DE3005543C2

DE3005543C2 -

Info

Publication number: DE3005543C2
Application number: DE3005543A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Akigawa Tokio/Tokyo Jp Sato; Yoshinari Higashimurayama Tokio/Tokyo Jp Matsubara
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1989-09-07
Also published as: DE3005543A1; JPS629441B2; CA1112141A; AU517893B2; JPS55110605A; AU5508580A; US4284116A

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen für Motorräder mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Ein derartiger Luftreifen ist aus der GB-PS 12 97 608 bekannt.

Aus der US-PS 29 79 100 ist ein Reifen für Vierradfahrzeuge bekannt, bei dem zwischen vier Karkassenlagen jeweils bogenförmige Einlagen aus weichem Gummi vorgesehen sind. In der DE-OS 20 46 262 ist ein Luftreifen beschrieben, der zwischen Cordgewebelagen Einlagen aus Gummi aufweist. Bei einem aus der DE-OS 28 14 837 bekannten Luftreifen sind zwischen Karkassen-Lagen Verstärkungslagen aus Gummi vorgesehen, die sich im wesentlichen über die gesamte Lauffläche erstrecken.

Zweiradfahrzeuge (Motorräder) unterliegen dem Einfluß von äußeren Störungen infolge von Unebenheiten oder lokaler Neigung der Fahrbahnoberfläche, Seitenwind und zu starker Lagenüberlappung des Luftreifens o. dgl. bei fahrendem Fahrzeug weit stärker als Vierradfahrzeuge. Insbesondere wenn auf das mit hoher Geschwindigkeit geradeausfahrende Zweiradfahrzeug die äußere Störung in waagerechter Richtung einwirkt, gerät das Fahrzeughauptteil in heftige Schwingungen. Insbesondere ruft die auf das Vorderrad einwirkende äußere Störung deutliche Schwingungen der Lenkstange hervor, so daß der Fahrer in Angst geraten und schließlich die Herrschaft über das Fahrzeug verlieren kann.

Untersuchungen haben gezeigt, daß selbst wenn bei einem neuen Luftreifen mit einem Laufflächengummi von ausreichender Dicke eine in waagerechter Richtung auf ihn einwirkende veränderliche und die vorstehend genannten Schwingungen des Fahrzeuges hervorrufende Kraft nahezu vollständig vom Laufflächengummi aufgenommen wird und folglich keine Schwingungen des Fahrzeuges hervorgerufen werden, dennoch, wenn sich der Laufflächengummi abnützt, der verbleibende Laufflächengummi seine Fähigkeit zur Schwingungsabsorption verliert und folglich die in waagerechter Richtung wirkende veränderliche Kraft über die Luftreifenkarkasse und das Rad auf das Fahrzeughauptteil übertragen wird. Außerdem wurde festgestellt, daß das vorstehend genannte Phänomen früher auftritt, wenn, um das Luftreifengewicht zu verringern und den Luftreifen für hohe Geschwindigkeiten tauglich zu machen, eine Karkasseneinlage von großer mechanischer Festigkeit verwendet und daher die Zahl der Karkasseneinlagen verkleinert wird. Aus der GB-PS 14 54 873 ist ein Luftreifen für Motorräder bekannt, dessen Karkasse mit zumindest zwei sich parallel erstreckenden Cord-Einlagen verstärkt ist. Eine Laufflächenverstärkung weist Cord-Einlagen aus Stahl, Fiberglass oder einem anderen Material mit einem hohen Elastizitätsmodul auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen für Motorräder zu schaffen, der den Schwingungen des Fahrzeughauptteils auf der Grundlage der vorstehend erwähnten Erkenntnis wirkungsvoll entgegenzuwirken vermag.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

Der erfindungsgemäße Luftreifen für Motorräder vermag Schwingungen, die am Fahrzeughauptteil eines insbesondere für hohe Geschwindigkeiten tauglichen Zweiradfahrzeuges hervorgerufen werden können, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, unabhängig vom Grad der Laufflächenabnutzung wirkungsvoll zu absorbieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Luftreifen für Motorräder und

Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch die Karkasse desselben Luftreifens.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Luftreifen 1 hat an seinen in radialer Richtung inneren Enden ein Paar kreisringförmiger Wulste 2, ein Paar Seitenwände 3 und eine Lauffläche 4, die sich zwischen den beiden Seitenwänden 3, 3 erstreckt. In der üblichen Weise sind diese Bauelemente durch eine toroidförmige Karkasse 5 verstärkt, die sich von den einen Wulst 2 zum anderen Wulst 2 erstreckt. Die Karkasse 5 ist aus mehreren Einlagen zusammengesetzt, die je von textilen Cordfäden C aus Nylon, Reyon, Polyester o. dgl. und diese umhüllenden Beschichtungsgummi 8 gebildet sind, wobei die Cordfäden C unter einem Winkel zwischen 25° und 45° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens 1, also in bezug auf die Äquatorialebene 0-0 angeordnet sind. Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel setzt sich die Karkassen aus zwei Einlagen 5 _-1 und 5 _-2 zusammen. Die Karkasse 5 hat einen Rücken 6, um den zu seiner Verstärkung eine oder mehrere nicht dargestellte Zwischenbauschichten aufgelegt sein können.

Entsprechend dem üblichen Merkmal des Zweiradfahrzeug- Luftreifens ist die Breite der Laufflächen 4 so, daß sie sich zur Seite hin an der Außenseite des Rückens 6 der Karkasse 5 entlang bis in die Nähe eines Basispunktes P erstreckt, an dem die größte Breite W₁ der Karkasse 5 gemessen wird; folglich wird die größte Breite W₂ des Luftreifens 1 an Enden e, e der Lauffläche 4 gemesen. Zwischen den mehreren Einlagen, beim gezeigten Beispiel zwischen den Einlagen 5 _-1 und 5 _-2, ist eine spannungsaufhebende Gummieinlage 7 angeordnet, deren Mitte zumindest annähernd in der Äquatorialebene 0-0 liegt. Die Breite B der Gummieinlage 7 ist so gewählt, daß sie bei Geradeauslauf des Luftreifens 1 innerhalb des Hauptteils der Breite seiner Bodenaufstandsfläche liegt, unter Berücksichtigung der Breite der mit einer gestrichelten Linie dargestellten abgenutzten Fläche S′, auf welche die Außenfläche S der Laufflächen 4 zurückgeht, wenn der Luftreifen 1 aufgrund seiner langen Laufstrecke seine Abnutzungsgrenze erreicht. Mit anderen Worten, die Breite B der Gummieinlage 7 hat die Größenordnung von 10% bis 50%, vorzugsweise von 15% bis 35% der an der Außenkontur der Oberfläche S der Lauffläche 4 gemessenen Gesamtbreite W′₂ der Lauffläche 4.

Es ist von Vorteil, wenn das Verhältnis H/t zwischen 1,4 und 10,0, vorzugsweise zwischen 1,7 und 6,5 beträgt, worin t die Gesamtdicke des Beschichtungsgummis 8 der Karkasseneinlagen 5 _-1 und 5 _-2 in der Nähe beider Seiten der Einlage 7 und H die zumindest annähernd in der Äquatorialebene 0-0 gemessene größte Dicke des zwischen den Karkasseneinlagen 5 _-1 und 5 _-2 angeordneten Gummis, einschließlich t, ist.

Für die Festlegung des Wertes von H/t im vorstehend genannten Bereich sind die nachstehenden Gründe maßgebend. Wenn H/t kleiner ist als 1,4, wird die schwingungsabsorbierende Wirkung der Schicht 7 ungenügend. Übersteigt dagegen der Wert von H/T 10,0, verschlechtert sich die Lenkstabilität des Luftreifens 1.

Der Modul der Gummieinlage 7 ist von ihrer Breite B und ihrer größten Dicke (H-t) abhängig. Es ist von Vorteil, wenn er zwischen 16 und 30 kg/cm² bei 100% Dehnung beträgt und gleich oder kleiner als der Modul des Beschichtungsgummis 8 der Karkassenschicht ist.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Härte der Gummieinlage 7 höchstens gleich ist der Härte des Beschichtungsgummis 8 in der Karkasse 5.

Um die Wirkung der Erfindung festzustellen, wurden Vergleichslaufversuche mit einem Luftreifen A gemäß der Erfindung mit und einem herkömmlichen Luftreifen B ohne eine spannungsaufhebende Schicht aus Gummi durchgeführt. Beide Luftreifen A und B waren von gleicher Größe - 3.25H19 - und enthielten eine Karkasse aus zwei Einlagen, die je aus Cordfäden aus Nylin der Nummer 1260 d/2 aufgebaut und unter einem Winkel von 34° in bezug auf die Reifenmittelebene angeordnet waren, wobei die Cordfäden der einen Einlage die Cordfäden der anderen Einlage kreuzten.

Die wesentlichen Abmessungen der Luftreifen A und B sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.

Die Luftreifen A und B wurden auf eine Felge montiert, mit einem Fülldruck von 2,0 kg/cm² aufgeblasen und dann als Vorderrad des Fahrzeuges eingesetzt.

Versuche mit neuen Luftreifen A und B bei Geradeaus- und Kurvenfahrt bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h zeigten, daß bei beiden Luftreifen A und B im Neuzustand keine Schwingungen auftraten.

Die Luftreifen A und B wurden dann vom Vorderrad des Fahrzeuges abgenommen und einer künstlichen Abnutzung unterworfen durch Abschleifen der Außenfläche S des Laufflächenabschnittes 4 an der Reifenmittelebene 0-0 bis auf die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellte Kontur S′, deren Abstand von der Außenfläche S die halbe Tiefe einer Nut G entsprach. Danach wurden mit den Luftreifen A und B Versuche bei Geradeaus- und Kurvenfahrt durchgeführt. Dabei zeigte der Luftreifen A gemäß der Erfindung kein anomales Verhalten. Dagegen rief der herkömmliche Luftreifen B ohne die spannungsaufhebende Schicht aus Gummi beim Geradeauslaufversuch beträchtlich große Schwingungen des Fahrzeughauptteils hervor.

Die erwähnten Versuche wurden auf einem befestigten ovalen Versuchskurs aus Beton mit einer Rundenlänge von 5,5 km und einem kleinsten Radius von 400 m durchgeführt. Das Auftreten von Schwingungen am Fahrzeughauptteil wurde nach dem Vorhandensein und Fehlen von Lenkstangenschwingungen aufgrund der von der rauhen Oberfläche der Betonfahrbahn her übertragenen äußeren Störung bestimmt. Die Kurvenfahrversuche der Luftreifen A und B wurden auf der waagerechten Fahrbahn durch seitliches Neigen der Luftreifen durchgeführt, ohne die Kurvenüberhöhung des Versuchskurses auszunutzen.

Claims

1. Luftreifen für Hochgeschwindigkeitsmotorräder mit einer toroidförmigen Karkasse (5) aus zwei Einlagen (5-1, 5-2), die aus mit Gummi beschichteten textilen Cordfäden zusammengesetzt und unter einem Winkel zur Umfangsrichtung des Luftreifens angeordnet sind, wobei sich die Karkassen-Einlagen (5-1, 5-2) zwischen zwei kreisringförmigen Wülsten (2) erstrecken und mit einer Lauffläche (4), die eine größere Breite (W₂) als die maximale Breite (W₁) des Reifens zwischen den Seitenwänden (3) hat, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den zwei Karkassen-Einlagen (5-1, 5-2) eine im Querschnitt linsenförmige Gummieinlage (7) symmetrisch zur Äquatorialebene (0-0) des Reifens angeordnet ist, wobei

- die Gummieinlage (7) sich über einen Bereich von 15% bis 35% der entlang der Außenkontur der Lauffläche (4) gemessenen Länge (W₂′) der Lauffläche erstreckt,
- die Breite (B) der Gummieinlage (7) annähernd der Bodenkontaktbreite bei Geradeausfahrt des Reifens entspricht,
- die Gummieinlage (7) einen Modul von 16 bis 30 kg/cm² bei 100% Dehnung hat und
- die Härte der Gummieinlage (7) höchstens gleich der Härte des Beschichtungsgummis (8) der Karkasseneinlagen (5-1, 5-2) ist.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Dicke der Gummieinlage (7) bestimmt ist durch das Verhältnis H/t = 1,4 bis 10,0, worin tl die Gesamtdicke des Beschichtungsgummis (8) der Karkassen-Einlagen (5-1, 5-2) in der Nähe beider Seiten der Gummieinlage (7) und H die größte Dicke zwischen den Karkassen-Einlagen (5-1, 5-2), einschließlich der Gesamtdicke t, ist.

3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis H/t 1,7 bis 6,5 ist.