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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Notlaufreifensystem für Motorräder und insbesondere auf einen
zwischen Reifen und Schlauch eingesetzten Puffer, der den Widerstand
gegen ein Durchstechen erhöhen
und die Notlaufeigenschaften verbessern kann.
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An Motorrädern, insbesondere an Sportmaschinen
wie etwa Geländemaschinen
oder Motocross-Maschinen, werden Reifen mit einem relativ niedrigen
Druck im Vergleich zu Zweirädern,
die auf der Straße
gefahren werden, verwendet. Im Ergebnis wird die Eingriffskraft
zwischen den Wülsten
des Reifens und den Wulstsitzen der Radfelge verringert, weshalb
ein Entweichen von Luft auftreten kann. Deshalb werden die Reifen
gewöhnlich
in Verbindung mit einem Schlauch verwendet.
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Wenn ein solcher Reifen einer übermäßigen Reifenlast
unterliegt, wird die Reifenverformung infolge des niedrigen Drucks
unangemessen groß und
stößt der Laufstreifengummi
gelegentlich durch den Schlauch hindurch an die Felge. Wenn scharfe
oder spitze Gegenstände
wie etwa Steine, Fels, Schotter und dergleichen vorhanden sind,
kann der Laufstreifengummi durch diese zerschnitten und der Schlauch
manchmal durchstochen werden.
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Als Gegenmaßnahmen wurden vorgeschlagen,
1) die Laufstreifengummidicke zu erhöhen, 2) die Schlauchdicke zu
erhöhen
oder 3) das Innere des Reifens mit Polyurethanschaum anstatt mit
einem Schlauch zu füllen.
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Jedoch verschlechtern die Maßnahmen
1) und 2) die Lenkstabilität
und den Fahrkomfort stark, wobei es schwierig ist, Durchstiche gänzlich zu
verhindern. Bei der Maßnahme
3), bei der Polyurethan in den Reifen gepresst wird, ist es sehr
schwer, den Reifen auf der Felge zu montieren, wobei das Polyurethan
während
der Fahrt Wärme
entwickelt und zum Zerfließen
neigt.
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Der obenerwähnte herkömmliche Schlauch wird im folgenden
Standardschlauch genannt, um ihn von einem bei dieser Erfindung
verwendeten Schlauch zu unterscheiden.
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Zur Lösung dieser Probleme haben
wir in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen JP-A-3-231008,
JP-A-3-292206 und JP-A-8-164719, die dem Oberbegriff von Anspruch
1 entspricht, vorgeschlagen, Schaumgummi als Puffer zu verwenden
und den Schlauch darin einzupacken.
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Die vorliegende Erfindung wurde auf
der Grundlage jener Vorschläge
erarbeitet, um die Notlaufeigenschaften und die Haltbarkeit eines
Puffers weiter zu verbessern.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Notlaufreifensystem für Motorräder zu schaffen, bei dem die
Haltbarkeit eines Puffers und die Notlaufeigenschaften verbessert
sind.
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Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung
ein Notlaufreifensystem für
ein Motorrad, wie es in Anspruch 1 angegeben ist. Weitere Merkmale
des Notlaufreifensystems sind in den Ansprüchen 2 bis 6 offenbart.
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Die Erfindung umfasst außerdem Puffer
für das
oben angegebene Notlaufreifensystem.
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Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung im Detail und in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, worin:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Baueinheit aus einem Reifen, einer Radfelge,
einem Puffer und einem Schlauch im nicht aufgepumpten Zustand ist,
die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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2 den
Puffer in seinem freien Zustand, eine Baueinheit aus dem Reifen,
der Radfelge, dem Puffer und einem Standardschlauch im normgemäß aufgepumpten
Zustand und dieselbe Baueinheit im nicht aufgepumpten Zustand unter
gegenseitiger Überlappung
zeigt.
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Das Notlaufreifensystem von 1 umfasst einen Reifen 2,
einen Puffer 6 und einen Schlauch 5.
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Der Reifen 2 ist ein Luftreifen
für Motorräder, der
einen Laufstreifenabschnitt T, ein Paar Wustabschnitte B und
ein Paar Seitenwandabschnitte S umfasst und dessen maximale
Querschnittsbreite zwischen den Laufstreifenkanten liegt. Der Reifen
besitzt eine Karkasse, die beispielsweise durch wenigstens eine
Lage aus organischen Faserkorden verstärkt ist. (nicht gezeigt) In
diesem Beispiel besteht der Laufstreifenabschnitt T aus Blöcken (b),
die ein Blockprofil schaffen, das für das Fahren abseits der Straße geeignet
ist.
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Im folgenden wird ein abgeschlossener
Ringraum 4, der bei einem auf einer Radfelge 3 montierten Reifen 2 von
der Innenfläche
des Reifens 2 und der Innenfläche der Felge 3 umschlossen
wird, Reifenhohlraum genannt.
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Die Radfelge ist eine Standardfelge,
die ein Paar Felgenhörner 3b,
ein Paar Wulstsitze 3a und zwischen den Wulstsitzen 3a ein
Felgenbett 3c umfasst. Hier ist die Standardfelge die in
JATMA, unter "Measuring Rim" in ETRTO, unter "Design Rim" in TRA
oder dergleichen spezifizierte "Standardfelge". Der Normdruck, auf den
später
hingewiesen wird, ist der "maximum air pressure" in JATMA, der "Inflation
Pressure" in ETRTO oder der in der Tabelle "Tyre Load Limits at
Various Cold Inflation Pressures" in TRA oder dergleichen angegebene höchstzulässige Druck.
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Der Puffer 6 ist ein Ringkörper aus
einem elastischen, geschlossenzelligen Material, das vorzugsweise ein
spezifisches Gewicht von 0,1 bis 0,35 aufweist, wobei die Oberfläche eine
JIS-C-Härte
(HS) von 10 bis 35 Grad, vorzugsweise von 10 bis 30 Grad, besitzt.
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Als elastisches, geschlossenzelliges
Material wird vorzugsweise Schaumgummi verwendet, dessen Expansionsverhältnis im
Bereich von 400 bis 1500% und vorzugsweise von 400 bis 1100% liegt.
Als Gummimaterial werden deshalb vorzugsweise Butylkautschukverbindungen
wie etwa Butylkautschuk, Brom-Butylkautschuk, Halogen-Butylkautschuk
und dergleichen verwendet. Die geschlossenen Zellen werden unter
Verwendung eines Formungsmittels zusammen mit anderen Zusatzstoffen,
Verstärkungsmitteln
und dergleichen während
der Vulkanisation gebildet.
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Wenn das Expansionsverhältnis des
Puffers 6 kleiner als 400% ist, nimmt das Stoßabsorptionsvermögen ab und
verschlechtert sich der Fahrkomfort. Wenn das Expansionsverhältnis größer als
1500% ist, wird der Puffer 6 zu weich und nimmt die Reifensteifigkeit
ab. Somit geht die Fahrstabilität
verloren, ferner kann die Wärmeerzeugung
zunehmen.
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Der Puffer 6 ist an seiner
radial inneren Oberfläche 6i mit
einer breiten und tiefen Rille 6a versehen, die in Umfangsrichtung
verläuft
und einen Hohlraum bildet, in den der Schlauch 5 eingesetzt
wird. Die Rille 6a besitzt einen U-förmigen Querschnitt, während der
Puffer 6 eine bezüglich
des Äquators
C symmetrische Ringform besitzt. Der ringförmige Puffer 6 kann
beispielsweise hergestellt werden, indem ein Material zu einem einteiligen
Ringkörper
gegossen wird, indem ein gerades Material gebogen wird, wobei dessen
Enden zu einem Ring geschlossen werden, und indem mehrere Segmente
zu einem Ringkörper
verbunden werden.
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Der Schlauch 5 ist aus einer
gasundurchlässigen
Gummimischung beispielsweise mit einer Butylkautschukbasis hergestellt.
Die Größen, der
Durchmesser und die Querschnittsfläche sind im Vergleich zum Standardschlauch
für die
Reifengröße wesentlich
kleiner.
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Wie in 1 gezeigt
ist, wird der Puffer 6 in den Reifen 2 geschoben;
der Schlauch 5 wird in die umlaufende Rille 6a des
Puffers 6 eingelegt; und der Reifen 2 wird auf
die Radfelge 3 montiert. Danach wird der Schlauch 5 auf
den Betriebsdruck (beispielsweise etwa 0,7 bis 1,5 kg/cm2) aufgepumpt. Der aufgepumpte Schlauch 5 drückt gegen
die Oberfläche
der Rille 6a und somit gegen den Puffer 6, wobei
die Außenseite
des Puffers 6 an der Innenseite des Reifens 2 anliegt
und gegen diese drückt,
so dass der Reifen 2 in seinen normalen Betriebszustand
aufgebläht
wird.
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Wie oben erläutert wurde, soll der Puffer 6 in
den Reifenhohlraum 4 eingesetzt werden, jedoch unterscheidet
sich seine Außenform,
wie in 2 gezeigt ist,
bewusst von der Innenform der Reifen- und Felgenbaueinheit oder
des Reifenhohlraums.
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In 2 ist
der Puffer 6 zum einfachen Vergleich in seinem freien Zustand
gezeigt, in dem er die Reifen- und Felgenbaueinheit mit einem Standardschlauch überlappt.
Die Baueinheit betreffend ist auf der rechten Seite des Reifenäquators
C eine Querschnittsform im nicht aufgepumpten Zustand, in dem das
Luftventil des Standardschlauchs ausgelöst ist, gezeigt, während auf
der linken Seite des Reifenäquators
C die Querschnittsform im aufgepumpten Zustand, in dem der Standardschlauch
auf den Normdruck aufpumpt ist, gezeigt ist.
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Der maximale Außendurchmesser D des Puffers 6 im
freien Zustand liegt im Bereich des 0,90- bis 1,0fachen und vorzugsweise
des 0,90- bis 0,97fachen des maximalen Durchmessers dd des Reifenhohlraums 4 der
Baueinheit im nicht aufgepumpten Zustand (rechte Seite in 2). Das heißt, dass
D/dd 0,90 bis 1,0 und vorzugsweise 0,90 bis 0,97 ist.
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Wenn D/dd kleiner als 0,90 ist, nimmt
der Kontaktdruck zwischen dem Puffer 6 und dem Reifen 2 im Laufstreifenabschnitt
T ab, wenn der Schlauch 5 durchstochen wird, nimmt die
Wärmeentwicklung
durch Reibung dazwischen zu, so dass die Temperatur ansteigt, und
nimmt die Haltbarkeit stark ab. Wenn D/dd größer als 1,0 ist, nimmt die
Wärmeentwicklung
durch innere Reibung des Puffereinsatzes zu und nimmt eventuell
die Haltbarkeit ab.
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Die maximale Querschnittsbreite W
des Puffers 6 im freien Zustand liegt im Bereich des 1,05-
bis 1,2fachen der maximalen Querschnittsbreite Wi des Reifenhohlraums 4 der
Baueinheit im aufgepumpten Zustand (linke Seite in 2). Das heißt, dass W/Wi 1,05 bis 1,2
ist.
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Wenn W/Wi kleiner als 1,05 ist, wird
die Kompression des Puffers 6 in den Seitenwandabschnitten
S unzureichend, wenn der Schlauch durchstochen wird. Im Ergebnis
ist es schwierig, für
eine ausreichende Unterstützung
der Seitenwandabschnitte zu sorgen, was das Belastungsvermögen, das
Stoßabsorptionsvermögen und
die Haltbarkeit herabsetzt. Wenn W/Wi größer als 1,2 ist, nimmt eventuell
die Wärmeentwicklung
zu und nimmt die Haltbarkeit ab.
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Die Gesamtquerschnittsfläche S des
Puffers 6 im freien Zustand liegt im Bereich des 1,0- bis 1,15fachen
der Querschnittsfläche
Sd des Reifenhohlraums 4 der Baueinheit im nicht aufgepumpten
Zustand. Das heißt,
dass S/Sd 1,0 bis 1,15 ist.
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Wenn S/Sd kleiner als 1,0 oder größer als
1,15 ist, nimmt die Haltbarkeit des Puffers 6 ab.
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Wie in 2 gezeigt
ist, ist hier die Gesamtquerschnittsfläche S die Summe aus der wirklichen-Querschnittsfläche des
Puffers 6 und jener der Rille 6a, die als Fläche, die
durch den Umriss des Puffers 6 und eine zwischen den radial
innersten Punkte 6b gezogene Gerade L definiert
ist.
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Ferner ist der an den radial innersten
Enden 6b gemessene Innendurchmesser des Puffers 6 im
freien Zustand so festgelegt, dass er kleiner als der Durchmesser
an der Wulstgrundlinie BL des Reifens oder der Felgendurchmesser
ist, wodurch verhindert wird, dass die Wulstabschnitte B an der
Felge durchscheuern.
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Die folgende Tabelle 1 zeigt die
Ergebnisse einer Haltbarkeitsprüfung.
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Die Haltbarkeitsprüfung wurde
unter Verwendung einer Reifenprüftrommel
durchgeführt.
Der Testreifen wurde bei einer Geschwindigkeit von 65 km/h und bei
einer Reifenlast von 100 kgf gefahren, wobei die Fahrstrecke, bis
eine ungewöhnliche
Vibration auftrat, gemessen wurde.
Testreifen: 110/90-19-Motorradreifen
Radfelge:
19 × 2,15-Standardfelge
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Anhand der Prüfung bestätigte sich, dass Beispiele
gemäß der vorliegenden
Erfindung hinsichtlich der Notlaufeigenschaften und der Haltbarkeit
verbessert werden konnten.
