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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Luftreifen für Lastkraft vagen, und insbesondere auf
einen radialen Luftreifen für Lastkraftwagen, der infolge Erhöhung der Anordnungswirksamkeit seiner
Laufflächenrillen eine zufriedenstellende Abnutzungsfestigkeit bei einem relativ kleinen negativen
Verhältnis und gute Naßlaufeigenschaften hat.
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Im allgemeinen sind, wenn notwendig, Hauptrillen, die sich in der Umfangsrichtung des Reifens
erstrecken, und verschiedene Rillen, wie Hilfsrillen, die sich in der Breitenrichtung des Reifens erstrecken,
in dem Laufflächenbereich eines Reifens angeordnet, um Naßlaufeigenschaften, wie Traktions- und
Bremseigenschaften auf nassen Straßenoberflächen, in genügender Weise zu entwickeln.
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Um die Naßlaufeigenschaften zu verbessern, kann in wirksamer Weise das Verhältnis der in dem
Bodenkontaktgebiet des Laufflächenbereichs vorhandenen Rillenfläche oder das sogenannte negative
Verhältnis groß gemacht werden. Umgekehrt kann in wirksamer Weise das Verhältnis der in dem
Bodenkontaktgebiet des Laufflächenbereichs vorhandenen Rillenfläche klein gemacht werden, um die
Abnutzungsfestigkeit zu verbessern. Das heißt, die Anforderungen für die Naßlaufeigenschaften und die
Abnutzungsfestigkeit stehen in Konflikt miteinander, so daß es schwierig ist, beide Eigenschaften
gleichzeitig zu verwirklichen.
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Außerdem wird auf das Dokument EP-0625435A hingewiesen, das unter die Bestimmungen von
Art. 54(3) EPC fällt, und in dem ein Luftreifen beschrieben wird, der schräge Hauptrillen 3 hat, die sich von
Positionen, die an eine Umfangsrippe 2 in einer Laufflächenmittelzone 4 angrenzen, unter einem relativ
kleinen Winkel bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu
jedem Laufflächenrand hin erstrecken. Jede der schrägen Rillen erstreckt sich unter einem Winkel von nicht
mehr als 40º zu der Umfangsrichtung des Reifens, und schräge Hilfsrillen 6 sind so gebildet, daß sie sich
unter einem Winkel von nicht weniger als 50º bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens von den Enden
der schrägen Hauptrillen 3 bis zu dem Laufflächenrand in jeder der Laufflächenseitenzonen 5 erstrecken,
und weiterhin ist das negative Verhältnis der Lauffläche 1 in dem an die Umfangsrippe 2 angrenzenden
Bereich maximiert, und es tendiert dazu, zu den Laufflächenrändern hin abzunehmen.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen LKW-Luftreifen, der eine genügende
Abnutzungsfestigkeit und gute Naßlaufeigenschaften besitzt, dadurch zu verwirklichen, daß einerseits für
das negative Verhältnis ein relativ kleiner Wert von nicht mehr als 0,3 gewählt wird, und andererseits die
Anordnung und die Form der Hauptrillen rationalisiert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein LKW-Luftreifen verwirklicht, aufweisend einen
Laufflächenbereich, der an seiner Oberfläche versehen ist mit einer Vielzahl von Hauptrillen, die auf den
beiden Seiten bezüglich einer Äquatorebene in einem vorgegebenen Abstand in der Umfangsrichtung des
Reifens angeordnet sind, wobei die Hauptrillen sich in einer konvergierenden Richtung von jedem
Seitenrand der Lauffläche zu der Äquatorebene hin gekrümmt erstrecken und auf der Äquatorebene oder in
ihrer Nähe enden, so daß sie ein gerichtetes Muster bilden, Hilfsrillen, die benachbarte Hauptrillen auf jeder
Seite der Äquatorebene verbinden, wodurch sie ein Blockmuster längs der Äquatorebene bilden, wobei ein
Ende einer Hauptrille innerhalb eines Blocks liegt, eine Umfangsrille, die auf jeder Seite der Äquatorebene
in Seitengebieten des Laufflächenbereichs angeordnet ist, seitliche Rillen, welche die Umfangsrillen
kreuzen, um in jedem Seitenbereich eine Reihe von Blöcken zu bilden, die zwischen der Umfangsrille und
dem Seitenrand des Laufflächenbereichs positioniert sind, wobei jede Hauptrille bei einem der Blöcke
endet, so daß sie nicht mit dem Seitenrand des Laufflächenbereichs in Verbindung steht, wobei bei dem
Luftreifen das negative Verhältnis des Laufflächenbereichs nicht größer als 0,3 ist, und die Enden der
Hauptrillen innerhalb 25% einer zu der Äquatorebene zentrischen Laufflächenbreite (W) gelegen sind, und
ein Teil der Hauptrille, der in einer Zone gelegen ist, die von der Äquatorebene bis zu mindestens 25% der
Laufflächenbreite (W) reicht, so verläuft, daß ein Neigungswinkel (a) einer bei diesem Teil gezogenen,
tangentialen Linie (m) bezüglich der Äquatorebene entsprechend der Entfernung von der Äquatorebene
allmählich zunimmt, und eine kontinuierliche Projektionslänge (L1) der Hauptrille in der axialen Richtung
nicht kleiner als 30% der Laufflächenbreite (W) ist, und eine kontinuierliche Projektionslänge (L2) der
Hauptrille in der Umfangsrichtung nicht kleiner als 70% der Laufflächenbreite (W) ist.
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Der hier verwendete Ausdruck "bei dem Teil der Hauptrille gezogene, tangentiale Linie (m)"
bedeutet eine tangentiale Linie, die bis zu einer imaginären Linie gezogen ist, die durch die Mitte der
Hauptrille bezüglich der Breitenrichtung hindurchgeht, und die hier verwendeten Ausdrücke
"kontinuierliche Projektionslängen (L1 und L2) der Hauptrille in der axialen Richtung und der
Umfangsrichtung" bedeuten Längen, die erzeugt werden, wenn die imaginäre Linie, die durch die Mitte der
Hauptrille bezüglich der Breitenrichtung hindurchgeht, in die axiale Richtung bzw. die Umfangsrichtung
projiziert wird.
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Die Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
die Folgendes darstellen:
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Die Fig. 1 ist eine teilweise abgewickelte Ansicht eines Laufflächenbereichs bei einem
erfindungsgemäßen LKW-Luftreifen.
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Die Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Bremsleistung im nassen Zustand bei Änderung des
negativen Verhältnisses wiedergibt.
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Die Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Blockmuster eines herkömmlichen Reifens
wiedergibt.
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Die Fig. 4 ist ein Diagramm, das den Index der Bremsleistung wiedergibt, wenn die Reifen bei
einer Geschwindigkeit von 40 km/h und 60 km/h auf einer nassen Straßenoberfläche gebremst werden.
In der Fig. 1 ist ein Teil eines Laufflächenbereichs bei einem typischen erfindungsgemäßen
LKW-Luftreifen wiedergegeben, wobei die Kennziffer 1 der Laufflächenbereich ist, die Kennziffern 2a
bzw. 2b die Seitenränder des Laufflächenbereichs sind, die Kennziffer 3 die Äquatorebene des Reifens ist,
die Kennziffern 4a bzw. 4b Hauptrillen sind, und die Kennziffern 5a bzw. 5b Enden der Hauptrillen sind.
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Bei dem Reifen, der das in der Fig. 1 wiedergegebene Laufflächenmuster hat, ist eine Vielzahl
von Hauptrillen 4a und 4b in dem Laufflächenbereich 1 auf den beiden Seiten der Äquatorebene 3 in einem
vorgegebenen Abstand in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet, wobei diese Hauptrillen sich von
jedem Seitenrand 2a, 2b zu der Äquatorebene 3 hin in einer konvergierenden Richtung gekrümmt
erstrecken und in der Nähe der Äquatorebene 3 enden, und die Enden 5a, 5b von einander
gegenüberliegenden Hauptrillen 4a, 4b um eine halbe Teilungslänge in der Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt sind und um eine gleiche Entfernung von der Äquatorebene 3 voneinander getrennt sind und ein
gerichtetes Muster bilden, da sie von dem Ende 5a oder 5b zu dem Seitenrand 2a oder 2b hin allmählich in
ein Bodenkontaktgebiet des Laufflächenbereichs eindringen.
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Zusätzlich zu der dargestellten Ausführungsform können die Enden 5a und 5b der einander
gegenüberliegenden Hauptrillen 4a und 4b in verschiedenen Positionen relativ zueinander angeordnet
werden. Zum Beispiel können diese Enden 5a, 5b symmetrisch zu der Äquatorebene 3 angeordnet werden,
ohne daß sie in der Umfangsrichtung versetzt sind, oder sie können sich in der Äquatorebene oder in deren
Nähe treffen (d. h., die Hauptrillen 4a, 4b können miteinander in Verbindung stehen). In alternativer Weise
können die Hauptrillen 4a, 4b in der Nähe der Äquatorebene 3 so enden, daß die Enden 5a, 5b in der axialen
Richtung und/oder der Umfangsrichtung voneinander getrennt sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Reifen ist das negative Verhältnis auf nicht mehr als 0,3 begrenzt,
wodurch eine gute Abnutzungsfestigkeit sichergestellt werden kann. Gemäß der Erfindung wird die gute
Wasserableitfähigkeit selbst dann erhalten, wenn das negative Verhältnis nicht größer als 0,3 ist, und zwar
aus folgendem Grund:
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Wenn ein Reifen auf einer nassen Straßenoberfläche unter Last gefahren wird, dringt im
allgemeinen das vor dem Reifen auf der Straßenoberfläche vorhandene Wasser zwischen dem
Bodenkontaktgebiet des Reifens und dem Boden ein, so daß die Bodenkontaktfläche der Reifenlauffläche,
die den Boden direkt berührt (nachstehend als tatsächliche Bodenkontaktfläche bezeichnet) verringert wird,
wodurch Rutschen des Reifens auf der nassen Straßenoberfläche hervorgerufen wird, so daß die
Naßlaufeigenschaften verschlechtert werden.
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Bei Reifen, die ein herkömmliches Laufflächenmuster, wie ein Rippenmuster, Blockmuster oder
dergleichen haben, wird in den Bodenktontaktbereich eingedrungenes Wasser über die Rillen abgeführt. Bei
einem solchen Reifen sind jedoch die Hauptrillen längs der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet, so
daß in das Bodenkontaktgebiet eingedrungenes Wasser längs der Anordnungsrichtung der Hauptrille vor
dem Reifen vorgeschoben wird, und daher das vorgeschobene Wasser von der Lauffläche des Reifens
wieder aufgenommen wird, so daß die tatsächliche Bodenkontaktfläche verringert wird, wodurch die
Naßlaufeigenschaften verschlechtert werden, und insbesondere die Bremsleistung während des Laufs bei
höherer Geschwindigkeit wesentlich verschlechtert wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen LKW-Luftreifen sind jedoch die Hauptrillen so gebildet, daß sie von
den Enden zu dem Laufflächenrand hin allmählich in das Bodenkontaktgebiet des Reifens eindringen, und
die Enden 5a, 5b der Hauptrillen 4a, 4b sind innerhalb von 25% der Laufflächenbreite W zentrisch zu der
Äquatorebene des Reifens gelegen, und der Neigungswinkel a einer tangentialen Linie m, die in einer von
der Äquatorebene bis zu mindestens 25% der Laufflächenbreite W reichenden Zone bei einem Teil der
Hauptrille gezogen ist, wird entsprechend der Entfernung von der Äquatorebene allmählich erhöht,
vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 5-25ºC, so daß in das Bodenkontaktgebiet eingedrungenes
Wasser längs der Anordnungsrichtung der Hauptrille nach der Seite des Reifens geschoben wird, und daher
das vorgeschobene Wasser von der Lauffläche des Reifend nicht wieder aufgenommen wird, wodurch eine
Abnahme der tatsächlichen Bodenkontaktfläche verhindert werden kann, so daß die Naßlaufeigenschaften
verbessert werden.
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Außerdem wird die kontinuierliche Projektionslänge L&sub1; der Hauptrille in der axialen Richtung
nicht kleiner als 30% der Laufflächenbreite W gemacht, und die kontinuierliche Projektionslänge L&sub2; der
Hauptrille in der Umfangsrichtung nicht kleiner als 70% der Laufflächenbreite W gemacht, wodurch in das
Bodenkontaktgebiet eingedrungenes Wasser wirksam abgeführt wird. Wenn die kontinuierliche
Projektionslänge L1 kleiner als 30% ist, und die kontinuierliche Projektionslänge L&sub2; kleiner als 70% ist, ist
die Wasserableitfähigkeit ungenügend.
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Außerdem liegt das negative Verhältnis vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,25-0,29,
wodurch die Abnutzungsfestigkeit und die Naßlaufeigenschaflen optimal ausgeglichen sind.
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In der Fig. 1 ist der Laufflächenbereich 1 versehen mit Hilfsrillen 6a-6e, die zu den zwei
Hauptrillen hin offen sind, und mit zwei bis drei blinden Einschnitten 7, die in einem Randbereich eines der
Hauptrille gegenüberliegenden Blockbereichs gebildet sind. Diese Hilfsrillen und Einschnitte können nach
Bedarf vorgesehen werden, weil die Anordnung der Hilfsrillen 6a-6e die Traktion und die Bremsleistung im
nassen Zustand verbessern soll, und die Anordnung der blinden Einschnitte 7 den Bodenkontaktdruck des
Blockbereichs gleichmäßig machen soll.
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Da die Anordnung und die Form der Hauptrillen bei dem erfindungsgemäßen Reifen rationalisiert
sind, wie oben erwähnt wurde, kann dann, wenn die Naßlaufeigenschaften ebenso gut wie bei dem
herkömmlichen Reifen sind, das negative Verhältnis nicht größer als 0,3 sein, so daß eine
zufriedenstellende Abnutzungsfestigkeit erreicht werden kann. Wenn das negative Verhältnis nicht größer
als 0,3 ist, sind, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, die Naßlaufeigenschaften eines Reifens, der ein
herkömmliches Blockmuster hat, wesentlich schlechter, während der Grad der Verschlechterung der
Naßlaufeigenschaften bei dem Reifen, der das erfindungsgemäße Laufflächenmuster hat, gering ist, so daß
klar ersichtlich ist, daß der Erfindungsreifen dem herkömmlichen Reifen überlegen ist.
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Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung wiedergegeben und stellen
keine Begrenzung der Erfindung dar.
ERFINDUNGSREIFEN
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Ein bei diesem Beispiel verwendeter LKW-Luftreifen hat die Reifengröße 11R22.5 und das in der
Fig. 1 wiedergegebene Laufflächenmuster, bei dem eine Vielzahl von Hauptrillen 4a und 4b in einem
Laufflächenbereich 1 auf den beiden Seiten der Äquatorebene 3 in einem vorgegebenen Abstand in der
Umfangsrichtung des Reifens so angeordnet ist, daß sich die Hauptrillen 4a und 4b von jedem Seitenrand
2a, 2b der Lauffläche zu der Äquatorebene 3 hin in einer konvergierenden Richtung gekrümmt erstrecken
und in der Nähe der Äquatorebene 3 enden, wobei die Enden 5a, 5b von einander gegenüberliegenden
Hauptrillen 4a, 4b um eine halbe Teilungslänge (50 mm) in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt
sind und um die gleiche Entfernung (8 mm) von der Äquatorebene 3 entfernt sind, und ein gerichtetes
Muster bilden, weil sie von dem Ende 5a oder 5b zu dem Seitenrand 2a oder 2b hin allmählich in das
Bodenkontaktgebiet des Laufflächenbereichs eindringen. In diesem Fall ist das negative Verhältnis 0,27.
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Wenn ein Teil der Hauptrille 4a, 4b in einer Zone gelegen ist, die von der Äquatorebene 3 bis zu
25% der Laufflächenbreite W reicht, nimmt der Neigungswinkel a einer bei diesem Teil gezogenen,
tangentialen Linie m bezüglich der Äquatorebene 3 entsprechend der Entfernung von der Äquatorebene 3
allmählich zu, wobei er bei den Positionen der Enden 5a, 5b 5º beträgt, und bei der Position, die 25% der
Laufflächenbreite entspricht, 25º beträgt.
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Weiterhin beträgt die kontinuierliche Projektionslänge L1 der Hauptrille 4a, 4b in der axialen
Richtung 48% der Laufflächenbreite W, und die kontinuierliche Projektionslänge L2 der Hauptrille 4a, 4b in
der Umfangsrichtung 105% der Laufflächenbreite W.
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Die Hauptrille hat eine Rillentiefe von 16,5 mm, und bei der Position des Endes 5a oder 5b eine
Rillenbreite von 2,5 mm, und bei der Position des Laufflächenrandes 2a oder 2b eine Rillenbreite von 7
mm.
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Weiterhin ist der Laufflächenbereich 1 versehen mit Hilfsrillen 6a-6e, die zu den zwei Hauptrillen
hin offen sind, und mit zwei oder drei blinden Einschnitten 7, die in einem Endbereich eines der Hauptrille
gegenüberliegenden Blockbereichs gebildet sind.
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Außerdem besteht die Karkasse aus einer einzigen, gummigetränkten radialen Cordläge, die
Stahlcordfäden enthält, und der Gürtel besteht aus vier gummigetränkten Cordschichten, bei denen der
Cordfadenwinkel bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens bei der ersten Schicht 50º nach oben rechts
beträgt, bei der zweiten Schicht 18º nach oben rechts beträgt, bei der dritten Schicht 18º nach oben links
beträgt, und bei der vierten Schicht 18º nach oben links beträgt, und die Cordfäden der zweiten und dritten
Schicht sich überkreuzen. Die anderen Reifenstrukturen sind im wesentlichen die gleichen wie bei dem
herkömmlichen Reifen.
VERGLEICHSREIFEN
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Ein bei diesem Vergleichsbeispiel verwendeter Reifen ist im wesentlichen der gleiche Reifen wie
bei dem obigen Beispiel, wobei jedoch ein Teil der Hauptrille 4a, 4b, der in einer Zone gelegen ist, die von
der Äquatorebene 3 bis zu 25% der Laufflächenbreite W reicht, sich von der Äquatorebene 3 unter einem
gewissen Neigungswinkel geradlinig erstreckt, wobei der Neigungswinkel a der bei diesem Teil gezogenen,
tangentialen Linie m bezüglich der Äquatorebene 3 bei den Positionen der Enden 5a, 5b 15º beträgt, und bei
der Position, die 25% der Laufflächenbreite entspricht, 15º beträgt.
HERKÖMMLICHER REIFEN
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Ein bei diesem herkömmlichen Beispiel verwendeter Reifen ist ein Reifen, der das herkömmliche
Blockmuster hat, wie es in der Fig. 3 wiedergegeben ist, bei dem das negative Verhältnis 0,32 beträgt.
TESTMETHODE UND ERGEBNISSE
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Die Naßlaufeigenschaften und die Abnutzungsfestigkeit werden bei den obigen Reifen wie folgt
beurteilt.
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Jeder der zu testenden Reifen wird auf einer nassen Straßenoberfläche gefahren und bei einer
Geschwindigkeit von 40 km/h oder 60 km/h gebremst, wobei die Laufentfernung bis zum Anhalten eines
Fahrzeugs gemessen wird. Die Naßlaufeigenschaften werden durch den Kehrwert der Laufentfernung als
Index der Bremsleistung im nassen Zustand angegeben, auf der Basis des Indexwertes 100 für den
Vergleichsreifen. Je größer der Indexwert ist, desto besser sind die Naßlaufeigenschaften. Die gemessenen
Ergebnisse sind in der Fig. 4 wiedergegeben. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, hat der Erfindungsreifen,
verglichen mit dem Vergleichsreifen, verbesserte Naßlaufeigenschaften bei beiden
Bremsanfangsgeschwindigkeiten.
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Danach wird jeder der zu testenden Reifen auf einer Straße über eine Entfernung von 80.000 km
tatsächlich gefahren, und danach wird der abgenutzte Betrag des Laufflächengummis gemessen, woraus
eine Laufentfernung (km) pro 1 mm abgenutzter Betrag berechnet wird. Die Abnutzungsfestigkeit wird
durch einen Index einer solchen Laufentfernung angegeben, auf der Basis eines Indexwertes 100 für den
herkömmlichen Reifen. Je größer der Indexwert ist, desto besser ist die Abnutzungsfestigkeit. Als Ergebnis
wurde gefunden, daß der Indexwert des Vergleichsreifens 120 ist, und derjenige des Erfindungsreifens 133
ist, woraus ersichtlich ist, daß der Erfindungsreifen eine wesentlich verbesserte Abnutzungsfestigkeit hat.
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Wie oben erwähnt wurde, wird gemäß der Erfindung in das Bodenkontaktgebiet eingedrungenes
Wasser längs der Anordnungsrichtung der Hauptrillen nach der Seite des Reifens vorgeschoben, und daher
wird das vorgeschobene Wasser, im Gegensatz zu dem herkömmlichen Reifen, nicht wieder von der
Lauffläche des Reifens aufgenommen, wodurch die Verringerung der tatsächlichen Bodenkontaktfläche
verhindert werden kann, um die Naßlaufeigenschaften zu verbessern. Selbst wenn das negative Verhältnis,
verglichen mit dem herkömmlichen Reifen, klein genug gemacht wird, werden außerdem ausreichende
Naßlaufeigenschaften, sowie eine gute Abnutzungsfestigkeit erhalten.
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Folglich können gemäß der Erfindung LKW-Luftreifen verwirklicht werden, die gleichzeitig gute
Naßlaufeigenschaften und eine gute Abnutzungsfestigkeit haben, was bei Reifen, die das herkömmliche
Laufflächenmuster haben, bisher nie erreicht wurde.