DE69921006T2

DE69921006T2 - Reifen mit hoher Querkrümmung, insbesondere für Zweirad-Fahrzeug

Info

Publication number: DE69921006T2
Application number: DE69921006T
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Armellin
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: DE69921006D1; KR100572048B1; EP0950546B1; BR9901266A; TW461860B; ATE279327T1; JPH11321218A; ES2230760T3; EP0950546A1; KR19990083264A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reifen mit einem hohen Querkrümmungskoeffizienten, insbesondere zum Anbringen an Motorrädern.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Reifen für Zweiradfahrzeuge, bei denen der Querkrümmungskoeffizient, der auf jeden Fall einen Wert von nicht weniger als 0,15 hat, bei dem Vorderreifen größer ist als bei dem entsprechenden Hinterreifen.
Ganz speziell bezieht sich die Erfindung auf Reifen, die eine Karkasse mit einem Gürtelaufbau und vorzugsweise ein Querschnittsverhältnis (H/C) ≤ 80% haben und/oder an einer Montagefelge mit einer Breite angebracht sind, die ≥ 60% der Nennsehne des Reifens ist.
Reifen für Motorräder haben gewöhnlich eine torusförmige Karkasse mit einer zentralen Umfangskrone und zwei Seitenwänden, die in einem Paar von Wulsten für das Festlegen des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge enden, eine Lauffläche, die sich koaxial um die Umfangskrone herum erstreckt, sowie einen Gurtaufbau, der zwischen der Karkasse und der Lauffläche angeordnet ist.
Die Karkasse hat ihrerseits wenigstens eine Lage aus gummiertem Gewebe, die mit Verstärkungskorden versehen ist, die darüber hinaus textile Korde sind.
Die textilen Korde werden durch eine numerische Abkürzung kenntlich gemacht, die die Feinheit der verwendeten Faser und die Zahl der Litzen wiedergibt, die zur Bildung des Kords beitragen. Unter "Litze" ist ein Fadenbündel oder sind Einzelfäden zu verstehen, die miteinander verdrillt sind. Unter "Feinheit" ist das Gewicht in Gramm einer Faserlänge von 10.000 m, ausgedrückt in dtex-Einheiten, zu verstehen.
Wenn ein Zweiradfahrzeug eine gekrümmte Bahn durchläuft, neigt es sich bekanntlich an der Seitenwand innerhalb der Kurve mit einem Winkel, der Sturzwinkel genannt wird und dessen Wert bezogen auf die Ebene senkrecht zum Boden einen Wert erreichen kann, der so groß wie 65° ist. Diese Neigung erzeugt an dem Teil des Reifens einen (Querneigungs-)Druck, der der Zentrifugalkraft entgegenwirkt, die auf das Fahrzeug wirkt.
Bekannt ist auch, dass bei Zunahme der Geschwindigkeit und Abnahme des Krümmungsradius der Bahn die Fahrzeugneigung allein nicht länger ausreicht, um die Wirkung der Zentrifugalkraft auszugleichen und dadurch die Laufstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten. Es wird eine Zunahme des von den Reifen ausgeübten Drucks erforderlich. Diese Zunahme erhält man durch Ändern der Fahrzeuglage mit einem Manöver, das von dem Fahrer über die Lenkstange ausgeführt wird und das bei den Fachleuten üblicherweise als "Drucksteuern" bekannt ist, d.h. durch Neigen der Rollebene des Vorderreifens bezogen auf die Richtung, die tangential zur gekrümmten Bahn bei einem Winkel ist, der "Rutschwinkel" genannt wird und in die entgegengesetzte Richtung zur Krümmung der Bahn gerichtet ist.
Dies erzeugt einen Gesamtdruck, der die Summe aus dem Sturzdruck, der sich aus der Neigung der Äquatorialebene des Reifens bezüglich der Vertikalen ergibt, und einem Rutschdruck ist, der durch die Winkeländerung der Rollebene des Vorderrads verursacht wird.
Der dem Rutschdruck zuzuschreibende Wert hängt von den Bau- und Leistungsmerkmalen des Vorderreifens ab, d.h. von der Beziehung, die der Reifen zwischen dem Wert des Rutschwinkels und dem des Rutschdrucks in Kombination mit seinem Sturzdruck und dem von dem Hinterreifen ausgeübten Druck ausdrücken kann.
Zur Einstellung der Lenkung eines Motorrads bei den vorstehenden Bedingungen wird insbesondere bevorzugt, die baulichen Eigenschaften des Reifens zu modifizieren, die durch den Aufbau und die zugehörigen Gurtverstärkungselemente wiedergegeben werden.
Ein bekannter Reifen für Motorräder hat einen Karkassenaufbau, der aus einem Paar von gummierten Gewebelagen gebildet wird, die durch Korde verstärkt sind, die symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene des Reifens geneigt sind, und der üblicherweise als Querlagenkarkasse bekannt ist, und gegebenenfalls einem Gurtaufbau, der ebenfalls mit Paaren von gummierten Gewebestreifen mit Korden ausgebildet ist, die im Winkel sowohl bezüglich der Äquatorialebene des Reifens als auch bezüglich seiner Umfangsrichtung angeordnet sind.
Der oben erwähnte Aufbau ist in der Lage, beträchtliche Sturzdrucke zu erzeugen, führt jedoch zu Problemen hinsichtlich Komfort, Stabilität und Straßenhaftung des Fahrzeugs sowie Ermüdung seitens des Fahrers, verursacht durch die übermäßige Steifigkeit dieser Reifen.
Diese Nachteile wurden teilweise durch einen Reifen überwunden, der kürzlich auf dem Markt erschien und der eine Gürtelkarkasse hat, die mit einem Gurtaufbau kombiniert ist, der aus Korden aus Textil oder Metall besteht. Insbesondere ist der Reifen für den Einsatz als Hinterrad mit einem Gurtaufbau versehen, der, manchmal auch ausschließlich, eine Wickelanordnung von Korden hat, die vorzugsweise aus Metall bestehen und in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, während der Reifen für den Einsatz an dem Vorderrad den Gurtaufbau mit radial aufeinander gelegten Streifen von geneigten Korden, wie oben angegeben, beibehält.
Dieses Paar von Reifen hat die Situation vom Gesichtspunkt des Fahrkomforts und der Stabilität, insbesondere während des Fahrens auf geraden Straßen, zweifellos verbessert.
Die Verbesserung des Verhaltens auf geraden Straßen hat jedoch zu einem neuen Problem geführt, das darin besteht, dass die Gürtelkarkasse des Reifens in Kombination mit einem Gurt von Korden, die am Umfang (mit 0°) angeordnet sind, beim Durchfahren von Kurven nicht immer in der Lage ist, einen Sturzdruck zu erzeugen, der für Anforderungen geeignet ist, die auch die zunehmend höheren Leistungen von Fahrzeugen berücksichtigen.
Genauer gesagt, stellt der Hinterreifen einen Druck bereit, der quantitativ kleiner ist als der des Vorderreifens und qualitativ verschieden von ihm ist, d.h. er ist von linearer anstatt von einer gekrümmten Art, wobei diese Tatsache das Lenken des Fahrzeugs durch Kurven noch kritischer macht.
Andere Reifen für Motorräder sind zusammen mit ihren baulichen Eigenschaften beispielsweise in den europäischen Patentanmeldungen EP 756,949 und EP 808,730 im Namen der Anmelderinnen beschrieben, worauf für weitere genauere Einzelheiten Bezug genommen wird.
Die EP 808 730 offenbart einen Reifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Patentanmeldung EP 756,949 beschreibt einen Reifen, insbesondere zur Verwendung an Vorderrädern, der eine zweilagige Gürtelkarkasse, die Nylonkorde mit einer Feinheit von 940/2 dtex enthält, und zwei radial aufeinander gelegte Gurtstreifen hat, die mit Nylonkorden mit einer Feinheit von 940/2 dtex gebildet werden, die in den beiden Streifen und bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens einander symmetrisch schneidend angeordnet sind. Der Gurtaufbau hat weiterhin eine radial äußere Schicht aus Stahlkorden mit den baulichen Eigenschaften 3×4×0,20 HE HT, wobei die Korde mit einer Dichte verteilt sind, die von der Mitte zu den Enden des Gurts fortlaufend zunimmt.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 860 302 , die nach dem Datum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, bezieht sich auf einen Luftreifen, dessen Karkasse aus Korden hergestellt ist, die besondere viskoelastische Eigenschaften haben, um eine verbesserte Fahrleistung zu geben. Jeder der Karkassenkorde hat einem komplexen Elastizitätsmodul E* (kg_f) und einen Verlustfaktor von tan delta, der den folgenden Bedingungen genügt: tan delta > 0 tan delta ≤ 0,001 × E* – 0,173 tan delta ≤ –0,0003 × E* + 0,174 E ≤ 340bei einer Temperatur von 120°C.
Vorzugsweise sind die Korde Aramidkorde, deren Feinheitsgrad weniger als 100 dtex/2 beträgt. Bei den Beispielen liegt die Dichte der Korde in dem Gewebe bei 36 Korden/5 cm, d.h. 72 Korden/dm.
Diese Anmeldung ist relevant für die Vertragsstaaten DE und GB.
Nach der in dieser Patentanmeldung beschriebenen Lösung ist es grundsätzlich möglich, einen Gurt zu erhalten, der gleichzeitig in der Mitte flexibel ist, um die Vibrationen aufgrund der Rauigkeiten des Bodens zu absorbieren und zu dämpfen, und seitlich starr ist, so dass merkliche Schlupfdrucke erzeugt werden, indem ein Mittelteil, das hauptsächlich mit Korden von null Grad in Kombination mit einer niedrigen Dichte oder vollständigem Fehlen von in der Querrichtung ausgerichteten Verstärkungselementen versehen ist, und zwei Seitenabschnitte gebildet werden, die beide mit Korden von null Grad und mit Verstärkungen versehen sind, die in einer sich schneidenden Richtung bezüglich der Äquatorialebene ausgerichtet sind.
Diese Reifen haben, verglichen mit Reifen, die eine zweilagige Gürtelkarkasse aus Nylon 940/2 dtex und einem einzigen Paar von Gurtstreifen mit Korden haben, die sich miteinander in den beiden Streifen schneiden, bessere Ergebnisse bezüglich der Kapazität der Absorption der Rauigkeit der Straßenoberfläche (Kontaktfühlung), des Verhaltens des Fahrzeugs (leichtes Handling) und der Anhalteentfernung (Bremskapazität) ergeben.
Die Patentanmeldung EP 808,730 beschreibt ein Paar von Reifen für Motorräder, d.h. einen Vorderreifen und einen Hinterreifen.
Insbesondere hat der Vorderreifen eine zweilagige Gürtelkarkasse mit textilen Korden aus einem Material mit einer höheren Feinheit als das des Reifens nach der vorhergehenden Anmeldung, d.h. Rayon 1220/2 dtex anstatt Nylon 940/2 dtex.
Der Gurt besteht aus einer radial äußeren Schicht aus Metallkorden, die am Umfang ausgerichtet sind und eine axial variable Dichte haben, sowie aus einer radial inneren Schicht, die aus einer Mischung besteht, die mit Aramidpaste verstärkt ist, die in Umfangsrichtung ausgerichtet ist.
Der Hinterreifen hat seinerseits eine zweilagige Gürtelkarkasse mit Korden aus Nylon mit einer Feinheit von 1400/2 dtex sowie eine Gurtschicht mit Metallkorden, die am Umfang ausgerichtet und mit einer konstanten Dichte verteilt sind.
Diese Paare von Reifen wurden mit Paaren von herkömmlichen Reifen verglichen, bei denen die Vorderreifen eine zweilagigen Nylongürtelkarkasse und einen Gurtaufbau haben, der aus einem Paar von gummierten Gewebestreifen mit Aramidkorden besteht, die symmetrisch bezüglich einander in den beiden Streifen geneigt sind, während die Hinterreifen eine doppellagige Nylonkarkasse und einen Gurt mit Umfangskorden aus Aramid haben.
Das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Paar von Reifen gemäß dieser letzteren Patentanmeldung und denjenigen nach dem Stand der Technik stellt auch Verbesserungen heraus, insbesondere hinsichtlich des Vermögens, die Rauigkeit der Straßenoberfläche zu absorbieren, der Straßengängigkeit und des Anhalteabstands.
Insbesondere hat bei dieser Lösung während des Durchfahrens von Kurven der Vorderreifen eine Leistung, die qualitativ identisch zu der des hinteren Reifens ist, d.h. vom Lineartyp ist. Als Folge hat das Fahrzeug hinsichtlich Lenkung ein neutrales Verhalten, was das Problem löst, das mit einem Paar von Reifen der bekannten Art entsteht, und im Wesentlichen aus einem Übersteuern des Fahrzeugs aufgrund der Unfähigkeit des Hinterreifens besteht, der Zentrifugalkraft bei Vorhandensein des Vorderreifens entgegenzuwirken, der in der Lage ist, einen Sturzdruck zu entwickeln, der ausreicht, um die Zentrifugalkraft auszugleichen, was die Tendenz zur Folge hat, dass das Kraftfahrzeug zur Außenseite der Kurve schleudert.
Deshalb zeigt der gegenwärtige Stand der Technik die Richtung für die Forschung zu weiteren Verbesserungen beim Einsatz von Gurten an, die wenigstens eine Schicht von Metallkorden, die mit einem Winkel von im Wesentlichen null bezogen auf die Äquatorialebene angeordnet und mit einer axial variablen Dichte verteilt sind, in Kombination mit Karkassen aufweist, die aus gummiertem Gewebe hergestellt sind, die textile Verstärkungskorde mit einer Feinheit aufweisen, die zunehmend höher ist als die eines Nylongewebes mit Korden mit einer Feinheit von 940/2 dtex, und somit von Geweben, die stärker sind, jedoch auch ein zunehmendes Gewicht haben.
Dies vorausgeschickt, zwingen die gegenwärtigen Forderungen der Motorradhersteller die Forschung zu weiteren Verbesserungen bei den Reifen, um eine größere Fahrstabilität des Fahrzeugs, eine besseres Haftung des Reifens am Boden und insbesondere ein besseres Handling des Fahrzeugs zu erreichen, natürlich ohne alle anderen Leistungscharakteristika beim Fahren nachteilig zu beeinflussen.
Insbesondere besteht ein zunehmendes Bedürfnis nach einem leichteren Handling, um die Leistung des Fahrzeugs auf Mischfahrbahnen zu verbessern, die aus Kurven in jeder Richtung bestehen, die sich mit geraden Abschnitten abwechseln, und insbesondere nach Reifen, die wettbewerbsfähig sein sollen, in dem angestrengten Versuch, Fahrbahnrundenzeiten in Versuchen und Rennen zu verringern.
Diesem Bedürfnis kann dadurch genügt werden, dass die Verformbarkeit der Reifenkarkasse verringert und ihre Steifigkeit erhöht wird, um so eine schnellere Übertragung der Kräfte zwischen der Radnabe und dem Boden durch die Karkasse zu ermöglichen, was jedoch zu einer Verringerung des Komforts auf geraden Strecken führt, was, wie erwähnt, vermieden werden muss.
Indem sie den Lehren des Standes der Technik folgten, dachten die Anmelderinnen daran, die Karkassen zu verwenden, die von Geweben mit Korden hoher Feinheit gebildet werden, was beste Ergebnisse erzeugt hat bei dem Versuch, die Leistungsqualität des Reifens mit weiteren Modifizierungen anderer Bauteile zu sichern und möglicherweise weiter zu steigern.
Zur Verbesserung des Handlings dachte man anfänglich daran, mit der Verwendung von Karkassen mit Rayonkorden mit hoher Feinheit und der Verwendung einer größeren Höhe für die Rückfaltungen in den Seitenwänden sowie einer Füllung mit einer Kautschuk mischung, die eine Härte hat, die größer ist als die herkömmlich verwendete, fortzufahren. Die der Karkasse verliehene größere Steifigkeit führte, obwohl eine bestimmte Verbesserung bezüglich des Handlings erzeugt wurde, zu Vibrationen (oder Flattern) während des Fahrens mit der Folge eines Stabilitätsverlusts des Fahrzeugs, eines Komfortverlusts und einer kürzeren Lebensdauer des Reifens aufgrund eines unregelmäßigen Verschleißes des Laufflächenbandes.
Während man die Rayonkarkasse unverändert beibehielt, konzentrierte sich die Forschung auf das Auffinden eines Gemisches für die Lauffläche, die einen hohen Elastizitätsmodul hat, um zu einer größeren Steifigkeit des Reifens gleichzeitig mit einer besseren Bodenhaftung beizutragen.
Während der Durchführung verschiedener Vergleichsversuche hat sich gezeigt, dass ein Reifen, der willkürlich unter Verwendung eines Karkassengewebes hergestellt wurde, das im Lager vorhanden war und Textilkorde mit einer Feinheit von 550/2 dtex enthielt, eine beträchtliche Verbesserung in der Leistung hinsichtlich der Zeit zum Abschließen einer Fahrbahnrunde verglichen mit einem Reifen erzeugte, von dem man bisher annahm, dass er die beste Leistung bietet, und der ein Karkassengewebe hatte, das mit Rayonkorden mit höherer Feinheit versehen war, während die gleichen Niveaus hinsichtlich Komfort und Ansprechvermögen beibehalten wurden.
Das erhaltene Ergebnis kam deshalb völlig unerwartet, da es im Gegensatz dazu stand, was die Verbesserungen nach dem Stand der Technik ergaben und was logisch vorhersagbar war.
Die danach folgende Analyse hinsichtlich der positiven Art des Ergebnisses schloss eine detaillierte Identifizierung der strukturellen Teile des Gewebes und seiner Eigenschaften ein.
Das Ergebnis, das diese Verbesserung erreicht, wurde als eine Art identifiziert, die bereits in der anhängigen Patentanmeldung 97EP-830499.6 im Namen der gleichen Anmelderinnen bezogen auf Kraftfahrzeugreifen beschrieben wurde, die mit einer Karkasse versehen sind, die Korde mit einer geringen Feinheit hat und insbesondere aus PEN bestehen. Diese Anmeldung wurde nach dem Datum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht.
Das Gewebe war auf eine Reduzierung des Gewichts der Kraftfahrzeugreifen gerichtet.
Die Tatsache, dass dieses Gewebe mit Korden mit niedriger Feinheit anfänglich nicht als möglicher Verbesserungsfaktor bei einem Kraftfahrzeugreifen erkannt wurde, kann durch das unterschiedliche Verhalten in Kurven der beiden Arten von Reifen (für Autos bzw. Motorräder) erklärt werden, wobei das vorstehend erwähnte Gewebe keine besonders interessierenden Eigenschaften in Autoreifen zeigte, abgesehen von seinem geringen Gewicht.
Tatsächlich bleibt ein Kraftfahrzeugreifen in Kurven im Wesentlichen in Kontakt mit dem Boden auf seiner gesamten axialen Erstreckung, und seine Leistungseigenschaften hängen hauptsächlich von den Eigenschaften des Gurtaufbaus ab, wie es durch die "bohnenförmigen" Verformung der Eindrückfläche des Reifens demonstriert wird, die im Falle von Kraftfahrzeugreifen vollständig fehlt.
Das Kraftfahrzeug folgt einer gekrümmten Bahn in unterschiedlichen Weise, wobei die Äquatorialebene des Reifens mit Winkelwerten geneigt wird, die bezogen auf die vertikale Linie zum Boden ziemlich groß sind. Die Eindrückfläche des Reifens wird nicht in einer "bohnenförmigen" Weise verformt, sondern axial aus der Äquatorialebene zu den Enden der Lauffläche und zurück beim Einfahren in die Kurve und beim Herausfahren aus der Kurve verschoben.
Diese Verschiebung der Eindrückfläche in Kombination mit der Neigung der Rollebene des Reifens erfordert eine angehobene Krümmung der Lauffläche, um beim Durchfahren einer Kurve zu verhindern, dass die Seitenwand des Reifens in Kontakt mit der Straße kommt.
Aus diesem Grund hat ein Motorradreifen eine Querkrümmung, die größer sein muss als die eines Kraftfahrzeugreifens. Im Falle des ersteren ist der Querkrümmungskoeffizient üblicherweise größer als 0,15, während er im zweiten Fall kleiner als 0,05 ist.
Darüber hinaus ist bekannt, dass zur Erzielung einer guten Stabilität und einer guten Manövrierbarkeit des Fahrzeugs der Vorderreifen eine kleinere Querschnittsbreite und somit eine größere Querkrümmung der Lauffläche, vorzugsweise größer als die Querkrümmung des entsprechenden Hinterreifens, und besonders bevorzugt nicht kleiner als 0,30 haben muss.
Die unterschiedliche Disposition der beiden Fahrzeugarten hat einen beträchtlich unterschiedlichen Effekt auf das Verhalten der jeweiligen Reifen und ihres Aufbaus, insbeson dere längs Kurvenbahnen, und führt zu Verformungen in der Karkasse, die miteinander nicht vergleichbar sind.
Der ausgeprägte Verhaltensunterschied zwischen Kraftfahrzeugreifen und Motorradreifen lässt sich besser verstehen, wenn man kurz in Betracht zieht, dass erstere mit einem Schlupfwinkel von etwa 30° und einem Sturzwinkel von 2° oder 3° und letztere mit einem Schlupfwinkel von 2° oder 3° und einem Sturzwinkel im Mittel von 45° mit Werten ansteigend bis 65° und mehr arbeiten.
Es war deshalb nicht vorhersehbar, dass ein Karkassengewebe mit Korden mit niedriger Feinheit Verbesserungen bei Motorradreifen erzeugen könnten.
Dies zeigt, dass die Ursache für die Verbesserungen, die sich aus Vergleichsversuchen ergaben, die vollständig willkürliche Verwendung eines Gewebes mit Korden einer niedrigen Feinheit ist, das im Lager für Versuche an Kraftfahrzeugreifen zur Verfügung stand, und nicht auf einer systematischen Auswahl von Geweben beruht, die ausdrücklich das beste Gewebe zur Lösung des Problems identifizieren sollten.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich deshalb die Erfindung auf einen Reifen für Zweiradfahrzeuge nach Anspruch 1.
Vorzugsweise weist die gummierte Gewebelage der Karkasse Textilkorde aus PEN auf.
Vorzugsweise liegt die Dichte der Textilkorde in dem Karkassengewebe zwischen 125 Korden/dm und 280 Korden/dm.
Vorteilhafterweise ist die Feinheit der textilen Korde, die in das Karkassengewebe eingeschlossen sind, 550/2 dtex.
Besonders bevorzugt weist die Karkasse des Reifens ein Paar von gummierten Gewebelagen mit Korden auf, die parallel zueinander in jeder Lage angeordnet sind und sich mit denjenigen der benachbarten Lage schneiden, wobei die Korde eine Richtung haben, die bezüglich der Äquatorialebene des Reifens geneigt ist, und der Neigungswinkel der Korde bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens gemessen an der Umfangskrone an dieser Ebene zwischen 70° und 90° liegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Motorrad, das mit einem Paar von Reifen, einem Vorderreifen und einem Hinterreifen entsprechend Anspruch 12 des Satzes von Ansprüchen für die Vertragsstaaten DE und GB, oder jeweils entsprechend Anspruch 13 des Satzes von Ansprüchen für die anderen Vertragsstaaten versehen ist.
Die vorliegende Erfindung lässt sich jedoch besser mit Hilfe der folgenden Beschreibung und der beiliegenden Figuren verstehen, die lediglich eine nicht beschränkende Darstellung sein sollen und in denen
1 einen Querschnitt durch das Profil eines Reifens für Fahrzeugräder nach der Erfindung,
2 eine Schnittansicht längs der Äquatorialebene des Reifens von 1 in der Umfangskronenzone des Aufbaus einer Karkassenlage,
3 im gleichen Maßstab ausgezogen die Karkassenlage von 2 und darauf gelegt gestrichelt eine bekannte Karkassenlage aus Rayon,
4 eine schematische und vereinfachte Draufsicht auf einen Gurtaufbau, der mit dem Karkassenaufbau nach der Erfindung verbunden ist, bei Fehlen der Karkasse bei einer vorteilhaften Ausgestaltung,
5 ein qualitatives Diagramm des Schlupfdruckmusters für einen Reifen nach der Erfindung und für einen Reifen in bekannter Bauweise,
6 eine Teilseitenansicht des Vorderteils eines Motorrads, das mit einem Rad nach der Erfindung versehen ist, und
7 im gleichen Maßstab und im Querschnitt den Aufbau einer zweilagigen Karkasse links nach der Erfindung verglichen rechts mit dem Stand der Technik zeigen.
In 1 ist mit 1 insgesamt ein erfindungsgemäßer Reifen mit einem hohen Querkrümmungskoeffizienten, insbesondere für die Verwendung an Vorderrädern von Motorrädern, bezeichnet.
Dieser Querkrümmungskoeffizient ist durch den speziellen Wert des Verhältnisses zwischen dem Abstand ht der Oberseite der Lauffläche von der Linie b-b, die durch die Enden C der Lauffläche hindurchgeht, gemessen auf der Äquatorialebene X-X, und dem Abstand wt zwischen den Enden der Lauffläche definiert. Der Querkrümmungskoeffizient bei Reifen für zweirädrige Fahrzeuge hat einen sehr hohen Wert, normalerweise nicht kleiner als 0,15.
Vorzugsweise ist der Querkrümmungskoeffizient des Vorderreifens größer als der des entsprechenden Hinterreifens und ist vorzugsweise größer als 0,30.
Noch spezieller können die Reifen der Erfindung ein Querschnittsverhältnis (H/wt) ≤ 80% haben und/oder an einer Montagefelge mit einer Breite J ≥ 60% der Nennsehne des Reifens angebracht sein, die für den gezeigten Reifen gleich wt ist.
Der Reifen 1 hat eine Karkasse 2, die toroidförmig ist und deren Aufbau wenigstens eine Karkassenlage 3 aufweist, die aus gummiertem Gewebe besteht, das einen wesentlichen Teil der Erfindung, wie nachstehend näher beschrieben wird, bildet.
Die gegenüberliegenden Seitenränder 3a der Karkassenlage sind um entsprechende Wulstkerne 4 zurückgefaltet. Auf den äußeren Umfangsrand der Wulstdrähte 4 wird ein elastomerer Füllstoff 5 aufgebracht und nimmt den Raum ein, der zwischen der Karkassenlage 3 und dem entsprechenden zurückgefalteten Seitenrand 3a der Karkassenlage gebildet wird.
Die Reifenzone mit dem Wulstkern 4 und dem Füllstoff 5 bildet den Wulst, der den Reifen an einer entsprechenden, nicht gezeigten Montagefelge festlegen soll.
Die erwähnte Karkasse hat einen mit ihr verbundenen Gurtaufbau 6, der eine radial äußere Schicht aufweist, die im Wesentlichen aus einem oder mehreren Korden 7 besteht, die an dem umfangsseitigen Kronenabschnitt der Karkasse von einem Ende zum anderen parallel zueinander und fortlaufend nebeneinander so angeordnet sind, dass eine Vielzahl von Umfangswindungen 7a gebildet werden, die im Wesentlichen in der Umfangsrollrichtung des Reifens mit einer Ausrichtung angeordnet sind, die gewöhnlich als "null Grad" unter Bezug auf ihre Position bezogen auf die Äquatorialebene X-X des Reifens bezeichnet wird. Diese äußere Schicht besteht vorzugsweise aus einem einzigen Kord oder aus einem dünnen Streifen aus gummiertem Gewebe mit bis zu fünf benachbarten Korden, die wendelför mig von einem Ende zum anderen auf dem Umfangskronenabschnitt der Karkasse gewickelt sind.
Dieser Kord ist vorzugsweise der bekannte Metallkord mit hoher Dehnung (HE), dessen Verwendung und Eigenschaften bereits im Einzelnen beschrieben sind, beispielsweise in dem europäischen Patent EP 0,461,646 im Namen der Anmelderinnen, worauf für weitere Einzelheiten Bezug genommen wird. Insgesamt besteht der Kord aus Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,10 mm oder mehr, vorzugsweise zwischen 0,12 und 0,35 mm.
Diese Korde sind vorzugsweise aus Stahldrähten mit einem hohen Kohlenstoffgehalt (HT) hergestellt, d.h. sie enthalten eine Kohlenstoffmenge von 0,9% oder mehr. Bei einem speziellen, von den Anmelderinnen hergestellten Prototyp besteht insbesondere die Wendelwicklung der Schicht 7 aus einem einzelnen Kord 7, der als 3×4×0,20 HE HT bekannt ist und von einem Ende des Gurts zum anderen wendelförmig gewickelt ist. Diese Korde haben eine Bruchdehnung, die üblicherweise zwischen 4% und 8% liegt.
Besonders bevorzugt ändert sich die Verteilungsdichte der Windungen des Kords 7, insbesondere bei dem Reifen zur Verwendung am Vorderrad, fortschreitend von der Äquatorialebene zu den Enden hin, vorzugsweise entsprechend einer vorgegebenen Beziehung, die in der Patentanmeldung EP 0,756,949 im Namen der Anmelderinnen beschrieben ist, auf die für weitere Einzelheiten Bezug genommen wird. Hier sei kurz erwähnt, dass die Dichte der 0°-Korde in der Zone, die sich rittlings auf der Äquatorialebene befindet, wo die größte Feinverteilung vorhanden ist, vorzugsweise nicht größer als 8 ist und stärker bevorzugt zwischen 3 und 6 Korden/cm beträgt.
Die Breite der Zone liegt vorzugsweise zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts.
Vorzugsweise hat die Kordmenge in der zentralen Zone einen Wert zwischen 60% und 80% der Menge der Korde in der Nähe der Schultern des Reifens, wo die Dichte der Korde vorzugsweise nicht größer als 10 ist und besonders bevorzugt zwischen 6 und 8 Korden/cm liegt.
Vorzugsweise hat der Gurtaufbau auch eine radial innere Verstärkungsschicht 9 (4), die in zueinander unterschiedlichen alternativen Formen hergestellt werden kann.
Die Schicht 9 kann zwei radial aufeinander gelegte Streifen 9a und 9b aus gummiertem Gewebe aufweisen, das aus Verstärkungselementen 9c besteht, die in eine elastomere Grundmasse eingeschlossen sind. Diese Elemente, die in jedem Streifen parallel zueinander sind, sind in zwei Richtungen ausgerichtet, die einander in den beiden Streifen schneiden und vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene X-X geneigt sind. Die Verstärkungselemente sind vorzugsweise Korde, die aus einem textilen Material oder aus Metall bestehen können, wobei die Winkel v und w, die gegebenenfalls von den Korden bezüglich der Äquatorialebene gebildet werden und voneinander verschieden sind, zwischen 18° und 50° und vorzugsweise zwischen 22° und 45° liegen. Die beiden Streifen können in dem Bereich der Äquatorialebene unterbrochen werden, was eine Zone mit einer Breite "a" ergibt, die vorzugsweise zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts beträgt und in der nur die in Umfangsrichtung ausgerichteten Verstärkungskorde 7 vorhanden sind.
Die Variante, die nun beschrieben wird, hat den Vorteil, dass die Möglichkeit besteht, bei den vorstehend erwähnten Streifen Dichtewerte zu wählen, die für die seitlichen Abschnitte des Gurtaufbaus geeignet sind, ohne dass dabei dementsprechend die Dichte in dem zentralen Umfangskronenabschnitt des Gurtaufbaus vergrößert wird.
Insbesondere haben sich bei Nylonkorden mit einer Feinheit von 940/2 dtex Dichtewerte zwischen 4 und 8 Korden/cm in Kombination mit Winkeln der Ausrichtung bezüglich der Umfangsrichtung zwischen 30° und 50° als vorteilhaft erwiesen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung (1) besteht andererseits die radial innere Schicht 9 im Wesentlichen aus einer Bahn aus elastomerem Material, die zwischen der Schicht aus Korden 7 und der Karkassenlage 3 angeordnet ist und einen homogen verteilten Verstärkungsfüllstoff aufweist, der geeignet ist, die mechanische Festigkeit und die Dehnungseigenschaften des elastomeren Materials, insbesondere im unbehandelten Zustand, zu steigern.
Die Bahn 9 kann auch axial durchgehend oder im Bereich der Fläche X-X, wie für das Paar von Streifen bereits beschrieben, unterbrochen sein und in Kombination mit oder als Alternative zu dem Paar von Streifen verwendet werden.
Insbesondere besteht die vorstehend erwähnte Bahn 9 aus elastomerem Material aus einer Mischung (vorzugsweise einer Mischung basierend auf natürlichem Kautschuk, die Rußmengen zwischen 30 und 70 phr enthält), der ein geeigneter faseriger Füllstoff zugesetzt worden ist. Diesbezüglich wird eine so genannte Aramidpaste (kurze Feinfasern aus Poly para-phenylenterephthalamid) bekannter Art bevorzugt, die im Handel als "Kevlar Pulp" oder "Twaron Pulp" bekannt sind (Kevlar und Twaron sind eingetragene Marken von DuPont bzw. Akzo).
Das mit der Aramidpaste verstärkte elastomere Material hat im unbehandelten Zustand eine Zugbruchlast zwischen 3 und 7 MPa bei einer Dehnung von 50% bei einer Zugbelastung zwischen 0,6 und 3 MPa. Die Aramidpaste wird in die unbehandelte Mischung in Mengen zwischen 1 und 10 phr (Gewichtsteile pro 100 Teile Kautschuk) eingebracht, wobei Fasern mit einer Länge zwischen 0,1 und 2,5 mm verwendet werden.
In diesem Fall hat die Schicht 9 eine Dicke, die 1 mm nicht überschreitet und vorzugsweise zwischen 0,075 und 0,8 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,15 und 0,5 mm und vorteilhafterweise in der Größenordnung von 0,25 mm liegt.
Die Karkasse 2 hat wenigstens eine Karkassenlage 3, die von einem gummierten Gewebe gebildet wird, das aus einer Bahn aus elastomerem Material besteht, in das Verstärkungskorde 3' (2) eingeschlossen sind. Nach der Erfindung sind diese Korde vorzugsweise textile Korde aus Materialien, wie Aramid, Polyethylenterephthalat, im Handel bekannt als PET, Polyvinylalkohol, im Handel bekannt als PVA, und, besonders bevorzugt, Polyethylennaphthalen-2,6-dicaroboxylat, im Handel als PEN bekannt.
Diese Korde haben eine Feinheit von vorzugsweise zwischen 420/2 dtex und 840/2 dtex und sind in dem Gewebe mit einer Dichte zwischen 125 Korden/dm und 280 Korden/dm verteilt.
Besonders bevorzugt liegt der Elastizitätsmodul des Gewebes, der durch Multiplizieren des Wertes des Moduls des Einzelkords (gemessen zwischen 20 N und 45 N) mit der Dichte der Korde berechnet wird, zwischen 100.000 MPa/cm und 2000.000 MPa/cm, während die Bruchlast des Gewebes sich vorzugsweise zwischen 900 N/cm und 2000 N/cm ändert.
2 zeigt die entsprechenden geometrischen Abmessungen des Gewebes gesehen in einem Teilschnitt, d.h. die Parameter "d" (Korddurchmesser), "t" (Gesamtdicke des Gewebes), "x" (Dicke der Kautschukbahn mit Linien der Schicht der Korde an beiden Oberflächen) und "y", d.h. die Entfernung zwischen benachbarten Korden.
Erfindungsgemäß liegt die Gesamtdicke t des die Korde einschließenden Gewebes vorzugsweise zwischen 0,6 mm und 0,8 mm, während der Abstand y zwischen benachbarten Korden vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,50 mm liegt.
Tabelle 1 fasst die Daten zusammen, die das Gewebe der Karkassenlage entsprechend zweier, mit 1 bzw. 2 bezeichneter Ausführungsbeispiele mit unterschiedlicher Dichte definieren.
TABELLE 1
Im Gegensatz dazu vergleicht Tabelle 2 die Abmessungen und Eigenschaften bezüglich eines Karkassengewebes, das nach dem Stand der Technik hergestellt ist, nämlich aus Rayon-Korden mit einer Feinheit von 1220/2 dtex, mit denjenigen von zwei Geweben nach der Erfindung, die in den obigen Beispielen 1 und 2 beschrieben sind.
Die Tabelle zeigt auch die Prozentänderung (Δ%) bei dem Wert der Parameter der Gewebe nach der Erfindung verglichen mit denjenigen des bekannten Gewebes. Bei all diesen Geweben ist die Dicke "x" gleich 0,16 mm.
TABELLE 2
3 vergleicht in einem Querschnitt durch das Gewebe im gleichen Maßstab die Dicke t des Gewebes nach Beispiel 1 der Erfindung mit der Dicke T des bekannten Gewebes. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf einen Prototypreifen für Motorräder, der mit einer Gürtelkarkasse versehen ist, nämlich in der Bauweise, die Elemente für die Verstärkung der Karkassenlage aufweist, die in Winkeln mit einer Neigung bezogen auf die Äquatorialebene ausgerichtet sind, die einen Wert von nicht weniger als 70° hat, jedoch gewöhnlich längs der Meridianebenen des Reifens angeordnet sind (oder auf jeden Fall mit der Oberfläche einen Winkel sehr nahe bei 90° bilden).
Dieser Reifen hat eine zweilagige Karkasse, d.h. er wird von einem Paar von Lagen aus gummiertem Gewebe gebildet, und dieses Paar von Lagen in dem hier beschriebenen Prototyp wird aus dem gleichen gummierten Gewebe, wie es in 7 dargestellt ist, insbesondere dem Gewebe nach Beispiel 1, erhalten.
Die Korde sind in jeder Lage parallel zueinander angeordnet und schneiden sich mit denen der benachbarten Lage mit einem Neigungswinkel von 76°, gemessen an der Umfangskrone, bezogen auf die und an der Äquatorialebene X-X des Reifens.
Zur Bewertung der qualitativen Ergebnisse, die mit dem Prototypreifen nach der Erfindung erhalten werden, wurde ein Paar dieser Reifen auf einer Fahrbahn geprüft und ein Vergleich mit einem äquivalenten Paar von Reifen vorgenommen, d.h. die für den gleichen Fahrzeugtyp und -betrieb verkauft und von den Anmelderinnen hergestellt wurden und die beste auf dem Markt vorhandene Option bilden.
Der bei dem Vergleich verwendete Reifen hat eine doppellagige Karkasse, die aus Nylon mit einer Feinheit von 1220/2 dtex und einer Dichte von 80 Korden/cm aus dem in Tabelle 2 beschriebenen Gewebe hergestellt wird, wobei die Korde mit dem gleichen Winkel von 76° wie bei dem Reifen nach der Erfindung ausgerichtet sind.
Die Gurte, die bei den beiden untersuchten Reifen die gleichen waren, entsprachen den oben beschriebenen, mit einer äußeren Schicht von Stahlkorden aus 3×4×0,20 HE HT, in Umfangsrichtung ausgerichtet, und mit einer radial inneren Schicht, die aus einer Elastomerbahn mit 0,3 mm Dicke und mit der so genannten Aramidpaste verstärkt besteht. Im Vorderreifen waren die erwähnten Korde mit einer Dichte verteilt, die von 4 bis 8 Korden/cm von der Äquatorialebene zu den Enden des Gurts fortschreitend variierte.
Der Hinterreifen des Motorrads war identisch zum Vorderreifen, mit der Ausnahme, dass die Umfangskorde mit einer konstanten Dichte von 65 Korden/dm verteilt waren.
Die Eigenschaften des verwendeten Fahrzeugs waren wie folgt:
Der Fahrbahntest bestand darin, die Rundenzeiten des angegebenen Motorrads zu bewerten, das bei aufeinander folgenden Gelegenheiten vom gleichen Fahrer gefahren wurde, wobei das Motorrad zuerst mit dem Paar Reifen aus der Standardproduktion und dann mit dem Paar Reifen nach der Erfindung ausgerüstet wurde.
Die Fahrbahn vom so genannten Slalomtyp bestand aus einer Aufeinanderfolge abwechselnder Kurven und gerader Abschnitte längs einer vorgegebenen Bahn.
Das Versuchsergebnis zeigte eine beträchtliche Verringerung der Rundenzeit für die Reifen nach der Erfindung auf.
Es ergab sich, dass das mit dem Paar von erfindungsgemäßen Reifen versehene Motorrad die Fahrzeit um 1,3 s pro Runde verglichen mit dem gleichen Motorrad verringert, das mit dem Paar von Vergleichsreifen bestückt war. Insbesondere ergab sich, dass das mit den erfindungsgemäßen Reifen versehene Motorrad eine Rundenzeit von 1'40''20 (eine Minute, 40 Sekunden und 20 Hunderstels Sekunden) verglichen mit der Zeit von 1'41''50 hatte, die mit den Vergleichsreifen erhalten wurde.
Die folgende Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse des Vergleichs bezogen auf andere Leistungsdaten zwischen dem Reifen nach der Erfindung, der mit A bezeichnet ist, und dem bekannten Reifen, der mit B bezeichnet ist.
Die in Tabelle 3 angegebenen Bewertungen sind subjektiv und basieren auf einer Abschätzung durch den Fahrer. Die Bewertungen werden als Zahl auf einer Skala von 1 bis 10 ausgedrückt, wobei die höchste Bewertung dem Reifen zugeordnet ist, der die beste Leistung hinsichtlich jeder in Betracht gezogenen Eigenschaften zeigt.
Zu vermerken ist auch, dass der erfindungsgemäße Reifen ein Leistungsniveau hat, das dem des Vergleichsreifens entspricht oder sogar besser ist als dieses, jedoch mit einer wesentlichen Verbesserung hinsichtlich der Fahrleistung, d.h. dem angestrebten besseren Handling des Fahrzeugs.
TABELLE 3
Die letzte Zeile "Kontaktgefühl" bezieht sich auf das Sicherheitsempfinden auf das Ansprechen des Fahrzeugs auf Lenkmanöver, die vom Fahrer vorgenommen wurden, als Ergebnis der Reifenhaftung.
Um eine Bestätigung für die obigen Ergebnisse zu erhalten, wurde ergänzend zu dem Straßenversuch ein weiterer Versuch, d.h. ein so genannter in einem Labor ausgeführter Innenraumversuch durchgeführt, bei dem ein Rad, das mit einem Vorderreifen bestückt war, in Kontakt mit einer drehenden Trommel gebracht wurde, einer so genannten Straßentrommel, mit einem Durchmesser, der beträchtlich größer ist als der des Reifens, und mit einer Schicht verkleidet, die vorgegebene Abriebseigenschaften besitzt und in der Lage ist, insgesamt die Straßenfläche wiederzugeben.
Die beiden verglichenen Reifen waren identisch mit denen, die für den Fahrbahnversuch verwendet wurden.
Die Trommel wurde um ihre Achse in Drehung versetzt und die Rollebene des Reifens fortschreitend geneigt bei einem vorgegebenen Schlupfwinkel "θ", mit einem Sturzwinkel gleich null, d.h. die erwähnte Rollebene wurde immer senkrecht zu der Trommeloberfläche gehalten.
Das Rad ist über seine Nabe mit speziellen Messinstrumenten verbunden, die die Kraft messen sollen, die von dem Straßenrad auf die Nabe über die Reifenkarkasse übertragen wird.
Die Ausrüstung, die bei den Fachleuten als "Rutschdrucksensor" bekannt ist, wird dazu verwendet, den Kurvendurchfahreffekt des Reifens zu bewerten.
Hervorzuheben ist, dass der maximale von dem Reifen erzeugte Rutschdruck nach Einstellen eines Rutschwinkels nicht sofort auf die Radnabe übertragen wird, sondern fortschreitend von null auf einen Wert F_max innerhalb eines Zeitintervalls zunimmt, währenddessen das Rad eine bestimmte Entfernung durchläuft.
Wenn die Rutschdruckkurve in einem kartesischen Diagramm verfolgt wird, das längs der Ordinatenachse den Wert dieses Drucks und längs der Abszissenachse die von dem Rad zurückgelegte Entfernung zeigt, wird der Ausdruck "Entspannungslänge" des Reifens verwendet, um die Entfernung "lo" zu definieren, die von dem Rad zurückgelegt wird, während der Rutschdruck bis zu 66% seines Wertes F_max zunimmt.
Der Wert der Entspannungslänge "lo" ist ein Parameter, der von der Verformbarkeit, insbesondere der Steifigkeit der Karkasse abhängt, wobei in der Praxis gilt, dass die Entspannungslänge umso kleiner ist, je steifer die Karkasse ist.
Es wurde jedoch gefunden, dass "lo" im Wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Rads ist.
5 zeigt die beiden Kurven i und P, die von der Versuchsausrüstung für den erfindungsgemäßen Reifen bzw. für den Vergleichsreifen aufgezeichnet wurden.
Die Abszissen- und Ordinatenwerte, die auf den jeweiligen Skalen gezeigt sind, sind in Meter und Newton pro Grad (N/°) ausgedrückt.
Bei der Ausführung des Versuches wurde auf die Reifen ein Rutschwinkel "θ" gleich 3° übertragen.
Wie aus dem Diagramm von 5 zu sehen ist, erreichen beide Kurven des Reifens den Wert des maximalen Rutschdrucks "F_max" mit Werten, die am Anfang fast linear, dann längs eines Verbindungsbogens und anschließend auf asymptotische Weise zu der Linie zunehmen, die parallel zur Achse der Abszisse ist und den oben erwähnten Maximalwert angibt.
Die Kurve I, die sich auf den Reifen nach der Erfindung bezieht, bildet eine äußerst überraschende Anzeige hinsichtlich der größeren Flexibilität des Karkassengewebes, das viel dünner ist als das des Vergleichsreifens, und zwar aufgrund des kleineren Durchmessers der Verstärkungskorde und der daraus folgenden kleinere Gummierungsdicke. Grundsätzlich zeigt diese Kurve nicht nur, dass der Wert des Rutschdrucks größer ist als der des Bezugsreifens, F_max2 > F_max1, sondern auch, dass die Zunahme des Werts von null auf einen beträchtlichen Wert von 66% seines Maximalwerts im Wesentlichen zur gleichen Zeit hervorgerufen wird, was durch die Parität des Werts der Entspannungslänge lo demonstriert wird, die in diesem Fall gleich 0,218 m bei 100 km/h ist.
D.h. mit anderen Worten, dass der erfindungsgemäße Reifen gleichzeitig wie der Vergleichsreifen einen absoluten Rutschdruckwert erreicht, der wesentlich größer ist.
Der Wert des Rutschdrucks F_max2 ist um etwa 8% größer als der Wert F_max1, was ein offensichtlicher Vorteil gegenüber den Vergleichsreifen auf den Slalomfahrbahnen ist.
Als Schlussfolgerung ist auszuführen, dass die Karkasse nach der Erfindung steifer ist als die des Vergleichsreifens und somit das Lenken des Motorrads durch Kurven, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, erleichtert, und dass dieses Ergebnis erreicht wird, ohne den Komfort und die Bremsleistung während des Fahrens auf geraden Abschnitten nachteilig zu beeinflussen, was durch die Meinung der Fahrer bestätigt und nachstehend kommentiert wird, so dass die Erfindung das Ziel erreicht, die Handling-Fähigkeit des Fahrzeugs zu steigern, während die Leistungseigenschaften unverändert bleiben.
Die Erfindung hat viele unerwartete Vorteile, die nachstehend erläutert werden.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass der erfindungsgemäße Reifen eine beträchtlich verbesserte Handling-Wirkung verglichen mit dem Vergleichsreifen ergibt, der seinerseits schon besser als die bekannten Reifen ist.
Die sich ergebende Verbesserung wurde dadurch erreicht, dass in der Gürtelkarkasse die Gewebe, die Textilkorde mit hoher Feinheit (≥ 940/2 dtex) enthalten, durch neue Gewebe mit niedriger Feinheit (≤ 840/2 dtex) ausgetauscht wurden, insbesondere durch Gewebe, die PEN-Korde mit einer Feinheit von 550/2 dtex enthalten. Überraschenderweise wurde vermerkt, dass der erfindungsgemäße Reifen nicht nur die Manövrierbarkeit, sondern auch u.a. das Kontaktgefühl verbessert hat.
Es scheint offensichtlich, dass die Verbesserungen, die hinsichtlich einer Verringerung der Rundenzeiten verglichen mit den herkömmlichen Reifen erreicht wurden, ausschließlich von dem Karkassenaufbau abhängen, der in der Lage ist, mit einer größeren Direktheit auf die durchgehende Änderung bei den Kurven längs der Straße zu reagieren, und der deshalb mit steiferen Seiten versehen ist.
Darüber hinaus erhöht die größere Flexibilität der Karkasse aufgrund der Verwendung von dünnerem Gewebe die Eindrückfläche während des Bremsens, wodurch eine verbesserte Bremskapazität begünstigt wird.
Die Verbesserungen, die durch den erfindungsgemäßen Reifen hervorgebracht werden, werden darüber hinaus durch die Bewertung der Fahrer hinsichtlich des geringeren Grades einer Ermüdung bestätigt, die gefordert wird, um schnelle Bahnänderungen auszuführen, wenn das mit diesen Reifen ausgerüstete Motorrad gefahren wird.
Die mit der verbesserten Manövrierbarkeit erhaltenen Vorteile erleichtern in Kombination mit einer unveränderten Leistung des Motorrads das Handling, das schnelle Ansprechen des Reifens auf ausgeführte Manöver und auf die daraus folgenden Kräfte, die in den Kurven von dem Fahrzeug auf die Straße und umgekehrt übertragen werden, die die Notwendigkeit für eine fortlaufende Korrektur der Steuerbewegungen der Lenkstange verringern.
Überraschenderweise wurde auch festgestellt, dass der Vorderreifen nach der Erfindung, obwohl er eine größere Steifigkeit hat, was durch den größeren Rutschdruck verglichen mit dem Vergleichsreifen angezeigt wird (D_max2 > F_max1), nicht zum Entstehen oder zu einer Steigerung des Flattereffekts führt, also zu der lästigen Reihe von Schwingungen mit einer hohen Frequenz (8 bis 10 Hz) bei geringen Geschwindigkeiten und einer niedrigen Frequenz bei hohen Geschwindigkeiten, die von der Lenkstange auf die Arme des Fahrers während des Fahrens auf geraden Straßenabschnitten übertragen werden.
Darüber hinaus führt der größere Rutschdruck, der verglichen mit den bekannten Reifen ausgeübt wird, zu dem weiteren Vorteil, dass erfindungsgemäße Reifen an Motorrädern der obigen Durchschnittsleistung montiert werden können, da es möglich ist, die Wirkungen der höheren Zentrifugalkräfte, die durch das größere Gewicht und/oder die größere Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt werden, ausreichend auszugleichen.
Darüber hinaus ist zu betonen, dass der erfindungsgemäße Reifen dem Motorradhersteller eine beträchtliche Hilfe beim Auffinden von Lösungen gibt, die in der Lage sind, gleichzeitig die Manövrierbarkeit und Stabilität bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten.
Um diesen Punkt besser zu verstehen, wird hier die Bedeutung der Ausdrücke "Gabel" und "Vorlauf" in Verbindung mit einem Motorrad kurz erklärt.
Wie schematisch in 6 gezeigt ist, die ein Motorrad 10 zeigt, entspricht die Gabel 11 dem Fahrzeugteil, an dem das Vorderrad angebracht ist.
Die Gabel weist ein Rohr 11 auf, das bezüglich des Rahmens frei drehbar ist und dessen oberes Ende mit der Lenkstange 13 verbunden ist, während das untere Ende mit einem U-förmigen Element verbunden ist, das mit der Nabe 12 des Vorderrads verbunden ist.
Die Achse der Gabel ist mit einem Winkel α bezogen auf eine Achse senkrecht zum Boden geneigt und geht durch die Nabe des Rades.
Der Vorlauf ist die Entfernung "a" gemessen auf dem Boden zwischen den beiden Schnittpunkten der Achse der Gabel bzw. der vorstehend erwähnten vertikalen Achse mit dem Boden.
Deshalb sind die Motorradhersteller im Allgemeinen in der Lage, die Stabilität des Fahrzeugs dadurch zu verbessern, dass der Vorlauf erhöht wird, d.h. der Neigungswinkel der Gabel, wobei jedoch dadurch die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs verschlechtert wird, so dass sie verpflichtet sind, eine Kompromisslösung zu finden, die sehr häufig nicht gänzlich zufrieden stellend ist.
Der Reifen nach der Erfindung begünstigt die konstruktive Auslegung des Motorrads, da die erhöhte Manövrierbarkeit es ermöglicht, den Vorlauf und somit die Stabilität des Fahrzeugs zu vergrößern, während man die gleiche Manövrierbarkeit von Fahrzeugen mit einem kleineren Vorlauf beibehält.
Die Anmelderinnen meinen, dass sie in der Lage sind, nachstehend eine Theorie in einem Versuch zu formulieren, eine logische Erklärung für die günstigen Ergebnisse zu finden, die mit der vorliegenden Lösung erhalten werden, ohne dass dies offensichtlich eine Begrenzung oder Beschränkung der Erfindung bildet, sollte diese Theorie aus irgendeinem Grund nicht bestätigt werden.
Zur Unterstützung dieser Theorie wird nachstehend Bezug auf die in 7 gezeigte Darstellung genommen, in der der zweilagige Aufbau der erfindungsgemäßen Karkasse links und die Karkasse von bekannten Reifen rechts gezeigt ist. Die geometrischen Abmessungen der gummierten Gewebe der Karkasse nach der Erfindung und der der bekannten Reifen sind jeweils unter Beispiel 1 in Tabelle 1 und Tabelle 2 angegeben.
Wie in 7 gezeigt ist, nimmt die Gesamtdicke der beiden Lagen und demzufolge der Abstand (t und T) zwischen den Achsen der Korde bei den beiden Geweben, die miteinander kombiniert sind, einen beträchtlich kleineren Wert in der Karkasse nach der Erfindung an.
Demzufolge bietet die Zusammensetzung, die die erfindungsgemäße zweilagige Karkasse bildet, die durch die Kombination von zwei sehr dünnen Geweben gebildet wird, so dass die beiden Schichten von Verstärkungskorden sehr nahe beieinander sind, eine größere Kompaktheit und eine bessere strukturelle Homogenität und somit eine bessere isotrope Leistung. Dies erlaubt es in Kombination mit dem hohen Elastizitätsmodul, der mit der Steigerung der Dichte der Korde in dem Gewebe erreicht werden kann, was in 7 gezeigt und in Tabelle 1 angegeben ist, gleichzeitig die Steifigkeit und die Flexibilität der Karkasse zu erhöhen.
Grundsätzlich hat die erfindungsgemäß verwirklichte Karkasse es dazu gebracht, die beiden Eigenschaften, die gewöhnlich entgegenstehen, der Steifigkeit und der Flexibilität zu kombinieren, was ein besseres Handling ergibt, ohne die Straßenhaftungsleistung und den Komfort zu beeinträchtigen.
Ein weiteres günstiges Ergebnis der Erfindung, das sich aus der größeren Steifigkeit der Karkasse herleitet, besteht in der Möglichkeit, für die Lauffläche Kautschukmischungen mit einem Elastizitätsmodul zu verwenden, der nicht übermäßig hoch ist, d.h. "weiche" Mischungen, die eine größere Straßenhaftung ergeben.
Der Reifen nach dem Stand der Technik erfordert tatsächlich eine Mischung für die Lauffläche, die einen ziemlich hohen Elastizitätsmodul hat, um zur Gesamtsteifigkeit des Reifens beizutragen, wobei der einzige Beitrag zur strukturellen Steifigkeit, d.h. des Sturzwinkels, wie gesehen, für die Straßenhaftungsleistung in Kurven nicht ausreichend ist.
Demgegenüber ermöglicht die vorliegende Erfindung die vorteilhafte Verwendung von Mischungen für Laufflächen mit Härtefaktoren zwischen 50° und 60° Shore A, wenn es bevorzugt wird und alle anderen Bedingungen gleich sind, anstatt der üblichen Mischungen, die eine größere Härte in der Größenordnung von 65° Shore A oder mehr haben.
Erfindungsgemäß wurde somit gefunden, dass durch Erhöhen der Dichte der Korde in Kombination mit einer Reduzierung ihrer Feinheit es möglich ist, Motorradreifen mit einer Leistung zu erhalten, die leichter gesteuert werden kann und die ein besseres Handling des mit diesen Reifen versehenen Fahrzeugs ermöglicht.
Sobald der Fachmann die Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben ist, einmal verstanden hat, ist er in der Lage, alle diejenigen Auswahlen, Änderungen und Modifizierungen der zur Erfindung gehörenden Variablen vorzunehmen, die zur Lösung des spezifischen technischen Problems erforderlich sind, dem er in Verbindung beispielsweise mit dem Typ des Motorrads gegenübersteht, das mit diesen Reifen ausgerüstet werden soll.

Claims

Patentansprüche für die folgenden Vertragsstaaten: AT, BE, CH, DK, ES, FR, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT; 1. Reifen (1) für Zweiradfahrzeuge mit einem Querkrümmungskoeffizienten mit einem Wert von nicht weniger als 0,15, der eine torusförmige Karkasse (2) mit einer zentralen Umfangskrone und zwei Seitenwänden, die in einem Paar von Wulsten (4) zur Befestigung des Reifens (1) an einer entsprechenden Montagefelge enden, eine Lauffläche (8), die sich koaxial um die Umfangskrone erstreckt, und einen Gurtaufbau (6) aufweist, der zwischen der Karkasse (2) und der Lauffläche (8) angeordnet ist, wobei die Karkasse (2) wenigstens eine gummierte Gewebelage (3) umfasst, die mit Verstärkungskorden (3') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungskorde (3') textile Korde mit einer Feinheit zwischen 420/2 und 840/2 dtex sind, und dass das die Korde (3') einschließende gummierte Gewebe (3) einen Elastizitätsmodul zwischen 100.000 MPa/cm und 200.000 MPa/cm hat. 2. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Korde (3') aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die Aaramid, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylalkohol (PVA) und Polyethylennaphthalen-2,6-Dicarboxylat (PEN) umfasst. 3. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Korde (3') aus Polyethylennaphthalen-2,6-Dicarboxylat (PEN) hergestellt sind. 4. Reifen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der textilen Korde (3') in dem Gewebe (3) zwischen 125 Korde/dm und 280 Korde/dm liegt. 5. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinheit der Korde (3') 550/2 dtex ist. 6. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse (2) ein Paar der gummierten Gewebelagen (3) umfasst, wobei die Korde (3') parallel zueinander in jeder Lage (3) angeordnet sind und sich mit denen der angrenzenden Lage schneiden, wobei die Korde in Richtungen verlaufen, die bezüglich der Äquatorialebene (X-X) des Reifens (1) symmetrisch geneigt sind. 7. Reifen (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Korde (3') bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) gemessen an der Umfangskrone an der Ebene zwischen 70° und 90° beträgt. 8. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Gurt (6) aufweist, der von einer radial äußeren Schicht, die mit einer Vielzahl von Windungen (7a) von Korden (7) versehen ist, die in einem Nullwinkel bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) angeordnet sind, und von eine radial inneren Schicht (9) gebildet wird, die ein Paar von radial übereinanderliegenden Streifen (9a, 9b) aus gummiertem Gewebe hat, das mit verstärkenden Elementen (9c) versehen ist, die in eine Elastomergrundmasse eingeschlossen sind, parallel zueinander in jedem Streifen (9a, 9b) verlaufen, sich miteinander in benachbarten Streifen schneiden und bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) mit Winkeln zwischen 18° und 50° geneigt sind. 9. Reifen (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (9, 9b) an der Äquatorialebene in einer Zone unterbrochen sind, die eine Breite von vorzugsweise zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts (6) hat. 10. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Gurt (6) aufweist, der von einer radial äußeren Schicht, die mit einer Vielzahl von Windungen (7a) von Korden (7) versehen ist, die in einem Nullwinkel bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) angeordnet sind, und einer radial inneren Schicht (9) gebildet wird, die von einer Bahn aus Elastomermaterial gebildet wird, das Bindemittel aufweist, die in dem Elastomermaterial der Bahn dispergiert sind. 11. Reifen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn aus Elastomermaterial eine Dicke zwischen 0,075 und 0,5 mm aufweist, und dass das Bindemittel aus einer Aramidpaste besteht. 12. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (8) aus einer Mischung mit einem Härtefaktor von zwischen 50° und 60° Shore A besteht. 13. Motorrad, das mit einem Paar von Reifen, einem Vorderreifen beziehungsweise einem Hinterreifen ausgestattet ist, die einen Querkrümmungskoeffizienten mit einem Wert von nicht weniger als 0,15 aufweisen, wobei jeder Reifen eine torusförmige Karkasse (2) mit einer zentralen Umfangskrone und zwei Seitenwänden, die in einem Paar von Wulsten (4) zur Befestigung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge enden, eine Lauffläche (8), die sich koaxial um die Umfangskrone erstreckt, und einen Gurtaufbau (6) aufweist, der zwischen der Karkasse (2) und der Lauffläche (8) angeordnet ist, wobei die Karkasse (2) wenigstens eine gummierte Gewebelage (3) hat, die mit Verstärkungskorden (3') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Karkasse (2) des Vorderreifens ein gummiertes Gewebe (3) umfasst, in das textile Korde (3') mit einer Feinheit von zwischen 420/2 und 840/2 dtex eingearbeitet sind und das einen Elastizitätsmodus von zwischen 100.000 MPa/cm und 200.000 MPa/cm aufweist. 14. Motorrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Karkasse (2) des Vorderrades ein Paar der gummierten Gewebelagen umfasst. 15. Motorrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es den Vorderreifen, der mit einem Gurtaufbau (6) versehen ist, der eine Schicht aus Umfangskorden (7) aus Metall aufweist, die mit einer progressiv ansteigenden Dichte von der Äquatorialebene bis zu den Gurtenden verteilt sind, und einen Hinterreifen aufweist, der mit einem Gurtaufbau (6) versehen ist, der eine Schicht aus Umfangskorden (7) aus Metall hat, die mit einer konstanten Dichte verteilt sind.
Patentansprüche für die folgenden Vertragsstaaten: DE, GB; 1. Reifen (1) für Zweiradfahrzeuge mit einem Querkrümmungskoeffizienten mit einem Wert von nicht weniger als 0,15, der eine torusförmige Karkasse (2) mit einer zentralen Umfangskrone und zwei Seitenwänden, die in einem Paar von Wulsten (4) zur Befestigung des Reifens (1) an einer entsprechenden Montagefelge enden, eine Lauffläche (8), die sich koaxial um die Umfangskrone erstreckt, und einen Gurtaufbau (6) aufweist, der zwischen der Karkasse (2) und der Lauffläche (8) angeordnet ist, wobei die Karkasse (2) wenigstens eine gummierte Gewebelage (3) umfasst, die mit Verstärkungskorden (3') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungskorde (3') textile Korde mit einer Feinheit zwischen 420/2 und 840/2 dtex sind, dass das die Korde (3') enthaltende gummierte Gewebe (3) einen Elastizitätsmodus zwischen 100.000 MPa/cm und 200.000 MPa/cm hat, und dass die textilen Korde (3') in dem Gewebe (3) eine Dichte zwischen 125 Korde/dm und 280 Korde/dm haben. 2. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Korde (3') aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die Aaramid, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylalkohol (PVA) und Polyethylennaphthalen-2,6-Dicarboxylat (PEN) umfasst. 3. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Korde (3') aus Polyethylennaphthalen-2,6-Dicarboxylat (PEN) hergestellt sind. 4. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinheit der Korde (3') 550/2 dtex ist. 5. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse (2) ein Paar der gummierten Gewebelagen (3) umfasst, wobei die Korde (3') parallel zueinander in jeder Lage (3) angeordnet sind und sich mit denen der angrenzenden Lage schneiden, wobei die Korde in Richtungen verlaufen, die bezüglich der Äquatorialebene (X-X) des Reifens (1) symmetrisch geneigt sind. 6. Reifen (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Korde (3') bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) gemessen an der Umfangskrone an der Ebene zwischen 70° und 90° beträgt. 7. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Gurt (6) aufweist, der von einer radial äußeren Schicht, die mit einer Vielzahl von Windungen (7a) von Korden (7) versehen ist, die in einem Nullwinkel bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) angeordnet sind, und von einer radial inneren Schicht (9) gebildet wird, die ein Paar von radial übereinanderliegenden Streifen (9a, 9b) aus gummiertem Gewebe hat, das mit verstärkenden Elementen (9c) versehen ist, die in eine Elastomergrundmasse eingeschlossen sind, parallel zueinander in jedem Streifen (9a, 9b) verlaufen, sich miteinander in benachbarten Streifen schneiden und bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) mit Winkeln zwischen 18° und 50° geneigt sind. 8. Reifen (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (9, 9b) an der Äquatorialebene in einer Zone unterbrochen sind, die eine Breite von vorzugsweise zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gürtels (6) hat. 9. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Gurt (6) aufweist, der von einer radial äußeren Schicht, die mit einer Vielzahl von Windungen (7a) von Korden (7) versehen ist, die in einem Nullwinkel bezüglich der Äquatorialebene des Reifens (1) angeordnet sind, und einer radial inneren Schicht (9) gebildet wird, die von einer Bahn aus Elastomermaterial gebildet wird, das Bindemittel aufweist, die in dem Elastomermaterial der Bahn dispergiert sind. 10. Reifen (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn aus Elastomermaterial eine Dicke zwischen 0,075 und 0,5 mm aufweist, und dass das Bindemittel aus einer Aramidpaste besteht. 11. Reifen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (8) aus einer Mischung mit einem Härtefaktor von zwischen 50° und 60° Shore A besteht. 12. Motorrad, das mit einem Paar von Reifen, einem Vorderreifen beziehungsweise einem Hinterreifen ausgestattet ist, die einen Querkrümmungskoeffizienten mit einem Wert von nicht weniger als 0,15 aufweisen, wobei jeder Reifen (1) eine torusförmige Karkasse (2) mit einer zentralen Umfangskrone und zwei Seitenwänden, die in einem Paar von Wulsten (4) zur Befestigung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge enden, eine Lauffläche (8), die sich koaxial um die Umfangskrone erstreckt, und einen Gurtaufbau (6) umfasst, der zwischen der Karkasse (2) und der Lauffläche (8) angeordnet ist, wobei die Karkasse (2) wenigstens eine gummierte Gewebelage (3) hat, die mit Verstärkungskorden (3') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens die Karkasse (2) des Vorderreifens ein gummiertes Gewebe (3) hat, in das textile Korde (3') mit einer Feinheit von zwischen 420/2 und 840/2 dtex eingeschlossen sind und das einen Elastizitätsmodus von zwischen 100.000 MPa/cm und 200.000 MPa/cm aufweist, und dass die textilen Korde (3') in dem Gewebe (3) eine Dichte von zwischen 125 Korde/dm und 280 Korde/dm aufweisen. 13. Motorrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Karkasse (2) des Vorderrades ein Paar der gummierten Gewebelagen umfasst. 14. Motorrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es den Vorderreifen, der mit einem Gurtaufbau (6) versehen ist, der eine Schicht aus Umfangskorden (7) aus Metall aufweist, die mit einer progressiv ansteigenden Dichte von der Äquatorialebene bis zu den Gurtenden verteilt sind, und einen Hinterreifen aufweist, der mit einem Gurtaufbau (6) versehen ist, der eine Schicht aus Umfangskorden (7) aus Metall hat, die mit einer konstanten Dichte verteilt sind.