wasser aus
der Aufstandsfläche
zu fördern
und abzuführen,
wenn der Reifen auf einer nassen Straße läuft.
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Außerdem hat
die Anmelderin erkannt, dass es möglich ist, eine gute Fahrstabilität durch
Unterbrechen einer Richtungskontinuität der Schulterquernuten bezüglich der
Richtung der Nuten der inneren Reihen dadurch zu gewährleisten,
dass die Ausbildung der Gesamtnut unterbrochen wird, die eine im Wesentlichen
sinusförmige
Neigung hat, die ein Drücken
am Reifen (Helixeffekt) entsprechend unerwünschten Richtungen entstehen
lassen kann.
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Deshalb
ist ein erster Aspekt dieser Erfindung ein Reifen für Fahrzeugräder, der
mit einem Laufflächenband
versehen ist, das
- – wenigstens eine durchgehende
zentrale Umfangsnut, die die Äquatorialebene
des Reifens rittlings überspannt,
- – wenigstens
zwei durchgehende Umfangsnuten, die an den Seiten der zentralen
Nut angeordnet sind und Mittelebenen aufweisen, die im Wesentlichen
parallel zur Äquatorialebene
sind, und
- – eine
Vielzahl von Quernuten aufweist, die wenigstens vier Umfangsreihen
von Blöcken,
zwei axial innere zentrale Reihen und zwei axial äußere Schulterreihen,
begrenzen, wobei jeder Block der zentralen Reihen von einer Vielzahl
von Seiten und von wenigstens vier Ecken bestimmt und von einem
benachbarten Block durch eine Nut getrennt wird, die eine schräge Richtung
bezogen auf die Äquatorialebene
hat, und die Ecken ein Paar von vorderen Ecken und ein Paar von
hinteren Ecken bezogen auf eine vorgegebene Laufrichtung des Reifens
sind,
wobei sich der Reifen dadurch auszeichnet, dass
a)
die Blöcke
der zentralen Reihen eine erste Querkerbe mit einem Abschlussende
innerhalb des Blocks und einem Anfangsende aufweist, die mit der
zentralen Umfangsnut in Verbindung steht,
b) sich die erste
Querkerbe über
die Längsmittelebene
der zentralen Reihen hinaus erstreckt,
c) das Verhältnis aus
der axialen Breite einer jeden zentralen Reihe und der axialen Gesamtbreite
des Laufflächenbandes,
gemessen zwischen den Schulterenden des Reifens, nicht weniger als 0,18
beträgt,
und
d) die Quernuten der Schulterreihen, welche die Schulterblöcke begrenzen,
wenigstens in der Nähe
der Mittelebene der seitlichen Umfangsnuten bezogen auf die Äquatorialebene
in der Richtung entgegengesetzt zur Neigung der Quernuten, die zu
den Blöcken
der zentralen Reihen gehören,
geneigte Abschnitte haben.
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Die
erste Querkerbe kann unterschiedliche Formen haben, beispielsweise
gekrümmt,
geradlinig oder gemischt geradlinig sein.
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Für die Zwecke
der vorliegenden Offenbarung und der nachfolgenden Ansprüche soll
die "Vorderseite" oder "Rückseite" eines Blocks irgendeine Seite des Blocks
sein, die sich auf einer Richtung befindet, die im Wesentlichen
quer zur vorgegebenen Laufrichtung des Reifens ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat die erste Querkerbe,
die von den Blöcken der
zentralen Reihen beherrscht wird, eine Länge, die nicht weniger als
50% der Länge
der längsten Vorderseite
oder Rückseite
des Blocks beträgt.
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Besonders
bevorzugt erstreckt sich die erste Kerbe in eine Zwischenposition
zu dem Block und hat eine Länge
zwischen 60% und 80% der Länge
der längsten
Vorderseite oder Rückseite
des Blocks.
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Gemäß weiteren
bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung haben die Blöcke der
zentralen Reihen eine Rhomboidform und sind die Vorderseite und
Rückseite
eines jeden Blocks parallel und zueinander gleich.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung hat eine Vielzahl von Blöcken der zentralen Reihen wenigstens
eine zweite Querkerbe mit einem Abschlussende innerhalb des Blocks
und einem Ausgangsende, das vorzugsweise mit einer seitlichen Umfangsnut
in Verbindung steht.
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Die
zweiten Querkerben können
unterschiedliche Formen annehmen. Im Allgemeinen sind sie langgestreckt,
und vorzugsweise haben sie eine geradlinige Mittelachse.
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Bei
einer speziellen Ausgestaltung haben die zweiten Quernuten eine
Blindform. Wie vorstehend erwähnt,
haben jedoch vorzugsweise die zweiten Quernuten eine offene Form
und ein Ausgangsende, das von einer seitlichen Umfangsnut ausgeht.
Noch stärker
bevorzugt wird, dass die zweiten Quernuten die Verlängerungen
der Quernuten der Schulterreihen bilden.
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Die
erste und die zweite Querkerbe sind im Wesentlichen senkrecht zueinander
und schneiden sich nicht.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vorgeformtes Laufflächenband,
um abgenutzte Reifen für
Fahrzeugräder
mit einer neuen Lauffläche
zu versehen, wobei das Laufflächenband mit
einem Laufflächenmuster
versehen ist, das
- – wenigstens eine durchgehende
zentrale Umfangsnut, die die Äquatorialebene
des Reifens rittlings überspannt,
- – wenigstens
zwei durchgehende Umfangsnuten, die an den Seiten der zentralen
Nut angeordnet sind und Mittelebenen aufweisen, die im Wesentlichen
parallel zur Äquatorialebene
sind, und
- – eine
Vielzahl von Quernuten aufweist, die wenigstens vier Umfangsreihen
von Blöcken,
zwei axial innere zentrale Reihen und zwei axial äußere Schulterreihen
begrenzen, wobei jeder Block der zentralen Reihen von einer Vielzahl
von Seiten und von wenigstens vier Ecken, nämlich einem Paar von vorderen
Ecken und einem Paar von hinteren Ecken bezogen auf eine vorgegebene
Laufrichtung des Reifens, bestimmt wird,
wobei sich das Laufflächenband
dadurch auszeichnet, dass a) die Blöcke der zentralen Reihen ein
erste Querkerbe mit einem Anschlussende innerhalb des Blocks und
einem Ausgangsende aufweist, das mit der zentralen Umfangsnut in Verbindung
steht,
b) sich die erste Querkerbe über die Längsmittelebene der zentralen
Reihen hinaus erstreckt,
c) das Verhältnis aus der axialen Breite
einer jeden zentralen Reihe und der axialen Gesamtbreite des Laufflächenbandes
gemessen zwischen den Schulterenden des Reifens nicht weniger als 0,18
beträgt,
und
d) die Quernuten der Schulterreihen, welche die Schulterblöcke begrenzen,
wenigstens in der Nähe
der Mittelebenen der seitlichen Umfangsnuten Abschnitte aufweisen,
die bezogen auf die Äquatorialebene
in der Richtung entgegengesetzt zur Neigung der Quernuten, die zu
den Blöcken der
zentralen Reihen gehören,
geneigt sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist das Verhältnis nicht kleiner als 0,40.
Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis zwischen 0,40 und 0,50.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung
einiger bevorzugter Ausführungsformen
des Reifens nach der Erfindung ersichtlich, die lediglich in Form
eines veranschaulichenden, nicht beschränkenden Beispiels angegeben
werden und sich auf die beiliegenden Zeichnungen beziehen, in denen
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1 eine
Querschnittsansicht eines Reifens nach der Erfindung, insbesondere
eines für
das Anbringen an der Vorderachse eines Fahrzeugs vorgesehenen Reifens
zeigt,
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2 eine
Draufsicht auf eine teilweise Abwicklung des Laufflächenbandes
des Reifens von 1 zeigt,
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3 eine
Einzelheit von 2 zeigt,
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4 eine
vergrößerte Ansicht
einer Einzelheit von 2 zeigt, und
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5 eine
Draufsicht auf die Abwicklung des Laufflächenbandes nach der Erfindung
entsprechend einer zweiten Ausführungsform
zeigt.
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Ins Einzelne
gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß 1 und 2 ist
ein für
Fahrzeuge vorgesehener Reifen nach der Erfindung insgesamt mit dem
Bezugszeichen 1 bezeichnet. Insbesondere soll der Reifen
auf der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs angebracht werden.
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Der
Reifen 1 hat einen Karkassenaufbau 2 mit einem
zentralen Kronenabschnitt 3 und zwei Seitenwänden 4, 5,
wobei der Karkassenaufbau 2 mit einer Verstärkungslage 2a versehen
ist, deren gegenüberliegende
Enden 2b, 2c um entsprechende Wulstdrähte 6, 7 herumgelegt
sind.
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An
den radial äußeren Umfangsrand
der Wulstdrähte 6, 7,
die in Übereinstimmung
mit den radial inneren Enden der Seitenwände 4, 5 angeordnet sind,
ist ein elastomerer Füllstoff 8 aufgebracht,
der den Raum einnimmt, der zwischen der Verstärkungslage 2a und
den jeweiligen Enden 2b, 2c der Verstärkungslage 2a gebildet
wird.
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Wie
bekannt, bilden die gegenüberliegenden Zonen
des Reifens 1, von denen jede Wulstdrähte 6, 7 und
Füllstoff 8 aufweist,
die so genannten Wulste, die insgesamt mit den Bezugszeichen 9 und 10 versehen
sind und für
die Festlegung des Reifens 1 an einer entsprechenden Montagefelge 11 des
Rads eines Fahrzeugs ausgelegt sind.
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Dem
vorstehend erwähnten
Karkassenaufbau 2 ist koaxial ein Gurtaufbau 12 zugeordnet,
der einen oder mehrere verstärkende
Streifen 13 aus Gewebe oder Metallkorden aufweist, die
in eine vorgegebene Masse eingebettet sind.
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Auf
den Gurtaufbau 12 ist in bekannter Weise ein Laufflächenband 14 aufgebracht,
in dessen Dicke ein Laufflächenmuster
eingepresst ist, das im Einzelnen in 2 dargestellt
ist.
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Zur
Vereinfachung der Beschreibung wird nachstehend nur der Teil des
Laufflächenbandes 14 von 2 im
Einzelnen erläutert,
der links von der Äquatorialebene
X-X angeordnet ist, da der sich rechts von der Ebene befindliche
Teil identisch zu dem linken Teil ist, wenn er um 180° gedreht
und dann um einen vorgegebenen Betrag in der Umfangsrichtung versetzt
wird, der etwa gleich 50% der Teilung "p" ist,
mit der sich die Schulterquerkerben in der Umfangsrichtung wiederholen.
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Das
Laufflächenband 14 hat
drei fortlaufende Umfangsnuten, die im Wesentlichen geradlinig verlaufen,
und eine Vielzahl von Quernuten, deren Schneiden mit den Umfangsnuten
eine Vielzahl von Blöcken
entstehen lässt.
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Im
Einzelnen hat das in den 2 und 3 gezeigte
Laufflächenband 14 eine
zentrale Umfangsnut 15, die die Äquatorialebene X-X rittlings übergreift,
und zwei seitliche Umfangsnuten 16, 17, die auf
gegenüberliegenden
Seiten bezüglich
der zentralen Umfangsnut 15 angeordnet sind und Mittelebenen
Y-Y bzw. Z-Z haben. Letztere haben beide den gleichen Abstand l1 von der Äquatorialebene X-X.
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Bei
der in 2 und 3 gezeigten Ausgestaltung haben
die drei Umfangsnuten 15, 16, 17 gleiche
Form und Abmessungen.
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Die
Umfangsnuten 15, 16, 17 haben vorteilhafterweise
eine axiale Breite und Tiefe, die geeignet ist, ein ausreichendes
Entfernen von Wasser sicherzustellen, um die Fahrstabilität auf nassen
Oberflächen
zu gewährleisten.
Vorzugsweise liegt die axiale Breite (Ia)
zwischen 7 mm und 12 mm, während
die Tiefe zwischen 6 mm und 9 mm liegt.
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Dadurch,
dass sich die Umfangsnuten 15, 16, 17 und
die Quernuten miteinander schneiden, begrenzen sie insgesamt vier
Umfangsreihen von Blöcken,
die in der speziellen Ausgestaltung von 2 und 3 wie
folgt wiedergegeben sind: zwei Reihen 18, 19 von
axial inneren oder zentralen Blöcken
und zwei Reihen 20, 21 von axial äußeren oder
Schulterblöcken.
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Insbesondere
sind bei der Ausführungsform von 2 die
zwei zentralen Reihen 18, 19 gleich, und analog
sind die zwei Schulterreihen ebenfalls gleich.
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Die
gezeigte Ausgestaltung hat für
Blöcke 22 der
zentralen Reihen 18, 19 und für Blöcke 24 der Schulterreihen 20, 21 spezielle
Formen.
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Unter
Bezug auf den Abschnitt des Laufflächenbandes, der links von der Äquatorialebene
X-X angeordnet ist,
und auf die durch den Pfeil F in 2 angezeigte
Laufrichtung haben insbe sondere die Blöcke 22 der zentralen
Reihe 18 eine Rhomboidform, die jeweils von einem Paar
von parallelen Längsseiten
gebildet und von der zentralen Umfangsnut 15 und der seitlichen
Umfangsnut 16 und von einem Paar von identischen und parallelen
Vorder- und Rückseiten
begrenzt werden, die sich jeweils zwischen einem Paar von vorderen
Ecken a-a und einem Paar von hinteren Ecken b-b befinden.
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Jeder
Block 22 der zentralen Reihen ist von einem benachbarten
Block 22, der in der Umfangsrichtung darauf folgt, durch
eine Nut 23 getrennt, die bezogen auf die Äquatorialebene
X-X eine schräge Richtung
hat.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
verjüngen
sich die Nuten 23 leicht ausgehend von der seitlichen Umfangsnut 16 zu
der zentralen Umfangsnut 15 hin. Gemäß weiteren Ausgestaltungen
haben als Alternative zu den vorstehenden Nuten die Nuten 23 die
gleiche Breite.
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Bezogen
auf die Richtung der Äquatorialebene
X-X bilden die schrägen
Nuten 23 einen Winkel α mit
einem vorgegebenen Wert, der vorzugsweise zwischen 30° und 60° liegt. Ein
besonders bevorzugter Winkel α beträgt etwa
45°.
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Im
Hinblick auf die leichte Verjüngung
der schrägen
Nuten 23, die in 2 ersichtlich
ist, entspricht der Winkel α dem
Winkel, der dadurch gebildet wird, dass sich eine Längsseite
der rhomboidförmigen
Blöcke 22 der
zentralen Reihen und eine Vorder- oder Rückseite der Blöcke kreuzen.
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Vorzugsweise
haben die schrägen
Nuten 23 eine Breite zwischen 2 mm und 7 mm und eine Tiefe zwischen
6 mm und 8 mm.
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Jeder
Block 24 der Schulterreihe 20 wird von zwei im
Wesentlichen parallelen Schulterquernuten 25 begrenzt.
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Die
Blöcke 24 der
Schulterreihe 20 befinden sich seitlich zwischen zwei Ebenen
Y-Y und A-A, die im
Wesentlichen parallel zur Äquatorialebene
X-X sind und eine entsprechende axiale Entfernung l2 haben.
Die beiden Ebenen A-A, die bezüglich
der Äquatorialebene
X-X gegenüberliegen,
gehen durch die Enden des Laufflächenbandes 14 hindurch.
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Jede
Schulterquernut 25 hat einen ersten geraden Abschnitt 26,
auf den ein zweiter Abschnitt 27 folgt, der bezogen auf
den ersten geraden Abschnitt 26 axial weiter innen liegt,
wobei der zweite Abschnitt 27 mit einem Winkel γ bezüglich der Äquatorialebene X-X
geneigt ist. Der Winkel γ ist
von 90° verschieden und
liegt vorzugsweise zwischen 30° und
60°.
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In Übereinstimmung
mit einem der Kennzeichen der Erfindung kann der Winkel γ irgendeinen Wert
annehmen, vorausgesetzt, dass seine Richtung bezogen auf die Äquatorialebene
zur Richtung des Winkels α entgegengesetzt
ist, der von den schrägen Nuten 23 der
Blöcke 22 der
zentralen Reihen gebildet wird. D.h. mit anderen Worten, dass es
für die
Zwecke der vorliegenden Erfindung sehr wichtig ist, dass die Neigung
des zweiten Abschnitts 27 der Schulterquernuten 25,
die von dem Winkel γ gebildet
wird, in der Richtung verläuft,
die bezüglich
der Neigung der Quernuten 23 der Blöcke 22 entgegengesetzt
ist, die von dem Winkel α gebildet
werden.
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Bei
der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform
haben die Winkel α und γ die gleiche
Größe (genau
50°) und
verlaufen in der entgegengesetzten Richtung zur Äquatorialebene X-X.
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Zweckmäßigerweise
sind die beiden Abschnitte 26, 27 einer jeden
Schulterquernut 25 miteinander durch einen gekrümmten Abschnitt
verbunden, beispielsweise einen Kreisbogen mit einem Radius zwischen
30 mm und 60 mm.
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Wie
deutlich aus 2 zu sehen ist, ist der erste
gerade Abschnitt 26 einer jeden Schulterquernut 25 im
Wesentlichen senkrecht zur Äquatorialebene
X-X und in zwei Teile mit unterschiedlichen Abmessungen aufgeteilt.
Insbesondere ist der axial innerste Teil etwa 8 mm breit und zwischen
6 mm und 8 mm tief, während
der zweite axial äußerste Teil
eine geringere Breite, etwa 4 mm, hat und zwischen 2 mm und 6 mm
tief ist.
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Vorteilhafterweise
wurde gefunden, dass die vorstehend erwähnte Verringerung der Breite
des geraden Abschnitts 26 der Schulterquernuten 25 durch Vergrößerung des
Voll-Oberflächenbereichs
in der Schulterzone zur Verbesserung der Straßenhaftung des Reifens der
Erfindung beim Kurvendurchgang beiträgt.
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In
jeder Schulterzone hat das Laufflächenband 14 des Reifens 1 weiterhin
wenigstens eine Längskerbe
oder eine "Unterbrecherkerbe" 28, die sich
am Umfang mit einer Tiefe von etwa 2 mm erstreckt, und wenigstens
einen Längseinschnitt 29.
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Die
Kerbe 28 und der Einschnitt 29 sind in eine Richtung
ausgerichtet, die im Wesentlichen senkrecht zu den Schulterquernuten 25 ist.
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Die
Längskerbe 28 ist
etwa 4 mm breit und etwa 1,5 mm tief, während der Längseinschnitt 29 etwa
2,5 mm breit und zwischen 3 mm und 7 mm tief ist.
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Die
Einschnitte und Kerben verbessern vorteilhafterweise die Straßenhaftung
des Reifens der Erfindung auf nassen Straßen.
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In
jeder Schulterzone hat der Reifen 1 zweckmäßigerweise
auch eine Vielzahl von Querscharten 30, die mit den Längskerben 28 in
Verbindung stehen und im Wesentlichen senkrecht zur letzteren sind.
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Die
Scharten 30 sind an etwa dem Halbwegpunkt des Blocks 24 bezogen
auf die Umfangsrichtung angeordnet und erstrecken sich in die axial äußere Schulterzone,
d.h. in die Nähe
der vorstehend erwähnten
Ebene A-A.
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Die
Scharten haben eine begrenzte Länge, vorzugsweise
zwischen 8 mm und 20 mm, eine Tiefe von etwa 3 mm und eine Breite
von etwa 4 mm.
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Das
Vorhandensein der Scharten 30 in den Schulterzonen trägt in vorteilhafter
Weise zur Steigerung der Haftung des Reifens der Erfindung bei.
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Weitere
Eigenschaften des Laufflächenbandes 14 nach
der Erfindung werden nunmehr im Einzelnen unter Bezug auf 3 beschrieben.
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Die
Blöcke 22 der
zentralen Reihe 18 haben eine Rhomboidform mit beträchtlicher
Erstreckung, die in der Fläche,
wie vorstehend erwähnt,
durch ein Paar von Längsseiten
und ein Paar von Vorder- und Rückseiten
begrenzt ist, die quer zur Laufrichtung F angeordnet sind. Die Längsseiten
haben eine Länge L
gemessen in der Umfangsrichtung, die beträchtlich grö ßer ist als die Länge der
Längsseiten
der Schulterblöcke 24.
Zusätzlich
ist die Länge
der Vorder- und Rückseiten
der Blöcke 22 mit
der Länge
L vergleichbar.
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Bei
einer Ausführungsform,
die sich auf Reifen mit einer Umfangsabwicklung gemessen längs der Äquatorialebene
zwischen 1970 mm und 2010 mm bezieht, wird zweckmäßig erkannt,
dass die Längsseiten
der Blöcke 22 eine
Länge L
zwischen 50 mm und 80 mm und die Vorder- und Rückseiten der Blöcke eine
Länge Lo
zwischen 40 mm und 60 mm haben.
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Um
den Blöcken 22 einen
hohen Widerstand zu geben, wurde speziell als zweckmäßig erkannt, ein
Verhältnis
l1/W von nicht weniger als 0,18 herzustellen,
wobei l1 die axiale Breite der zentralen
Reihe 18 (nämlich
die axiale Entfernung jeweils zwischen den Ebenen X-X und Y-Y) und
W die axiale Breite des Laufflächenbandes
sind, die, wie vorstehend erwähnt,
zwischen den Paaren von axial gegenüberliegenden Ebenen A-A gebildet
wird. Die Breite W liegt vorzugsweise zwischen 210 mm und 235 mm.
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Wenn
speziell mit T die Aufstandsfläche
(siehe 2) definiert wird, wobei die Breite T kleiner
als die Breite W des Laufflächenbandes
ist, muss in Betracht gezogen werden, dass das Prozentverhältnis zwischen
der Gesamtbreite der beiden zentralen Reihen 18, 19 (nämlich 2l1) und der Breite T der Aufstandsfläche wenigstens
40% beträgt.
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Im
Wesentlichen tragen die beiden zentralen Reihen 18, 19 entscheidend
dazu bei, dem Laufflächenband
bei Vorhandensein unterschiedlicher Spannungen, die erzeugt werden,
wenn der Reifen abrollt, einen mechanischen Widerstand zu verleihen.
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Zusätzlich hat
entsprechend eines Kennzeichens der Erfindung das Laufflächenband 14 innerhalb
der Blöcke 22 der
zentralen Reihen 18, 19 geeignete wasserabziehende
Elemente in Form einer Querkerbe 31 mit beträchtlicher
Erstreckung.
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Die
Mittellinie der Querkerbe 31 erstreckt sich zwischen den
beiden Enden 32 bzw. 33, dem Anfang und dem Ende
(siehe 3), wobei das Anfangsende 32 direkt mit
der zentralen Nut 15 in Verbindung steht und sich das Abschlussende 33 innerhalb
des Blocks 22 befindet.
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Das
Ausgangsende 32 der Querkerbe 31 befindet sich
in einer Entfernung h von der vorderen Ecke α des Blocks 22, der
zwischen 0,4 L und 0,6 L liegt. Besonders bevorzugt liegt das Ausgangsende 32 etwa
auf halbem Weg auf der Länge
L des Blocks 22.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform geht die Quernut 31 von
ihrem Ausgangsende 32 aus und kreuzt einen Großteil des
Blocks 22, wobei sie über
die Längsmittelebene
m-m der zentralen Reihe 18 hinausgeht.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt ist, bleibt bei der
beschriebenen Ausgestaltung die Querkerbe 31 im Wesentlichen
parallel zur dem Paar von Vorder- und Rückseiten der Rhomboidform des
Blocks 22, was anzeigt, dass die Querkerbe 31 bezüglich der Äquatorialebene
X-X geneigt ist.
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Wenn
die Länge
der Querkerbe 31 mit L1 bezeichnet
ist, ist die Länge
L1 nicht kleiner als das 0,5-fache der Länge Lo der
Vorder- oder Rückseite des
Blocks 22. Besonders bevorzugt liegt der Wert von L1 zwischen 0,6 Lo und 0,8 Lo.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung hat die Querkerbe 31 eine
Breite, die sich allmählich
ausgehend von dem Abschlussende 33 zum Ausgangsende 32 hin
verjüngt.
Bei einer weiteren und anderen Ausgestaltung hat die Querkerbe 31 eine
konstante Breite.
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Zweckmäßigerweise
entsprechen die Breite und Tiefe der Querkerbe 31 denjenigen
der schrägen Nuten 23 der
Blöcke 22.
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Die
zweite Querkerbe 34 bildet einen Winkel δ bezüglich der Äquatorialebene,
der vorzugsweise zwischen 30° und
60° liegt.
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Nach
der vorliegenden Erfindung hat jeder Block 22 weiterhin
ein Wasserabzugselement, das aus einer zweiten Querkerbe 34 besteht,
die eine merklich geringere Breite als die Querkerbe 31 hat.
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Gemäß einer
speziellen Ausgestaltung der Erfindung hat sich als zweckmäßig erwiesen,
wenn das Verhältnis
der Länge
der zweiten Querkerbe 34 und der Länge der Querkerbe 31 zwischen
0,45 und 0,55 liegt.
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Bei
der in 2 und 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
bildet die zweite Querkerbe 34 die Verlängerung von einer der beiden
Schulterquernuten 25 (die axial die Schulterblöcke 24 begrenzen),
deren Mittelachsen in der gleichen Teilung "p" des
Reifens 1 der Erfindung eingeschlossen sind.
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Deshalb
geht, wie in 3 gezeigt ist, die zweite Querkerbe 34 von
einem ersten Ende 35 (Ausgangsende) aus, steht mit der
seitlichen Nut 16 in Verbindung und erstreckt sich unter
Aufrechterhalten der gleichen Richtung wie die benachbarte Quernut 25 in
den Block 22, bis sie ein zweites Ende 36 (Abschlussende)
trifft, das sich in einer Entfernung d von dem hinteren Ende des
Blocks 22 befindet.
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Die
beiden Querkerben 31, 34 des Blocks 22 sind
im Wesentlichen senkrecht zueinander, während die Kerbe 31 ihr
Abschlussende 33 in einer vorgegebenen Entfernung d1 von der Längsachse der zweiten Querkerbe 34 beibehält.
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Vorzugsweise
haben die Entfernungen d und d1 den gleichen
Wert, der zwischen 5 mm und 15 mm liegt.
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Bei
einigen Ausführungsformen
(siehe beispielsweise 2) sind die Abschlussenden 33 der Querkerben 31 längs der
gleichen Ebene ausgerichtet, wobei ihr Abstand l4 von
der Äquatorialebene
X-X zwischen 20 mm und 40 mm beträgt, während die Abschlussenden 36 der
Querkerben 34 auf einer weiteren Ebene ausgerichtet sind
und ihr Abstand l3 von der Äquatorialebene
X-X zwischen 15 mm und 35 mm beträgt.
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Gemäß weiteren
zu den vorstehend beschriebenen alternativen Lösungen sind die Abschlussenden
der Querkerben 31 oder 34 nicht fluchtend zueinander
ausgerichtet. Gemäß einer
weiteren alternativen Lösung
sind alle Abschlussenden der Querkerben 31 und 34 fluchtend
zueinander längs der
gleichen Ebene ausgerichtet.
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Wie
vorstehend erwähnt,
sind in jedem Block 22 Entwässerungselemente vorgesehen,
die von einem Paar von Querkerben 31, 34 gebildet
werden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, entstehen aufgrund der Querkerben 31, 34 innerhalb
jedes Blocks 22 zwei unterschiedliche Formen: eine erste
Form, die im Wesentlichen dem Buchstaben U (dessen Flügel Q und
R schräg
bezüglich
der Äquatorialebene
X-X gerichtet sind) entspricht, und eine zweite Form, die im Wesentlichen
dem Buchstaben P entspricht. Der Buchstabe P hat eine einem rechtwinkligen
Dreieck nahekommende Form, dessen Hypotenuse I fluchtend zu einer
der Wände
ausgerichtet ist, die die seitliche Umfangsnut 16 begrenzen.
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Zu
erwähnen
ist, dass die Hypotenuse I eine Länge hat, die von der Phasenverschiebung
der Teilung eines Paars aufeinander folgender Schulterquernuten 25 (die
die Schulterblöcke 24 bilden)
und der Teilung des Paars von schrägen Nuten 23 angrenzend
an das Paar von Schulterquernuten 25 (die den Block 22 der
zentralen Reihe benachbart zu dem Schulterblock 24 bilden)
bestimmt wird.
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Vorzugsweise
liegt diese Phasenverschiebung zwischen 40% und 60% der Teilung
p, wobei die Teilung p vorzugsweise zwischen 25 mm und 45 mm beträgt.
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Vorteilhafterweise
führen
die beiden geometrischen Ausgestaltungen der in 4 gezeigten
Blöcke 22,
die voneinander verschieden sind, zu Haftfronten des Reifens auf
dem Boden, die unterschiedliche aufeinander folgende Profile haben.
Diese Verschiedenartigkeit der Haftprofile auf dem Boden trägt dazu
bei, die Ursachen des Reifengeräusches
aufgrund des Auftreffens der Blöcke
auf den Boden beim Lauf zu dämpfen.
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5 zeigt
eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bezüglich eines
Reifens 37 des symmetrischen Direktionaltyps, nämlich mit
einem Gesamtmuster, das eine vorgegebene Rollrichtung (gezeigt durch
den Pfeil V in der Figur) aufweist, und mit zwei seitlichen Abschnitten
des Laufflächenbandes,
die sich auf Seiten der Äquatorialebene
X-X befinden, die Spiegelbilder voneinander sind. Die beiden Hälften des
Laufflächenbandes
haben die gleichen Mustercharakteristika, wie vorher beschrieben,
weshalb die Elemente des Reifens 37, die baulich oder funktionell
die gleichen wie die bereits unter Bezug auf den Reifen 1 von 2 und 3 beschriebenen
sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht weiter beschrieben
sind.
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Wie
in der Ausführungsform
von 5 gezeigt ist, sind die Abschnitte des Laufflächenbandes ebenfalls
spiegelnd und auch bezüglich
einander in der Umfangsrichtung um einen Wert versetzt, der gleich
etwa 50% der Teilung p der Schulterquerkerben ist.
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Die
bevorzugten Werte des Verhältnisses
sowie auch die oben erwähnten
Bereiche der beschriebenen Abmessungsgrößen und die bevorzugten Werte
der Verhältnisse
zwischen den obigen Größen sind
vorzugsweise auf Reifen mit den Größen 225/50R16 oder 205/60R16
oder 245/45R17 bezogen.
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Diese
Erfindung erreicht zahlreiche Vorteile.
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Zuerst
ist zu erwähnen,
dass das Laufflächenband
der Erfindung Schulterquernuten 25 und schräge Nuten 23 der
zentralen Reihen hat, die in die – bezogen auf die Äquatorialebene – zueinander
entgegengesetzte Richtung geneigt sind. Auf diese Weise wird eine
hohe Laufstabilität
erreicht, die andererseits nicht erreicht werden kann, wo die Nuten
der fortlaufenden Reihen (zentrale und Schulterreihen) mit der gleichen
Neigung versehen sind, wodurch die Neigung zur Bildung einer fortlaufenden
Helix besteht, die zeitliche Drucke in der Helixrichtung und in der
zueinander entgegengesetzten Richtung während der Beschleunigung und
des Bremsens erzeugen würde.
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Außerdem bietet
das Laufflächenband
der Erfindung äußeren Spannungen
einen ausreichenden Widerstand, was eine geringere Mobilität der inneren
Blöcke
und weniger Verschleiß zur
Folge hat.
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Zur
Klärung
dieses Aspekts kann beispielsweise in Anbetracht von 2 angenommen
werden, dass der Reifen 1 an dem hinteren linken Rad eines
Fahrzeugs montiert ist und dass, wenn die Rollrichtung mit F bezeichnet
ist, in der Kontaktzone des Laufflächenbandes am Boden sich der
Reifens längs einer
gekrümmten
Bahn zu der Innenseite des Fahrzeugs, d.h. nach rechts in 2 fortbewegt.
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In
diesem Fall hat die Resultierende der Längskraft, die auf den Reifen
wirkt, und der Zentripetalkraft, die den Auswärtsdruck ausgleicht, eine Richtung
und eine Tendenz, die durch den Pfeil N in 2 angezeigt
ist.
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Wie
gezeigt, wirkt diese Resultierende N in der Querrichtung zum Block 22 in
eine Richtung, die im Wesentlichen längs der größeren Diagonalen des Blocks 22 verläuft.
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Wie
vorstehend erwähnt,
hat der Block 22 ein großes Verhältnis zwischen der axialen
Breite 11 der inneren Reihe, von der er den Vollteil bildet,
und der Breite des Laufflächenbandes
sowie eine beträchtliche
Abwicklung in der Längsrichtung.
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Deshalb
sind aufgrund der beträchtlichen
Erstreckung des Blocks die Spannungen N, die beim Kurvendurchlauf
wirken, insbesondere bei kurvenreichen Straßen, aufgrund der Robustheit
der Blöcke 22 elastisch
ausgeglichen, was Vorteile für
die Fahrstabilität
zur Folge hat.
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Zur
besseren Abklärung
der von der Erfindung erzeugten Vorteile ist zu betonen, dass die
beträchtliche
Erstreckung des Blocks der inneren Reihen in keiner Weise das Fahren
und die Stabilität
des Reifens auf nassen Straßen
beeinträchtigt.
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Tatsächlich hat
jeder Block der inneren Reihen Querkerben 31, deren Erstreckung
eine Form und Abmessungen hat, die mit den Quernuten 23 vergleichbar
sind, die für
die Umfangstrennung zwischen den Blöcken sorgen.
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Als
Folge kann die Quernut 31 entweder durch Unterbrechen der
Kontinuität
des fortlaufenden Wasserfilms, der sich bei ihrem Fehlen in dem
Kontakt zwischen dem Laufflächenband
und dem Boden längs
der Aufstandsfläche
bilden würde,
oder als Mittel zum Abführen
für das
Entfernen von Wasser zur zentralen Nut 14 wirken.
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Wie
gezeigt, hat das Laufflächenband
vorzugsweise weitere Wasserabführeinrichtungen,
die von Verlängerungen
der Quernuten 25 dargestellt werden, welche Querkerben 34 innerhalb
der Blöcke 22 bilden.
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Es
hat sich gezeigt, dass in vorteilhafter Weise die Querkerben 34 in
der Lage sind, das unter der Aufstandsfläche angesammelte Wasser mit
ausreichendem Druck wegzudrücken,
um seitliche Nuten 16, 17 zu befreien, die durch
einen übermäßigen Zustrom
von Wasser blockiert werden können.
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Deshalb
erleichtern die Querkerben 34 das Entfernen des Wassers
aus den seitlichen Nuten 16, 17 zu den Schulterquernuten 25 und
von dort zur Außenseite
der Aufstandsfläche.
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Dieses
günstige
Ergebnis wird dadurch erhalten, dass die Erstreckung der Querkerben 34 so begrenzt
wird, dass durch die übermäßige Verlängerung
der Quernuten 23 die Bildung einer fortlaufenden Helix
vermieden wird, die eine Fahrinstabilität verursacht.
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Zu
erwähnen
ist, dass die begrenzte Erstreckung der Querkerben 34 sich
nicht nachteilig auf ihre Fähigkeit,
Wasser abzuführen
und den fortlaufenden Wasserfilm zwischen dem Block 22 und
dem Boden zu unterbrechen, auswirkt.
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Tatsächlich wird
die Phasenverschiebung (3) zwischen den äußeren und
inneren Reihen so erzeugt, dass die Schulterquernut 25 sich
bei ihrer Erstreckung in einem Abstand von der Ecke des Blocks 22 hält, um eine
Zone von noch beträchtlichem
Ausmaß zu
bilden, die in der Lage ist, unter dem Block angesammeltes Wasser
aufzunehmen und zu entfernen.
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Querkerben 31, 34,
die in den inneren Reihen vorhanden sind, tragen in besonders vorteilhafter
Weise mit den Quernuten 23 dazu bei, den Reifen mit Hafteigenschaften
auszustatten.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, dass
durch das Ausgehen von einem gegebenen gewünschten Muster auf einer Seite des
Laufflächenbandes
es möglich
ist, verschiedene Arten von Mustern zu erzeugen, beispielsweise
ein symmetrisches Muster wie in 2 oder ein
asymmetrisches Muster, beispielsweise durch Ändern der Zwischenzone auf
der rechten Seite von 2 bezogen auf die auf der linken
Seite oder durch eine spiegelnde symmetrische Art, wie es in 5 gezeigt
ist, oder wieder asymmetrisch mit Änderungen des Teils auf der
rechten Seite von 5 bezogen auf den auf der linken
Seite.