DE3908707C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bereifung für ein zweirädriges Fahrzeug.

Aus der DE 33 35 198 C2 ist eine Bereifung für ein zweirädriges Fahrzeug mit einem Vorderradreifen und einem Hinterradreifen bekannt, wobei jeder der Reifen eine Karkasse aus zumindest einer Schicht organischer Fiber-Corde aufweist, die unter Win­ keln von 60° bis 90° in bezug auf die Umfangsrichtung des Rei­ fens angeordnet sind. Ein Gürtel weist zumindest zwei Schichten mit unterschiedlichen Breiten auf, welche radial oberhalb des Scheitelabschnittes der Karkasse angeordnet sind. Die genannten zumindest zwei Schichten weisen organische Fiber-Corde auf, die unter Winkeln von 5 bis 35° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind. Die Längsrichtungen der genannten Corde in benachbarten Schichten schneiden sich.

Bei der Bereifung eines zweirädrigen Fahrzeuges sollen der Vor­ der- sowie der Hinterradreifen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. So sind z. B. für den Vorderradreifen die sogenannten Handling-Eigenschaften (Steuerung) wichtig, während für den Hinterradreifen die Traktionseigenschaften eine größere Rolle spielen.

Der aus der DE 33 35 198 bekannte Satz von Gürtelreifen weist gegenüber bekannten Zweirad-Bereifungen eine bessere Steuersta­ bilität und eine geringere Unruhe beim Geradeausfahren auf. Insbesondere wird bei der dort beschriebenen Bereifung das so­ genannte "Flattern" des Hinterradreifens eines Motorrades ver­ mieden. Erreicht wird dies durch eine spezielle Einstellung der Cordwinkel im Gürtel des Reifenpaares. Bei der Optimierung der Bereifung hinsichtlich der Geradeausfahr-Stabilität und der verminderten Flatterneigung müssen jedoch Kompromisse bezüglich der leichten Steuerbarkeit eingegangen werden, was auf die ver­ stärkten Seitenflanken des Reifens zurückzuführen ist.

Werden sportliche Fahreigenschaften verlangt, ist es wichtig, die Bremsfähigkeit, die Stabilität bei Beschleunigungen und die Greifeigenschaften bei Kurvenfahrt zu verbessern. Um die Gürtel- Festigkeit zu verbessern, ist eine Kevlar-Gürtellage aus Kevlar- Corden erforderlich mit "positiven Stufen", was allerdings die Kosten erhöht und die Haltbarkeit vermindert.

Um die Festigkeit des Nylon-Gürtels des Reifens zu verbessern, kann man überdies den Gürtel in drei Schichten gestalten. Bei einem Reifen für ein Vorderrad wird aber mit Schulterabschnit­ ten, die stärker sind als drei Schichten, die Festigkeit der Schulterabschnitte extrem groß. Dies ergibt Schwierigkeiten, eine sogenannte Selbst-Ausrichtung der Reifen bei Schräglage zu erreichen. Der Fahrer muß deshalb mit Geschick die Position des Motorrades verändern, indem er am Lenker in Richtung der Schräglage zieht. Eine solche Handhabung des Lenkers erfordert Geschick und Erfahrung. Wenn die Festigkeit des Schulterab­ schnittes des Reifens, wie erwähnt, extrem groß ist, tritt auch insbesondere ein bei Radialreifen bekanntes Phänomen auf, das als "Klappern" (chattering) bekannt ist, wobei der Fahrzeug­ körper zu springen beginnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die allgemeinen Fahreigenschaften einer Bereifung für zweirädrige Fahrzeuge zu verbessern, ohne die guten Eigenschaften bezüglich Flatternei­ gung und Geradeausfahr-Stabilität der bekannten Bereifung zu verschlechtern. Insbesondere sollen die Bremsfähigkeit, die Stabilität beim Beschleunigen und die Greifeigenschaften bei Kurvenfahrt verbessert werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan­ spruch 1 beschrieben.

In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

Insbesondere wurde gefunden, daß zur Verbesserung der Formfestigkeit von Nylon-Gürteln es von Vorteil ist, mehr als drei Gürtel-Lagen zu verwenden. Für Reifen von Vorderrädern wurde gefunden, daß der Gürtel bevorzugt aus drei Schichten besteht, einer inneren, einer mittleren und einer äußeren Schicht, gesehen von der Kar­ kasse nach außen. Die innere Schicht und die Zwischenschicht weisen bevorzugt positive Stufen von etwa 10 mm, so daß die äußere Schicht am schmalsten ist. Die äußere Schicht ist mittig auf der Gürtelschicht angeordnet und die bodenberührenden Ab­ schnitte der Schultern bestehen bei starker Schräglage aus zwei Schichten.

Für Reifen von Hinterrädern wurde gefunden, daß zur Verbesse­ rung der Biegefestigkeit der Gürtel-Schichten drei Gürtel-Schich­ ten bevorzugt so breit wie möglich ausgelegt werden, und zwar so, daß Stufen von etwa 10 mm auf der Seite entstehen. Eine solche Anordnung von Gürtel-Schichten, die mit zunehmender An­ näherung an die Lauffläche breiter werden, wird nachfolgend als "negative Stufung" bezeichnet.

Die Karkassenschicht und die Gürtelschicht jedes Reifens beste­ hen bevorzugt aus Nylon-Corden, wobei der Winkel der Corde der Karkassenschicht des Reifens für das Vorderrad in bezug auf die Umfangsrichtungen des Reifens bevorzugt kleiner sind als die Winkel, welche die Corde der Karkassenschicht des Reifens für das Hinterrad bilden.

Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Winkel der Corde der Karkassenschicht des Reifens für das Vorderrad in bezug auf die Umfangsrichtungen des Reifens im wesentlichen 80° betragen, während die Winkel der Corde der Karkassenschicht des Reifens für das Hinterrad in bezug auf die Umfangsrichtungen des Reifens im wesentlichen 90° betragen.

Die Gürtelschicht besteht bevorzugt aus drei Schichten aus Ny­ lon-Corden.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Gürtelschicht jedes Reifens eine innere, eine mittlere und eine äußere Schicht, gesehen von der Karkasse radial auswärts, aufweisen, wobei die Breiten die­ ser Schichten sich ändern, um Stufen an den Gürtelkanten zu bilden. Dabei ist bei einem Vorderradreifen die Breite der mittleren Schicht geringer als die der inneren Schicht, um Stufen von etwa 10 mm auf den Seiten zu erzeugen, während die Breite der äußeren Schicht geringer ist als die der mittleren Schicht, um Stufen von zumindest annähernd 30 mm auf den Seiten zu erzeugen. Beim Hinterradreifen ist die Breite der mittleren Schicht größer als die der inneren Schicht, während die Breite der äußeren Schicht größer ist als die der mittleren Schicht, so daß Stufen von zumindest annähernd 7 mm nacheinander an den Seiten gebildet werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Corde des Gürtels des Vorderradreifens aus aro­ matischen Polyamiden bestehen, und einen Winkel von 10 bis 30° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens einnehmen, während die Corde des Gürtels des Hinterradreifens aus Nylon bestehen und Winkel von 5 bis 25° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens bilden.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, daß beim Vorderradreifen die Gürtelschicht mehr als drei Einzelschichten nur im mittleren Bereich aufweist, wodurch eine gute Gürtel-Festigkeit erreicht wird. Damit ist es möglich, auch bei Verwendung von Nylon-Cor­ den in der Gürtelschicht eine Festigkeit des Reifens zu errei­ chen und eine Stabilität beim Bremsen, die vergleichbar ist mit zwei Gürtelschichten aus Kevlar-Corden.

Da die Schulterabschnitte des Reifens aus zwei Gürtel-Lagen be­ stehen, sind die Fahreigenschaften und die Lenkbarkeit verbes­ sert. Da nur der Mittelabschnitt der Gürtelschichten aus drei Einzelschichten besteht, werden Scher-Beanspruchungen im mitt­ leren Abschnitt vermindert und der sogenannte Flatter-Wider­ stand (shimmy-resistance) bei Fahrt verbessert.

Da bei einem Hinterradreifen die Gürtelschichten aus Nylon-Cor­ den breit angeordnet sind, wird die Biegefestigkeit der Gürtel­ schichten verbessert und eine höhere Stabilität bei Kurvenfahrt sowie ein besseres Griffgefühl erreicht.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Teil-Schnitt eines Vorderradreifens für ein zweirädriges Fahrzeug;

Fig. 2 einen schematischen Teil-Schnitt durch einen Hinter­ radreifen für das genannte zweirädrige Fahrzeug;

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Ansicht des Reifens gemäß Fig. 1; und

Fig. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht des Reifens gemäß Fig. 2.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Bereifung für ein zweirädriges Fahrzeug gemäß der Erfindung. Zunächst soll der Aufbau der Bereifung erläutert werden.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Reifen sind Radial-Reifen für die Vorder- bzw. Hinterräder eines zweirädrigen Fahrzeuges mit etwa 400 ccm. Die Größen der Vorder- und Hinterradreifen (1) bzw. (2) sind 110/70R 17 bzw. 140/60R18. Die Vorder- und Hin­ terradreifen (1, 2) bilden die erfindungsgemäße Bereifung für ein zweirädriges Fahrzeug.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, weist der Radialreifen (1) für das Vorderrad ein Paar ringförmiger Wulste (3), eine zweischichtige Karkasse (5), die sich toroidförmig zwischen den Wulsten (3) erstreckt, eine Gürtelschicht aus drei laminar zu­ sammengesetzten Einzelschichten, die sich in bezug auf den Scheitelabschnitt (5a) der Karkasse (5) radial auswärts in Um­ fangsrichtung des Reifens erstrecken und eine Lauffläche auf, die die Außenfläche der Gürtelschicht (7) abdeckt.

Die Karkasse (5) weist zwei mit Gummi beschichtete Nylon-Cord- Schichten auf, deren Cord-Winkel etwa 80° in bezug auf die Um­ fangsrichtung des Reifens betragen. Die Gürtelschicht (7) weist drei Cord-Schichten auf, nämlich eine innere Schicht (7A), eine Zwischenschicht (7B) und eine äußere Schicht (7C), deren mit Gummi beschichtete Nylon-Corde zumindest annähernd einen Winkel von 20° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens bilden. Die Nylon-Corde der inneren Schicht (7A) und der Zwischenschicht (7B) weisen eine Stärke von 1890d/2 auf, sind also relativ stark. Die Nylon-Corde der äußeren Schicht (7C) sind 890d/2. Die Nylon-Corde benachbarter Cordschichten sind so angeordnet, daß ihre Richtungen einander schneiden, und zwar ist ihre Aus­ richtung in der äußeren Schicht von oben links nach unten rechts, in der Zwischenschicht von oben rechts nach unten links und in der inneren Schicht von oben links nach unten rechts, jeweils gesehen von außerhalb des Reifens. Darüberhinaus sind diese drei Cord-Schichten unterschiedlich bezüglich ihrer Brei­ te.

Wie sich aus den Fig. 1 und 3 ergibt, weist die radial weiter außen gelegene Gürtelschicht eine geringere Gürtelbreite auf als die jeweils im Vergleich radial weiter innen gelegene Gür­ telschicht. Beispielsweise weist die Zwischenschicht (7B) eine geringere Breite auf als die Innenschicht (7A), die radial ein­ wärts der Zwischenschicht (7B) angeordnet ist. In anderen Wor­ ten, die Kanten der einzelnen Gürtel-Schichten formen positive Stufen. Die Kanten (7a und 7b) der inneren Schicht (7A) bzw. der Zwischenschicht (7B) bilden Stufen von etwa 7 mm auf einer Seite des Gürtels (7). Andererseits bilden die Kanten (7b und 7c) der Zwischenschicht (7B) bzw. der äußeren Schicht (7C) Stu­ fen von etwa 25 mm. Die Stufenlänge ist jeweils in axialer Richtung gesehen. Die Gürtelkanten (7c) der äußeren Schicht (7C) und die Schultern (8a) der Lauffläche (8) weisen zueinan­ der einen Abstand von 5 mm auf. Die Gürtelschicht (7) hat des­ halb eine hinreichende Festigkeit, so daß bei Fahrt ein gutes Festigkeitsgefühl und beim Bremsen eine gute Stabilität er­ reicht wird. Die Schulterabschnitte weisen zwei Schichten auf, wodurch die Lenkbarkeit des Reifens und der sogenannte Flatter- Widerstand verbessert werden.

Fig. 2 zeigt einen Radialreifen (2) für ein Hinterrad mit einem Paar ringförmiger Wulste (13), einer zweischichtigen Karkasse (15), die sich toroidförmig zwischen den Wulsten (13) er­ streckt, einer Gürtelschicht (17), die aus drei Einzelschichten zusammengefügt ist, welche sich radial außerhalb eines Schei­ telabschnittes (15a) der Karkasse (15) in Umfangsrichtung des Reifens erstrecken und einer Lauffläche (18), welche die Außen­ fläche der Gürtelschicht (17) abdeckt.

Die Karkasse (15) weist zwei mit Gummi beschichtete Nylon-Cord- Schichten auf, deren Cord-Winkel etwa 85° in bezug auf die Um­ fangsrichtung des Reifens betragen. Die Gürtelschicht (17) weist drei Cord-Schichten auf, nämlich eine innere Schicht (17A), eine Zwischenschicht (17B) und eine äußere Schicht (17C), deren mit Gummi beschichtete Nylon-Corde etwa einen Win­ kel von 15° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens ein­ nehmen.

Die Nylon-Corde benachbarter Cordschichten sind so angeordnet, daß sie einander schneiden. Dabei erstrecken sich die Corde in der äußeren Schicht von oben links nach unten rechts, in der Zwischenschicht von oben rechts nach unten links und in der in­ neren Schicht von oben links nach unten rechts, jeweils von außerhalb des Reifens gesehen. Darüberhinaus sind diese drei Cordschichten unterschiedlich in ihrer Breite.

Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, hat jeweils eine ra­ dial weiter außen angeordnete Gürtelschicht eine größere Breite als eine verglichene, weiter radial innen angeordnete Schicht. Beispielsweise hat die Zwischenschicht (17B) eine größere Brei­ te als die Innenschicht (17A), die radial weiter innen als die Zwischenschicht (17B) angeordnet ist. Mit anderen Worten: Die Kanten der einzelnen Gürtel-Schichten bilden negative Stufen. Die Kanten (17a und 17b) der inneren Schicht (17A) und der Zwi­ schenschicht (17B) bilden Stufen von etwa 17 mm auf jeweils ei­ ner Seite des Gürtels (7), jeweils in axialer Richtung gesehen. Die Kanten (17b und 17c) der Zwischenschicht (17B) und der Auß­ enschicht (17C) bilden Stufen von etwa 7 mm, wiederum jeweils in axialer Richtung des Reifens gesehen.

Die Kanten (17c) der äußeren Schicht (17C) und die Schultern (18a) der Lauffläche (18) weisen voneinander einen Abstand von 5 mm auf. Die Gürtelschicht (17) hat deshalb eine hinreichende Gürtel-Festigkeit, so daß eine hohe Kurvenstabilität und ein gutes Griffgefühl bei Fahrt erreicht werden.

In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels kön­ nen die Corde der Karkasse in Winkeln zwischen 0 bis 30° in be­ zug auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet werden. Die Anzahl von Gürtel-Schichten kann größer als 2 sein. Die Corde der einzelnen Schichten können mit Winkeln von 5 bis 30° in be­ zug auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet werden.

Bei der Gürtelschicht (7) des Vorderradreifens weisen die Kan­ ten (7a) und (7b) der inneren Schicht (7A) und der Zwischen­ schicht (7B) Stufen von 7 mm in axialer Richtung des Reifens auf, während die Kanten (7b und 7c) der Zwischenschicht (7B) und der äußeren Schicht (7C) Stufen von etwa 25 bis 30 mm bilden. Andererseits bilden bei der Gürtelschicht (17) des Hinterradreifens die Kanten (17a) und (17b) der inneren (17A) und der Zwischenschicht (17B) Stufen von 7 mm, während die Kanten (17b und 17c) der Zwischenschicht (17B) und der äußeren Schicht (17C) Stufen von 7 mm bilden.

Gürtelschichten mit Corden aus aromatischen Polyamiden, bei­ spielsweise Kevlar, werden bevorzugt so eingesetzt, daß die Gürtelschichten für Vorderradreifen positive Stufen aufweisen, da negative Stufen eine extreme Festigkeit zur Folge haben. Bei Hinterradreifen sind aber die negativen Stufen vorzuziehen, weil bei Verwendung positiver Stufen eine Abtrennung der Gür­ telenden auftreten kann.

Um die Haltbarkeit zu verbessern, kann die Gürtelschicht für einen Hinterradreifen zwei Einzelschichten aufweisen unter Ver­ wendung von Kevlar und alle Kevlar aufweisenden Schichten kön­ nen abgedeckt sein durch eine Gürtelschicht, in der Nylon-Corde verwendet werden. Bei einem solchen Aufbau der Kevlar-Gürtel­ schicht ist eine Abtrennung der Gürtelenden vermieden und zwar auch dann, wenn eine Konstruktion mit positiven Stufen vor­ liegt. Mit Blick auf die Greifeigenschaften in bezug auf die Fahrbahn ist jedoch vorgesehen, daß nur ein Teil der Kevlar- Gürtelschicht durch schmale Nylon-Corde abgedeckt ist, um die Nylon-Schichten zu stabilisieren. In diesem Fall wird die Kev­ lar-Gürtelschicht bevorzugt mit negativen Stufen ausgebildet, um die Haltbarkeit zu verbessern.

Es wurden fünf Arten von Bereifungen für zweirädrige Fahrzeuge getestet, nämlich eine erfindungsgemäße Bereifung und Vergleichs­ bereifungen, um die Verbesserung zu zeigen. Dies wird nachfol­ gend erläutert.

Die beim Test geprüften Ausführungsbeispiele entsprechen etwa denjenigen gemäß den Fig. 1 bis 4. Die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 bestanden aus Vorder- und Hinterradreifen mit Gürtel­ schichten, wobei die Anzahl der Gürtel-Einzelschichten und der Stufenaufbau an den Gürtelenden in der Tabelle I aufgeführt sind. Die anderen Vergleichsreifen entsprachen etwa diesem Aus­ führungsbeispiel.

Zum Test wurden die zu prüfenden Bereifungen auf die Vorder- und Hinterräder eines Zweirades aufgezogen. Eine Vielzahl von Testfahrern fuhr das Fahrzeug auf einer vorgegebenen Strecke mit vorgegebenen Geschwindigkeiten, um unterschiedliche Eigen­ schaften der Reifen zu prüfen, wie im Vorspann von Tabelle II angegeben ist. Die durch Gefühl erhaltenen Ergebnisse wurden jeweils mit 5 Punkten bewertet und werden als Mittelwerte an­ gegeben. Die geschätzten Ergebnisse finden sich in Tabelle II. Die Zahl 5 zeigt ein gutes Ergebnis an. Je kleiner die Zahl ist, umso schlechter war das Ergebnis.

Wie sich aus den Prüfergebnissen gemäß Tabelle II ergibt, zeigt ein Vergleich des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit den Vergleichsreifen gute Ergebnisse. Bei der erfindungsgemäßen Bereifung für Vorder- und Hinterräder werden die Fahreigen­ schaften wesentlich verbessert. Dies betrifft auch die Stabili­ tät.

Wie sich aus der vorliegenden Beschreibung ergibt, ermöglicht die Erfindung eine wesentliche Verbesserung bezüglich der Fe­ stigkeit der Vorderradreifen bei Fahrt mit hohen Geschwindig­ keiten, eine Verbesserung der Stabilität beim Bremsen, eine bessere Handhabbarkeit sowie einen vergrößerten Flatter-Wider­ stand, sowie eine verbesserte Stabilität in Kurven und ein ver­ bessertes Griffgefühl bezüglich der Hinterradreifen. Insgesamt werden somit die Stabilität und die Fahreigenschaften für Be­ reifungen von zweirädrigen Fahrzeugen erheblich verbessert.

Tabelle I

Tabelle II

Claims (5)

1. Bereifung für ein zweirädriges Fahrzeug mit einem Vorder­ radreifen (1) und einem Hinterradreifen (2), wobei

• - jeder der Reifen eine Karkasse (5, 15) aus zumindest einer Schicht organischer Fiber-Corde aufweist, die unter Winkeln von 60° bis 90° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens ange­ ordnet sind, und der Winkel im Vorderradreifen (1) kleiner ist als der Winkel im Hinterradreifen (2),
• - jeder der Reifen einen Gürtel (7, 17) aus zumindest zwei Schichten (7A, 7B, 7C, 17A, 17B, 17C) sich kreuzender organi­ scher Fiber-Corde aufweist, die unter Winkeln von 5 bis 35° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind und der Winkel im Vorderradreifen (1) größer ist als der Winkel im Hinterradreifen (2) und wobei
• - beim Vorderradreifen (1) die radial innerste Gürtel-Schicht (7A) am breitesten ist und die übrigen Gürtel-Schichten desto schmaler sind, je weiter radial außen sie angeordnet sind,
• - beim Hinterradreifen (2) die radial innerste Gürtel-Schicht (17A) am schmalsten ist und die übrigen Gürtel-Schichten, desto breiter sind, je weiter radial außen sie angeordnet sind.

2. Bereifung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel der Corde der Karkassenschicht des Vorderradreifens in bezug auf die Umfangsrichtung zumindest annähernd 80° betragen, während die Winkel der Corde der Karkassenschicht des Hinterradreifens in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens zumindest an­ nähernd 90° betragen.

3. Bereifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel aus drei Schichten aus Nylon-Corden besteht.

4. Bereifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel jedes Reifens, von der Karkasse aus gesehen, eine innere Schicht (7A, 17A), eine Zwischenschicht (7B, 17B) und eine äußere Schicht (7C, 17C) aufweist, wobei an den Kanten der Schichten Stufen gebildet sind und beim Vorderradreifen die Zwischenschicht (7B) und die Innenschicht (7A) in axialer Richtung eine Stufe von etwa 10 mm jeweils an den Seiten bilden, und die äußere Schicht (7C) mit der mittleren Schicht (7B) in axialer Richtung eine Stufe von zumindest annähernd 30 mm auf jeder der Seiten bil­ det, während beim Hinterradreifen die Schichten Stufen von zu­ mindest annähernd 7 mm an den Seiten der einzelnen Schichten bilden.

5. Bereifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Corde des Gürtels des Vorderradreifens aus aromatischen Polyamiden be­ stehen und Winkel von 10° bis 30° mit der Umfangsrichtung des Reifens bilden, und daß die Corde des Gürtels des Hinterrad­ reifens aus Nylon bestehen und Winkel von 5° bis 25° in bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens bilden.