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Die Erfindung betrifft einen Fahrradreifen mit einer Reifenkarkasse mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden, wobei die Reifenkarkasse wenigstens abschnittsweise einen Reifeninnenraum definiert und wobei an den freien Enden der Seitenwände jeweils ein Wulst mit einem daran angeordneten Wulstkern angeordnet ist.
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Mit der Erfindung soll ein Fahrradreifen hinsichtlich seiner Verwendung ohne Schlauch, also eine sogenannte Tubeless-Verwendung, verbessert werden.
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Erfindungsgemäß ist bei einem Fahrradreifen mit einer Reifenkarkasse mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden, wobei die Reifenkarkasse wenigstens abschnittsweise einen Reifeninnenraum definiert und wobei an den freien Enden der Seitenwände jeweils ein Wulst mit einem daran angeordneten Wulstkern angeordnet ist, vorgesehen, dass eine dem Reifeninnenraum zugewandte Innenseite der Reifenkarkasse mit einer Gewebelage bedeckt ist, die aus monofilen Fäden besteht, die in ein elastisches Material eingebettet sind oder bei denen die Zwischenräume zwischen den Fäden mit elastischem Material aufgefüllt sind.
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Durch Anordnung einer Gewebelage auf der dem Reifeninnenraum zugewandten Innenseite der Reifenkarkasse lässt sich eine Luftdichtheit des Reifens auch bei vergleichsweise hohen Drücken erzielen, wenn diese Gewebelage in ein elastisches Material eingebettet ist. Das Vorsehen einer Gewebelage mit Fäden, die in ein elastisches Material eingebettet sind, kann dabei nicht nur eine Luftdichtheit auch bei hohen Drücken sicherstellen, sondern ermöglicht es auch, den erfindungsgemäßen Fahrradreifen mit vergleichsweise geringem Gewicht auszuführen. Während bei herkömmlichen Tubeless-Reifen die Innenseite der Reifenkarkasse mit einer sehr dicken Abdichtschicht aus elastischem Material versehen ist, die sehr schwer ist, genügt es gemäß der Erfindung überraschenderweise, eine dünne und damit leichte Gewebelage, deren Fäden in ein elastisches Material eingebettet sind, auf der Innenseite der Reifenkarkasse aufzubringen, um deren Luftdichtheit sicherzustellen. Unter Luftdichtheit wird dabei keine 100%ige Luftdichtheit verstanden. Der erfindungsgemäße Fahrradreifen kann zusätzlich mit einer Dichtmilch, beispielsweise einer Latex-Dichtmilch, verwendet werden, die in den Innenraum des Reifens eingebracht wird und die möglicherweise verbleibende kleine Lecks des Fahrradreifens automatisch verschließt. Die Gewebelage besteht aus monofilen Fäden. Es hat sich herausgestellt, dass auch ein sehr dünnes Gewebe aus monofilen Fäden die Anforderungen in Bezug auf die Luftdichtheit der Gewebelage erfüllt, selbst wenn das Gewebe so dünn ist wie die Fäden selbst. Durch die dünne, monofile Gewebelage auf der Innenseite der Reifenkarkasse wird das Handling und die Montage eines Fahrradreifens gegenüber einem konventionellen Tubeless-Reifen mit einer dicken Gummi-Innenlage deutlich verbessert. Der erfindungsgemäße Fahrradreifen ist deutlich einfacher zu montieren. Ein bei konventionellen Tubeless-Reifen übliche Gummi-Innenlage muss mindestens 0,5 bis 0,6 mm dick sein, um produktionstechnisch vernünftig handhabbar zu sein. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrradreifen kann die monofile Gewebelage dünner als 0,5 bis 0,6 mm ausgebildet sein, da sie einfacher zu verarbeiten ist. Gegenüber konventionellen Tubeless-Reifen lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Fahrradreifen daher eine erhebliche Gewichtseinsparung erreichen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Gewebelage bis zu einem Druck in einem Bereich zwischen 0,5 bar und 10 bar im Wesentlichen luftundurchlässig ausgebildet.
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Eine solche Ausbildung der Gewebelage ermöglicht es, den erfindungsgemäßen Fahrradreifen auch als Rennradreifen zu verwenden. Bei Rennradreifen werden vergleichsweise schmale Reifen von beispielsweise 18 mm bis 28 mm Breite verwendet, die dann auf einen hohen Druck zwischen 4,5 bar und bis zu 10 bar aufgepumpt werden. Gleichzeitig ist bei Rennradreifen gefordert, dass diese sehr leicht sind. Der erfindungsgemäße Aufbau eines Fahrradreifens ermöglicht es, alle diese geforderten Eigenschaften zu erfüllen. Die Erfindung kann aber auch ohne weiteres für andere Reifenbreiten Anwendung finden.
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In Weiterbildung der Erfindung bedeckt die Gewebelage die Wülste und bedeckt auf einer Außenseite der Reifenkarkasse einen Bereich, in dem im montierten Zustand des Reifens die Außenseite der Reifenkarkasse an der jeweiligen Innenseite der Felgenhörner anliegt.
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Auf diese Weise wird der bei schlauchlosen oder Tubeless-Reifen in der Regel kritische Außenbereiche der Wülste mit einer zusätzlichen, als Dichtung wirkenden Schicht versehen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Bereich, in dem die Reifenwülste an der Innenseite der Felgenhörner anliegen, zuverlässig abgedichtet ist. Die Gewebelage kann dabei unmittelbar an der Oberkante des Felgenhorns enden. Es ist beispielsweise aber auch möglich, die Gewebelage weiter nach oben zu ziehen, sogar bis in den Bereich des Laufstreifens des Reifens. Auf diese Weise kann die Gewebelage auf der Außenseite für einen Schutz der Reifenkarkasse sorgen. Gleichzeitig wird durch ein Anbringen der Gewebelage auch auf der Außenseite der Reifenkarkasse deren Luftdichtheit noch einmal wesentlich verbessert.
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Beispielsweise besteht die Gewebelage aus einem Kreuzgewebe.
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In Weiterbildung der Erfindung weist das Kreuzgewebe eine Fadendichte der Schussfäden von 20 bis 30 epi (Fäden pro Zoll; Ends per Inch) und eine Fadendichte der Kettfäden zwischen 20 bis 30 epi (Fäden pro Zoll; Ends per Inch) auf.
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Versuche der Erfinder haben ergeben, dass eine solche Fadendichte des Kreuzgewebes die geforderten Eigenschaften für die Verwendung in einem für die Tubeless- oder schlauchlose Verwendung vorgesehenen Fahrradreifen erfüllt.
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Beispielsweise ist die Fadendichte des Kreuzgewebes 25 epi × 25 epi.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Fäden der Gewebelage in Gummi oder vorzugsweise Butylgummi eingebettet oder nur die Zwischenräume zwischen den Fäden sind mit Gummi oder Butylgummi ausgefüllt.
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Auf diese Weise lässt sich bei geringem Gewicht eine ausreichende Luftdichtheit der Gewebelage erreichen.
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In Weiterbildung der Erfindung sind bei einem Kreuzgewebe die Fäden der Gewebelage in einem Winkel von jeweils vorzugsweise 45° zur Umfangsrichtung des Reifens angeordnet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Gewebe der Gewebelage anders ausgebildet als das Gewebe der Reifenkarkasse.
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Das Gewebe der Gewebelage kann auf die Luftdichtheit hin optimiert werden. Dahingegen wird das Gewebe der Reifenkarkasse auf die Fahreigenschaften des Reifens hin optimiert.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Wulstkerne aus sehr zugfesten und hochmodulen Fasern, insbesondere Zylonfasern, Carbonfasern oder Aramidfasern, ausgebildet.
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Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung mehrerer sehr zugfester und hochmoduler Fasern in den Wulstkernen die Verwendung des erfindungsgemäßen Fahrradreifens als schlauchloser oder Tubeless-Reifen erleichtert. Als Zylonfasern werden Fasern aus Zylon bezeichnet, die beispielsweise ein Gewicht von 3.270 dtex und einen Elastizitätsmodul von 28.000 N/mm2 aufweisen. Zylon ist ein Markenname und bezeichnet Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol).
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In Weiterbildung der Erfindung bestehen die Wulstkerne aus mehreren Fasern, wobei jeweils einige Fasern ein Garn bilden und wobei mehrere Garne ineinander gewickelt und miteinander verklebt sind.
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Durch Verkleben der sehr zugfesten und hochmodulen Fasern beziehungsweise Garne werden die gewünschten Eigenschaften der Wulstkerne erreicht und gleichzeitig wird gegenüber der Einbettung der Fasern in elastisches Material Gewicht gespart.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Reifenkarkasse multifile Karkassfäden auf.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Reifenkarkasse eine Fadendichte von 50 bis 150 epi, insbesondere 127 epi, auf.
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In Weiterbildung der Erfindung besteht die Reifenkarkasse aus gummiertem Nyloncordgewebe.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Reifenkarkasse ein Gewebe auf, das um beide Wulstkerne umgeschlagen und wieder bis in den Bereich der Lauffläche geführt ist, so dass die Reifenkarkasse im Querschnitt im Bereich der Seitenwände aus wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Gewebelagen gebildet ist. Im Bereich der Lauffläche liegen dann drei Gewebelagen parallel zueinander.
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Ein solcher Aufbau der Reifenkarkasse wird auch als French-Former-Aufbau bezeichnet und ist insbesondere für Rennradreifen sehr gut geeignet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung mit einer Felge und einem erfindungsgemäßen Fahrradreifen vorgesehen, wobei die Felge mit einem relativ zur Felge abgedichteten Ventil versehen ist, über das Luft in den Reifeninnenraum gepumpt werden kann, der einerseits von der Felge und andererseits von der Reifenkarkasse begrenzt ist, wobei der Reifeninnenraum auf einen Druck zwischen 0,5 bar und 10 bar aufgepumpt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist in dem Reifeninnenraum eine Dichtmilch angeordnet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Anordnung mit einer Felge und einem erfindungsgemäßen Fahrradreifen,
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrradreifens gemäß einer weiteren Ausführungsform während des Herstellungsprozesses und
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3 eine schematische, abschnittsweise Darstellung des Fahrradreifens der 2 im fertiggestellten Zustand.
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In 1 ist eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Anordnung 10 mit einem Fahrradreifen 12 und einer Felge 14 dargestellt. Über ein nicht dargestelltes Ventil wird ein Reifeninnenraum 16 mit Luft befüllt. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist der Reifeninnenraum 16 unten durch die Felge 14 und oben durch den Fahrradreifen 12 begrenzt. Der Fahrradreifen 12 wird als schlauchloser oder Tubeless-Reifen verwendet. Dies heißt, dass in dem Reifeninnenraum 16 kein zusätzlicher Schlauch angeordnet wird. Vielmehr ist das nicht dargestellte Ventil gegenüber der Felge 14 abgedichtet, so dass die Luft über das Ventil unmittelbar in den Reifeninnenraum 16 gepumpt werden kann. Der dargestellte Fahrradreifen 12 ist als Rennradreifen ausgebildet und wird auf einen Druck zwischen 4,5 bar und 10 bar aufgepumpt.
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Der Fahrradreifen 12 weist einen Laufstreifen 18 auf, der im Betrieb des Reifens 12 mit einer Fahrbahnoberfläche in Kontakt steht. Der Laufstreifen 18 ist sichelartig ausgebildet und verringert seine Dicke zu den beiden Seitenflanken des Fahrradreifens 12 hin. Der Fahrradreifen 12 weist darüber hinaus eine Reifenkarkasse 20 auf. Die Reifenkarkasse 20 besteht aus einem gummierten Cordgewebe, also einem Cordgewebe 22, das in ein elastisches Material 24, beispielsweise Gummi oder Butylgummi, eingebettet ist. Die Darstellung in 1 ist lediglich schematisch und tatsächlich weist die Schicht 24 in der Realität eine verschwindende Dicke auf, da lediglich das gummierte Cordgewebe 22 die Karkasse 20 bildet. Das Cordgewebe 22 erstreckt sich zwischen zwei Wulstkernen 26, ist um 180° um die Wulstkerne 26 umgeschlagen und wird dann wieder bis zum Scheitel des Fahrradreifens 12 geführt, wo die beiden Enden des Cordgewebes in einem Bereich 28 überlappen. Eine solche Konstruktion der Reifenkarkasse 20 wird auch als French-Former-Konstruktion bezeichnet und hat sich gerade für Rennradreifen bewährt. Im Bereich von den Wulstkernen 26 bis zum Bereich 28, in dem sich das Cordgewebe überlappt, liegen somit von außen nach innen immer zwei Lagen des Cordgewebes übereinander, im Bereich 28 unter der Lauffläche sogar drei Lagen. In der Realität liegen die in 1 dargestellten Lagen des Cordgewebes 22 und die Gewebelage 30 unmittelbar aufeinander. Lediglich der Übersichtlichkeit halber sind diese in 1 beabstandet voneinander dargestellt.
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Um den Fahrradreifen 12 als schlauchlosen oder Tubeless-Reifen verwenden zu können, ist auf der Innenseite der Reifenkarkasse, die dem Reifeninnenraum 16 zugewandt ist, eine Gewebelage 30 angeordnet. Diese Gewebelage 30 bedeckt die vollständige Innenseite der Reifenkarkasse 20. Die Gewebelage 30 besteht aus monofilen Fäden, die in ein elastisches Material, beispielsweise Gummi oder Butylgummi, eingebettet sind, so dass zumindest die Zwischenräume zwischen den Fäden ausgefüllt sind. Die Gewebelage 30 ist um die Reifenwülste 32 herumgeschlagen, so dass die Gewebelage 30 auch auf den Außenseiten der Reifenwülste 32 angeordnet ist, die im aufgepumpten Zustand des Fahrradreifens 12, der in der Figur dargestellt ist, an den Innenseiten der Felgenhörner 34 anliegen. Auch in diesem, für die Luftdichtheit der Anordnung 10 kritischen Bereich, sorgt die Gewebelage 30 dadurch für eine sichere Abdichtung zwischen der Felge 14 und dem Fahrradreifen 12. Die Gewebelage ist bei dem Reifen 12 noch ein Stück weit über das obere Ende der Felgenhörner 34 hinausgeführt. Die Gewebelage 30 kann aber in einem Bereich 36 enden, also unmittelbar auf Höhe der Oberkante der Felgenhörner 34. Wird die Gewebelage 30 weiter nach oben geführt und beispielsweise bis in den Bereich des Laufstreifens 18, kann die Gewebelage 30 für einen zusätzlichen Schutz der Reifenkarkasse 20 gegen Beschädigungen von außen sorgen. Darüber hinaus wird auch die Luftdichtheit des Fahrradreifens 12 noch weiter verbessert.
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Die Reifenkarkasse des dargestellten Fahrradreifens 12 besteht aus einem Cordgewebe mit einer Fadendichte von 127 epi (Fäden pro Zoll; Ends per Inch). Die Nylonfäden der Reifenkarkasse sind als multifile Karkassfäden ausgebildet. Materialalternativen sind möglich.
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Die Gewebelage 30 besteht aus einem Kreuzgewebe, das sowohl bei den Schussfäden als auch den Kettfäden eine Fadendichte von 25 epi (Fäden pro Zoll; Ends per Inch) aufweist. Die Gewebelage 30 besteht aus monofilen Fäden. Verwendet werden können beispielsweise monofile Nylonfäden oder andere monofile Fäden, beispielsweise Polyesterfäden.
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Die Fäden der Gewebelage 30 sind vorzugsweise in einem Winkel von +45° beziehungsweise –45° zur Umfangsrichtung des Reifens angeordnet. Die Gewebelage 30 ist sehr dünn ausgebildet und die Darstellung der 1 gibt die Dickenverhältnisse nicht korrekt wieder.
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Aufgrund der unterschiedlichen Fadendichten der Gewebelage 30 und des Gewebes 22 der Reifenkarkasse 20 ist das Kreuzgewebe der Gewebelage 30 anders ausgebildet als das Gewebe 22 der Reifenkarkasse. Es ist dadurch möglich, die Gewebelage 30 hinsichtlich einer Luftdichtheit zu optimieren, die Reifenkarkasse 20 kann mittels des Gewebes 22 hingegen auf die Fahreigenschaften des Fahrradreifens 12 hin optimiert werden. Im Rahmen der Erfindung kann für die Gewebelage 30 beispielsweise auch ein Cordgewebe verwendet werden.
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Die Wulstkerne 26 bestehen aus mehreren Garnen 27 oder Strängen aus sehr zugfesten und hochmodulen Fasern. In der Figur sind in jedem Wulstkern fünf Garne 27 oder Stränge dargestellt, diese Anzahl kann jedoch sowohl unterschritten als auch deutlich überschritten werden und ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Die einzelnen Garne 27 oder Stränge in den Wulstkernen 26 bestehen beispielsweise aus Zylonfasern, Carbonfasern oder Aramidfasern und sind miteinander verwickelt, beispielsweise verdrillt, und verklebt. Dadurch kann gegenüber Wulstkernen, die aus mehreren, in elastisches Material eingebetteten Garnen bestehen, Gewicht eingespart werden und die Dehnbarkeit der Wulstkerne wird reduziert. Der Sitz des Reifens auf der Felge wird ebenfalls verbessert.
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Im Fahrbetrieb kann die erfindungsgemäße Anordnung 10 zusammen mit einer Dichtmilch benutzt werden, beispielsweise eine Latex-Dichtmilch, die über das nicht dargestellte Ventil in den Reifeninnenraum 16 eingebracht werden kann und sich im Fahrbetrieb der Anordnung 10 auf der gesamten Innenseite der Gewebelage 30 sowie dem Abschnitt der Felge, der den Reifeninnenraum 16 begrenzt, verteilt und dadurch noch vorhandene kleinere Lecks abdichtet.
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Die schematische Darstellung der 2 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Fahrradreifen 40 während des Herstellungsprozesses. Zu erkennen sind die beiden Wulstkerne 26 mit mehreren Garnen 27 aus sehr zugfesten Fasern. Um diese beiden Wulstkerne 26 ist das gummierte Nyloncordgewebe geschlagen, das sich in dem Bereich 28 überlappt. Ebenfalls zu erkennen ist die Gewebelage 30 aus monofilen Fäden, die ebenfalls um die Wulstkerne 26 herumgelegt ist, aber in 2 etwa oberhalb der Wulstkerne endet. Die beiden Enden der Gewebelage 30 werden jeweils von einem Gewebestreifen 42 überlappt. Die Gewebestreifen 42 erstrecken sich damit ein Stück weiter in Richtung des Überlappungsbereichs 28 als die Gewebelage 30. Die beiden Gewebestreifen 42 bestehen aus demselben Gewebe wie die Gewebelage 30, also aus einem Gewebe aus monofilen Fäden, das in elastisches Material eingebettet ist oder bei dem die Zwischenräume zwischen den Fäden mit elastischem Material aufgefüllt sind. Auch die Gewebestreifen 42 sind damit luftdicht ausgebildet.
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Ausgehend vom Zustand der 2 wird der Fahrradreifen 40 über eine Form gelegt und anschließend vulkanisiert, so dass er die in 1 dargestellte, bekannte Form eines Fahrradreifens erhält. Bei diesem Vorgang des Auflegens auf eine Form oder des Einlegens in eine Form und dem anschließenden Vulkanisieren treten Toleranzen auf, die u. a. auch die relative Positionierung der einzelnen Elemente verändern. Die Gewebestreifen 42 werden daher aufgelegt, um sicherzustellen, dass auch in dem Bereich der Innenseiten der Felgenhörner 34 eine Gewebelage aus luftdichtem Material vorhanden ist. Im fertiggestellten Zustand des Fahrradreifens 40 liegen die Gewebestreifen 42 somit an der Innenseite der Felgenhörner 34 an und erstrecken sich bis zu dem Bereich 36, also bis zur Oberkante der Felgenhörner, siehe 1. Dadurch kann sichergestellt werden, selbst wenn die Gewebelage 30 beim Aufbringen auf eine Form und beim anschließenden Vulkanisieren verrutscht, dass die Innenseite der Felgenhörner 34 mit einer luftdichten Gewebelage bedeckt ist und somit eine zuverlässige Abdichtung des Fahrradreifens 40 auf einer Felge sicherstellt. Auch dienen die Gewebestreifen 42 dazu, einen eventuell ungleichmäßigen Verlauf der Kanten der Gewebelage 30 zu kaschieren.
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Die Darstellung der 3 zeigt schematisch und abschnittsweise den Fahrradreifen im fertiggestellten Zustand. Der Übersichtlichkeit halber sind der Laufstreifen sowie auch Bereiche aus elastischem Material weggelassen. Zu erkennen ist, dass die Gewebelage 30 im fertiggestellten Zustand um den Wulstkern 26 umgeschlagen ist. Der Gewebestreifen 42 liegt dann in einem Bereich etwas oberhalb des Wulstkerns 26 auf der Außenseite der Karkasse auf und überlappt dabei das Ende der Gewebelage 30. Die Überlappung kann beispielsweise 2 bis 3 mm betragen.
