DE69904369T2 - Motorradreifen mit in umfangsrichtung orientierten verstärkungselementen in der gürtelstruktur - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen, der dazu bestimmt ist, ein Fahrzeug mit zwei Rädern und mehr im einzelnen ein Motorrad auszustatten.
• Wie im Fall aller anderen Reifen trägt man zu einer Radialisierung der Reifen für Motorräder bei, wobei die Architektur solcher Reifen eine Karkassenbewehrung umfaßt, die aus einer oder zwei Lagen von Verstärkungselementen gebildet ist, die zur Umfangsrichtung einen Winkel bilden, der zwischen 75º und 90º liegen kann, wobei radial über der genannten Karkassenbewehrung eine Scheitelbewehrung angebracht ist, die mindestens aus Verstärkungselementen, im allgemeinen aus Textilmaterial, gebildet ist.
• Zahlreiche Architekturen für Scheitelbewehrungen wurden vorgeschlagen, gemäß welchen der Reifen dazu bestimmt ist, entweder an der Vorderseite des Motorrads oder an der Rückseite angebracht zu werden. Eine erste Struktur besteht für die genannte Scheitelbewehrung darin, alleine Umfangsseile zu verwenden, und die genannte Struktur wird im einzelnen näher für die hintere Position verwendet. Eine zweite Struktur, die unmittelbar von Strukturen inspiriert ist, die üblicherweise bei Reifen für Pkws verwendet werden, wurde zum Verbessern der Abnutzungsbeständigkeit verwendet und besteht in der Verwendung aus mindestens zwei Scheitellagen aus Verstärkungselementen, die untereinander in jeder Lage parallel sind, aber von einer Lage zur folgenden unter Bildung spitzer Winkel zur Umfangsrichtung überkreuz laufen, wobei solche Reifen besonders für die Vorderseite von Motorrädern geeignet sind. Radial über den genannten beiden Scheitellagen kann mindestens eine Lage aus Umfangselementen angebracht sein, die im allgemeinen durch wendelförmiges Aufwickeln eines dünnen Bades aus mindestens einem Verstärkungselement erhalten werden, das mit Gummi umhüllt ist. Das Patent FR 2 561 588 beschreibt so eine derartige Scheitelbewehrung, mit mindestens einer Lage, deren Verstärkungselemente zur Umfangsrichtung einen Winkel bilden, der sich zwischen 0º und 8º verändern kann, wobei das Elastizitätsmodul, derartiger Elemente mindestens auf 6 000 N/mm² ansteigt und, zwischen der Karkassenbewehrung und der Lage aus Umfangselementen angeordnet, einer Dämpfungsschicht, die hauptsächlich aus zwei Lagen von Elementen gebildet ist, die unter Bildung von Winkeln, die zwischen 60º und 90º liegen, von einer Lage zur folgenden überkreuz laufen, wobei die genannten, überkreuz laufenden Lagen aus Textil-Verstärkungselementen gebildet sind, die ein Elastizitätsmodul von mindestens 6 000 N/mm² haben.
• Das Dokument EP 0 456 933 A1 rät, um einem Reifen für ein Motorrad eine hervorragende Stabilität bei großer Geschwindigkeit sowie eine hervorragende Eigenschaft der Bodenberührung mitzuteilen, eine Scheitelbewehrung mit mindestens zwei Lagen zu bilden: eine erste Lage, die radial der Karkassenbewehrung nächstgelegen ist, ist aus Seilen zusammengesetzt, die mit einem Winkel ausgerichtet sind, der zwischen 40º und 90º liegt, auf die Umfangsrichtung bezogen, und eine zweite Lage, die der Lauffläche nächstgelegen ist, ist aus Seilen zusammengesetzt, die wendelförmig in der Umfangsrichtung aufgewickelt sind.
• Das Patent US 5 5529 102 beschreibt einen Reifen für Motorräder, über dessen Scheitellagen, die aus Elementen gebildet sind, die mit einem Winkel überkreuz liegen, der zwischen 16º und 30º liegt, eine Lage aus Verstärkungselementen aus aliphatischem Polyamid angebracht ist, die radial sein können. Was das Patent US 5 301 730 angeht, das dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, so schlägt es zum Erhöhen der Motorik eines Reifens für die hintere Position eines Motorrades eine zusammengesetzte Scheitelbewehrung vor, die, wenn man von der radialen Karkassenbewehrung aus zur Lauffläche geht, aus mindestens einer Lage von Elementen besteht, die im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen, sowie aus zwei Lagen von Elementen, die von einer Lage zur folgenden überkreuz liegen, indem sie zur Umfangsrichtung einen Winkel bilden, der zwischen 35º und 55º liegen kann, wobei die Lage aus Elementen, die parallel zur Umfangsrichtung verlaufen, aus Elementen aus aromatischem Polyamid gebildet werden kann, und die Lage aus überkreuz liegenden Elementen aus aliphatischem Polyamid.
• Solche Reifen gestatten gleichzeitig wie mit der Erhöhung der Motorik, gute Geschwindigkeitseigenschaften zu bewahren, was die genannten Reifen besonders für sportliche Prüfungen auf der Rennbahn geeignet macht. Dagegen gestattet die Verwendung von aromatischem Polyamid als Material der Verstärkungselemente der beiden, überkreuz liegenden Lagen in der Scheitelbewehrung für Motorräder nicht, eine Dauerhaftigkeit der genannten Scheitelbewehrung zu erhalten, die mit der längeren Benutzung auf der Straße kompatibel ist: die überkreuz liegenden Verstärkungselemente widerstehen nicht der Ermüdung, und die Anzahl ausgeführter Zyklen ist ungenügend, ohne daß es möglich ist, die Gründe für ein derartiges Versagen festzustellen.
• Die Erfindung hat zum Ziel, solchen Nachteilen abzuhelfen, indem sie die Haltbarkeit von Reifen für Motorräder verbessert, ohne in irgendeiner Weise die anderen Eigenschaften zu verschlechtern, die für die Zufriedenheit der Benutzer notwendig sind, die auf der Straße fahren.
• Gemäß der Erfindung ist ein Motorradreifen, der eine stark konvexe Lauffläche aufweist, die durch zwei Flanken mit geringer Höhe mit zwei Wülsten vereint ist, wobei jeder Wulst durch ein kreisringförmiges, undehnbares Element verstärkt ist, rund um welches eine Karkassenbewehrung verankert ist, die aus Verstärkungselementen aus Textilmaterial gebildet ist, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel bilden, der zwischen 70º und 90º liegt, wobei radial über der genannten Karkassenbewehrung eine Scheitelbewehrung angebracht ist, die aus mindestens einer Lage aus Umfangs-Verstärkungselementen gebildet ist, sowie aus zwei Lagen aus Verstärkungselementen aus Textilmaterial, die von einer Lage zur folgenden überkreuz laufen, wobei sie zur Umfangsrichtung Winkel bilden, die zwischen 65º und 85º liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten, über Kreuz laufenden Elemente Seile aus aliphatischem Polyamid oder aus Polyester sind, deren Elastizitätsmodul über 1 500 MPa liegt, daß die Umfangselemente Seile aus aromatischem Polyamid sind, dessen Elastizitätsmodul auf Zug mindestens 10 000 MPa beträgt, und daß die Lage aus Umfangselementen radial zwischen der Karkassenbewehrung und den beiden Lagen aus überkreuz laufenden Elementen gelegen ist.
• Verstärkungselemente werden Umfangselemente genannt, wenn sie zur Umfangsrichtung einen Winkel bilden, zwischen -5º und +5º liegt.
• Man nennt das Elastizitätsmodul eines Verstärkungselementes das Modul unter Zug eines Verstärkungselementes, das auf dem vulkanisierten Reifen abgenommen ist, wobei das Modul ein Sekantenmodul ist, das für eine relative Dehnung gemessen wird, die zwischen 1% und 5% liegt.
• Die Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung detaillierter und genauer erläutert, die sich auf die Zeichnung bezieht, die eine einzige Fig. 1 aufweist, die nicht einschränkend ein Ausführungsbeispiel darstellt.
• Die Lauffläche (4) des Reifens P mit der Abmessung 180/55 ZR 17 für das Motorrad-Hinterrad ist stark abgerundet und ist mit zwei Wülsten B mittels zweier Flanken (5) vereint. Jeder Wulst B ist durch einen Wulstkern (2) verstärkt, rund um den durch Herumschlagen eine Karkassenbewehrung (1) verankert ist, die aus einer einzigen Lage (1) aus radialen Seilen aus aliphatischem Polyamid gebildet ist, und zwar mit der Bildung von Umschlägen (10). Über der genannten, radialen Karkassenbewehrung (1) ist eine Scheitelbewehrung (3) angebracht, die aus drei Lagen (31, 32, 33) gebildet ist. Die Lage (31), die radial der Drehachse des Reifens nächstgelegen ist, ist eine Lage aus Seilen 167/2 einerseits aus aromatischem Polyamid und andererseits gewissermaßen in Umfangsrichtung verlaufend, wobei der sehr geringe Winkel, den die genannten Seile zur Umfangsrichtung bilden, von der Tatsache herkommt, daß die genannte Lage (31) durch wendelförmiges Aufwickeln von Seilen erhalten wird. Radial auf der Außenseite der Lage (31) sind zwei Lagen (32, 33) aus Seilen aus aliphatischem Polyamid angeordnet, die in jeder Lage (32, 33) zueinander parallel verlaufen und von einer Lage (32) zur folgenden (33) überkreuz laufen, wobei sie zur Umfangsrichtung Winkel α und β bilden, die im beschriebenen Fall einander gleich sind und 75º betragen, wobei die genannten Winkel in der Wirkung leicht voneinander abweichend sein können. Die jeweiligen Breiten L&sub3;&sub1;, L&sub3;&sub2;, L&sub3;&sub3; der Scheitellagen (31, 32, 33) betragen 198 mm, 210 mm und 198 mm (die gemessenen Breiten sind abgewickelte Breiten).
• Der erfindungsgemäße Reifen, wie er oben beschrieben ist, wurde während verschiedener Versuche einerseits mit einem Reifen gleicher Ausbildung verglichen, bei dem aber die beiden überkreuz laufenden Lagen aus Seilen gebildet waren, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 45º bildeten, und andererseits mit einem Reifen, dessen Scheitelbewehrung nur eine Lage aus Umfangselementen aufweist und üblicherweise an der Rückseite eines Motorrades verwendet wird. Die beobachteten, unterschiedlichen Kriterien wurden sowohl durch eine objektive Messung als auch durch eine subjektive Wertung eingeschätzt: ob es sich nun um die Messung oder die Wertung handelt, ist dem Vergleichsreifen jeweils die Note 100 verliehen, dessen Scheitellagen unter 45º verlaufen, wobei die Note, die durch den erfindungsgemäßen Reifen und/oder den üblichen Reifen erhalten wurde, niedriger ist, wenn sich der Reifen als minderwertiger als der Vergleichsreifen erweist, und höher, wenn sich der genannte Reifen als höherwertig gegenüber dem Versuchsreifen erweist. Die Versuche wurden in einem ersten Schritt mit dem selben Vorderreifen durchgeführt, und die Vergleiche zwischen den drei Reifen fanden an der Rückseite des Motorrades statt. Die untige Tabelle I faßt die genannten, ersten Versuche zusammen.
• Wie man feststellen kann, ist die Dauerhaftigkeit des erfindungsgemäßen Reifens recht deutlich erhöht (von einfach auf doppelt) und zeigt sich der Dauerhaftigkeit äquivalent, die mit einem üblichen Hinterreifen erhalten wurde, während er in Bezug auf die letztgenannten einen enormen Vorteil bei der Benutzung auf einer kurvenreichen Bahn aufweist. Im übrigen und in unerwarteter Weise weist der erfindungsgemäße Reifen einen gewissen Vorteil in der Geradlaufstabilität auf, während er gleichzeitig eine gute Kurvenstabilität bewahrt, eine Geradlaufstabilität, die durch einen Schräglauf des Motorrades nach Erregung vom Boden oder Fahrer her erfahren wird. Er weist so den nicht vernachlässigbaren Vorteil hinsichtlich des Komforts auf, der sich besonders durch Stöße ergibt, Rückführungen von dem Boden entstammenden Informationen, die durch den Fahrer am Lenker oder auf Höhe des Sitzes des Motorrades gefühlt werden. Die genannten Vorzüge werden erhalten, ohne daß es einen Verlust in der Geschwindigkeitshaltigkeit gibt.
• Ein Reifen nach der Erfindung wurde an der Vorderseite des Fahrzeugs im Versuch geprüft, während die hintere Lage mit einem auf der Hinterseite üblichen Reifen ausgestattet war, der (90º/0º) genannt wird, und einerseits mit einem üblicherweise an der Vorderseite eines Motorrads verwendeten Reifen verglichen, das heißt, einem Reifen, dessen Scheitelbewehrung aus zwei Lagen zusammengesetzt ist, wobei die Verstärkungselemente für die genannten, beiden Lagen jeweils bezüglich der Umfangsrichtung umter Winkeln von 25º/25º ausgerichtet sind, und andererseits mit einem Reifen, der 90º/0º genannt ist. Die untige Tabelle II faßt die erhaltenen Ergebnisse zusammen, wobei die Beurteilungskriterien in ersichtlicher Weise unterschiedlich sind, was die subjektiven Tests angeht:
• Der erfindungsgemäße Reifen sorgt demnach, wenn er vorne angebracht ist, in unerwarteter Weise für wesentliche und besonders im Komfort geschätzte Fortschritte: insbesondere spürt der Fahrer praktisch nicht die Rotationsschwingungen in der Lenkstange oder dem Vorderrad, Schwingungen, die früher die Fahrt sehr gefährlich und schwierig machten, da ja die Abnutzungsbeständigkeit nicht zu Nachteilen führt und das Standhalten bei großer Geschwindigkeit verbessert ist.
• Die Kombination der Merkmale der erfindungsgemäßen Reifen führt zu einem Kompromiß von Eigenschaften, die zur Benutzung auf der Straße besser geeignet sind, ohne daß man deshalb die Leistungen dieser Art von Scheitelarchitektur benachteiligt, die die Abnutzungsbeständigkeit und das Standhalten bei großer Geschwindigkeit sind.

Claims (6)

1. Motorradreifen, der eine stark konvexe Lauffläche (4) aufweist, die durch zwei Flanken (5) mit geringer Höhe mit zwei Wülsten B vereint ist, wobei jeder Wulst B durch ein kreisringförmiges, undehnbares Element (2) verstärkt ist, rund um welches eine Karkassenbewehrung (1) verankert ist, die aus Verstärkungselementen aus Textilmaterial gebildet ist, die mit der Umfangsrichtung einen Winkel bilden, der zwischen 70º und 90º liegt, wobei radial über der genannten Karkassenbewehrung (1) eine Scheitelbewehrung (3) angebracht ist, die aus mindestens einer Lage (31) aus Umfangs-Verstärkungselementen gebildet ist, wobei diese letztgenannte radial zwischen der Karkassenbewehrung (I) und der Lage (33) der Scheitelbewehrung (3) gelegen ist, die radial am weitesten außenliegt, und wobei sich die Scheitelbewehrung (3) außerdem aus zwei Lagen (32, 33) aus Verstärkungselementen aus Textilmaterial zusammensetzt, die von einer Lage zur folgenden überkreuz laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten, über Kreuz laufenden Elemente zur Umfangsrichtung Winkel bilden, die zwischen 65º und 85º liegen.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente der Lagen (32, 33), die unter Winkeln ausgerichtet sind, die zwischen 65º und 85º liegen, Seile sind, deren Elastizitätsmodul größer ist als 1500 MPa.

3. Reifen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangselemente der Lage (31) Seile sind, deren Zug-Elastizitätsmodul mindestens 10000 MPa beträgt.

4. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente der Lagen (32, 33) Seile aus aliphatischem Polyamid oder aus Polyester sind.

5. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangselemente der Lage (31) Seile aus aromatischem Polyamid sind.

6. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (31) aus Umfangs-Verstärkungselementen zwischen der Karkassenbewehrung und den Lagen (32, 33) aus Elementen aus Textilmaterial liegt, die von einer Lage zur folgenden überkreuz liegen.