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Dokumentenidentifikation DE60212749T2 28.06.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001245410
Titel Verfahren zur Gestaltung von zyklischen Profilmustern in einer Reifenlauffläche
Anmelder Sumitomo Rubber Industries Ltd., Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Takigawa, Sumitomo Rubber Industries,Ltd, Shigeaki, Kobe-shi, Hyogo-ken, JP;
Yoshimi, Sumitomo Rubber Industries,Ltd., Hitoshi, Kobe-shi, Hyogo-ken, JP;
Yokota, Sumitomo Rubber Industries,Ltd., Hiroki, Kobe-shi, Hyogo-ken, JP
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 60212749
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.03.2002
EP-Aktenzeichen 020069365
EP-Offenlegungsdatum 02.10.2002
EP date of grant 28.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.06.2007
IPC-Hauptklasse B60C 11/00(2006.01)A, F, I, 20051224, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anordnen zyklischer Profile in einer Reifenlauffläche, insbesondere auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Phasenverschiebung zwischen variablen Teilungsfolgen in axial unterschiedlichen Umfangsbereichen.

Im Allgemeinen ist ein Laufflächenprofil eines Reifens durch Laufflächenrillen definiert, die in dem Laufflächenabschnitt des Reifens gebildet werden, indem ein Designzyklus in der Umfangsrichtung des Reifens wiederholt wird, während die Umfangsteilungslänge des Designzyklus geändert wird, wie in der Technik als Verfahren mit variabler Teilung bekannt. Um eine Gleichzeitigkeit beim Bodenkontakt zu vermeiden, wird -häufig solch ein Verfahren verwendet, bei dem eine Hälfte des Laufflächenprofils auf einer Seite des Reifenäquators in Umfangsrichtung von der anderen Hälfte um etwa eine Hälfte einer Teilungslänge verschoben ist.

Obwohl dieses Verfahren wirksam beim Reduzieren eines Reifengeräusches ist, ist es nicht immer wirksam zum Verbessern anderer Eigenschaften des Reifens wie Schwingungen beim Schnelllauf, Reifenrundlauf und dergleichen. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, dass sich die Tangentialkraftschwankung (TKS), Radialkraftschwankung (RKS) und dergleichen im Hinblick auf Schwingungen beim Schnelllauf eher verschlechtern. Wenn die Periodizität solch einer Kraftschwankung mit den natürlichen Schwingungen der Aufhängungen, Federelemente oder dergleichen des Wagens bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit synchron ist, wird, selbst wenn ihre Amplitude klein ist, eine Schwingung verursacht, die fühlbar ist. Es besteht die Tendenz, dass solch ein Phänomen bei höheren harmonischen Schwingungen wie den 2. und 4. harmonischen Schwingungen der Tangentialkraftschwankung auftreten.

Die US-A-5 746 848 offenbart ein Verfahren zum Anordnen zyklischer Profile in einer Reifenlauffläche, wobei die Reifenlauffläche eine Anzahl von Umfangsbereichen umfasst, die jeweils mit einem zyklischen Profil versehen sind, das gebildet wird, indem eine Anzahl von Designzyklen mit einer Anzahl von unterschiedlichen Teilungslängen in Umfangsrichtung wiederholt wird, wobei die Teilungslängen der Designzyklen in jedem Umfangsbereich in Umfangsrichtung des Reifens in einer Folge angeordnet sind, wobei die Anzahl von Folgen der Teilungslängen definiert ist, wobei in Bezug auf einen jeden der Designzyklen ein Wert erhalten wird, der durch eine Funktion der Teilungen pro jedem der Umfangsbereiche definiert ist, wobei eine Anzahl von Kombinationen der Anzahl der Folgen der Funktionen der Teilungen definiert wird, indem eine Phase zwischen den Folgen verändert wird; über die Anzahl der Folgen der Funktionen der Teilungen in jeder der Anzahl der Kombinationen Überkreuzmittelwerte der Funktionen der Teilungen erhalten werden, wobei eine Reihe der Überkreuzmittelwerte pro jeder der Kombinationen definiert ist; aus der einen Reihe von Überkreuzmittelwerten eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Überkreuzmittelwerte in Bezug auf jede der Kombinationen erhalten wird; aus den Differenzen der Kombinationen eine Kombination mit einer kleineren Differenz ermittelt wird, um die Phasenverschiebung zu bestimmen, die den Folgen von Funktionen der Teilungen beim Bilden der Kombination verliehen wird; und die zyklischen Profile der Umfangsbereiche gemäß der gefundenen Phasenverschiebung umgeordnet werden.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein weiteres Verfahren zum Anordnen zyklischer Profile in einer Reifenlauffläche bereitzustellen, das den Schwingungen verursachenden Reifenrundlauf sowie das Geräuschverhalten verbessern kann.

Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht.

Nun wird im Detail eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine abgewickelte Draufsicht eines Reifens, die einen Designzyklus zeigt.

2A zeigt ein weiteres Beispiel des Designzyklus.

2B zeigt ein noch weiteres Beispiel des Designzyklus.

3 zeigt eine Teilungsfolge.

4 zeigt ein weiteres Beispiel der Teilungsfolge.

5 zeigt eine gemittelte Teilungsfolge der in 3 gezeigten Teilungsfolge.

6 zeigt eine Kombination der zwei identischen gemittelten Teilungsfolgen, die in 5 gezeigt sind.

7 ist eine Überkreuzmittelwertfolge der Kombination von 6, die eine Differenz S zeigt.

8 ist ein Graph, der die Differenz S als eine Funktion der Phasenverschiebung zeigt, die beim Kombinieren der gemittelten Teilungsfolgen verliehen wird.

9 ist ein Graph, der die Amplitude von harmonischen Schwingungen einer Wellenform einer wie in 7 gezeigten Überkreuzmittelwertfolge zeigt.

10 zeigt eine Überkreuzmittelwertfolge eines Testreifens Bsp. 2.

11 zeigt eine Teilungsfolge des anderen Bereiches eines Testreifens Bsp. 4.

12 zeigt eine Überkreuzmittelwertfolge des Testreifens Bsp. 4.

Die vorliegende Erfindung kann insoweit auf verschiedene Reifen mit einem Laufflächenprofil angewendet werden, als axial verschiedene Umfangsbereiche der Lauffläche jeweils zyklische Profile aufweisen. Die zyklische Profile können identisch oder unterschiedlich oder symmetrisch oder asymmetrisch sein, es ist nämlich jede Kombination möglich. Die zyklischen Profile und das nicht-zyklische Profil, falls vorhanden, bilden das Laufflächenprofil. In dem Fall des in 1 gezeigten Laufflächenprofils ist ein zentraler Bereich 7 mit einem nicht-zyklischen Profil (Rippe) versehen und jeder seitliche Bereich 9 ist mit einem zyklischen Profil (Blöcken) versehen und ein Blockrippen-Laufflächenprofil ist gebildet.

Als Erstes wird der Laufflächenabschnitt axial in zumindest zwei sich in Umfangrichtung erstreckende Bereiche 9 mit derselben oder beinahe derselben axialen Breite unterteilt. Die Anzahl (P) der Bereiche 9 beträgt üblicherweise zwei oder drei und kann höchstens fünf betragen.

Die Umfangsbereiche 9 sind jeweils mit einem zyklischen Profil versehen, indem ein Designzyklus 3 in der Umfangsrichtung wiederholt wird, während seine Umfangsteilungseilungslänge geändert wird. Wie oben beschrieben ist das zyklische Profil ein Teil des durch Laufflächenrillen gebildeten Laufflächenprofils, und der Designzyklus 3 ist eine kleinste Einheit, die sich in der Umfangsrichtung des Reifens wiederholt. Es wird bevorzugt, dass alle der Umfangsbereiche 9 denselben oder beinahe denselben Bodenkontaktbereich aufweisen. Der Bodenkontaktbereich ist hier die Summe in der Umfangsrichtung des Reifens.

Die Anzahl (J) der verschiedenen Teilungslängen in jedem Umfangsbereich 9 beträgt vorzugsweise zumindest drei, höchstens zehn, und zwar liegt die Anzahl (J) in einem Bereich von 3 bis 10, bevorzugter 3 bis 7, noch bevorzugter 3 bis 5.

Die Gesamtanzahl (I) der Designzyklen 3 (oder die Anzahl der Wiederholungen) in jedem Umfangsbereich 9 ist in einem Bereich von nicht weniger als 45, vorzugsweise nicht weniger als 50, bevorzugter nicht weniger als 60, aber vorzugsweise höchstens etwa 120 festgelegt.

Jeder Umfangsbereich 9 wird somit als eine Umfangsreihe von Designzyklen 3i (i ist eine Suffixzahl von 1 bis I) mit einer Anzahl (J) von verschiedenen Teilungslängen Lj(j ist eine Suffixzahl von 1 bis J) betrachtet.

Teilungsfolge

Die Folge der Teilungslängen Lj in jedem Umfangsbereich 9 (nachfolgend die „Teilungsfolge") kann gemäß verschiedenen Verfahren bestimmt werden. Es wird jedoch im Hinblick auf unregelmäßigen Verschleiß und Rundlauf bevorzugt, das Verhältnis (Lj/L1) der längsten Teilungslänge zu der kürzesten Teilungslänge L1 in einem Bereich von 1,20 bis 1,70 festzulegen.

3 zeigt ein Beispiel der Teilungsfolge, wobei die Teilungslänge zyklisch und allmählich zwischen einem Minimum und einem Maximum variiert (nachfolgend die „periodische Anordnung").

4 zeigt ein weiteres Beispiel der Teilungsfolge, wobei im Gegensatz zu der oben erwähnten periodischen Anordnung die Teilungslänge aperiodisch variiert (nachfolgend die „aperiodische Anordnung"). Diese aperiodische Anordnung (A) wird auf den ersten Blick als zufällig gesehen. Solch eine aperiodische Anordnung kann durch einen Computer unter Verwendung einer Zufallszahlerzeugungsfunktion oder einer Chaosfunktion auf der Grundlage der Eingabedaten zur Anzahl (J) der verschiedenen Teilungslängen L, die Gesamtanzahl (I) der Designzyklen 3 und dergleichen erzeugt werden.

Gemittelte Teilungsfolge

In jeder der Teilungsfolgen der Umfangsbereiche 9 ist in Bezug auf jeden Designzyklus 3i eine vorbestimmte Anzahl (n) von aufeinander folgenden Designzyklen 3i bis 3i+n in einer Umfangsrichtung definiert, und der Mittelwert der Teilungslängen der aufeinander folgenden Designzyklen 3i bis 3i+n (nachfolgend die „gemittelte Teilungslänge") wird ermittelt. Im Übrigen kehrt die Suffixzahl zu dem Beginn zurück, wenn sie das Ende erreicht hat. Infolgedessen wird eine Folge der gemittelten Teilungslängen (nachfolgend die „gemittelte Teilungsfolge"), deren Anzahl gleich der Gesamtanzahl (I) der Designzyklen 3 ist, pro jeder der Teilungsfolgen gebildet.

Wenn die Teilungslängen und gemittelten Teilungslängen nacheinander aufgetragen werden, wie jeweils in 4 bzw. 5 gezeigt, unterscheidet sich eine Wellenform der Einhüllenden der Teilungsfolge (A) von einer Wellenform der Einhüllenden der gemittelten Teilungsfolge (B), obwohl die Folge (B) von der Folge (A) stammt.

Kombination von gemittelten Teilungsfolgen

Als Nächstes werden eine Kombination der gemittelten Teilungsfolgen der Umfangsbereiche 9, bei denen die gemittelten Teilungsfolgen nicht verschoben sind, und Kombinationen, bei denen die gemittelten Teilungsfolgen relativ zueinander in der Umfangsrichtung des Reifens verschoben sind, als so viele wie möglich definiert, indem der Betrag einer Verschiebung geändert wird (nachfolgend die „Phasenverschiebung"). Anders ausgedrückt, jede Kombination wird beim Kombinieren der gemittelten Teilungsfolgen mit einer Phasenverschiebung versehen.

Die Phasenverschiebung ist hier ein umfassender Begriff. Wenn die Anzahl der kombinierten gemittelten Teilungsfolgen zwei beträgt, bedeutet die Phasenverschiebung die einzige Phasenverschiebung dazwischen. Wenn die Anzahl drei oder mehr beträgt, bedeutet sie zwei oder mehr Phasenverschiebungen dazwischen.

6 zeigt eine Kombination (C) von zwei identischen gemittelten Teilungsfolgen (B), zwischen denen eine Phasenverschiebung &PHgr; vorhanden ist.

Überkreuzmittelwert

In Bezug auf jede der Kombinationen wird der Mittelwert der gemittelten Teilungslängen der Umfangsbereiche 9 (nachfolgend der „Überkreuzmittelwert") an jeder von einer Vielzahl von Umfangspositionen ermittelt, wobei eine Folge der Überkreuzmittelwerte pro jeder der Kombinationen gebildet wird. Die Umfangspositionen, an denen der Überkreuzmittelwert ermittelt oder berechnet wird, sind idealerweise gleichwinklige Positionen um die Reifenachse herum. Durch Anwenden einer Interpolation auf die Überkreuzmittelwerte können die gleichwinkligen Positionen unabhängig von der Gesamtanzahl (I) der Designzyklen bestimmt werden. In der Praxis jedoch wird, da die Variation der Teilungslängen nicht so groß ist, die laufende Nummer der Designzyklen als ein Anzeiger verwendet, der die Umfangsposition oder den Abstand von einem gegebenen Punkt anzeigt.

In 7 sind die Überkreuzmittelwerte der oben erwähnten Kombination (C) (nachfolgend die „Überkreuzmittelwertfolge") nacheinander aufgetragen. Die Einhüllende davon beschreibt wiederum eine Wellenform, die sich von den oben erwähnten zwei Wellenformen unterscheidet.

Geringere Differenz des Überkreuzmittelwerts

Jede der Überkreuzmittelwertfolgen kann einen maximalen Überkreuzmittelwert und einen minimalen Überkreuzmittelwert aufweisen und demgemäß besteht eine bestimmte Differenz S zwischen dem Maximum und dem Minimum.

Aus den Überkreuzmittelwertfolgen wird eine Folge ermittelt, deren Differenz S ein Minimum ist oder unter einem vorbestimmten Wert liegt. Anders ausgedrückt, aus den Wellenformen der Überkreuzmittelwerte der Kombinationen wird eine flachere Wellenform ermittelt. Im Hinblick darauf kann gesagt werden, dass eine flachere Wellenform in Bezug auf die Grundwelle der Wellenform der Überkreuzmittelwerte ermittelt wurde. Es ist aber auch möglich, eine höhere harmonische Schwingung wie eine 2. oder 4. harmonische Schwingung anstelle der Wellenform zu verwenden, wie es beim Ermitteln einer flacheren Wellenform oder einer minimalen oder kleineren Differenz S geschieht. Im Übrigen kann solch eine höhere harmonische Schwingung erhalten werden, indem eine bekannte Fourier-Entwicklung der Wellenform verwendet wird.

Die Folge (oder Wellenform), die so ermittelt wird, weist eine spezifische Phasenverschiebung auf, die zwischen den gemittelten Teilungsfolgen beim Kombinieren dieser verliehen wurde. Selbstverständlich gibt es die Möglichkeit, dass die Phasenverschiebung null ist.

In Übereinstimmung mit dieser ermittelten Phasenverschiebung werden die oben erwähnten zyklischen Profile der Umfangsbereiche 9 umgeordnet, indem die ermittelte Phasenverschiebung zwischen ihnen verliehen wird.

Als Nächstes erfolgt eine konkretere Beschreibung in Übereinstimmung mit dem in 1 gezeigten Laufflächenprofil.

In 1 ist ein Laufflächenabschnitt 2 eines Luftreifens 1 mit der Größe 225/60R16 für Personenwagen zusammen mit einer beispielhaften Bodenkontaktfläche durch eine Zweipunkt-Strichpunktlinie gezeigt.

Der Laufflächenabschnitt 2 ist mit zwei Umfangsrillen 5, die sich in Umfangsrichtung des Reifens erstrecken, und axialen Rillen 6, die sich von den Umfangsrillen 5 zu der Laufflächenkante (e) erstrecken, versehen. Der zentrale Umfangsbereich 7 zwischen den zwei Umfangsrillen 5 ist als eine sich in Umfangsrichtung kontinuierlich erstreckende Rippe 7 ausgebildet und ein zyklisches Profil ist nicht vorgesehen. Die zwei seitlichen Umfangsbereiche 9 axial außerhalb der Umfangsrillen 5 sind jeweils als eine Reihe 4 von Blöcken 10 ausgebildet. In diesem Beispiel wird das Verfahren auf die zwei seitliche Bereiche 9 angewendet.

In diesem Fall, und zwar in dem Fall einer Reihe von Blöcken, kann ein Designzyklus 3 aus einem vollständigen Block 10 und einer benachbarten axialen Rille 6 bestehen. Somit liegen die Grenzen zwischen Designzyklen 3 entlang der axialen Rillenkanten auf derselben Seite. Es ist jedoch nicht immer notwendig, dass sich die Grenzen auf den axialen Rillenkanten befinden. Die Grenzen können sich z. B. auf den oberen Flächen der Blöcke befinden.

In dem Fall eines zerklüfteten Profils, wie in 2A gezeigt, das zerklüftete Rillen 20 umfasst, die sich von den Laufflächenkanten axial nach innen erstrecken und ein geschlossenes Ende aufweisen, kann ein Designzyklus 3 aus einer der zerklüfteten Rillen 20 und einem von Abschnitten 21 dazwischen, der an die zerklüftete Rille 20 angrenzt, bestehen.

In dem Fall eines Rippenprofils, wie in 2B gezeigt, das eine zickzackförmige Umfangsrille 22 umfasst, kann ein Designzyklus 3 als ein Umfangsteil, der einem Zickzack-Zyklus entspricht, definiert sein.

Als Erstes wird in jedem der seitlichen Bereiche 9 eine Anordnung von Designzyklen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e mit verschiedenen Teilungslängen L1, L2, L3, L4, L5 (Reihenfolge von kurz zu lang) definiert. Anders ausgedrückt, es wird eine Folge der Teilungslängen L1–L5 bestimmt. Wie oben erwähnt ist das Verhältnis (L5/L1) der längsten Teilungslänge L5 zu der kürzesten Teilungslänge L1 in einem Bereich von 1,20 bis 1,70 festgelegt. In diesem Beispiel nehmen sowohl die Umfangsbreite der axialen Rille 6 und die Umfangslänge des Blocks 10 zu, wenn die Teilungslänge L zunimmt.

Die Teilungslängen L1–L5 sind wie folgt.

  • L5/L1 = 1,67

Im Übrigen besteht beim Bestimmen der Teilungslängen eines bestehenden zyklischen Profils die Möglichkeit, dass die Teilungslänge abhängig von der axialen Position variiert, z. B. wenn sich die Neigung der axialen Rille 6 zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten axialen Rillen 6 ändert. In solch einem Fall kann dies, wenn die Teilungslängen an einer bestimmten axialen Position wie z. B. der/m axialen Kante oder Ende (in diesem Beispiel an der Laufflächenkante e) genau definiert sind, ausreichend sein, um die vorteilhaften Ergebnisse zu erzielen. Somit ist die Bestimmung der Teilungslängen eines bestehenden zyklischen Profils nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, nachdem die Teilungsfolgen entschieden sind, die Konfigurationen der Laufflächenrillen und/oder Bodenkontaktelemente wie Block, Rippe und dergleichen zu ändern.

In diesem Beispiel sind die zwei seitlichen Bereiche 9 mit identischen Teilungsfolgen (A) versehen, obwohl die zyklischen Profile spiegelsymmetrisch um den Reifenäquator herum sind. Es ist aber auch möglich, andere Teilungsfolgen zu verwenden. Die Gesamtanzahl (I) der Designzyklen 3 beträgt 74.

Die Teilungsfolge (A) ist wie folgt.

Diese Teilungsfolge (A) ist auch in 4 gezeigt, wobei die vertikale Achse die Teilungslänge in mm zeigt und die horizontale Achse die laufende Nummer von 1 bis 74 zeigt (somit sind ungefähre Umfangspositionen gezeigt).

In diesem Beispiel ist, da die zwei seitlichen Bereiche 9 die identische Teilungsfolge (A) aufweisen, eine gemittelte Teilungsfolge (B) nur in Bezug auf die Teilungsfolge (A) definiert.

Als Erstes wird die Anzahl (n) der aufeinander folgenden Designzyklen 3i bis 3i+n auf der Basis der Bodenkontaktlänge (K) des Reifens bestimmt. Im Allgemeinen sind, wie in 1 gezeigt, drei bis sieben Designzyklen in der Bodenkontaktlänge (K) in Bezug auf jeden der Umfangsbereiche 9 enthalten. Daher wird die Anzahl (n) aus einem Bereich von drei bis sieben gewählt. Wenn eine große Differenz in der Anzahl zwischen den Umfangsbereichen 9 besteht, kann eine ganze Zahl nahe dem Mittelwert davon verwendet werden. In diesem Beispiel ist fünf gewählt (n = 5).

In Bezug auf jeden der Designzyklen 3i (i = 1 bis 74) wird der Mittelwert (Lx + Ly)/2 der Teilungslängen Lx und Ly von fünf aufeinander folgenden Designzyklen 3i bis 3i+5 berechnet, um eine gemittelte Teilungsfolge zu definieren (Lx = eine von L1–L5, Ly = eine von L1–L5).

Das Folgende ist die gemittelte Teilungsfolge (B) der oben erwähnten Teilungsfolge (A).

Diese gemittelte Teilungsfolge (B) ist auch in 5 gezeigt, wobei die vertikale Achse die gemittelte Teilungslänge in mm zeigt und die horizontale Achse die laufende Nummer zeigt.

Als Nächstes werden Kombinationen der zwei gemittelten Teilungsfolgen (B) und (B) definiert, indem die Phasenverschiebung &PHgr; zwischen ihnen geändert wird. In diesem Beispiel erfolgt die Phasenverschiebungsänderung an der Stufe der laufenden Nummer und infolgedessen wurden vierundsiebzig Kombinationen definiert.

6 zeigt eine der Kombinationen (C), die mit einer Phasenverschiebung &PHgr; versehen ist, die 39 (39 Designzyklen) beträgt.

In jeder der Kombinationen wird der Mittelwert (Überkreuzmittelwert) der gemittelten Teilungen derselben Reihenfolge oder derselben laufenden Nummer in den kombinierten gemittelten Teilungsfolgen über die laufende Nummer ermittelt, wodurch eine Folge (D) der Überkreuzmittelwerte gebildet wird. Die Anzahl der Folgen (D) ist somit gleich jener der Kombinationen und die Anzahl der Überkreuzmittelwerte in jeder Folge (D) ist dieselbe wie die Gesamtanzahl (I).

7 zeigt eine der Überkreuzmittelwertfolgen (D), welche die oben erwähnte in 6 gezeigte Kombination (C) ist. In diesen Überkreuzmittelwertfolgen (D), und zwar in der Kombination (C), beträgt die Differenz S zwischen dem maximalen Überkreuzmittelwert und dem minimalen Überkreuzmittelwert etwa 10,6 mm. In Bezug auf jede Kombination wird die Differenz S ermittelt.

Da die gemittelten Teilungen der Folge (B) APi(i = 1 bis 74) sind, können, da die Phasenverschiebung &PHgr; in diesem Fall 39 beträgt, die Überkreuzmittelwerte CAi wie folgt erhalten werden. CAi = (APi + APi+39)/2

8 zeigt die Differenz S in mm als eine Funktion der Phasenverschiebung &PHgr;, wobei die Differenz S ein Maximum ist, wenn die Phasenverschiebung &PHgr; = 0, die Differenz S wird jedoch minimiert, wenn die Phasenverschiebung &PHgr; = 24 und 50. In diesem Fall ist es höchst wünschenswert, dass das zyklische Profil in einem der Bereiche 9 in Umfangsrichtung von dem zyklischen Profil in dem anderen Bereich 9 um einen Winkel verschoben ist, der der Phasenverschiebung &PHgr; = 24 oder 50 entspricht, und zwar um etwa 360 × 24/74 oder 360 × 50/74 Grad. Der Erfinder hat jedoch auch festgestellt, dass durch Wählen einer Phasenverschiebung, durch die die Differenz S weniger als 90 % der maximalen Differenz S (vorzugsweise weniger als 80 %, bevorzugter weniger als 65 %) wird, die Umfangsverteilung der Laufflächenprofilsteifigkeit wirksam vereinheitlicht werden kann. Somit ist auch solch eine Phasenverschiebung wählbar.

Was die oben erwähnte gemittelte Teilungsfolge (wie B in 5) betrifft, kann es, wenn eine bestimmte Ordnungszahl einer harmonischen Schwingung (N-te Ordnung), z. B. eine zweite harmonische Schwingung, eine hohe Amplitude aufweist, wie in 9 gezeigt, vorzuziehen sein, dass der Einfluss der harmonischen Schwingung N-ter Ordnung durch den von dem anderen Bereich aufgehoben wird, indem die Phasenverschiebung richtig gewählt wird. In diesem Fall wird in Bezug auf jede der Überkreuzmittelwertfolgen (wie z. B. D in 7) eine Wellenform (oder eine Reihe von Daten) der harmonischer Schwingung N-ter Ordnung der Wellenform der Einhüllenden der Überkreuzmittelwerte durch eine Fourier-Entwicklung erhalten. Danach wird unter Verwendung der erhaltenen Wellenformen anstelle der oben erwähnten Wellenformen von Überkreuzmittelwerten selbst eine Wellenform (Phasenverschiebung) mit einer geringeren Differenz ermittelt, wie oben erklärt.

In jedem Fall werden, wenn eine optimale Phasenverschiebung ermittelt wird, die zyklischen Profile (Blockprofile) der Umfangsbereiche 9 derart umgeordnet, dass die Teilungsfolge (B) von einem der Bereiche 9 in Umfangsrichtung von der Teilungsfolge (B) des anderen Bereichs 9 um die ermittelte Phasenverschiebung, z. B. etwa 117 (360 × 24/74) Grad, wenn &PHgr; = 24 verwendet wird, verschoben wird.

Auf der Basis der umgeordneten zyklischen Profile wird das Laufflächenprofil entworfen und eine Reifenvulkanisationsform wird hergestellt und unter Verwendung der Heizform wird ein Luftreifen geformt.

Vergleichstest

Luftreifen der Größe 225/60R16 (Felgengröße: 71/2JJ × 16, Druck: 200 kPa) mit demselben wie in 1 gezeigten Laufflächenprofil mit Ausnahme der Teilungsfolgen wurden hergestellt und auf Reifenrundlauf, Geräuschverhalten und Festigkeit gegen unregelmäßigen Verschleiß getestet. Die Spezifikationen und Testergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

1) Reifenrundlauftest

Unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitsreifenrundlauf-Testvorrichtung wurde die Tangentialkraftschwankung (TKS) in harmonischen Schwingungen 1. bis 4. Ordnung bei einer Geschwindigkeit von 120 km/h gemessen. Die Ergebnisse sind durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass er bei dem Ref.-Reifen gleich 100 ist. Je kleiner der Index ist, desto besser ist der Reifenrundlauf.

2) Geräuschverhaltenstest

Ein japanischer, an allen Rädern mit Testreifen versehener Personenwagen mit 3000 cm3 wurde auf einer glatten Asphaltstraße mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h im Freilauf gefahren und das Geräusch im Wagen wurde nach dem Empfinden des Fahrers in einer fünfstufigen Skala bewertet. Je höher die Rangnummer ist, umso besser ist das Geräuschverhalten.

3) Festigkeitstest gegen ungleichmäßigen Verschleiß

Nach dem Fahren von 3000 km unter einem kontrollierten Zustand wurden die axialen Rillen 6 in den Schulterbereichen 9 auf die Differenz zwischen der maximalen Rillentiefe und der minimalen Rillentiefe gemessen. Die Differenz ist durch einen Index angegeben, der darauf basiert, dass er bei dem Ref.-Reifen gleich 100 ist. Je kleiner der Index ist, desto höher ist die Festigkeit gegen unregelmäßigen Verschleiß.


Anspruch[de]
Verfahren zum Anordnen zyklischer Profile in einer Reifenlauffläche, wobei die Reifenlauffläche (2) eine Anzahl (P) von Umfangsbereichen (9) umfasst, die jeweils mit einem zyklischen Profil versehen werden, das gebildet wird, indem in Umfangsrichtung eine Anzahl (I) von Designzyklen (3) mit einer Anzahl (J) von unterschiedlichen Teilungslängen (L) wiederholt wird,

wobei die Teilungslängen (L) der Designzyklen (3) in jedem Umfangsbereich (9) in Umfangsrichtung des Reifens in einer Folge angeordnet werden, wobei die Anzahl (P) von Folgen der Teilungslängen (L) definiert wird, umfassend, dass:

in Bezug auf einen jeden der Designzyklen (3) eine gemittelte Teilung der Teilungslängen einer Anzahl (n) von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Designzyklen erhalten wird, um eine Folge von gemittelten Teilungen pro einem jeden der Umfangsbereiche (9) zu definieren, wobei die Anzahl (P) von Folgen der gemittelten Teilungen definiert wird;

eine Anzahl (Q) von Kombinationen der Anzahl (P) der Folgen von gemittelten Teilungen definiert wird, indem eine Phase zwischen den Folgen verändert wird;

über die Anzahl (P) der Folgen gemittelter Teilungen in einer jeden der Anzahl (Q) von Kombinationen Überkreuzmittelwerte der gemittelten Teilungen der Anzahl (P) der Folgen erhalten werden, wobei eine Reihe der Überkreuzmittelwerte pro einer jeden der Anzahl (Q) von Kombinationen definiert wird;

aus der einen Reihe von Überkreuzmittelwerten eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Überkreuzmittelwerte oder alternativ zwischen einem Maximum und einem Minimum der Amplitude einer harmonischen Schwingung der einen Reihe der Überkreuzmittelwerte in Bezug auf jede der Kombinationen erhalten wird;

aus den Differenzen der Kombinationen eine Kombination mit einer kleineren Differenz herausgefunden wird, um die Phasenverschiebung zu bestimmen, die den Folgen von gemittelten Teilungen beim Bilden der Kombination verliehen wird; und

die zyklischen Profile der Umfangsbereiche gemäß der herausgefundenen Phasenverschiebung umgeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass die Anzahl (n) der in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Designzyklen (3) derart bestimmt wird, dass die gesamte Umfangslänge der aufeinander folgenden Designzyklen (3) im Wesentlichen gleich der Bodenkontaktlänge (K) der Reifenlauffläche (2) ist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzahl (n) der in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Designzyklen (3) in einem Bereich von 3 bis 7 liegt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Amplitude der harmonischen Schwingung ist, und die harmonische Schwingung die harmonische Grundschwingung ist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Amplitude der harmonischen Schwingung ist, und die harmonische Schwingung eine harmonische Schwingung höherer Ordnung ist, wie etwa eine zweite harmonische Schwingung, eine dritte harmonische Schwingung und eine vierte harmonische Schwingung. Verfahren nach Anspruch 1, wobei

das Herausfinden einer Kombination mit einer kleineren Differenz umfasst, dass

eine maximale Differenz aus den Differenzen der Kombinationen herausgefunden wird,

eine Standarddifferenz auf der Grundlage der maximalen Differenz bestimmt wird, und

Kombinationen mit einer Differenz unter der Standarddifferenz ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Standarddifferenz 90 % der maximalen Differenz beträgt. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Standarddifferenz 80 % der maximalen Differenz beträgt. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Standarddifferenz 65 % der maximalen Differenz beträgt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei alle Folgen der Teilungslängen (L) der Umfangsbereiche (9) identisch sind. Verfahren nach Anspruch 1, wobei alle Folgen der Teilungslängen (L) der Umfangsbereiche (9) voneinander verschieden sind. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Folgen der Teilungslängen (L) der Umfangsbereiche (9) von dem Rest verschieden ist. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Anzahl (P) der Umfangsbereiche (9) zwei beträgt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Folgen der Teilungslängen (L) der Umfangsbereiche (9) eine periodische Teilungslängenveränderung aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Folgen der Teilungslängen (L) der Umfangsbereiche (9) eine unregelmäßige Teilungslängenveränderung aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umfangsbereiche (9) im Wesentlichen die gleiche Breite aufweisen. Luftreifen mit einer Lauffläche, die Umfangsbereiche (9) umfasst, die mit zyklischen Profilen versehen sind, die gemäß einem der Ansprüche 1–17 angeordnet sind.






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