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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Reifen für Kraftfahrzeuge, insbesondere
auf einen Reifen mit einer Gürtelkarkasse
für mittel-
und hochklassige Autos, die Reifen erfordern, welche eine hohe Leistung
erbringen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Laufflächenmuster
der vorstehend erwähnten
Reifen.
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Ein
Gürtelreifen
hat in seiner allgemeinsten Form einen Karkassenaufbau mit einem
zentralen Kronenabschnitt und zwei axial gegenüberliegenden Seitenwänden, die
in einem Paar von Wulsten zum Festlegen auf der Felge eines Rades
enden, einen Gurtaufbau, der mit dem Karkassenaufbau koaxial verbunden
ist, sowie ein Laufflächenband,
das sich koaxial um den Gurtaufbau herum erstreckt.
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In
der Dicke des Laufflächenbandes
ist ein erhabenes Muster ausgebildet, das aus einer Vielzahl von
Quer- und Längsnuten
besteht, die zusammen eine Vielzahl von Rippen und/oder Blöcken erzeugen,
die mit sich ändernden
Ausgestaltungen verteilt sind.
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Die
Eigenschaften, denen der Reifen nach der Erfindung im Hinblick auf
die hohe Geschwindigkeit des Fahrzeugs genügen muss, sind hauptsächlich eine
hohe Richtungsstabilität,
ausgezeichnete Hafteigenschaften sowohl auf geraden Strecken als auch
in Kurven sowie auf trockenem und nassem Boden, ein leiser Lauf
und ein guter Verschleißwiderstand.
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Das
Erzielen von all diesen Eigenschaften gleichzeitig an dem gleichen
Reifen ist ein Problem, das schwer zu lösen ist, da jede dieser Eigenschaften Maßnahmen
erfordert, die für
die Eigenschaften negative Konsequenzen hat.
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Was
die Richtungsstabilität
und den Verschleißwiderstand
angeht, besteht die Schwierigkeit, den vorstehenden Anforderungen
zu genügen,
in einer wesentlichen Beziehung zu der Schwierigkeit, die Mobilität der Blöcke zu begrenzen
(dieser Ausdruck ist so zu verstehen, dass er sich auf Laufflächenbandabschnitte
bezieht, die zwischen Paaren von aufeinander folgenden Aussparungen
sowohl in der Axialrichtung als auch in der Umfangsrichtung begrenzt
werden), die an dem Laufflächenband
vorhanden sind, wenn hohe Beanspruchungen auftreten, sowie in Bezug
zu ihrer Verschlechterung, wenn die Blöcke sich während des Einsatzes allmählich erhitzen.
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Bei
Reifen bekannter Bauweise unterliegen die an dem Laufflächenband
vorhandenen Blöcke tatsächlich während der
Laufbewegung des Reifens einer ganzen Reihe von thermomechanischen
Beanspruchungen, die hauptsächlich
auf einem Erhitzen als Ergebnis der Reibung der Gummimischung sowie auf
Druck- bzw. Scherkräften
beruhen, die dazu tendieren, die Blöcke zu biegen und zu verformen
und dabei ihre geometrische Form zu modifizieren. Dies führt nahezu
unveränderbar
zu einer Verschlechterung der Leistung des Reifens nach einem bestimmten
Verschleißgrad
des Laufflächenbandes,
der entsprechend schneller und unregelmäßiger ist, je mehr er unter "Grenz"-Bedingungen gefahren
wird.
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Ein
Versuch, diese Schwierigkeiten zu überwinden, besteht darin, die
Anzahl der Blöcke
zu minimieren und ihre Struktur dadurch zu verstärken, dass das Laufflächenmuster
ein hohes Verhältnis
von massiv zu frei erhält.
Reifen dieser Bauweise sind im Stand der Technik bereits bekannt.
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Ein
Beispiel dieses Standes der Technik ist in dem Patent WO 9825776
beschrieben, das sich auf einen Reifen bezieht, der ein Laufflächenband
hat, das frei von Umfangsnuten ist, jedoch mit Queraussparungen
versehen ist, welche variierend ausgerichtet, jeweils sowohl in
Axial- als auch
Umfangsrichtung der zentralen Zone geneigt und rittlings zur Äquatorialebene
angeordnet sind sowie eine solche axiale Erstreckung der Schulterzonen
haben, dass ein Laufflächenmuster
in Direktionalbauweise gebildet wird, d.h. mit einer bevorzugten
Drehrichtung.
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Die
WO 99/16631 offenbart einen Reifen für sehr hohe Leistung für Fahrzeuge,
wobei der Reifen eine Lauffläche
hat, die mit einer Vielzahl von Quernuten versehen ist, die am Umfang
längs der
Lauffläche
in Gruppen verteilt sind, die sich abwechselnd von gegenüberliegenden
Schulterzonen der Lauffläche
aus erstrecken. Die Quernuten bilden in einer Äquatorialzone der Lauffläche eine
Matrix aus im Wesentlichen fortlaufenden Abschnitten der Lauffläche, die
an einem äquatorialen
Abschnitt einer gleichen Quernut einer axial gegenüberliegenden
Gruppe von Nuten enden.
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Das
Vorhandensein der Quernuten ist erforderlich, um die Traktionskraft
des Reifens zu gewährleisten,
und ihr Wirkungsgrad bezüglich
der Traktionskraft ist umso größer, je
stärker
sich die Neigung der erwähnten
Nuten der Axialrichtung annähert.
Andererseits hat diese axiale Neigung einen negativen Einfluss hinsichtlich
der Fähigkeit,
das Wasser abzuführen,
das sich unter dem Kontaktfleckbereich ansammelt, und hinsichtlich
der Richtungsstabilität
des Reifens, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten.
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Diese
Laufflächen
sind genau infolge des Fehlens der Umfangsnuten gegenüber dem
Phänomen "Aquaplaning" hochempfindlich,
was bei Reifen nach der Erfindung im Hinblick auf die geforderte Leistung
nicht tolerierbar ist. Deshalb sind Umfangsnuten ebenfalls erforderlich.
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Die
Nuten führen
aber auch bei Zunahme der für
die Reifen hinsichtlich Kraft und Geschwindigkeit geforderten Leistung
zu einer Reihe von Problemen, insbesondere bei Gürteikarkassenreifen.
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Zunächst ist
die strukturelle Festigkeit des Gurts insgesamt durch die Tatsache
beschränkt, dass
in dem Bereich der Nuten, wo die Dicke der Lauffläche offensichtlich
auf einen minimalen Wert begrenzt ist, der Gurt eine bevorzugte
Verformungszone, d.h. ein "Scharnier" hat. Dieses Scharnier
erzeugt, wenn der Reifen bei seinem Einsatz einen sehr steilen Slip-Winkel
hat, eine Reifenbeanspruchung, die den dynamischen Effekt des Gurtaufbaus mit
einer zugehörigen
Verschlechterung bei den Straßenhaftungs-
und der Verhaltenseigenschaften des Reifens insgesamt und deshalb
des Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten verursacht.
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Zusätzlich dazu
führt,
wenn das Fahrzeug Kurven durchläuft,
der Kontakt mit dem Boden zu einem Biegen des äußeren Randes der Umfangsnuten bezogen
auf die Laufrichtung, so dass er sich radial nach innen absenkt
und axial nach innen verschoben wird, wodurch die Nut schmaler wird
und der innere Rand von ihr einer zyklischen tangentialen Beanspruchung
ausgesetzt wird, die sich bei jeder Umdrehung des Rades wiederholt,
was zu einem typischen unregelmäßigen und
frühen
Verschleiß führt, der
als "Sägezahnverschleiß" bekannt ist.
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Dieser
Verschleiß modifiziert
das optimale Profil des Reifens in der Meridianebene gesehen im senkrechten
Querschnitt, was negative Einflüsse
auf die Richtungsstabilität
und auf den Komfort des Reifens hat.
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Außerdem ist
diese Modifizierung des Reifenprofils nicht konstant und deshalb
nicht vorhersagbar und mit geeigneten geometrischen Ausgestaltungen
der Vulkanisierform nicht korrigierbar. Tatsächlich ändern sich der Grad und die
Geschwindigkeit des Fortschreitens dieses Verschleißes mit
der Änderung
der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und somit die an dem Kronenabschnitt
des Kontaktfleckbereichs angelegte Zentrifugalkraft, sowie mit der Resttiefe
der Nut.
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Die
gegenwärtige
Technologie gibt keine Lehren zur vollständigen Lösung des Problems für einen
Reifen für
hohe und sehr hohe Leistung, der in der Lage ist, gleichzeitig einen
minimalen und gleichförmigeren
Verschleiß des
Laufflächenbandes
während
der Abrollbewegung des Reifens, eine hohe direktionale Stabilität und einen
verbesserten Widerstand gegen Aquaplaning zu gewährleisten und eine hervorragende
Straßenhaftungskraft
sowohl bei geraden Strecken als auch in Kurven sowie auf trockenen
als auch auf nassen Straßen
bereitzustellen, ohne diese Eigenschaften zu verschlechtern, sondern
stattdessen die Eigenschaften des geringen Rollwiderstands, eines
ruhigen Laufs und einer guten Fahrleistung bei allen Laufzuständen zu
verbessern.
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Die
Anmelderinnen haben nun gefunden, dass das Problem mit Hilfe eines
Laufflächenbandes, das
eine Vielzahl von Queraussparungen hat, die sowohl bezüglich der
Axial- als auch bezüglich
der Umfangsrichtung wenigstens in dem zentralen Abschnitt des Bandes
geneigt sind, in Kombination mit einer Vielzahl von Umfangsnuten,
von denen wenigstens eine von wenigstens einigen der Queraussparungen geschnitten
wird, und die einen V-förmigen
Querschnitt hat, deren Breite größer als
die der sich schneidenden Quernuten und deren Tiefe kleiner als der
sie schneidenden Quernuten ist, brillant gelöst werden kann.
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Die
Anmelderinnen haben gefunden, dass die Wirksamkeit der Lösung stark
von dem Wert der Verhältnisse
zwischen den homologen geometrischen Abmessungen der Queraussparungen
und den geschnittenen Umfangsnuten beeinflusst wird, die somit von
kritischer Bedeutung für
die Erfindung sind.
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Die
Anmelderinnen haben ferner gefunden, dass die bevorzugte Lösung darin
bestand, in der zentralen Zone der Lauffläche die Vielzahl von Queraussparungen
anzuordnen, die als zwei Reihen verteilt sind, die einander axial
gegenüberliegend
angeordnet und in Umfangsrichtung ineinandergeschoben sind. Insbesondere
sind diese Queraussparungen in der zentralen Zone des vorstehend
erwähnten
Laufflächenbandes
in Gruppen verteilt, wobei insbesondere jede Reihe Gruppen von Aussparungen
aufweist, die parallel zueinander sind und unterschiedliche Längen haben
und sich mit Gruppen von drei Aussparungen abwechseln, die parallel
zueinander sind und unterschiedliche Längen haben sowie zu der gegenüberliegenden
Reihe gehören.
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In
jeder Gruppen haben die Aussparungen eine Länge, die in der gleichen Drehrichtung
des Reifens so abnimmt, dass die längste Aussparung eine Länge hat,
die drei oder vier Mal größer als
diejenige der kürzesten
Aussparung ist.
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Außerdem haben
die Anmelderinnen gefunden, dass es möglich war, die Lösung dadurch
zu optimieren, dass die zentrale Zone des Laufflächenbandes mit besonderen geometrischen
Eigenschaften versehen wird, die längs der Axialerstreckung der Zone
variabel sind, um so einen synergetischen Effekt mit den Eigenschaften
der benachbarten Schulterzonen zu erreichen, der in der Lage ist,
den gesamten Leistungsbereich des Reifens während seines Einsatzes zu verbessern.
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Gemäß einem
ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung somit auf einen Reifen
für Fahrzeugräder nach
Anspruch 1.
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Vorzugsweise
liegt der Wert des Verhältnisses
zwischen der Tiefe der V-förmigen
Nut und derjenigen der sie schneidenden Queraussparungen zwischen
0,35 und 0,82, während
der Wert des Verhältnisses
zwischen der Breite der V-förmigen
Nut und der Breite der sich schneidenden Queraussparungen zwischen
1,5 und 5 liegt.
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Besonders
bevorzugt liegt die Breite der V-förmigen Nut zwischen 10 und
15 mm, während
die Tiefe der V-förmigen
Nut zwischen 3 und 7 mm liegt.
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Was
die Form des V-förmigen
Querschnitts betrifft, so liegt der Winkel α der Neigung der Seitenwände der
Nut bezogen auf die Axialrichtung vorzugsweise zwischen 35° und 55°.
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Die
Queraussparungen habe vorzugsweise einen U-förmigen Querschnitt, während die
Flächen des
Querschnitts der V-förmigen
Nut und des Querschnitts der U-förmigen
Aussparungen zueinander gleich sind.
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Vorzugsweise
haben die U-förmigen
Queraussparungen eine Breite zwischen 3 und 10 mm und eine Tiefe
zwischen 7 und 8,5 mm.
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Besonders
bevorzugt haben die Queraussparungen der zentralen Zone zwei Reihen
von Aussparungen, die auf jeweils gegenüberliegenden Seiten bezüglich der
Axialrichtung mit einem Neigungswinkel bezüglich der Umfangsrichtung geneigt
sind, der zwischen 30° und
60° liegt
und vorzugsweise im Wesentlichen gleich 45° ist. Jeder der Reihen hat eine
Umfangsfolge von Gruppen von Aussparungen, die zu Gruppen von Aussparungen
der anderen Reihen beabstandet sind. Vorzugsweise haben in jeder Reihe
die Gruppen von Aussparungen drei Aussparungen, die parallel zueinander
sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung, die zur Verbesserung der Traktions- und
Ruhiglaufeigenschaften des Reifens vorteilhaft sind, sind die Querschulteraussparungen
senkrecht zur Äquatorialebene
des Reifens und am Umfang mit denjenigen der gegenüberliegenden
Schulter versetzt.
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Weitere
Kennzeichen, Eigenschaften und Vorteile ergeben sich deutlicher
aus der folgenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen
des Reifens nach der Erfindung, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen
Bezug genommen wird, die lediglich als nicht begrenzendes Beispiel
angeführt
sind und in denen
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1 eine
Draufsicht auf das in der Lauffläche
eines Reifens nach der Erfindung ausgebildeten Musters in einer
ersten Ausführungsform
zeigt,
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2 eine
Teilansicht des Reifens, insbesondere des Kronenabschnitts des Reifens,
geschnitten längs
der Linien A, B, C, D, E, F von 1 zeigt,
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3 eine
Einzelheit des Querschnitts durch eine Nut und eine Aussparung bei
dem Laufflächenmuster
des Reifens von 1 aufeinander gelegt zeigt,
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4 eine
Draufsicht auf das in dem Laufflächenband
des Reifens nach der Erfindung ausgebildete Muster einer zweiten
Ausführungsform
zeigt und
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5 eine
Teilansicht des Reifens von 4, insbesondere
des Kronenabschnitts des Reifens, geschnitten längs der Linien A, B, C und
D zeigt.
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1 zeigt
als Ganzes das Laufflächenmuster
eines Reifens nach der Erfindung für Hochleistungsfahrzeuge, insbesondere
eines Reifens mit einem asymmetrischen Aufbau, der an einem Fahrzeug
mit einer bevorzugten Laufrichtung montiert werden soll, in Bezug
auf die eine Außenseite
und eine Innenseite oder Fahrzeugseite an dem Reifen definiert werden.
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Der
Reifen hat herkömmlicherweise
einen Karkassenaufbau, der wenigstens eine Verstärkungslage hat, deren gegenüberliegende
Seitenränder
mit den entsprechenden Wulstdrähten
verbunden sind.
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Die
gegenüberliegenden
Zonen des Reifens, von denen jede einen Wulstdraht mit einem zugeordneten
Füller
aufweist, bilden die so genannten Wulste, die zum Befestigen des
Reifens an einer entsprechenden Montagefelge eines Fahrzeugrades
dienen.
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Der
Karkassenaufbau hat in koaxialer Verbindung mit ihm einen Gurtaufbau,
der einen oder mehrere Verstärkungsstreifen
aufweist, von denen jeder mit Hilfe einer Schicht aus Kautschukmasse
gebildet wird, in die eine Vielzahl von textilen oder metallischen
Korden eingeschlossen ist.
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Auf
dem Gurtaufbau ist ein Laufflächenband angebracht,
in welchem das in der vorstehend erwähnten 1 gezeigte
Muster ausgebildet ist.
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Alle
bisher beschriebenen Elemente sind hier nicht gezeigt, da sie dem
Fachmann bekannt und für
die Zwecke der Erfindung im Wesentlichen irrelevant sind.
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Bei
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist das Muster nach der Erfindung (1) in drei Zonen
aufgeteilt, nämlich
in zwei Schulterzonen S1 und S2,
die einander axial gegenüberliegen
und von denen jede zwischen einem Paar von entsprechenden axial äußeren Umfangsschultern
(1, 3) und axial inneren Umfangsschultern (2, 4)
und einer zentralen Zone M be grenzt sind, die zwischen axial inneren
Nuten (2, 4) des Paares von Umfangsschulternuten
begrenzt wird. Die Schultern der Reifen sind bekanntlich die Endabschnitte
der Lauffläche,
welche die Verbindung zwischen dem im Wesentlichen ebenen Kronenabschnitt
und den Seitenwänden
des Reifens bilden.
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Die
axial äußeren Schulternuten,
die auch als Unterbrechungsaussparungen bekannt sind, definieren
die Breite W der Laufflächen
und trennen den Kronenabschnitt, d.h. die Zone, die normalerweise
in Kontakt mit dem Boden bei den verschiedenen Laufzuständen steht,
von den Seitenwänden
des Reifens. Die Entfernung w zwischen den Nuten 2 und 4 bildet die
Breite der zentralen Zone M, die vorzugsweise zwischen 45% und 65%
von W liegt. An der inneren Schulter S2 grenzt
die axial innere Nut vorzugsweise an die äußere Nut 3 an, d.h.
diese Schulter hat keine weiteren Umfangsnuten. Andererseits ist
die äußere Schulter
S1 vorzugsweise mit einem fortlaufenden Einschnitt 19 am
Umfang angrenzend an die innere Nut 2 versehen.
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Zu
erwähnen
ist hier, dass alle hier angegebenen Abmessungen sich auf neue Reifen
beziehend zu verstehen sind, die auf der empfohlenen Felge montiert
sind und auf ihren Betriebsdruck aufgepumpt sind, wobei sich das
Muster von 1 insbesondere auf eine Reifengröße von 225/40
ZR 18 bezieht.
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Die äußeren Schulternuten 1 und 3 haben die
gleiche Tiefe von 1,5 mm und die gleiche Breite von 4 mm, während die
inneren Nuten abhängig
von der Asymmetrie des Laufflächenmusters
voneinander verschieden sind. Insbesondere haben sie eine unterschiedliche
Breite von 2,5 mm für
die Nut 4, und eine Breite mit einem größeren Wert, beispielsweise 8
mm für
die Nut 2.
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Die
vorstehend erwähnten
Nuten können aber
auch identisch zueinander sein, und in jedem Fall liegt ihre Breite
vorzugsweise zwischen 1,5 nun und 12 mm, während ihre Tiefe vorzugsweise
zwischen 1,5 mm und 8,5 mm liegt. Wie in 1 gezeigt ist,
sind diese Nuten vorzugsweise geradlinig.
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Jede
Schulterzone hat eine Vielzahl von Querschulteraussparungen 5, 6,
die im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung des Reifens sind.
Die Aussparungen 5 haben eine Breite von 6,2 mm, während die
Aussparungen 6 eine Breite von 4,8 mm haben.
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Die
Queraussparungen haben die Funktion, die maximale Traktionskraft
des Reifens zu erzeugen. In diesem Zusammenhang liegt die Neigung β der Aussparungen
bezüglich
der Axialrichtung zwischen 60° und
120°, vorzugsweise
in dem Bereich von etwa 30°.
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Bei
dem gezeigten Beispiel werden die Aussparungen 5 bei etwa
zwei Drittel auf ihrer Länge schmaler
und erstrecken sich axial nach außen, wobei sie eine Breite
von 3 mm annehmen. Die beiden Queraussparungen 5 und 6 haben
eine konstante Tiefe von 8 mm. Insbesondere liegt ihre Breite vorzugsweise
zwischen 2 und 10 mm, und ihre Tiefe ist vorzugsweise die gleiche
bei der entsprechenden inneren Nut und liegt zwischen 4 und 10 mm
bei Abnahme in Axialrichtung nach außen.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
münden die
Aussparungen 5 in beide Schulternuten 3 und 4, während die
Aussparungen 6 an ihren axial inneren Enden blind sind.
Darüber
hinaus hat jede Schulter auch eine Vielzahl von Lamellen (Einschnitte
mit einer Breite von nicht mehr als 1 mm), die am Umfang zwischen
den Quereinsparungen eingeschoben und im Wesentlichen parallel zu
den Aussparungen sind. Die Lamellen 11, die zwischen den
Aussparungen 5 eingeschoben sind, münden in beide Nuten 3 und 4 und
können
sich auch über
die vorstehend erwähnte Nut 4 hinaus
erstrecken. Die Lamellen 12, die zwischen die Aussparungen 6 geschoben
sind, sind ähnlich
wie letztere an ihren axial inneren Enden blind. Zu erwähnen ist
hier, dass diese Tatsache die Möglichkeit
sowohl für
die Aussparungen als auch für die
Lamellen in jeder Schulter, in beide Schulternuten zu münden oder
ein Ende oder beide Enden zu haben, die blind sind, nicht ausschließt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform münden die
Lamellen 11 axial nach außen in einen Hohlraum 13,
der eine Breite hat, die nicht größer als die maximale Breite
der Aussparungen 5 ist und die vorzugsweise koaxial zu
den Lamellen ist.
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Wie
in der in 1 gezeigten Ausführungsform
zu sehen ist, sind vorteilhafter die Queraussparungen einer Schulter
am Umfang zu denjenigen der gegenüberliegenden Schulter um einen
Betrag versetzt, der gleich etwa 50% des Abstands zwischen den Queraussparungen
ist. Diesbezüglich
ist zu erwähnen,
dass bei einem Reifen das Laufflächenmuster
gewöhnlich
einen axialen Abschnitt aufweist, der sich mit einer vorgegebenen
Anzahl entlang der Umfangserstreckung des Reifens identisch wiederholt. Die
Umfangserstreckung des Abschnitts bildet das Intervall des Musters.
Insgesamt hat ein Laufflächenmuster
ein Intervall "p", das am Umfang entsprechend
sich ändernden
Intervallen (Intervallsequenz) von variierenden (zwei oder mehr)
Längen
variabel ist, beispielsweise ein langes Intervall und ein kurzes Intervall.
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Der
Umfangsabstand zwischen zwei benachbarten homologen Queraussparungen
bildet das Intervall "p" des Musters nach
der Erfindung, was bei einer Länge
zwischen 27 mm und 40 mm über den
Umfangsabschnitten des Reifens, gemessen längs der Äquatorialebene an der Außenfläche des Laufflächenbandes,
Intervalle zwischen 1850 und 2200 mm ergibt.
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Die
zentrale Zone M hat zwei Zwischenumfangsnuten 7, 8,
die sich vorzugsweise auf gegenüberliegenden
Seiten der Äquatorialebene
X-X befinden, sowie eine Vielzahl von zentralen Queraussparungen,
die bezüglich
der Umfangsrichtung geneigt sind, wobei einige von ihnen eine der
Zwischennuten schneiden, beispielsweise die Nut 7 in dem
gezeigten Beispiel.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
hat die vorstehend erwähnte
Vielzahl von Aussparungen zwei gesonderte Reihen von Queraussparungen,
die zueinander in der entgegengesetzten Richtung bezüglich der
Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet und vorzugsweise senkrecht
zueinander sind. Die erste Reihe hat Aussparungen 9, die
in Folge in der Umfangsrichtung und alle parallel zueinander angeordnet
sind, die sich von der inneren Schulternut 4 zu der Äquatorialebene
hin erstrecken.
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Diese
Aussparungen münden
alle in die vorstehend erwähnte
Nut 4 und sind in Aufeinanderfolge am Umfang in Gruppen
von drei angeordnet, wobei die erste Aussparung 9a der
Gruppe in der Umfangsnut 7 endet, die zweite Aussparung 9b durch
die Nut 7 hindurchgeht und in einer Entfernung von dieser Nut
endet, die im Wesentlichen gleich der Entfernung zwischen der Nut 7 und
der Nut 4 ist, während
die dritte Aussparung 9c durch die Nut 7 hindurchgeht und
im Wesentlichen an der Äquatorialebene
endet.
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Alle
Aussparungen sind so angeordnet, dass sie der Aussparung 5 zugewandt
sind und eine Verlängerung
von ihr in der axial inneren Richtung bilden sowie mit einem Winkel γ von 45° bezüglich der
Umfangsrichtung geneigt sind.
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Bei
der bevorzugten gezeigten Ausführungsform
sind die Aussparungen 5 und 9 geradlinig und miteinander
durch einen gekrümmten
Abschnitt verbunden, vorzugsweise einen Kreisbogen mit einen Krümmungsradius
zwischen 30 und 60 mm.
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Die
zweite Reihe hat Aussparungen 10, die in Aufeinanderfolge
in der Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei alle zueinander parallel
sind, die sich zwischen dem Paar von Zwischennuten 7 und 8 erstrecken
und auch mit 45° bezüglich der
Umfangsrichtung ausgerichtet sind, jedoch in dem entgegengesetzten
Sinn bezogen auf die Aussparungen 9 der ersten Reihe.
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Bei
dem gezeigten Muster sind die Aussparungen auch am Umfang in Aufeinanderfolge
in Gruppen von drei mit einem Abstand zu den Gruppen von Aussparungen
der ersten Reihe angeordnet. In jeder Gruppe haben die Aussparungen
eine andere Länge
im Wesentlichen in einem Verhältnis
von 1:2:3. Die längste
Aussparung (10c) tritt innen an der Umfangsnut 7 aus,
während
die anderen beiden (10a, 10b) Blindaussparungen
sind, deren zu der Nut 7 ausgerichtete Enden auf einer
geraden Linie parallel zur Achse der Aussparungen 9 fluchtend
ausgerichtet sind, die sich in einer Entfernung d1 von
nicht weniger als 5 mm von der Aussparung befinden.
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Die
gegenüberliegenden
Enden, die zu der Nut 8 gerichtet sind, sind längs einer
geraden Umfangslinie ausgerichtet, die parallel zur Nut 8 ist
und sich in einer Entfernung d2 davon befindet,
die ebenfalls nicht kleiner als 5 mm ist.
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Wie
unter Bezug auf die Ausführungsform von 4 zu
sehen ist, können
alternativ alle oder wenigstens einige der Enden der Aussparungen 10, die
zu der Nut 8 gerichtet sind, innerhalb dieser Nut austreten.
Die Nut 8 hat von ihrem axial äußeren Ende aus erstreckend
Einkerbungen 14, die nach Art der Aussparungen 10 geneigt
sind und vorzugsweise auch koaxial zu den Aussparungen sind sowie
eine Verlängerung
von ihnen zu der Außenseite
der Lauffläche
hin bilden. In diesem Fall ist das Verhältnis der Längen der Aussparungen gleich
etwa 2:3:4. Vorzugsweise haben die erwähnten Aussparungen einen zunehmende
Breite in der Richtung zu dem Innenrand der Lauffläche hin,
d.h. dem Rand der Fahrzeugseite.
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Zu
erwähnen
ist hier, dass die Anzahl der Aussparungen in jeder Gruppe jeder
Reihe zwischen eins und fünf
liegen kann und vorzugsweise gleich drei ist, und dass ihre Ausrichtung
bezüglich
der Umfangsrichtung vorzugsweise zwischen 30° und 60° beträgt. Darüber hinaus kann der Wert des
Winkels zwischen den Achsen der Aussparungen 9 und 10 mehr
oder weniger als 15° bezogen
auf die vorstehend erwähnte
senkrechte Richtung variieren.
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Deshalb
liegt der Neigungswinkel der Aussparungen 9 der ersten
Reihe bezogen auf die Aussparungen 10 der zweiten Reihe
zwischen 75° und 105°.
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Zu
erwähnen
ist hier, dass die vorstehende Beschreibung des Laufflächenmusters
nicht auf irgendeine Art und Weise als begrenzend angesehen werden
kann, da Anzahl, Abmessungen und Positionen der vorstehend erwähnten Queraussparungen bezüglich der
angegebenen innerhalb des Bereichs der oben angegebenen Werte variieren
können.
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Um
den von dem Reifen gebotenen Laufkomfort zu begünstigen, wird vorteilhafterweise
ein zusätzlicher,
umfangsseitig fortlaufender und gerader Einschnitt 18 zwischen
der inneren Schulternut 2 und dem axial äußeren Rand
der Nut 8 vorgesehen, wobei der Einschnitt das identische
Gegenstück
zum Einschnitt 19 ist und die entsprechende Rippe in zwei schmalere
Rippen teilt, die längs
zueinander angeordnet sind.
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Bei
der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich
Lamellen 17 von den blinden Enden von wenigstens einigen
der Aussparungen 9 und 10 aus, wobei die Lamellen
koaxial zu den Aussparungen sind und sich von der Aussparung weg
erstrecken, bis sie auf die letzte Aussparung der gegenüberliegenden
Gruppe vor der angrenzenden Umfangsnut treffen.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch die Lauffläche von 1 längs der
durch ABCDEF angegebenen Schnittebene. Im Hinblick auf die bereits
gemachten Erläuterungen
ist kein weiterer Kommentar erforderlich.
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3 zeigt
den Querschnitt R-R durch die Nuten 7, 8 und den
Querschnitt Q-Q durch eine Aussparung 9, die in der gleichen
Ebene aufeinander gelegt sind, wobei ihre jeweiligen Achsen und
ihre Profile so sind, dass sie miteinander in dem Bereich der radial äußeren Oberfläche der
Lauffläche
zusammenfallen. Die Nut 7 hat einen V-förmigen Querschnitt mit abgerundetem,
radial nach innen gerichtetem Scheitel, eine Breite ls von 13 mm,
vorzugsweise im Bereich von 10 bis 15 mm, und eine Tiefe h von 6 mm,
vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 7 mm.
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Andererseits
hat die Aussparung 9 einen U-förmigen Querschnitt mit einer
Breite li von 10 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 10 mm,
und eine Tiefe H von 8 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 8,5
und 7 mm. Die beiden Querschnitte haben vorzugsweise die gleiche
Fläche
A, deren Wert in mm2 ausgedrückt wird.
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Die
Aussparungen 10 haben vorzugsweise auch einen U-förmigen Querschnitt
mit einer Breite und einer Tiefe, der denen der Aussparungen 9 entspricht
oder kleiner als dieser ist.
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Der
Wert des Winkels α zwischen
der Neigung der Seiten der Nut und der Axialrichtung beträgt 45° und liegt
vorzugsweise zwischen 35° und
55°. In diesem
Zusammenhang können
die Seiten der V-förmigen
Nuten Neigungen haben, die zueinander verschieden sind. Zwischenumfangsnuten
sind ebenfalls vorzugsweise durchgehend und gerade.
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4 zeigt
den Reifen nach der Erfindung in einer baulichen Variante bezogen
auf 1 und soll bei größeren Reifen eingesetzt werden,
d.h. bei Reifen mit einer größeren Laufflächenbreite.
Insbesondere bezieht sich das Muster auf einen Reifen der Größe 265/35
ZR 18.
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Die
gezeigten Messungen beziehen sich beispielsweise auf die Ausstattung
des Fahrzeugmodells PORSCHE 996, bei dem auf der hinteren treibenden
Traktionsachse größere Reifen
montiert werden.
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Die
beiden Muster haben gemeinschaftliche Eigenschaften, so dass ähnliche
Elemente in den beiden Mustern das gleiche Bezugszeichen beibehalten
und die folgende Beschreibung nur die Unterschiede hervorhebt.
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Zu
erwähnen
ist hier, dass die beschriebenen Muster in Bezug auf die Größe des Reifens
nicht beschränkend
sind, da beide Muster an der Lauffläche beider Reifen ausgebildet
werden können.
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Zunächst hat
die zentrale Zone eine dritte zentrale Umfangsnut 20, die
im Wesentlichen zu den Nuten 7 und 8 identisch
ist und zwischen ihnen angeordnet ist. Diese Nut kann längs der Äquatorialebene angeordnet
werden. Die Anmelderinnen bevorzugen jedoch, die Nut auf der gleichen
Seite bezüglich
der Ebene wie die innere Seite des Reifens anzuordnen, um so unter den
verschiedenen Zonen des Laufflächenmusters
den Wert des Verhältnisses
von Freiräumen
bezogen auf die Gesamtfläche
zu differenzieren. Insbesondere hat das Muster nach 1 die folgenden
Werte für
das vorstehend erwähnte
Verhältnis:
Schulter S1 = 0,107, Schulter S2 =
0,193, Mitte M = 0,356. Bei dem Muster von 4 bleiben
die Werte für
das Verhältnis
an den Schultern im Wesentlichen unverändert, während in dem zentralen Teil
M der Wert auf 0,433 zunimmt.
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Auf
jeden Fall liegen die Werte für
das Verhältnis
aus Freiraum zur Gesamtfläche
vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2 für die Schulterzonen und zwischen
0,25 und 0,45 in der zentralen Zone für alle Reifen nach der Erfindung.
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Was
die Längen
der Aussparungen 10 angeht, haben die drei Aussparungen
einer jeden Gruppe bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise ein relatives
Verhältnis
von 2:3:4 und erstrecken sich so, dass sie wenigstens das Paar von
benachbarten Umfangsnuten 8 und 20 schneiden.
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Darüber hinaus
erstrecken sich wenigstens einige der Lamellen 17, bis
sie die Umfangsnut schneiden, die der Aussparung gegenüberliegen, von
dem sie einen Teil bilden.
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Was
die Schultern angeht, so liegt die Differenz im Wesentlichen in
der Art und Anzahl der Lamellen. An der äußeren Schulter des Reifens
kann zwischen zwei umfangsmäßig benachbarten
Queraussparungen eine Lamelle 12 vorgesehen werden, was
von der unterschiedlichen Länge
des Musterintervalls abhängt.
Die Lamellen sind weiterhin ebenfalls blind, und ihre zu der Äquatorialebene
gerichteten Enden befinden sich auf der gleichen geraden Linie,
welche die Enden der Aussparungen ausrichtet.
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Die
Schulter auf der Fahrzeugseite können ebenfalls
mehr als eine Lamelle 11 zwischen zwei am Umfang benachbarten
Queraussparungen aufweisen, was von der unterschiedlichen Länge des
Musterintervalls abhängt,
und die erwähnten
Lamellen erstrecken sich über
die Umfangsnut 4 hinaus, ohne jedoch innerhalb der Nut 7 auszutreten.
Wenn die Lamellen 11 in Paaren an dem gleichen Block angeordnet
sind, der zwischen zwei Queraussparungen 5 gebildet wird,
bildet keine von ihnen die Verlängerung der
Einkerbung 13. Diese Einkerbung 13 befindet sich
jedoch am Umfang im Abstand von dem Paar von Lamellen.
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5 zeigt
einen Querschnitt durch die Lauffläche von 4 längs der
Schnittebene, die durch ABDC angezeigt ist, und verläuft so,
dass kein weiterer Kommentar nach den bereits gegebenen Erläuterungen
erforderlich ist.
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Als
Ergebnis der vorliegenden Erfindung können zahlreiche Vorteile erreicht
werden.
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Das
Vorhandensein der breiten V-förmigen Umfangsnuten
in dem zentralen Abschnitt der Krone des Reifens erlaubt eine hervorragende
Führung
des Wassers in dem Kontaktfleckbereich, wodurch ein fortlaufender
Kontakt zwischen Reifen und Straße auch bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten
oder auch dann, wenn tiefe Wasserflächen vorhanden sind, gewährleistet
bleibt. Ihr V-förmiger
Querschnitt löst
insbesondere das bekannte Problem des Scharniereffektes, der durch
das Vorhandensein einer größeren Kautschukdicke
zwischen dem Boden der Nut und der Oberfläche der radial äußersten
Gurtschicht minimiert wird. Das Fehlen von Scharnieren längs der
Umfangserstreckung der Lauffläche
fünrt zu
optimalen Eigenschaften der Lauffläche und des darunter liegenden
Gurtaufbaus in der Querrichtung hinsichtlich Nichtverformbarkeit,
so dass den an der Kontaktfleckfläche wirkenden Beanspruchungen beim
Lauf des Reifens durch Kurven selektiv Widerstand entgegengesetzt
werden kann.
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Ihr
V-förmiger
Querschnitt löst
auch das Problem des Sägezahnverschleißes an den
Rändern
der Umfangsnuten. Tatsächlich
erzeugt die Neigung der Seiten dieser Nuten feste Ränder an
den entsprechenden Rippen oder Blöcken, die die Nut begrenzen,
wobei die Ränder
sich unter dem Druck der Tangentialkräfte in der Axialrichtung, erzeugt
an dem Kontaktfleckbereich während
des Fahrens durch Kurven, aufgrund der Zentrifugalkraft nicht biegen können.
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Durch
das Vorhandensein einer Vielzahl von Queraussparungen, die über die
gesamte Breite des Reifens verteilt sind, wird auch das Abführen des Wassers
gewährleistet.
Diese Aussparungen sind aufgrund ihrer in der Umfangsrichtung geneigten Ausrichtung
nicht nur die effektive Lösung
für die
Entsorgung des Wassers, die durch die Umfangsnuten erfolgt, sondern
kann auch eine beträchtliche
Tiefe haben, da sie keine Scharniereffekte auf die Lauffläche ausüben, so
dass sie sich wie ein Wassersammelbehältnis vor dem Abführen verhalten.
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Mit
anderen Worten kann gesagt werden, dass der Reifen nach der Erfindung
zwei kombinierte Kanalisierungssysteme zum Abführen des Wassers hat, nämlich ein
tief liegendes System bestehend aus Queraussparungen zum Sammeln
des aus dem Kontaktflächenbereich
entfern ten Wassers und ein Oberflächensystem, das aus den Umfangsnuten
für die schnelle
Entsorgung des Wassers besteht, das sich durch beide Systeme angesammelt
hat. Kritische Elemente dieses doppelten Kanalisiersystems sind die
oben erwähnten
Werte der relativen Abmessungsverhältnisse.
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Die
asymmetrische Eigenschaft der gezeigten Laufflächenmuster bedeutet, dass hinsichtlich Traktionskraft
und Wasserabführung
durch die Mittelzone der Lauffläche
eine stärkere
Funktion erfolgt, die sich auf der Fahrzeugseite befindet und die
deshalb ein Muster mit einer größeren Menge
an Freiräumen
als der axial gegenüberliegende
Teil hat, der benötigt
wird, um die Funktion eines maximalen Verschließwiderstandes zu erfüllen. Um
gute Aquaplaning-Eigenschaften
zu gewährleisten,
hat die innere Schulternut, die sich auf der äußeren Seite der Lauffläche befindet,
eine größere Breite
als die entsprechende innere Nutschulter, die sich auf der inneren Seite
der Lauffläche
befindet. In vorteilhafter Weise wurde gefunden, dass die Zunahme
in der Breite dieser Nut trotz der Erhöhung der Fläche der Freiräume an der äußeren Schulterzone
dazu beiträgt,
die Straßenhaftungseigenschaften
in Kurven und insbesondere bei nasser Straße zu verbessern.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung entsteht auch aus der Tatsache, dass
das Muster des Laufflächenbandes
ein hohes Verhältnis
an fest zu frei hat. Diese Eigenschaft bedeutet geringe spezifische Druckwerte
in dem Kontaktfleckbereich, und deshalb kleinere Verformungen der
Blöcke
der Muster, woraus folgt, dass weniger Geräusch erzeugt wird.
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Vorteilhafterweise
haben die Schultern des Reifens dort, wo der größere spezifische Druck während des
Laufs ausgedrückt
wird, eine Gesamtmenge von Freiräumen,
die kleiner ist als die der zentralen Zone, d.h. es gibt mehr massive
Zonen in dem Zentrum, was einen beträchtlichen Vorteil hinsichtlich eines
ruhigen Laufs hat.
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Man
erhält
eine vorteilhafte Verbesserung des Laufkomforts des Reifens, ohne
die Längssteifigkeit
der Lauffläche,
d.h. die direktionale Stabilität
des Fahrzeugs, und die Gesamtmenge der massiven Bereiche mit Hilfe
des Paars von identischen dünnen Einschnitten
zu beeinflussen, die eine Breite im Bereich zwischen dem der Lamellen
und dem der äußeren Schulternut
auf der äußeren Seite
der Lauffläche hat,
und die auf gegenüberliegenden
Seiten der Nut angeordnet sind.
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Schließlich führt die
Tatsache, dass in der zentralen Zone M ein System von Queraussparungen
definiert ist, die sich niemals miteinander schneiden, zu einer
hohen Reaktionsfähigkeit
der Lauffläche
gegenüber äußeren Spannungskräften.
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Dieser
Aspekt kann weiterhin dadurch geklärt werden, das auf die vorstehend
beschriebenen Muster unter spezieller Aufmerksamkeit für die Ausrichtung
von allen Aussparungen sowohl bezüglich einander als auch relativ
zur Äquatorialebene
Bezug genommen wird.
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Bezug
nehmend darauf ist auszuführen, dass
beim Lauf durch Kurven der Reifen Beanspruchungen unterliegt, die
sich aus der Vektorzusammensetzung einer Kraft in Laufrichtung und
einer Kraft senkrecht zur Äquatorialebene
ergeben, die zum Ausgleich der Zentrifugalkraft erforderlich ist.
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Diese
resultierenden Spannungen haben eine Richtung am Reifen, die sowohl
von den Wierstandseigenschaften der die Lauffläche bildenden Masse als auch
von dem Vorherrschen von einer oder beiden Kräften in Laufrichtung bzw. der
Querrichtung abhängt.
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Erfindungsgemäß bildet
die Vielzahl von schrägen
massiven Abschnitten der Lauffläche,
die zwischen den Paaren von benachbarten und zueinander parallelen
Queraussparungen begrenzt sind, ein Netzwerk von "Streben", die in der Lage
sind, die resultierenden Spannungen längs ihrer Achsen zu übertragen,
und, da diese schrägen
Abschnitte im Wesentlichen senkrecht zu den schrägen Abschnitten sind, die von
den Aussparungen der gegenüberliegenden
Gruppe gebildet werden, trägt
das gesamte System von Streben dazu bei, den auf den Reifen wirkenden
Beanspruchungen elastisch entgegenzuwirken. Wenn der Fachmann die
vorstehend beschriebene Erfindung einmal verstanden hat, ist er
in der Lage, alle diese Auswahlen, Änderungen und Modifizierungen
an den der Erfindung zugeordneten Variablen auszuführen, die
erforderlich sind, um das spezielle technische zu behandelnde Problem
zu lösen.
Insbesondere hat der Fachmann keine Schwierigkeit beim Ändern der
axialen Position der Umfangsnuten und der Neigung der Queraussparungen für eine Umwandlung
der beschriebenen und hier erläuterten
asymmetrischen Muster in symmetrische oder direktionale Muster,
was von der speziellen Art des Einsatzes des Fahrzeugs abhängt, das
mit den Reifen nach der Erfindung zu versehen ist.
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Zu
erwähnen
ist, dass die Beschreibungen der vorstehend erwähnten Laufflächenmuster
nicht als die Erfindung begrenzend, sondern nur als ein spezielles
Beispiel der verschiedenen möglichen Ausführungsformen
anzusehen ist.