DE2951744A1

DE2951744A1 - Luftreifen fuer motorraeder

Info

Publication number: DE2951744A1
Application number: DE19792951744
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kojima; Takeshi Sato
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2951744C2; US4289182A; JPS5591407A; CA1124626A; JPS5835881B2

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - DFHR ENS - GOETZ

professional representatives ie fore the european patent office

WANDATAIRES ACRUS PRES L'oFFICE EUROPEEN DCS IKEVETf

1A-53 129

DR.-INC. FRANZ TUESTMOFP T>*. PHIL. FREDA 'WUESTHOFP (l927-I9j6)

31 PL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971)

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANM DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT COBTZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHVEIGERSTRASSE 2 te le fön: (089) 66 20 j ι ti leg kaum: r kotectpatsnt Telex: 514070

Patentanmeldung

Anmelder:

BRIDGESTONE TIRE COMPANY LIMITED 10-1, Kyobashi 1-Chome, Chuo-Ku, Tokyo, Japan

Titel:

Luftreifen für Motorräder

030027/0826

DR.-ING. FRANZ »UESTHOFF PATENTANWÄLTE _OR ,„,l.freda wuesthopf WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEKRENS-GOETZ _d,,_l,,_No.ge.h.>d

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON FECHMANN FROFESSIONAL KEFRESENTATIVES BEFORE THE EUROFEAN FATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES FILES !.'OFFICE EUROFEEN DES BREVETS DIFL.-ING.; DIFL.-VIRTSCH.-ING. RUFERT GOBTZ

u-53 129 2951744

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 ίο j ι telegramm: frotectfatent telex: $24070

Beschreibung Luftreifen für Motorräder

Die Erfindung betrifft die Laufflächenkonfiguration von Luftreifen für Motorräder und bezieht sich insbesondere auf Luftreifen für Motorräder von schwerer Bauart mit hoher Geschwindigkeitsleistung. "~

Es ist bekannt, daß hinsichtlich der Laufverhaltene, insbesondere auf einer gekrümmten Fahrbahn, ein großer Unterschied zwischen Luftreifen für Motorräder und Luftreifen für Vierrad-Fahrzeuge, z.B. Personenkraftwagen u.dgl., besteht. Luftreifen für Motorräder werden hauptsächlich unter speziellen Betriebsdedingungen gefahren, die so sind, daß beim Befahren einer Kurve, wenn dem Rad oder dem Luftreifen ein großer Sturzwinkel erteilt wird, der Luftreifen also aus einer zur Fahrbahnoberfläche senkrechten Ebene heraus geneigt wird, im Luftreifen eine Sturzschubkraft erzeugt wird, also eine in bezug auf die Fahrbahnoberfläche waagerechte Kraft in der Richtung, in welcher der Sturzwinkel erzeugt wird, welche der Zentrifugalkraft entgegengesetzt ist, die auf das Hauptteil des Motorrades wirkt. Im radialen Querschnitt ist bei diesen Luftreifen eine Lauffläche an

030027/0826

/2

der Krone einer Karkasse ausgebildet und erstreckt sich vom Zentrum der Krone nach beiden Seiten der Querschnittskontur der Karkasse entlang so weit, daß die Laufflächenbreite größer ist als die zwischen den Seitenwänden gemessene maximale Breite des Luftreifens. Das heißt, der Abstand zwischen der Karkassenlinie und der Außenseite der Lauffläche ist entlang der Karkassenkontur gleich und zur Rundungs- bzw. Krümmungslinie der Kontur konzentrisch.

Der dem Luftreifen erteilte Sturzwinkel beträgt häufig zwischen 20* und 30*, und es können beträchtlich größere Sturzwinkel von 40* bis 45* auftreten. Es ist daher eine beträchtliche Vergrößerung der Laufflächenbreite notwendig, damit selbst bei so großem Sturzwinkel des Luftreifens eine zufriedenstellende Bodenaufstandsflache des erwähnten Luftreifens erhalten bleibt. Dies gilt insbesondere bei Luftreifen für schwere Motorräder.

Die Laufstabilitat, insbesondere das Sturz- bzw. Seitenneigungsverhalten des Motorrad-Luftreifens ist in hohem Maße vom Laufflächenprofil des Luftreifens abhängig. Deshalb muß das Laufflächenprofil ein gutes Seitenneigungsverhalten besitzen, damit dem Fahrer nicht ein Gefühl der !Instabilität vermittelt wird, wenn der Luftreifen in einem Sturzwinkelbereich unterhalb eines gegebenen maximalen Winkels seitlich geneigt wird. Diese Bedingung muß selbstverständlich bei allen witterungsbedingten Fahrbahnzuständen erfüllt werden.

Bekannte Luftreifen für Motorräder weisen die nachstehend genannten Laufflächenprofile auf. Im Hinblick auf die Seitenneigung (Sturzwinkel) des Luftreifens sind bei dem Luftreifen, der hauptsächlich für den Einsatz auf trockener Fahrbahn vorgesehen ist, in dem an der Bodenauf Standsfläche beteiligten Laufflächenabschnitt im wesentlichen rechteckige Blöcke am Laufflächenumfang unter Berücksichtigung des Sturz- bzw. Seitenneigungsverhaltens so angeordnet, daß

030027/0826 /3

29517U

53

ihre Längsseiten in die Achsenrichtung des Luftreifens weisen. Bei dem Luftreifen, der hauptsächlich für den Einsatz auf nasser Fahrbahn vorgesehen ist, sind unter Berücksichtigung des Wasserabführungsvermögens ungefähr rechteckige Blöcke am Laufflächenumfang so angeordnet, daß ihre Längsseiten in die Umfangerichtung des Luftreifens weisen, und ist die Kontinuität der Rillen oder Nuten, die sich entlang den Längsseiten zwischen den einander benachbarten Blöcken erstrecken, in Umfangerichtung nicht aufgehoben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für schwere Motorräder mit besonders hoher Antriebsleistung und für Treibräder Luftreifen zu schaffen, welche die gestellten Forderungen in besonders zuverlässiger Weise erfüllen.

Die Aufgabe ist mit einem Luftreifen gelöst, der von den herkömmlichen Grundsätzen für die Laufflächenausbildung völlig abweicht. Dabei wird von einem Luftreifen für Motorräder ausgegangen, dessen Lauffläche sich über die Krone einer toroidförmigen Karkasse entlang der Querschnitts— kontur der Karkasse vom Zentrum der Krone nach beiden Seiten so weit erstreckt, daß die Laufflächenbreite größer ist als die zwischen den Seitenwänden gemessene maximale Breite des Luftreifens, und im Mittelabschnitt der Krone wenigstens eine Umfangsnut aufweist.

Erfindungsgemäß sind in einem der Seitenbereiche, die von einer zentralen Umfangsnut . begrenzt werden, wenigstens zwei Schrägnuten ausgebildet, die gegen die Umfangsnut . unter spitzen Winkeln geneigt sind, deren Winkelschenkel gegen die beim Abrollen des Luftreifens wirksame Antriebskraft zusammenlaufen, wobei erste Schrägnuten sich von der zentralen Umfangsnut zum Laufflächenrand hin erstrecken und in Endstücken im Abstand vom Laufflächenrand enden und zweite Schrägnuten sich von einer von der zentralen Umfangsnut im Abstand nach außen gelegenen Stelle ungefähr parallel zu den ersten Schrägnuten und über deren Endstücke

030027/0826 ^/4

2 9 51 7 A

- /- 53

hinaus zinn Laufflächenrand erstrecken, und bildet der von den Schrägnuten begrenzte Bereich eine in Umfangsrichtung zusammenhängende Zickzackrippe.

Die Luftreifen gemäß der Erfindung eignen sich besonders für große Treibräder und schnelle Motorräder, zeigen hinsichtlich des Geradeauslauf- und Kurvenfahrverhaltens bei hohen Geschwindigkeiten bisher nicht erreichte Leistungen und weisen eine hohe Rutschfestigkeit auf nasser Fahrbahn auf.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht, welche das Laufflächenaufbauprinzip eines Luftreifens gemäß der Erfindung verdeutlicht,

Fig. 2 den Querschnitt A-A in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Lauffläche eines praktischen Ausführungsbeisjpiels der Erfindung.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Luftreifen 1 ist eine Lauffläche T an beiden Seiten mit Seitenwänden S verbunden, die an ihren unteren Enden je mit einem Wulst B versehen sind. Zwischen den beiden Wulsten B erstreckt sich mit dem üblichen Verlauf eine den Luftreifen 1 als Ganzes verstärkende toroidförmige Karkasse, die durch ihre mit einer strichpunktierten Linie gezeichnete Karkassenkontur C dargestellt ist.

Die Lauffläche T erstreckt sich vom Zentrum der Karkassenkrone entlang der Karkassenkontur C zu den Seitenwänden S hin. Die von Laufflächenrändern e begrenzte Laufflächenbreite Wt (Sehnenmaß) ist größer als die maximale Breite Ws zwischen den Seitenwänden S.

/5 030027/0826

53

Eine so große Laufflächenbreite Wt soll sicherstellen, daß, wenn sich das Zentrum der Bodenaufstandsfläche beim Seitwärtsneigen des Luftreifens 1 von der Laufflächenmitte zur Seite verlagert, die notwendige Bodenaufstandsfläche zustande kommt.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung wird nun anhand Pig. 1 erläutert. Die Lauffläche T hat wenigstens eine Umfangsnut 2 in ihrem Mittelabschnitt und erste Schrägnuten 4-1t die eich zum Laufflächenrand e hin erstrecken. Die Umfangsnut 2 ist beim gezeigten Beispiel zusammengesetzt aus einer Mittelnut 2-1 an der Reifenmittelebene 0-0 und zwei zentralen Seitennuten 2-2, die beiderseits des Zentrums in einigem Abstand davon angeordnet sind.

Die Nut 2-1 und die Seitennuten 2-2 bilden folglich zwei endlose Umfangsrippen 3. Entsprechend der rechten Zeichnungshälfte münden die ersten Schrägnuten 4-1 in die Seitennut 2-2 und ihre unteren Endstücke 5-1 enden je an einer Stelle in etwas Abstand vom Laufflächenrand e.

Zweite Schrägnuten 4-2 beginnen je an einer Stelle 5-2, die im Abstand von der Umfangsnut 2, beim gezeigten Beispiel in ziemlichem Abstand von der Seitennut 2-2 gelegen ist, und erstrecken sich ungefähr parallel zu den Schrägnuten 4-1 über die Endstücke 5-1 hinaus zum Laufflächenrand e hin.

Der von den Schrägnuten 4-1 und 4-2 begrenzte Bereich bildet folglich eine in Umfangsrichtung zusammenhängende Zickzackrippe 6.

Die Richtung jeder der Schrägnuten 4-1 und 4-2 ist durch eine zugehörige Mittellinie D-D bzw. E-E angegeben. Die Mittellinien D-D und E-E bilden mit der zur Reifenmittelebene 0-0 parallelen Mittellinie F-P der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Seitennut 2-2 spitze Winkel«C und /3 ,

/6 030027/0826

295V

53

die zwischen 40* und 80', vorzugsweise zwischen 45* und 75* betragen und deren Winkelschenkel gegen die Wirkrichtung der beim Abrollen des Luftreifens 1 wirksamen Antriebskraft, also dem Pfeil Ar entgegengesetzt, zusammenlaufen.

Die dem Laufflächenrand e zugewandten Enden der Schrägnuten 4-2 können am Laufflächenrand e offen sein oder, wie beim gezeigten Beispiel, in eine Schulternut 7 münden, die sich in der Nähe des Laufflächenrandes e in Umfangerichtung parallel zur Umfangsnut 2 erstreckt.

Ss ist jedoch wichtig, daß die Lauffläche T einen Bereich Wg (Bogenmaß) hat, in dem sich die Schrägnuten 4-1 und 4-2 in Achsenrichtung des Luftreifens 1 überlappen. Die Mittellinie Q-Q des Bereiches Wg ist vom Laufflächenrand e in einem Abstand angeordnet, der 1/4 der an der gekrümmten Oberfläche der Lauffläche T gemessenen Laufflächenbreite Wt¹ (Bogenmaß) beträgt.

Der Bereich Wg, ausgedrückt als Breite, die zweckmäßigerweise in der Achsenrichtung des Luftreifens 1 gemessen wird, beträgt vorzugsweise 15 bis 75$, insbesondere 30 bis 55$ der in der Achsenrichtung des Luftreifens 1 zwischen der zentralen Seitennut 2-2 und der Schulternut 7 gemessenen Innenbreite Wr. Ferner beträgt der Bereich bzw. die Breite Wg vorzugsweise wenigstens das 0,2fache der Summe der Längen der ersten und zweiten Schrägnuten 4-1 und 4-2.

Der Umfangsabstand zwischen den Schrägnuten 4-1 und 4-2, ausgedrückt als Teilung p, beträgt 1/40 bis 1/60 der Gesamtumfangslänge der Lauffläche T. Die Teilung p, die sich in einer bestimmten, bekannten Weise aus mehreren verschiedenen Längen zusammensetzt, kann veränderlich sein.

Wenn wie beim Beispiel gemäß Fig. 1 Schulternuten 7 vorgesehen sind, können beide außengelegenen Bereiche der Lauffläche T durchgehende Rippen sein oder sich aus Blöcken

/7 030027/0826

zusammensetzen, die gemäß Fig. 1 durch Ausbilden einer großen Zahl von Quernuten 8 mit einem bestimmten Zwischenabstand erhalten worden sind.

Bei Geradeausfahrt des Luftreifens 1 mit dem Laufflächenprofil gemäß Fig. 1 sind in der BodenaufStandsfläche die Umfangsrippe 3 und ein kleiner Teil der Zickzackrippe 6 eingeschlossen. Da bei Geradeausfahrt nur die Antriebskraft an der Bodenaufstandsfläche wirksam ist, ist die in der Wirkrichtung der Kraft verlaufende Umfangsrippe 3 im Hinblick auf die Steifigkeit am vorteilhaftesten, und die in Umfangsrichtung sich erstreckenden Nuten 2-1 und 2-2 tragen in hohem Maße zum Wasserabführungsvermögen bei, das bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit besonders wichtig ist.

Wenn der Luftreifen 1 seitwärts geneigt wird, verlagert sich die Mitte der Bodenaufstandsfläche von der Reifenmittelebene 0-0 zur Seite hin und vergrößert sich der an der Bodenaufstandsfläche beteiligte Abschnitt der Zickzackrippe 6; die sich aufgrund der Winkel oC und /d der Schrägnuten 4-1 und 4-2 ergebenden Schrägflächen der Zickzackrippe 6 weisen jedoch gegen eine Resultierende der Antriebskraft und einer Sturz- oder Seitenneigungsschubkraft, die rechtwinklig zur Wirkrichtung der Antriebskraft wirkt, so daß die nötige Rippensteifigkeit wirksam erhöht werden kann und auch der Wasserabführungseffekt ähnlich groß ist.

Bei einem übermäßigen Sturz- oder Seitenneigungswinkel übernehmen die seitlichen Blöcke 9 eine Hilfsfunktion.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten praktischen Ausführungsbeispiel mit einem Laufflächenprofil gemäß der vorstehend beschriebenen Grundkonzeption erstreckt sich eine zentrale Nut 2-1 an der Reifenmittelebene 0-0 in Umfangsrichtung geradlinig und unterscheidet sich von dem zunächst beschriebenen

030027/0826 /⁸

53

Beispiel nicht. Dagegen verlaufen beide Seitennuten 2'-2 in Umfangsrichtung zickzackförmig, und folglich haben die von diesen drei Nuten 2-1 und 2»-2 gebildeten Umfangsrippen 3' an der den Seitennuten 2»-2 zugewandten einen Seite ebenfalls Zickzackform. Die durch die einseitige Zickzackgestalt der Umfangsrippe 3' hervorgerufene Diskontinuität der Rippensteifigkeit wird durch entsprechend angeordnete Lamellierungen 14 gemildert.

In ähnlicher Weise haben erste Schrägnuten 4*—1 und zweite Schrägnuten 4'-2 abgewandelte Zickzack- oder Wellenform, und an Abschnitten, die in die in Umfangsrichtung verlaufenden Seitennuten 2'-2 und in Schulternuten 7* münden, sind zugehörige, etwas höhergelegene Plattformen 11 bzw. 12 ausgebildet. Die Höhe der Plattformen 11 und 12 entspricht etwa 21# der Nuttiefe.

An den den Enden der Schrägnuten 4'-2 entsprechenden Stellen 5'-2 der Richtungsänderung der Zickzackrippen 6* sind kleine Nuten 10 ausgebildet, um die Anpassungsfähigkeit der Lauffläche T* an eine Fahrbahn und die Wasseraufnahmefähigkeit auf nasser Fahrbahn zu verbessern.

Die von zugehörigen Mittellinien D'-D¹ und E'-E¹ der ersten und zweiten Schrägnuten 4'-1 bzw. 4'-2 mit Mittellinien F'-F¹ der Seitennuten 2'-2 gebildeten Winkel <* · und /i' betragen 50* bzw. 55*. Eine Breite W'g des Bereiches, in dem sich die Schrägnuten 4^f—1 und 4'-2 überlappen, entspricht 30?S der Summe der an den zugehörigen Mittellinien D'-D^f bzw. Ε·-Ε· gemessenen Längen der Schrägnuten 4'-1 und 4'-2.

Wenn wie bei diesem Beispiel zwei Seitennnuten 2'-2 vorgesehen sind, beträgt ihr Mittenabstand W'h vorzugsweise 10 bis 25# der Laufflächenbreite Wt» (Bogenmaß). An den Zickzackrippen 6* können zusätzlich kleine Nuten 10 oder Lamellierungen 14 ausgebildet sein, und die von den zickzackförmigen Schulternuten 7» und den Quernuten 8· gebildeten Blöcke sind durch Ändern der Nutformen vielfältig abwandelbar.

030027/0826

Claims

nv-ING. FRANZ VUESTHOFP

PATENTANWÄLTE _{DR PHIL}. _{PREOA TUESTHOFF}

WUESTHOFF-v.PECHMANN -BEHRENS-GOETZ r,._PL,_INc._G£RHAR_Dru

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON FECHMANN »■.OPESSIONAL RErRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES L'oFFICE EUROPEEN DES BREVBTS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-1NG. RUPERT COBTZ

2951 7 A4 D-8000 MÜNCHEN 90

1A-53 129 SCHWEIGERSTRASSE 2

————~——~ te le fön : (0S9) 66 ίο 51

telegramm: protectfatent telex: 524070

Patentansprüche

'\ J Luftreifen für Motorräder, dessen Lauffläche sich über die Krone einer toroidförmigen Karkasse entlang der Querschnitt skontur der Karkasse vom Zentrum der Krone nach beiden Seiten so weit erstreckt, daß die Laufflächenbreite größer ist als die zwischen den Seitenwänden gemessene maximale Breite des Luftreifens, und im Mittelabschnitt der Krone wenigstens eine Umfangsnut aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Seitenbereiche, die von einer zentralen Umfangsnut (2-1, 2-2) begrenzt werden, wenigstens zwei Schrägnuten ausgebildet sind, die gegen die Umfangsnut (2-1, 2-2) unter spitzen Winkeln ( <* r β ) geneigt sind, deren Winkelschenkel gegen die beim Abrollen des Luftreifens (1) wirksame Antriebskraft zusammenlaufen, wobei erste Schrägnuten (4-1) sich von der zentralen Umfangsnut (2) zum Laufflächenrand (e) hin erstrecken und in Endstücken (5-1) im Abstand vom Laufflächenrand (e) enden und zweite Schrägnuten (4-2) sich von einer von der zentralen Umfangsnut (2) im Abstand nach außen gelegenen Stelle (5-2) ungefähr parallel zu den ersten Schrägnuten (4-1) und über deren Endstücke (5-1) hinaus zum Laufflächenrand (e) erstrecken, und der von den Schrägnuten (4-1, 4-2) begrenzte Bereich eine in Umfangsrichtung zusammenhängende Zickzackrippe (6) bildet.

/2 030027/0826

29517AA

- 2 - 53
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß eich die ersten und zweiten Schrägnuten (4-1, 4-2) in Achsenrichtung des Luftreifens (1) überlappen und die Mittellinie (Q-Q) des Überlappungsbereiches vom Laufflächenrand (e) in einem Abstand angeordnet ist, der ungefähr 1/4 der an der gekrümmten Laufflächenaußenseite gemessenen Laufflächenbreite (Wt') beträgt.
3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (Wg) des Überlappungsbereiches der ersten und zweiten Schrägnuten (4-1, 4-2) wenigstens das 0,2fache der Summe der Längen der ersten und zweiten Schrägnuten (4-1, 4-2) beträgt.
4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den zugehörigen Mittellinien (D*-D^f, E^f-E·) der ersten und zweiten Schrägnuten (4-1, 4-2) mit der Mittellinie (P'-F·) der zentralen Umfangsnut (2) gebildete Winkel ((X ,/3) zwischen 40* und 80* betragen.
5. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (2) eine Mittelnut (2-1) an der Reifenmittelebene (0—0) und beiderseits davon zwei zentrale Seitennuten (2-2) umfaßt, und diese drei Nuten (2-1, 2-2) zwei Umfangsrippen (3) bilden.
6. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schrägnuten (4-1) in die zentralen Seitennuten (2-2) münden.
7. Luftreifen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Laufflächenränder (e) in Umfangsrichtung verlaufende Schulternuten (7) ausgebildet sind, in welche die zweiten Schrägnuten (4-2) münden.

/3 030027/0826

- 3 - 53
8. Luftreifen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein von den Schulternuten (7) und den Laufflächenrändern (e) begrenzter Bereich Blöcke (9) aufweist, die von einer großen Zahl mit Umfangeabstand angeordneter Quernuten (8) begrenzt sind.

030027/0826