DE69110667T2 - Lutfreifen für motorräder. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Luftreifen für Motorräder.
• Der Übergang zu dem unter der Bezeichnung "Radialgürtel" bekannten Luftreifenkonzept hat für Motorräder erst im Laufe des letzten Jahrzehnts stattgefunden. Es wurde angenommen, daß, wie in einem in der Zeitschrift "Motor Journal" vom Januar 1984 veröffentlichten Artikel dargelegt, ein Luftreifen mit ein oder zwei Karkasseneinlagen unter 90º und einer Scheiteleinlage unter 0º, was einen einfachen und unaufwendigen Verstärkungsaufbau darstellt, als Hinterreifen für Straßenmotorräder, auch für schwere und leistungsstarke Maschinen, gut geeignet wäre.
• Ein solcher Luftreifen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist z.B. aus GB-A-2 157 239 bekannt.
• Um bei einem Straßenmotorrad ein gutes Fahrverhalten sicherzustellen, wurde in der Patentanmeldung FR 2 611 599 vorgeschlagen, zusammen mit einem solchen Hinterreifen einen Vorderreifen mit Radialkarkasse und zwei unter ± 25º gegen die zur Drehachse des Luftreifens senkrechte Mittelebene orientierten Scheiteleinlagen zu verwenden.
• In dieser bekannten Weise erhält man eine völlig befriedigende Lösung für die meisten Einsatzbedingungen von Motorrädern. Bei sehr schnellem Fahren jedoch, insbesondere wenn der Fahrer starke Beschleunigungen in Kurven bewirkt, und die Reifen auch noch einen starken Sturz haben, hat der Hinterreifen ein ungenügendes Antriebsverhalten, in Verbindung mit einer geringen Driftsteifigkeit.
• Zahlreiche Strukturen sind vorgeschlagen worden, ohne jedoch eine deutliche Besserung zu bringen, denn immer wenn die eine oder andere Eigenschaft verbessert wird, geschieht dies unter Inkaufnahme einer häufig erheblichen Verschlechterung anderer Eigenschaften.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine deutliche Verbesserung des Antriebsverhaltens zu erzielen, ohne die anderen Gebrauchseigenschaften des Luftreifens zu beeinträchtigen, insbesondere ohne das Fahrverhalten der so ausgestatteten Motorräder zu verschlechtern.
• Erfindungsgemäß ist der Motorradluftreifen mit einem zentralen Bereich, der den Laufstreifen einschließt,und zwei jeweils zwischen einem Ende des zentralen Bereichs und einem zur Verankerung an der Felge vorgesehenen Wulst verlaufenden Flanken, wobei der zentrale Bereich in radialem Schnitt ungefähr einen Kreisbogen bildet und der Luftreifen durch eine von einem Wulst zum andern verlaufende Karkasse und einen im zentralen Bereich zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen angeordneten Gürtel verstärkt ist, wobei der Gürtel ein oder mehrere Schichten von im wesentlichen parallel zu einer zur Drehachse senkrechten und in Querrichtung auf der ganzen Breite des Laufstreifens angeordneten Fäden umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel außer durch die Schicht oder Schichten von Fäden durch eine radial oberhalb von dieser oder diesen angeordnete Verstärkung gebildet ist, deren Fäden einen Winkel α bezüglich einer zur Drehachse des Luftreifens senkrechten Ebene und einen Winkel - β bezüglich dieser Ebene bilden, wobei die Winkel α und β zwischen den Werten 35º und 55º liegen.
• Selbstverständlich ist unter Faden sowohl ein einheitlicher Faden wie auch ein Seil oder Kabel oder ein äquivalenter Verband zu verstehen, ungeachtet des verwendeten Materials. Ein wichtiges spezifisches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Abfolge der Winkel, die die verschiedenen Verstärkungsbewehrungen des Scheitels im diesen Winkeln herkömmlicherweise zugewiesenen Sinne bilden: 0º für die erste Scheiteleinlage, die die Karkasse auf einer etwa der Breite des Laufstreifens entsprechenden Breite überdeckt, und schließlich eine Verstärkung mit gekreuzten Winkeln von 45º ± 10º. Diese Verstärkung kann aus zwei Einlagen bestehen, wobei die Fäden der einen unter dem Winkel α und die Winkel der darauffolgenden unter dem Winkel - β orientiert sind. Die Verstärkung kann auch aus einer Gewebeeinlage bestehen, bei der die Fäden wie Kett- und Schußfäden eines Gewebes gekreuzt sind.
• Wenn gesagt wird, daß die Fäden im wesentlichen parallel zu einer zur Drehachse senkrechten Ebene orientiert sind, bedeutet dies, daß sie einen Winkel von 0º bezüglich dieser Ebene oder einen sehr kleinen Winkel bilden, wie er sich etwa ergibt, wenn ein Faden oder ein Streifen mit mehreren Fäden beiderseits des zentralen Bereichs aufgewickelt wird, um die erste Scheiteleinlage zu bilden. Diese 0º-Fäden sind oberhalb der 90º-Karkasse, d.h. unter den Scheiteleinlagen mit den Winkeln + α und - β angeordnet und nicht oberhalb der Einlagen mit Winkeln + α, - β, wie dies üblicherweise für diese Verstärkungsfäden der Fall ist, deren Funktion es ist, eine Bandagierung des Reifens sicherzustellen, um zu verhindern, daß dieser durch Zentrifugalwirkung bei hoher Geschwindigkeit zu stark verformt wird.
• Bei den Scheiteleinlagen mit Winkel + α und - β ist es notwendig, daß diese Winkel einen deutlich höheren Wert haben als die üblichen Werte, die im Bereich 10º - 30º liegen.
• Die Erfindung ist klar zu verstehen unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der die Schichtstruktur eines erfindungsgemäßen Reifens gezeigt ist.
• Man erkennt in der Zeichnung das typische Profil eines Motorradluftreifens, bei dem der zentrale Bereich 10, der den Laufstreifen 11 einschließt, stark abgerundet ist. Der Luftreifen umfaßt zwei Flanken 20, die jeweils in einem Wulst 21 enden, der zur Montage auf einer Felge vorgesehen ist. Der Luftreifen ist durch eine Karkasse verstärkt: Bei diesem Beispiel ist eine radiale Karkasseneinlage 22 zu sehen, die von einem Wulst 21 zum anderen verläuft und in jedem Wulst um einen Wulstkern 23 geklappt ist. Es könnte sich jedoch auch um zwei gekreuzte Einlagen handeln, deren Winkel bis auf einen Wert von beispielsweise ca. 65º abnehmen kann.
• Man erkennt auch die drei Scheiteleinlagen 12, 13 und 14, die den Gürtel bilden. Jede Scheiteleinlage belegt axial eine Breite, die im wesentlichen der Breite des Laufstreifens 11 entspricht, mit einer leichten Verringerung der Breite von einer Einlage zur nächsten, ausgehend von der Karkasseneinlage und in Richtung des Laufstreifens. So tragen alle Scheiteleinlagen zu den funktionellen Eigenschaften des Luftreifens bei, unabhängig vom Sturzwinkel, unter dem er verwendet wird.
• Ein Luftreifen gemäß dieser Erfindung wurde unterschiedlichen Tests unterworfen und mit mehreren anderen Referenzreifen verglichen, die nach ihren ausgezeichneten Eigenschaften bei wenigstens einem der in den verschiedenen Tests untersuchten Kriterien ausgewählt wurden. In allen Fällen ist die 90º-Karkasseneinlage (KE) aus Nylon. Die 0º- Scheiteleinlage (SE) ist, sofern vorhanden, aus Aramid hergestellt, und die Scheiteleinlagen mit Winkel + α und - β, bestehen, sofern vorhanden, aus Aramid oder Nylon. Die Folge der Scheiteleinlagen ist mit SE&sub1;, SE&sub2;, SE&sub3; bezeichnet.
• Die diversen beobachteten Kriterien führen entweder zu einem Meßwert oder zu einer Bewertung, die eine Note ergibt, die um so niedriger ist, je schlechter die Leistungen werden. Sofern es sich um eine Bewertung am Motorrad handelt, wurden die Versuche immer mit demselben Vorderreifen durchgeführt, wohingegen die verschiedenen verglichenen Reifen hinten montiert wurden. Es ist jedoch zu beachten, daß der erfindungsgemäße Reifen gleichermaßen hinten und/oder vorne verwendet werden kann. Die Überlegungen, anhand derer ein Paar von Reifen für ein Motorrad ausgewählt werden kann, sind bekannt und sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Luftreifen Stabilität des Motorrads Grenzgeschwindigkeit Antriebsverhalten Verschleiß Kurve Gerade Kurve Verschleiß geradeaus Zentrifugalstabilität des Profils
• Diese Ergebnisse zeigen, daß im Vergleich mit dem Referenzluftreifen mit 90º-Karkasse und nur einer 0º-Scheiteleinlage die Hinzufügung von zwei Einlagen mit ± 45º oberhalb der 0º-Einlage es ermöglicht, das Antriebsverhalten deutlich zu verbessern, obwohl an anderer Stelle nur ein vernachlässigbare Einbuße auftritt. Insbesondere ist zu beachten, daß jede andere Positionierung der 0º-Einlage das Ergebnis der Grenzgeschwindigkeit verschlechtert, und daß man bei den Scheiteleinlagen 13 und 14, d.h. den Einlagen SE&sub2; und SE&sub3; nicht zu weit vom 45º-Winkel abweichen darf.
• Bei einem Luftreifen bewirkt eine Driftbelastung eine Transversalscherung der gesamten Scheitelbewehrung (Karkasse und Gürtel) und eine örtliche Biegung der Bewehrung (Scherung und Biegung in der Kontaktebene mit der Straße). Die Anmelderin schreibt die guten Eigenschaften der vorgeschlagenen Struktur der Tatsache zu, daß die Anwesenheit der 0º-Fäden eine große Biegesteifigkeit garantiert und die Anwesenheit der ±45º-Fäden eine große Schersteifigkeit bewirkt. Die Anwesenheit der 0º-Fäden bewirkt eine gute Stabilität des Profils (Radialquerschnitt) des Luftreifens, unabhängig von dessen Geschwindigkeit, was für die Beherrschung der Sturzkräfte des Motorradluftreifens günstig ist.
• Durch die Kombination von 0º-Fäden und 45º-Fäden kann eine ausgezeichnete Driftsteifigkeit durch den Beitrag der einen zu der örtlichen Biegesteifigkeit des Scheitels und der anderen zur Quersteifigkeit erreicht werden. Die Bedeutung der Schichtabfolge der Einlagen wird belegt durch die Unterschiede in den Eigenschaften zwischen den Beispielen 2 und 3. Die Schicht der 0º-Fäden, die üblicherweise benutzt wird, um die ganze Verstärkungsbewehrung einzuspannen, soll hier zwischen der Karkasse und den Scheiteleinlagen mit + α und - β verwendet werden. Dieser Winkel α kann als Parameter zur Regelung der Steifigkeit verwendet werden: Wenn von 45º nach oben oder nach unten zu weit abgewichen wird, kann die Driftsteifigkeit verringert werden, ohne daß die Art des Seils oder die Dichte der Seile in der Einlage verändert werden muß.

Claims (3)

1. Motorradluftreifen mit einem zentralen Bereich (10), der den Laufstreifen (11) einschließt, und zwei Flanken (20), die jeweils zwischen einem Ende des zentralen Bereichs und einem zur Verankerung an der Felge vorgesehenen Wulst (21) verlaufen, wobei der zentrale Bereich in radialem Schnitt ungefähr einen Kreisbogen bildet und der Luftreifen durch eine von einem Wulst zum anderen verlaufende Karkasse (22) und einen im zentralen Bereich zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen angeordneten Gürtel (12, 13, 14) verstärkt ist, wobei der Gürtel eine oder mehrere Schichten (12) von im wesentlichen parallel zu einer zur Drehachse senkrechten Ebene orientierten und in Querrichtung auf der ganzen Breite des Laufstreifens angeordneten Fäden umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel außer durch die Schicht oder Schichten von Fäden (12) durch eine radial oberhalb von dieser oder diesen angeordnete Verstärkung (13, 14) gebildet ist, deren Fäden einen Winkel α bezüglich einer zur Drehachse des Luftreifens senkrechten Ebene und einen Winkel - β bezüglich dieser Ebene bilden, wobei die Winkel α und β zwischen den Werten 35º und 55º liegen.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung durch zwei Einlagen (13, 14) gebildet ist, wobei die Fäden der einen den Winkel α und die Fäden der anderen den Winkel - β bilden.

3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung durch ein Gewebe mit gekreuzten Fäden gebildet ist.