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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit verbesserten
Einschnitten, die in der Lage sind, die Steifigkeit eines Laufflächengummis
zu verbessern.
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Um
eine Laufleistung auf Schnee- und Eisfahrbahnen zu verbessern, sind
Schnitte oder schmale Schlitze, so genannte Einschnitte, in dem
Laufflächenabschnitt
gebildet. Solche Einschnitte stellen kantige Ecken in der Lauffläche bereit
und somit ist das Haftvermögen
entsprechend verbessert. Demgemäß kann, wenn
sich die Anzahl der Einschnitte erhöht, die Leistung auf Schnee-
und Eisfahrbahnen verbessert werden, die Steifigkeit des Laufflächenabschnitts
nimmt jedoch zwangsläufig
ab. Wenn daher die Anzahl oder Dichte der Einschnitte über einen
gewissen Wert erhöht
wird, nimmt im Gegensatz dazu die Leistung ab. Somit ist es schwierig,
die Leistungen auf Schnee und Eis durch Erhöhen der Anzahl der Einschnitte
zu verbessern.
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Ein
Fahrzeugreifen gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus der JP 9-272 312 A bekannt. Die US-A-4 994
126 offenbart einen Fahrzeugreifen mit gabelförmigen Einschnitten.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugreifen
bereitzustellen, bei dem die Leistungen auf Schnee und Eis verbessert
sind, indem die Anzahl an Einschnitten erhöht ist, ohne den Nachteil,
dass die Laufflächensteifigkeit
abnimmt.
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Dieses
Ziel wird durch einen Fahrzeugreifen gemäß Anspruch 1 erreicht.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail lediglich beispielhaft
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen
zeigt/ist:
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1 ein
Laufflächenprofil
eines Reifens gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Beispiels des Einschnitts;
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3A eine
Querschnittsansicht entlang einer Richtung normal zu der Längsrichtung
des Einschnitts;
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3B eine
Seitenansicht des Einschnitts in der Richtung normal zu der Längsrichtung
des Einschnitts;
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4 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I von 3A;
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5 eine
Querschnittsansicht eines Blocks, der eine Anordnung von Einschnitten
zeigt; und
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6 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Beispiels des Einschnitts.
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Ein
Fahrzeugreifen 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist an seinem Laufflächenabschnitt 2 mit Laufflächenelementen 6 wie
z. B. Blöcken
B, Rippen und dergleichen, die mit Einschnitten 3 versehen
sind, ausgestattet. Die Laufflächenelemente 6 sind
durch Laufflächenrillen
G getrennt. Der Einschnitt 3 ist definiert als ein schmaler
Schlitz oder Schnitt mit einer Breite W1 in dem Bereich von 0,5
bis 2,0 mm. Die Laufflächenrille
G ist mit einer Breite von mehr als 2 mm definiert.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Fahrzeugreifen 1 ein spikeloser Luftreifen für Personenwagen.
Daher weist der Reifen 1 den oben erwähnten Laufflächenabschnitt 2,
ein Paar axial beabstandete Wulstabschnitte und ein Paar Seitenwandabschnitte,
die sich dazwischen erstrecken, auf und ist mit einer Karkasslage,
einem Laufflächengürtel, einem
Wulstkern und dergleichen verstärkt.
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In 1,
die ein Beispiel des Laufflächenprofils
zeigt, umfassen die Laufflächenrillen
G eine Vielzahl von Umfangsrillen 4 und eine Vielzahl von
axialen Rillen 5. Die Umfangsrillen 4 sind eine
axial innere Rille 4A und eine axial äußere Rille 4B, die
auf jeder Seite des Reifenäquators
C angeordnet sind. Und die axialen Rillen 5 sind axiale
Rillen 5A, die sich zwischen den Umfangsrillen 4 erstrecken,
und axiale Rillen 5B, die sich zwischen den Umfangsrillen 4 und
Laufflächenkanten
Te erstrecken. Der Laufflächenabschnitt 2 ist
somit in Blöcke
B unterteilt, die ein Blockprofil bilden. Die Umfangsrillen 4 und
axialen Rillen 5 in diesem Beispiel sind gerade, es können jedoch
verschiedene Konfigurationen wie z. B. Zickzackformen und dergleichen
verwendet werden. Die axialen Rillen 5, die in der axialen
Richtung benachbart zueinander angeordnet sind, sind im Wesentlichen
ausgerichtet. Infolgedessen sind fünf Reihen aus rechteckigen
Blöcken
gebildet.
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Was
die Breiten und Tiefen der Laufflächenrillen G betrifft, so sind
die Breiten vorzugsweise in dem Bereich von 3 bis 25 mm und die
Tiefen sind in dem Bereich von 6 bis 12 mm, beispielsweise in dem
Fall eines Personenwagenreifens, festgelegt.
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In 1 sind
die axialen Rillen 5 parallel zu der axialen Richtung des
Reifens, um eine maximale Haftung zu erzielen. Es ist jedoch auch
möglich,
die axialen Rillen 5 unter einem bestimmten Winkel zu neigen. Wenn
die axialen Rillen 5 unter einem Winkel von 5 bis 30 Grad
in Bezug auf die axiale Richtung des Reifens geneigt sind, kann
ein Austrag von Schnee aus den Rillen begünstigt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfassen die Einschnitte 3 Einschnitte, die sich
in einer Richtung quer zu der Umfangsrichtung des Reifens erstrecken,
und optional Einschnitte, die sich in der Umfangsrichtung des Reifens
erstrecken. Des Weiteren kann der Laufflächenabschnitt 2 Laufflächenelemente
umfassen, die nicht mit einem Einschnitt versehen sind.
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In
dieser Ausführungsform
ist jedes Laufflächenelement 6 mit
mindestens einem Einschnitt 3 versehen, der sich quer zu
der Umfangsrichtung des Reifens erstreckt.
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Wie
in den 2 und 3A und 3B gezeigt,
umfasst jeder Einschnitt 3 einen äußeren Teil 7 und innere
Teile 9, wobei die inneren Teile 9 erste innere
Teile 9L und zweite innere Teile 9R umfassen.
Die oben erwähnte
Breite W1 ist im Wesentlichen konstant durch den/die gesamten äußeren Teil 7 und
inneren Teile 9.
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Der äußere Teil 7 erstreckt
sich von der Lauffläche 2S bis
zu einer bestimmten Tiefe H und in diesem Bereich ist der äußere Teil 7 kontinuierlich
in der Längsrichtung
F des Einschnitts 3 und die Enden in der Längsrichtung
F öffnen
sich, eines an jeder Seitenfläche
des Laufflächenelements 6.
Wie in 3A gezeigt, schneidet der äußere Teil 7 die
Lauffläche 2S im
Wesentlichen unter einem rechten Winkel und öffnet sich an der Lauffläche 2S.
In dem in den Fig. gezeigten Beispiel ist der äußere Teil 7 gerade
in einer Ebene rechtwinklig zu der Lauffläche 2S, es ist jedoch
auch möglich,
eine gekrümmte
Konfiguration zu verwenden. In 1 ist die Längsrichtung
F gleich der axialen Richtung des Reifens, sie kann je doch anders
sein, sodass der Winkel zwischen der Längsrichtung F und der axialen
Richtung des Reifens beispielsweise 5 bis 30 Grad wird.
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Wie
in den 2 und 6 gezeigt, erstrecken sich die
ersten und zweiten inneren Teile 9L und 9R von
dem radial inneren Ende 7E des äußeren Teils 7 radial
nach innen und sind versetzt. Anders ausgedrückt, die ersten inneren Teile 9L und
zweiten inneren Teile 9R sind abwechselnd angeordnet und,
wie am besten in 3A gezeigt, die ersten inneren
Teile 9L erstrecken sich in Richtung einer Seite einer
Mittellinie X (oder Mittelebene X) des äußeren Teils 7 und
die zweiten inneren Teile 9R erstrecken sich in Richtung
der anderen Seite der Mittellinie X. Somit ist der Einschnitt 3 in
einem Bereich unter der Tiefe H in der Längsrichtung F diskontinuierlich.
Wie in 4 gezeigt, öffnen
sich die äußersten
inneren Teile 9L, 9R an der Seitenfläche des
Laufflächenelements 3,
die mittleren inneren Teile 9L, 9R sind jedoch
geschlossen.
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Die
radiale Höhe
H1 des inneren Teils 9L, 9R ist vorzugsweise in
dem Bereich des 0,2- bis 0,8-fachen, bevorzugter 0,35- bis 0,65-fachen
der Tiefe H0 des Einschnitts 3 festgelegt. Die Tiefe H0
kann in dem Bereich des 0,4- bis
1,0-fachen der Höhe
BH des Laufflächenelements 6 festgelegt
sein.
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Wie
in 3B gezeigt, sind Spalte (d) zwischen den ersten
und zweiten inneren Teilen 9L und 9R in der Längsrichtung
F vorhanden, die höchstens
2 mm, vorzugsweise jedoch im Wesentlichen null betragen.
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Der
Neigungswinkel (α)
des inneren Teils 9L, 9R in Bezug auf die Mittellinie
X kann bei einem im Wesentlichen konstanten Wert festgelegt sein.
Es wird jedoch bevorzugt, dass der Neigungswinkel (α) allmählich radial
nach innen abnimmt, und an dem radial inneren Ende (Unterseite)
beträgt
der Neigungswinkel (α)
im Wesentlichen 0 Grad.
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Was
die Neigung und Form betrifft, so sind die ersten inneren Teile 9L und
die zweiten inneren Teile 9R in diesem Beispiel im Wesentlichen
symmetrisch um die Mittelebene X herum. Somit sind die radial inneren Enden
der ersten inneren Teile 9L und die radial inneren Enden
der zweiten inneren Teile 9R bei der gleichen Tiefe angeordnet.
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Die
Anzahl der inneren Teile 9L und 9R beträgt mindestens
drei und ist üblicher-
und vorzugsweise in dem Bereich von drei bis sechs festgelegt. Damit
die ersten und zweiten inneren Teile die Steifigkeit des Laufflächenelements 6 wirksam
aufrechterhalten, sind die Längen
LLn und LRn (n = Suffixnummer) der inneren Teile 9L bzw. 9R derart
bestimmt, dass die Stützkraft
durch die ersten inneren Teile 9L mit der Stützkraft
durch die zweiten inneren Teile 9R im Gleichgewicht ist.
Das heißt,
die Summe der Längen
LLn der ersten inneren Teile 9L ist derart festgelegt,
dass sie im Wesentlichen gleich der Längen LRn der zweiten inneren
Teile 9R in jedem Einschnitt 3 ist. Wenn die Anzahl
der ersten inneren Teile 9L gleich der Anzahl der zweiten
inneren Teile 9R ist, können
die Längen
LLn und LRn bei dem im Wesentlichen gleichen Wert festgelegt sein.
Wenn nicht, ist die Länge
LLn anders als die Länge
LRn festgelegt. Wenn die Gesamtanzahl der inneren Teile 9L und 9R beispielsweise
drei beträgt,
ist ein innerer Teil mit einer Länge
L zwischen zwei inneren Teilen angeordnet, die jeweils 50% der Länge L aufweisen.
Daher wird die Steifigkeit gleichmäßig und eine Verformung, z.
B. eine Torsionsverformung und dergleichen, kann reduziert werden.
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6 zeigt
ein weiteres Beispiel des Einschnitts, in dem die ersten inneren
Teile 9L in einer anderen Form als die inneren Teile 9R gebildet
sind. In diesem Beispiel sind bei der Tiefe H die zweiten inneren
Teile 9R von dem inneren Ende 7E des äußeren Teils 7 in
Richtung einer Seite der Mittelebene X geneigt, die ersten inneren
Teile 9L erstrecken sich jedoch über eine kurze Distanz parallel
zu der Mittelebene X und sind dann in Richtung der anderen Seite
der Mittelebene X geneigt. Es wird auch in diesem Beispiel bevorzugt,
dass der Neigungswinkel (α)
allmählich
radial nach innen abnimmt und der Winkel an der Unterseite im Wesentlichen
0 Grad wird. Die radiale Höhe
H2 des geneigten Teils des ersten inneren Teils 9L und
die radiale Höhe
H1 des geneigten zweiten inneren Teils 9R sind vorzugsweise
in dem Bereich des 0,2- bis 0,8-fachen, bevorzugter des 0,35- bis 0,65-fachen
der Tiefe H0 des Einschnitts 3 festgelegt.
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Wenn
die Einschnitte 3 benachbart zueinander in einer Richtung
normal zu der Längsrichtung
F der Einschnitte angeordnet sind, können die Einschnitte 3 durch
Paralleltranslation oder -verschiebung in der normalen Richtung
angeordnet sein, um zu verhindern, dass die inneren Teile eines
jeden Einschnitt jene des benachbarten Einschnitts störend beeinflussen.
Infolgedessen kann der Abstand P zwischen den Einschnitten 3 in
der normalen Richtung auf 8,0 mm oder weniger reduziert werden. Üblicherweise
kann der Abstand P problemlos auf 4,0 mm oder weniger reduziert
werden. Es ist jedoch schwierig, die Abstände P in dem Bereich von weniger
als 2,0 mm festzulegen. Daher sind, wenn die Einschnitte wie oben
benachbart zueinander gebildet sind, die Abstände P in dem Bereich von nicht
mehr als 8,0 mm, vorzugsweise nicht mehr als 4,0 mm, jedoch nicht
weniger als 2,0 mm festgelegt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, erste innere Teile mit
unterschiedlichen Formen und/oder die zweiten inneren Teile mit
unterschiedlichen Formen zu verwenden. Ferner kann der Einschnitt 3 derart
gebildet sein, dass 1) ein Ende davon sich an der Seitenfläche des
Laufflächenelements 6 öffnet, das andere
Ende jedoch geschlossen ist, 2) beide Enden geschlossen sind. Was
das Laufflächenprofil
betrifft, so ist es möglich,
ein Blockprofil, das ausschließlich
aus Blöcken
zusammengesetzt ist, ein Rippenprofil, das aus einer Vielzahl von
sich um den Umfang erstreckenden Rippen zusammengesetzt ist, ein
Block-Rippen-Profil, das aus Blöcken
und mindestens einer sich um den Umfang erstreckenden Rippe zusammengesetzt
ist, und dergleichen zu verwenden.
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Da
die Einschnitte 3 wie oben aufgebaut sind, verhält sich
der Teil des Laufflächengummis,
der den inneren Teilen 9 zugewandt ist, wie ein bereits
geneigter Gummiblock (siehe 5). Daher
wird, wenn das Laufflächenelement
einer Tangentialkraft in derselben Richtung wie die Neigungsrichtung
ausgesetzt ist, einer zusätzlichen
Neigung widerstanden und sie wird so reduziert. Ferner sind die
Teile, die bereits geneigt scheinen, in der Längsrichtung F miteinander verbunden
(siehe 4). Daher ist die Steifigkeit des Teils des Laufflächenelements
unter den äußeren Teilen 7 erhöht. Andererseits
ist, da die Höhe
H der äußeren Teile 7 relativ verringert
ist, auch die Steifigkeit des Teils des Laufflächenelements über den äußeren Teilen 7 erhöht. Daher ist
die Steifigkeit des Laufflächenelements
insgesamt verbessert und es wird möglich, die Anzahl oder Dichte der
Einschnitte zu erhöhen.
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Vergleichstests
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Spikelose Reifen der Größe 195/65R15
mit den in Tabelle 1 gezeigten Spezifikationen wurden hergestellt
und hinsichtlich Leistung auf Schnee, Leistung auf Eis und Verschleißfestigkeit
getestet.
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(1) Test der Leistungen
auf Schnee und Eis
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Ein
an allen vier Rädern
mit Testreifen versehener 2500 cm3-FR-Personenwagen wurde
bei einer Geschwindigkeit von 40 km/h auf einer Schneefahrbahn (Schneedecke:
etwa 40 mm) und einer Eisfahrbahn gefahren und der Bremsweg wurde
gemessen. (Lufttemperatur: –5
Grad C) Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 durch einen Index angegeben,
der darauf basiert, dass jener des Reifens von Ref. 3 100 ist. Je
größer der Wert,
desto besser die Bremsleistung.
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(2) Verschleißfestigkeitstest
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Der
Betrag an Laufflächenverschleiß wurde
nach dem Fahren auf trockenen Asphaltstraßen über 8000 km gemessen. Die Ergebnisse
sind ebenfalls in Tabelle 1 durch einen Index angegeben, der darauf
basiert, dass jener des Reifens von Ref. 3 100 ist. Je größer der
Wert, desto größer die
Verschleißfestigkeit.
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Die
Höhe BH
der Laufflächenelemente
(= Laufflächenrillentiefe)
betrug 10 mm. Alle Laufflächenelemente
waren ein rechteckiger Block mit einer Umfangslänge von 34 mm und einer axialen
Breite von 24 mm.