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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen für
Motorräder und insbesondere einen solchen Reifen, der einen
Laufflächenverstärkungsgürtel aufweist, der die
Hochgeschwindigkeit, Dauerhaftigkeit und die Lenkstabilität des
Reifens verbessern kann.
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Die jüngste Entwicklung im Motorradbereich ergab ein
Motorrad mit einem Geschwindigkeitspotential von über 300 km/h.
In einem derartigen Hochleistungs-Motorrad müssen die Reifen
dementsprechend eine exzellente
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit und Lenkstabilität aufweisen.
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In einem herkömmlichen Motorradreifen, bei dem eine Schicht
aus Nylonkordgefüge als ein Gürtel um die Karkasse gewickelt
ist, wurde die Anzahl von Gürtellagen erhöht, um eine
ausreichende Verstärkung für den Lauff lächenabschnitt zu schaffen.
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In einem solchen Fall erhöht sich jedoch unvermeidlich das
Reifengewicht.
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Des weiteren ist der Gürteleffekt anfällig dafür, in der
Laufflächenschulterregion kleiner als in der
Laufflächenkronenregion zu sein. Infolgedessen neigt der Reifen dazu, sich
während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs in den
Laufflächenschulterregionen zu erweitern, und die wärmeerzeugung nimmt
zu. Daher wird durch einen derartigen Gürtel die
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit nicht verbessert.
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Darüber hinaus besteht eine Neigung dazu, daß der
Bodenkontakt und die Straßengriff igkeit verloren gehen, weil die
Steifigkeit der Lauff lächenkronenregion übermäßig erhöht
ist, und infolgedessen geht die Lenkstabilität verloren.
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Ein Motorradreifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist
beispielsweise aus der US-A-4773462 bekannt. Die
FR-A-2351809 offenbart einen Reifen für ein Kraftfahrzeug
mit einem Breaker, der aus zwei Schichten aus metallischen
Korden radial innerhalb wenigstens eines Streifens aus
Nylonkorden besteht, die im wesentlichen parallel zur
Reifenumfangsrichtung angeordnet sind. Die Nylonkorddichte an den
lateralen Kanten des Streifens ist höher als in der
zentralen Region.
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen
Motorradreifen zu schaffen, bei dem die
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit dadurch verbessert ist, daß die
Reifenausdehnung aufgrund einer Zentrifugalkraft während des
Hochgeschwindigkeitsbetriebs verringert und dadurch die
Wärmeerzeugung im Laufflächenabschnitt reduziert ist, und bei dem
ferner die Lenkstabilität dadurch verbessert ist, daß der
Bodenkontakt verbessert ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein
Motorradreifen einen Laufflächenabschnitt mit einem Paar von
Kanten, ein Paar von axial beabstandeten Wulstabschnitten,
in denen jeweils ein Wulstkern vorgesehen ist, ein Paar von
Seitenwänden, die sich zwischen den Laufflächenkanten und
den Wulstabschnitten erstrecken, eine Karkasse mit
wenigstens einer Karkassenlage aus organischen Faserkorden, die
sich zwischen den Wulstabschnitten erstreckt und um die
Wulstkerne umgeschlagen ist, wobei die organischen
Faserkorde radial unter einem Winkel von 60 bis 90 Grad bezüglich
des Reifenäquators angeordnet sind, einen Gürtel, der einen
Kord mit einem Zug-Elastizitätsmodul von nicht weniger als
600 kgf/mm² aufweist und radial außerhalb der Karkasse und
innerhalb des Laufflächenabschnitts angeordnet ist, wobei
sich der Laufflächenabschnitt in axialer Richtung erstreckt
und so gekrümmt ist, daß die maximale Querschnittsbreite des
Reifens zwischen dem Paar von Laufflächenkanten liegt, und
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel aus einer
einzelnen Gürtellage besteht, die aus wenigstens einem Gürtelkord
hergestellt ist, der spiralförmig im wesentlichen parallel
zum Reifenäquator gewickelt ist, wodurch eine Vielzahl von
Wicklungen definiert ist, wobei die einzelne Gürtellage
einen zentralen Teil und ein Paar von Schulterteilen umfaßt,
von denen jeweils einer auf einer der beiden Seiten des
zentralen Teils angeordnet ist, die axiale Breite des zentralen
Teils das 0,5- bis 0,7-fache der maximalen
Querschnittsbreite des Reifens beträgt, und jeder der Schulterteile eine
erste Kordquantität und der zentrale Teil eine zweite
Kordquantität aufweist, die das 0,6- bis 0,8-fache der ersten
Kordquantität beträgt, wobei die Kordquantität als die
Gesamtheit der Denier der Wicklungen pro Gürtelbreiten-Einheit
definiert ist, daß der wenigstens eine Gürtelkord im
zentralen Teil aus zwei oder drei Fäden hergestellt ist, die
miteinander verdreht sind, wobei jeder Faden organische Fasern
von 840 bis 1890 Denier umfaßt, und daß die Kordzählung im
zentralen Teil 24 bis 36 pro 5 cm Gürtellagenbreite beträgt.
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Da die Gürtellage aus einem organischen Faserkord mit einem
Zug-Elastizitätsmodul von nicht weniger als 600 kgf/mm²
hergestellt ist, ist dementsprechend die Festigkeit des Gürtels
im Vergleich zu herkömmlichen Gürtellagen, die aus
Nylonoder Polyesterkord hergestellt sind, erhöht.
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Da der Gürtelkord spiralförmig im wesentlichen parallel zum
Reifenäquator gewickelt ist, wird die Reifenausdehnung
während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs verhindert.
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Die Biegesteifigkeit der Lauffläche ist im zentralen Teil
herabgesetzt, da die Kordquantität im zentralen Teil kleiner
ist. Daher ist der Bodenkontakt verbessert und die
Kurvenfahrleistung herabgesetzt, und demgemäß ist die
Lenkstabilität
während des Geradeauslaufens verbessert.
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In den Schulterteilen ist der Druckermüdungswiderstand
vergrößert, um die Reifenausdehnung weiter zu reduzieren,
wodurch Wärmeerzeugung vom Laufflächenabschnitt abnimmt, und
die Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit ist verbessert.
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Des weiteren ist die Sturz-Steifheit vergrößert und die
Kurvenfahrleistung verbessert.
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Wenn im zentralen Teil die Kordquantität oder -dichte
weniger als 60 % beträgt, ist die Steif igkeit der Schulterteile
bezüglich des zentralen Teils relativ zu stark vergrößert,
und die Lenkstabilität während des Kurvenfahrens ist
verschlechtert. Wenn die Kordquantität des zentralen Teils mehr
als 80 % beträgt, dann werden die vorstehend erwähnten
Verbesserungen nicht erzielt.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun
ausführlich in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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Figur 1 ist eine Querschnittansicht eines Motorradreifens
gemäß der vorliegenden Erfindung, und
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Figur 2 ist eine Abwicklungsdraufsicht, die eine Anordnung
der Karkassenkorde und Gürtelkorde zeigt.
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Nach den Figuren ist der Motorradreifen 1 der vorliegenden
Erfindung ein Radialreifen mit einem Laufflächenabschnitt 5
mit einem Paar von Kanten E, einem Paar von axial
beabstandeten Wulstabschnitten 3, in denen jeweils ein Wulstkern 2
vorgesehen ist, einem Paar von Seitenwänden 4, die sich
zwischen den Laufflächenkanten und den Wulstabschnitten
erstrecken, einer Karkasse 6, die sich zwischen den
Wulstabschnitten
3 durch die Seitenwände 4 und den
Laufflächenabschnitt 5 erstreckt und um die Wulstkerne 2 in den
Wulstabschnitten 3 umgeschlagen ist, und einem Gürtel 7, der
radial außerhalb der Karkasse 6 und innerhalb des
Laufflächenabschnitts 5 angeordnet ist.
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Der Laufflächenabschnitt 5 ist über seine gesamte Breite
hinweg mit einem Profil versehen, das im wesentlichen einen
einzigen Krümmungsradius aufweist, der relativ klein ist,
beispielsweise im Vergleich zu Pkw-Reifen. Der
Laufflächenabschnitt 5 erstreckt sich in der axialen Richtung, so daß
die maximale Querschnittsbreite des Reifens zwischen den
Laufflächenkanten E liegt.
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Die Karkasse 6 in dieser Ausführungsform umfaßt lediglich
eine Lage aus radial angeordneten organischen Faserkorden.
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Die Karkassenkorde sind unter einem Winkel von 60 bis 90
Grad, in dieser Ausführungsform 90 Grad, bezüglich des
Reifenäquators C angeordnet, um eine
Radiallagen-Karkassenstruktur oder eine Semiradiallagen-Karkassenstruktur zu
schaffen.
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Für den Karkassenkord wird in dieser Ausführungsform ein
1500d/2-Polyesterfaserkord verwendet, in welchem zwei Fäden
aus Fasern von 1500 Denier miteinander verdreht sind.
Reyonfaserkorde und Nylonfaserkorde können auch verwendet werden.
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Der Gürtel 7 besteht in dieser Ausführungsform aus lediglich
einer Gürtellage 11. Die Gürtellage 11 besteht aus
wenigstens einem Kord, der spiralförmig um die Karkasse gewickelt
ist, so daß dessen Wicklungen im wesentlichen parallel zum
Reifenäquator C liegen.
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Für den Gürtelkord werden Stahlkorde oder organische
Faserkorde mit hohem Modul, z. B. aromatisches Polyamid, mit
einem Zug-Elastizitätsmodul von nicht weniger als
600 kgf/mm² verwendet.
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Die Gürtellage 11 umfaßt drei Teile: einen zentralen Teil M
und ein Paar von Schulterteilen 5, von denen einer auf jeder
Seite des zentralen Teils M angeordnet ist. Der zentrale
Teil M besitzt eine kleinere Quantität oder Korddichte im
Vergleich zu den Schulterteilen 5.
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Die Korddichte im zentralen Teil M ist auf den Bereich des
0,6- bis 0,8-fachen derjenigen in den Schulterteilen 5
eingestellt.
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Hier ist der vorstehend erwähnte zentrale Teil M als ein
Teil derart definiert, daß er zwischen einem Paar von
Punkten P liegt, von denen jeweils einer auf einer der beiden
Seiten des Reifenäquators C in einer axialen Entfernung L
vom Reifenäquator C vom 0,25- bis 0,35-fachen der axialen
Entfernung TW zwischen den Lauff lächenkanten E angeordnet
ist.
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Jeder Schulterteil 5 ist als der Teil zwischen jedem Punkt P
und der benachbarten Kante der Lage definiert.
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Weiter ist die Kordquantität als die Gesamtheit der Denier
der Korde oder Wicklungen pro Gürtellagenbreiten-Einheit
definiert.
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Das heißt, wenn die Gesamtdenierzahl (d) und die Kordzählung
(N) konstant sind in jedem Teil, ist die Kordquantität
(d x N) definiert als die Gesamtdenierzahl (d) eines Kordes
multipliziert mit der Kordzählung (N) pro
Gürtellagenbreiten-Einheit.
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Die kleinere Kordquantität im zentralen Teil M kann erzielt
werden, indem beispielsweise
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(a) ein Kord mit identischem Denier in sowohl dem zentralen
Teil als auch dem Schulterteil verwendet wird und die
Kordzählungen dazwischen variiert werden,
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(b) ein Kord mit kleinem Denier im zentralen Teil M und ein
Kord mit großem Denier in den Schulterteilen 5 verwendet
wird, während die Kordzählungen dazwischen konstant gehalten
werden, oder
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(c) indem sowohl die Kordzählungen als auch die Korddenier
zwischen dem zentralen Teil und den Schulterteilen variiert
werden.
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In dieser Ausführungsform wird Verfahren (a) eingesetzt.
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In sowohl dem zentralen Teil M als auch den Schulterteilen 5
wird derselbe aromatische Polyamidfaserkord für den
Gürtelkord verwendet. Dieser Kord ist aus zwei oder drei Fäden von
840 bis 1890 Denier hergestellt, um eine 840d/2 - 1890d/2-
Struktur oder eine 840d/3 - 1890d/3-Struktur zu schaffen.
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Zwischen dem zentralen Teil und jedem Schulterteil ist der
Gürtelkord fortgesetzt. Mit anderen Worten, die Gürtellage
11 ist in dieser Ausführungsform aus einem einzelnen Kord
hergestellt, der spiralförmig und kontinuierlich von der
einen Kante zur anderen Kante gewickelt ist.
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Somit ist die Kordzählung im zentralen Teil M auf den
Bereich des 0,6 bis 0,8-fachen derjenigen in den
Schulterteilen 5 eingestellt.
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Im zentralen Teil M besitzt die Kordzählung einen konstanten
Wert von 24 bis 36 pro 5 cm Gürtellagenbreite, und die
Kordquantität beträgt 4320 bis 204120 Denier pro 5 cm
Gürtellagenbreite.
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In den Schulterteilen 5 besitzt die Kordzählung einen
konstanten Wert von 40 bis 45 pro 5 cm Gürtellagenbreite, und
die Kordquantität beträgt 67200 bis 255150 Denier pro 5 cm
Gürtellagenbreite.
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Daher ist die Biegesteifigkeit des zentralen Teils M des
Gürtels 7 kleiner und der Bodenkontakt während des
Geradeauslaufens verbessert. Die Kurvenfahrleistung bei einem
kleinen Schlupfwinkel ist herabgesetzt und die Stabilität
während des Geradeauslaufens verbessert.
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In den Schulterteilen 5 ist dagegen der Sturzdruck
vergrößert, wenn sich der Reifen unter einem großen Sturzwinkel
von 30 bis 45 Grad befindet.
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Als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
es möglich, eine zusätzliche Gürtellage (nicht gezeigt)
radial außerhalb der vorstehend erwähnten Gürtellage 11
anzuordnen. Diese zusätzliche äußere Gürtellage wird
gebildet, indem spiralförmig wenigstens ein Gürtelkord auf die
gleiche Art und Weise, mit Ausnahme der Wickelrichtung, die
umgekehrt zu derjenigen der inneren Gürtellage 11 ist, wie
die innere Gürtellage 11 gewickelt wird.
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Die Gürtelbreite und Struktur und Material des Kords sind
wie bei der inneren Gürtellage 11 vorgesehen.
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Testreifen der Größe 160/60R17 mit der in Fig. 1 gezeigten
Reifenstruktur und den in Tabelle 1 angegebenen
Spezifizierungen
wurden hergestellt und hinsichtlich der folgenden
Leistungsfaktoren getestet:
(1) Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit
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Unter Verwendung eines Trommeltesters mit einer glatten
Oberfläche wurde die Laufgeschwindigkeit alle 24 Stunden in
Schritten von 10 km/h von einer Anfangsgeschwindigkeit von
80 km/h aus erhöht, und die Laufentfernung bis zu einem
Bruch wurde gemessen. Der Innendruck betrug 2,9 kgf/cm² und
die Reifenlast 260 kgf. Die Resultate sind in Tabelle 1
durch einen Index angegeben, der auf dem Referenzreifen 1
als 100 basiert, wobei je größer der Index, destso besser
die Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit ist und über 120
akzeptierbar ist.
(2) Reifenfestigkeit
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Die Festigkeit jedes Reifens wurde durch das Testverfahren
gemäß dem Japanischen Industrie Standard JIS-K6301 gemessen.
Die Resultate sind in Tabelle 1 durch einen Index angegeben,
der auf den auf 100 gesetzten Referenzreifen 1 basiert,
wobei je größer der Index, destso besser die Festigkeit ist
und über 115 akzeptierbar ist.
(3) Geradeauslaufstabilität & Kurvenfahrstabilität
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Während des Fahrens auf einer geraden Teststrecke mit einer
Geschwindigkeit von 240 km/h und einer Strecke mit einem
Radius von 400 Meter mit einer Geschwindigkeit von 180 km/h
wurde die Stabilität von einem Testf ahrer bewertet. Jeder
Testreifen war am Hinterrad angebracht, und ein 120/60R17-
Reifen war am Vorderrad angebracht.
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Die Resultate sind in Tabelle 1 durch einen Index angegeben,
der darauf basiert, daß der Referenzreifen 1 100 beträgt,
wobei je größer der Index, destso besser die Stabilität ist.
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Wie vorstehend beschrieben ist, sind im Motorradreifen gemäß
der vorliegenden Erfindung der Bodenkontakt im zentralen
Teil und die Lenkstabilität verbessert. Des weiteren ist der
Druckermüdungswiderstand in den Schulterteilen vergrößert
und sind die Reifenausdehnung und die Wärmeerzeugung
reduziert, wodurch die Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit
verbessert ist.
TABELLE 1
KARKASSE
Karkassenkord
Material
Denier
Verdrehung (Drehung/10 cm)
Winkel (Grad)
Gürtel
Anz. von Gürtellagen
Lagenstruktur
Gürtelkord
Kordzählung /5 cm
zentraler Teil (M)
Schulterteil (S)
Kordquantitätsverhältnis
TESTERGEVNISSE
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit
Reifenfestigkeit
Stabilität
Geradeauslaufen
Kurvenfahren
Polyester
spiralförmig
Aramid