DE9412636U1

DE9412636U1 - Pneumatic tire for bicycles to be driven with a tube

Info

Publication number: DE9412636U1
Application number: DE9412636U
Authority: DE
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2004-08-09

Description

Beschreibung:Description: Mit einem Schlauch zu fahrender Luftreifen für FahrräderPneumatic bicycle tire that can be driven with an inner tube

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem Schlauch (2) zu fahrenden Luftreifen (1) für Fahrräder, der (1) zwei Wülste (3) aufweist und mit diesen (3) auf einer Felge (7) mit Felgenhörnern (8) einer gemäß ETRTO höchstzulässigen Felgenhornhöhe (h) zu montieren ist, wobei in den Wülsten (3) Wulstkerne (4) angeordnet sind, um die eine ein- oder mehrlagige Karkasse (6) geschlungen ist.The invention relates to a pneumatic tire (1) for bicycles that can be driven with a tube (2), which (1) has two beads (3) and is to be mounted with these (3) on a rim (7) with rim flanges (8) of a maximum permissible rim flange height (h) according to ETRTO, wherein bead cores (4) are arranged in the beads (3), around which a single- or multi-layer carcass (6) is wound.

Insbesondere bei den mit geländegängigen Fahrrädern (Mountainbikes) ausgetragenen sogenannten "Down-Hill-Rennen", wo in starken Gefällestreckeabschnitten Spitzengeschwindigkeiten von etwa 80 km/h erreicht werden und mehrere Meter tiefe Sprünge ausgeführt werden, kommt es, insbesondere dann, wenn der Reifenlatsch sich während seiner Höchstbelastung gerade auf einem Stock oder einem Stein befindet, vor, daß der Reifen trotz seiner Großvolumigkeit so weit einfedert, daß der der Schulter zugeordnete Bereich der Schlauchwandung auf dem wulstnahen Bereich der Schlauchwandung aufsetzt und der Schlauch danach an dieser Stelle versagt. In der Regel tritt dann ein plötzlicher Luftdruckverlust ein, der zur Manövrierunfähigkeit führen kann.Particularly in the so-called "downhill races" held with off-road bicycles (mountain bikes), where top speeds of around 80 km/h are reached on steep downhill sections and jumps of several meters are made, it can happen, especially if the tire is on a stick or a stone during its maximum load, that the tire, despite its large volume, compresses so much that the area of the tube wall associated with the shoulder touches the area of the tube wall near the bead and the tube then fails at this point. This usually results in a sudden loss of air pressure, which can lead to the inability to maneuver.

Figur 1 zeigt ausschnittsweise ein bekanntes Rad für Mountainbikes im Querschnitt durch einen Reifen 1 mit einem Schlauch 2 auf einer Felge 7. In üblicher Weise endet der nicht schlauchförmige Reifen 1 radial innen in Wülsten 3, in denen sich jeweils ein Wulstkern 4 befindet. Der Querschnittmitte der Wulstkerne 4 ist das Bezugszeichen 5 zugeordnet. Um die Wulstkerne 4 ist in bekannter Weise eine Karkasse 6 geschlungen.Figure 1 shows a detail of a known wheel for mountain bikes in cross section through a tire 1 with a tube 2 on a rim 7. In the usual way, the non-tubular tire 1 ends radially inward in beads 3, in each of which there is a bead core 4. The cross-section center of the bead cores 4 is assigned the reference number 5. A carcass 6 is wrapped around the bead cores 4 in a known way.

Die Verankerung des Reifens 1 an der Felge 7 erfolgt - wie bei nicht-schlauchförmigen Reifen üblich - zwischen den Reifenwülsten 3 und den Felgenhörnern 8 im Zusammenspiel mit dem mittels des Schlauches 2 gehaltenen Luftdruckes. Insbesondere für sportliche Anwendungen hat sich die hier gezeigte hakenförmige Gestaltung des Felgenhornes durchgesetzt, die ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Baugewicht und Sitzfestigkeit bei gutem Zentrierverhalten zeigt.The anchoring of the tire 1 to the rim 7 takes place - as is usual with non-tubular tires - between the tire beads 3 and the rim flanges 8 in conjunction with the air pressure maintained by means of the tube 2. The hook-shaped design of the rim flange shown here has become popular, particularly for sporty applications, as it has a particularly favorable ratio between construction weight and seating stability with good centering behavior.

Figur 2 zeigt die Entstehung des oben beschriebenen Schadensfalles im Querschnitt: Das gleiche Rad überwindet gerade ein schwellenartiges Hindernis 13, welches als nahezu starr aufgefaßt werden kann im Verhältnis zu den Steifigkeiten der die Bereifung bildenden Bauteile. In den strichpunktiert umkreisten Bereichen 14 kommt es zur Kollision des wulstnahen Bereiches des Schlauches 2 mit dem der Reifenschulter nahen Bereich des Schlauches 2. Dabei treten erhebliche Pressungen zwischen dem Hindernis 13 und den Felgenhörnern 8 auf. Infolge dieser Pressungen fließt das relativ weiche Material des Schlauches, in der Regel ein Vulkanisat einer Butylkautschukmischung, seitlich weg, wodurch sich die Wandstärke des Schlauches 2 an diesen Stellen stark vermindert, bei starken Stoßen bis praktisch auf Null. Nach Überwindung des Hindernisses 13 tritt bei der Wiederaufrichtung des Reifens 1 zwangsläufig eine Walkbewegung ein, die zum Versagen des Schlauches an den vier vorgeschädigten Stellen führt.Figure 2 shows the occurrence of the damage described above in cross-section: The same wheel is just overcoming a threshold-like obstacle 13, which can be considered almost rigid in relation to the stiffness of the components that make up the tire. In the areas 14 circled by dash-dot lines, the area of the tube 2 near the bead collides with the area of the tube 2 near the tire shoulder. This results in considerable pressure between the obstacle 13 and the rim flanges 8. As a result of this pressure, the relatively soft material of the tube, usually a vulcanizate of a butyl rubber mixture, flows away to the side, which greatly reduces the wall thickness of the tube 2 in these places, to practically zero in the case of strong impacts. After overcoming the obstacle 13, a flexing movement inevitably occurs when the tire 1 is re-erected, which leads to the failure of the tube at the four previously damaged points.

Wenn oben beschriebener Schaden eingetreten ist, zeigt der Schlauch vier rechteckförmig zueinander angeordnete Einzelverletzungen, weshalb dieser Schaden im Fach-Jargon auch als "Snake-bite" bezeichnet wird.If the damage described above has occurred, the hose will show four individual injuries arranged in a rectangular shape, which is why this type of damage is also referred to as "snake bite" in technical jargon.

Grundsätzlich läßt sich dieser Schaden natürlich dadurch vermeiden, daß eine geringere Geschwindigkeit oder eine andere Streckenführung gewählt wird; dies wird aber von den hier angesprochenen Kunden bzw. Rennveranstaltern nicht akzeptiert.In principle, this damage can of course be avoided by driving at a lower speed or choosing a different route; however, this is not accepted by the customers or race organizers mentioned here.

Das Problem würde weiterhin entschärft durch eine Reduktion des Maschinengewichtes, was aber angesichts der hohen Stabilitätsforderungen und des schon jetzt geringen Anteiles am Gesamtgewicht (Fahrergewicht plus Fahrrad) kaum Erfolg verspricht. Das Fahrergewicht steht ebenfalls in der Regel nicht zur Disposition.The problem could be further alleviated by reducing the weight of the machine, but this is unlikely to be successful given the high stability requirements and the already low proportion of the total weight (rider weight plus bike). The rider weight is also generally not negotiable.

Weiterhin kann bekanntlich die Energieaufnahme beim Abfangen eines Stoßes durch eine federnde Radaufhängung verbessert werden, was aber das Maschinengewicht erhöht und das Handling verschlechtert. Ferner ist bereits versucht worden, durch gebogenen statt geraden Speichenverlauf den Federweg zwischen Felge und Nabe insbesondere am Vorderrad zu erhöhen; dies scheint aber auf Kosten der Ermüdungsfestigkeit der Speichen und der GeradeauslaufStabilität zu gehen.Furthermore, it is known that the energy absorption when absorbing a shock can be improved by means of a spring-loaded wheel suspension, but this increases the weight of the machine and worsens handling. Attempts have also been made to increase the spring travel between the rim and hub, particularly on the front wheel, by using curved spokes instead of straight ones; however, this appears to be at the expense of the spokes' fatigue strength and straight-line stability.

Ferner läßt sich die Energieaufnahme durch Erhöhung des Luftüberdruckes steigern. In Abhängigkeit von der Weichheit des Untergrundes gibt es aber einen im Hinblick auf den Rollwiderstand und auf den erreichbaren Reibungsbeiwert optimalen, relativ niedrigen Luftdruck, der je nach Untergrund und dessen Durchfeuchtung in dem Bereich zwischen etwa 2,5 und 4,0 bar liegt. Angesichts dieser konkurrierenden Gesichtspunkte ist eine Luftdruckerhöhung kaum möglich.Furthermore, energy absorption can be increased by increasing the air pressure. Depending on the softness of the surface, there is a relatively low air pressure that is optimal in terms of rolling resistance and the achievable coefficient of friction, which, depending on the surface and its moisture content, lies in the range of between about 2.5 and 4.0 bar. In view of these competing aspects, an increase in air pressure is hardly possible.

Physikalisch ähnliche Probleme wie bei den Moutain-bikes gibt es auch bei Straßenrennreifen trotz der dort üblichen wesentlich höheren Luftüberdrücke im Bereich zwischen 6 und 10 bar. Dies hängt mit der dort erwünschten wesentlich kleineren Reifenhöhe zusammen, die die Menge zu walkenden Gummis und damit den Rollwiderstand senkt und ferner eine niedrige Reifenbreite erlaubt, was den dominierenden Luftwiderstand senkt. Aufgrund des kleinen Reifenquerschnittes und Spitzengeschwindigkeiten bis etwa 100 km/h können Schlaglöcher ebenfalls einen "Snake-bite"-Schaden verursachen.Physically similar problems to those on mountain bikes also occur with road racing tires, despite the much higher air pressures in the range between 6 and 10 bar that are common there. This is due to the much smaller tire height that is desired there, which reduces the amount of rubber that has to be rolled and thus the rolling resistance, and also allows a small tire width, which reduces the dominant air resistance. Due to the small tire cross-section and top speeds of up to around 100 km/h, potholes can also cause "snake-bite" damage.

Es stellt sich die Aufgabe, ohne nennenswerte Erhöhung des Rollwiderstandes und des Gewichtes die Wahrscheinlichkeit eines Snake-bite-Schadens zu reduzieren.The task is to reduce the probability of snake-bite damage without significantly increasing rolling resistance and weight.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Luftreifen (1) in der Nähe beider Wülste (3) in dem entlang der Karkasse ab der Mitte (5) der Wulstkerne (4) zu messenden Bogenlängenbereich (12), der sich von 40 % bis 210 % - vorzugsweise nur von 50 % bis 170 % - der gemäß ETRTO für die betreffende Reifengröße genormten größten Felgenhornhöhe erstreckt, einen Polsterstreifen (9) aufweist, der eine Härte zwischen 30 und 75 Shore (A) und eine Dicke (d) von mindestens 0,6 mm aufweist. Dahinter steckt die Idee, die mögliche Energieadsorption im Reifen nach der Wegpressung des Luftpolsters zu erhöhen und damit die in den Schlauch stoßweise eingebrachte Verformungsenergie zu senken.The object is achieved according to the invention in that the pneumatic tire (1) has a cushion strip (9) near both beads (3) in the arc length range (12) to be measured along the carcass from the center (5) of the bead cores (4), which extends from 40% to 210% - preferably only from 50% to 170% - of the largest rim flange height standardized according to ETRTO for the tire size in question, which has a hardness between 30 and 75 Shore (A) and a thickness (d) of at least 0.6 mm. The idea behind this is to increase the possible energy adsorption in the tire after the air cushion has been pressed away and thus to reduce the deformation energy introduced into the tube in bursts.

Das Verhältnis zwischen der durch die erfindungsgemäßen Polsterringe aufnehmbaren Energie und dem in Kauf zu nehmenden Zusatzgewicht ist am günstigsten, wenn der Polsterstreifen (9) auf der axial inneren Seite (10) der Karkasse (6) angeordnet ist.The ratio between the energy absorbed by the cushion rings according to the invention and the additional weight to be accepted is most favorable when the cushion strip (9) is arranged on the axially inner side (10) of the carcass (6).

Das Verhältnis zwischen der durch die erfindungsgemäßen Polsterringe aufnehmbaren Energie und dem in Kauf zu nehmenden zusätzlichen Rollwiderstand ist am günstigsten, wenn der Polsterstreifen (9) in einem Reifen mit dem üblichen Karkassaufbau mit mindestens in Wulstnähe zwei Karkasslagen (6) zwischen den Karkasslagen (6) angeordnet ist. Dort erfährt er nämlich beim stoßfreien Abrollen die geringste Walkbewegung.The ratio between the energy absorbed by the cushion rings according to the invention and the additional rolling resistance to be accepted is most favorable when the cushion strip (9) is arranged between the carcass layers (6) in a tire with the usual carcass structure with at least two carcass layers (6) near the bead. This is where it experiences the least rolling movement during shock-free rolling.

Die geringsten zusätzlichen Produktionskosten verursacht ein erfindungsgemäßer Luftreifen (I)/ wenn der Polsterstreifen (9) auf der axial äußeren Seite (11) der Karkasse (6) angeordnet ist. Diese Einbaustelle ist nämlich am leichtesten zugänglich. Zudem ist hier eine nachträgliche Anklebung als Alternative zur bevorzugten Anheftung am Reifenrohling mit anschließender gemeinsamer Vulkanisation besonders leicht möglich.The lowest additional production costs are incurred by a pneumatic tire (I) according to the invention when the cushioning strip (9) is arranged on the axially outer side (11) of the carcass (6). This installation location is the most easily accessible. In addition, subsequent bonding is particularly easy here as an alternative to the preferred attachment to the tire blank with subsequent joint vulcanization.

Der Polsterring kann mit einer von der Reifenseitenwand verschiedenen Farbe für den Kunden erkennbar gemacht werden, was bei der axial äußeren Anordnung besonders wirkungsvoll ist.The cushion ring can be made identifiable for the customer by using a different color from the tire sidewall, which is particularly effective when arranged axially on the outside.

Vorzugsweise hat der erfindungsgemäße Polsterstreifen (9) eine Härte zwischen 40 und 60 Shore (A), noch weiter bevorzugt eine Härte zwischen 42 und 52 Shore (A). Er ist also relativ weich, deutlich weicher als die bekannten Felgenhornschutzstreifen.Preferably, the cushion strip (9) according to the invention has a hardness between 40 and 60 Shore (A), even more preferably a hardness between 42 and 52 Shore (A). It is therefore relatively soft, significantly softer than the known rim flange protection strips.

Bei der zur Stoßabsorbtion wirkungsvollsten Variante, also einer Anordnung des Polsterstreifens axial innen, ist eine Bemessung der maximalen Dicke (d) des Polsterstreifen (9) zwischen 1,2 und 3,5 mm bevorzugt, besonders zwischen 2,2 und 3,0 mm. Bei dieser Anordnung kann der Polsterstreifen besonders dick ausgeführt sein, weil so das für die Lenkpräzision wichtige Zusammenwirken zwischen Felgenhorn und Reifenwulstaußenseite nicht beeinflußt wird.In the most effective variant for shock absorption, i.e. an arrangement of the cushioning strip axially inward, a dimensioning of the maximum thickness (d) of the cushioning strip (9) between 1.2 and 3.5 mm is preferred, especially between 2.2 and 3.0 mm. With this arrangement, the cushioning strip can be made particularly thick because this does not affect the interaction between the rim flange and the outside of the tire bead, which is important for steering precision.

Bei Anordnung des Polsterstreifens zwischen Karkasslagen - üblich sind im Fahrradreifenbau in Wulstnähe zwei Karkaßlagen - zeigt sich ein geringfügiger Einfluß auf die Lenkpräzision. Dieser erscheint aber nicht als Nachteil, solange die Dicke des Polsterstreifens nicht 2,5 mm überschreitet; besonders bevorzugt ist in dieser Einbauposition des Polsterstreifens eine Dicke zwischen 1,8 und 2,5 mm.When the cushioning strip is arranged between carcass layers - two carcass layers near the bead are common in bicycle tire construction - there is a slight influence on steering precision. However, this does not appear to be a disadvantage as long as the thickness of the cushioning strip does not exceed 2.5 mm; a thickness of between 1.8 and 2.5 mm is particularly preferred in this installation position of the cushioning strip.

Bei Anordnung des Polsterstreifens axial außerhalb der Karkasslagen, also angrenzend an die axial innere Seite der Felgenmhörner, zeigt sich ein etwas größerer Einfluß auf die Lenkpräzision. Dieser erscheint hinnehmbar, solange die Dicke des Polsterstreifens nicht 2,5 mm überschreitet; besonders bevorzugt ist in dieser Einbauposition des Polsterstreifens eine Dicke zwischen 1,2 und 2,0 mm.If the cushioning strip is arranged axially outside the carcass layers, i.e. adjacent to the axially inner side of the rim flanges, a somewhat greater influence on steering precision is evident. This appears to be acceptable as long as the thickness of the cushioning strip does not exceed 2.5 mm; a thickness of between 1.2 and 2.0 mm is particularly preferred in this installation position of the cushioning strip.

Bezüglich der Bemessung der Rückprallelastizität des erfindungsgemäßen Polsterstreifens gibt es einen Zielkonflikt: Die gewünschte energieabsorbierende Wirkung zur Schonung des Schlauches wird größer bei größerer Shore-Härte in Kombination mit kleinerer Rückprallelastizität, also größerer Plastizität; andererseits steigt aber bei kleinerer Rückprallelastizität der Rollwiderstand. In komplizierten Messungen konnte der optimale Kompromiß gefunden werden unter Mitberücksichtigung der Tatsache, daß mit steigender Energieabsorbtionsfähigkeit im erfindungsgemäßen Polsterstreifen die Luftdruckerhöhung gegenüber dem Luftdruck niedrigsten Rollwiderstandes gesenkt werden kann. Vorzugsweise liegt die Rückprallelastizität des Polsterstreifens (9) gemessen bei einer Frequenz von 2.000 Hz unter 80 %, vorzugsweise zwischen 35 % und 70 %. Bei Anordnung des Polsterstreifens zwischen den Karkasslagen ist der Bereich zwischen 35 % und 55 % besonders bevorzugt, bei der Anordnung axial innen zwischen 45 % und 65 % und bei der Anordnung axial außen zwischen 50 % und 70 %.There is a conflict of objectives with regard to the dimensioning of the rebound resilience of the cushioning strip according to the invention: The desired energy-absorbing effect to protect the hose is greater with greater Shore hardness in combination with less rebound resilience, i.e. greater plasticity; on the other hand, however, with less rebound resilience, the rolling resistance increases. In complicated measurements, the optimal compromise was found, taking into account the fact that with increasing energy absorption capacity in the cushioning strip according to the invention, the increase in air pressure can be reduced compared to the air pressure with the lowest rolling resistance. The rebound resilience of the cushioning strip (9) measured at a frequency of 2,000 Hz is preferably less than 80%, preferably between 35% and 70%. When arranging the cushioning strip between the carcass layers, the range between 35% and 55% is particularly preferred, when arranging it axially inwards between 45% and 65% and when arranging it axially outwards between 50% and 70%.

Zweckmäßigerweise ist der Polsterstreifen des Luftreifens weniger hart als oder gleich hart wie die Gummierung der Karkasse und höchstens um 3 Härtegrade (Shore A) härter als der Schlauch; besonders bevorzugt ist die Härte des Polsterstreifens des Luftreifens niedriger als die Härte des Schlauches. Hierdurch wird die von der Bereifung insgesamt aufgenommene Deformation auf den erfindungsgemäßen Polsterstreifen konzentriert statt bislang aufgrund der Steifigkeitsverhältnisse (Schlauchmischung weicher als Karkassgummierung) auf den Schlauch. Entsprechend ist die Schlauchwandstärkenreduktion nach einem Reifendurchschlag geringer.The cushioning strip of the pneumatic tire is expediently less hard than or as hard as the rubber coating of the carcass and at most 3 degrees of hardness (Shore A) harder than the tube; the hardness of the cushioning strip of the pneumatic tire is particularly preferably lower than the hardness of the tube. As a result, the deformation absorbed by the tire as a whole is concentrated on the cushioning strip according to the invention instead of on the tube as previously due to the stiffness conditions (tube mixture softer than carcass rubber coating). Accordingly, the reduction in tube wall thickness after a tire puncture is less.

Während die vorbekannten Maßnahmen darauf abzielen, die für die snake-bite-Schäden ursächlichen Reifendurchschläge unwahrscheinlicher zu machen, indem mehr Stoßenergie außerhalb der Bereifung (z. B. in der Radaufhängung oder im Reifen) oder durch höheren Luftdruck in der Fahrbahn und im Luftpolster der Bereifung aufgenommen wird, zielt die Erfindung darauf ab, daß bei einem in seiner Wahrscheinlichkeit im wesentlichen unveränderten Reifendurchschlag die snake-bite-artige Schlauchverletzung nur mit erheblich verminderter Wahrscheinlichkeit so stark ist, daß es zur Undichtigkeit kommt.While the previously known measures aim to make tire punctures that cause snake-bite damage less likely by absorbing more impact energy outside the tire (e.g. in the wheel suspension or in the tire) or by increasing the air pressure in the road and in the tire's air cushion, the invention aims to ensure that, in the event of a tire puncture that is essentially unchanged in its probability, the snake-bite-like tube injury is only significantly less likely to be severe enough to cause a leak.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie gegenüber herkömmlichen Reifen nur ein Mehrgewicht von 60 Gramm hervorruft. Andere Maßnahmen hingegen, wie zum Beispiel den gesamten Reifen und Schlauch dicker zu machen, würde ein Vielfaches an Mehrgewicht bedeuten.A particular advantage of the invention is that it only adds 60 grams to the weight of conventional tires. Other measures, such as making the entire tire and tube thicker, would add many times more weight.

Dicke, Plastizität und Härte bestimmen im wesentlichen (neben der richtigen Bemessung der Breite) die Höhe der möglichen Energie-Absorbtion im erfindungsgemäßen Polsterstreifen. Daneben kommt es entscheidend auf die Verteilung der zu absorbierenden Energie zwischen den Bauteilen Reifenlaufstreifen, Reifenkarkasse, erfindungsgemäßem Polsterstreifen und dem Schlauch an. Zur vorteilhaften Verteilung der zu . absorbierenden Stoßenergie ist es zweckmäßig, daß das Produkt aus der maximalen Dicke (d) des Polsterstreifens (9) in Millimeter und dessen Härte in Shore (A) größer ist als das Produkt aus der Wandstärke (s) des Schlauches in Millimeter und dessen Härte in Shore (A), wobei vorzugsweise das Produkt aus der maximalen Dicke (d) des Polsterstreifens (9) in Millimeter und dessen Härte in Shore (A) zwischen 80 und 160 liegt.Thickness, plasticity and hardness essentially determine (in addition to the correct dimensioning of the width) the level of possible energy absorption in the cushioning strip according to the invention. In addition, the distribution of the energy to be absorbed between the components of the tire tread, tire carcass, cushioning strip according to the invention and the hose is crucial. For the advantageous distribution of the impact energy to be absorbed, it is expedient that the product of the maximum thickness (d) of the cushioning strip (9) in millimeters and its hardness in Shore (A) is greater than the product of the wall thickness (s) of the hose in millimeters and its hardness in Shore (A), whereby the product of the maximum thickness (d) of the cushioning strip (9) in millimeters and its hardness in Shore (A) is preferably between 80 and 160.

Das Verhältnis zwischen dem durch den erfindungsgemäßen Polsterstreifen verursachten Zusatzgewicht und der Höhe der möglichen Energieabsorbtion und damit der Schutzwirkung, ist besonders niedrig und damit besonders günstig, wenn der Polsterstreifen dort am dicksten ist, wo beim Reifendurchschlag zuerst der wulstnahe Bereich der Schlauchwandung den der Lauffläche nahen Bereich der Schlauchwandung berührt. Dieser Bereich liegt bei Reifen und Felgen entsprechend den derzeitigen ETRTO-Standards (ETRTO = European Tire and Rim Trading Organization) in dem von der Wulstkernmitte aus gezählten Bereich vom 0,56 bis 1,1-fachen der nach ETRTO höchstzulässigen Felgenhornhöhe. Bevorzugt ist im Bereich der dicksten Stelle nicht nur einen Dickengipfel sondern ein Plateau annähernd konstanter Dicke angeordnet, weil nicht nur bezüglich der vom Kunden tatsächlich verwendeten Felge sondern auch bezüglich dem Ort des Auftreffens eines Hindernisses eine gewisse Unsicherheit besteht. Ein solches Plateau größter Dicke erstreckt sich zweckmäßigerweise vom 0,53 bis zum 1,25-fachen der größten nach ETRTO zulässigen Felgenhornhöhe für den betreffenden Reifen.The ratio between the additional weight caused by the cushion strip according to the invention and the level of possible energy absorption and thus the protective effect is particularly low and therefore particularly favorable if the cushion strip is thickest where, in the event of a tire puncture, the area of the tube wall closest to the bead first touches the area of the tube wall closest to the tread. For tires and rims, this range is in accordance with the current ETRTO standards (ETRTO = European Tire and Rim Trading Organization) in the range from 0.56 to 1.1 times the maximum permissible rim flange height according to ETRTO, counted from the center of the bead core. Preferably, in the area of the thickest point, not only a thickness peak but a plateau of approximately constant thickness is arranged, because there is a certain uncertainty not only with regard to the rim actually used by the customer but also with regard to the location of the impact of an obstacle. Such a plateau of maximum thickness should expediently extend from 0.53 to 1.25 times the maximum rim flange height permitted by ETRTO for the tyre in question.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Figuren näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below using some figures. It shows:

Fig. 3 ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen mit einem Polsterstreifen auf der axial äußeren Seite des Reifens,Fig. 3 shows a partial cross-section through a vehicle wheel with a tire according to the invention with a cushioning strip on the axially outer side of the tire,

Fig. 4 ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemaßen Reifen mit einem Polsterstreifen zwischen den Karkasslagen,Fig. 4 shows a partial cross-section through a vehicle wheel with a tire according to the invention with a cushioning strip between the carcass layers,

Fig. 5 ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen mit einem Polsterstreifen auf der axial inneren Seite des Reifens,Fig. 5 shows a partial cross-section through a vehicle wheel with a tire according to the invention with a cushioning strip on the axially inner side of the tire,

Fig. 6a ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen mit einem Polsterstreifen auf der axial inneren Seite des Reifens wie in Figur 5 dargestellt, jedoch eingefedert so weit, bis es gerade zur Berührung der Schlauchwandungsbereiche aneinander kommt undFig. 6a shows a section of a cross-section through a vehicle wheel with a tire according to the invention with a cushioning strip on the axially inner side of the tire as shown in Figure 5, but compressed until the tube wall areas just touch one another and

Fig. 6b den gleichen ausschnittsweisen Querschnitt wie Figur 6a durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemaßen Reifen mit einem Polsterstreifen auf der axial inneren Seite des Reifens wie in Figur 5 dargestellt, jedoch noch darüberhinaus eingefedert, wobei der erfindungsgemäße Polsterstreifen in Funktion tritt.Fig. 6b shows the same partial cross-section as Fig. 6a through a vehicle wheel with a tire according to the invention with a cushioning strip on the axially inner side of the tire as shown in Fig. 5, but still further compressed, whereby the cushioning strip according to the invention comes into function.

" &diams;" &diams;

Figur 3 zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen 1 mit einem Polsterstreifen 9 auf der axial äußeren Seite 11 der Karkasse 6 des Reifens 1. Von den Wulstkernen 4 nach radial außen gesehen verläuft die Karkassnormale (das ist die biegespannungsfreie Linie) zumindest weniger nach axial außen als bei herkömmlichen Reifen, in diesem leicht übertriebenen Ausführungsbeispiel sogar nach axial innen, sodaß die Karkasse 6 eine gewisse Einschnürung dicht oberhalb der Wülste 3 zeigt.Figure 3 shows a detail of a cross-section through a vehicle wheel with a tire 1 according to the invention with a cushioning strip 9 on the axially outer side 11 of the carcass 6 of the tire 1. Viewed radially outward from the bead cores 4, the carcass normal (that is the line free of bending stress) runs at least less axially outward than in conventional tires, in this slightly exaggerated embodiment even axially inward, so that the carcass 6 shows a certain constriction just above the beads 3.

Zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Abwerfsicherheit und Lenkpräzision bei noch ausreichender Energieabsorbtion sollte der erfindungsgemäße Polsterstreifen 9 in dieser Anordnung je nach Reifentype an seiner dicksten Stelle eine Dicke d von vorzugsweise nur 1,2 bis 2,0 mm aufweisen.In order to maintain the required safety against ejection and steering precision while still providing sufficient energy absorption, the cushion strip 9 according to the invention in this arrangement should have a thickness d of preferably only 1.2 to 2.0 mm at its thickest point, depending on the tire type.

Figur 4 zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen 1 mit einem Polsterstreifen 9 zwischen den Karkasslagen 6. Diese Anordnung des Polsterstreifens 9 ergibt eine geringere - nämlich nahezu gar keine - Erhöhung des Rollwiderstandes als die zuvor dargestellte Variante und erlaubt eine dickere Bemessung des Polsterstreifens 9, weil die axial äußere Karkaßlage 6a die üblich Krümmung beibehält. Nicht zuletzt dadurch ist auch die polsternde Wirkung ausgeprägter.Figure 4 shows a section of a cross-section through a vehicle wheel with a tire 1 according to the invention with a cushioning strip 9 between the carcass layers 6. This arrangement of the cushioning strip 9 results in a smaller - namely almost no - increase in rolling resistance than the previously shown variant and allows the cushioning strip 9 to be thicker because the axially outer carcass layer 6a retains the usual curvature. Not least because of this, the cushioning effect is also more pronounced.

Figur 5 zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen 1 mit einem Polsterstreifen 9 auf der axial inneren Seite 10 der Karkasse 6 des Reifens 1. Diese Anordnung erlaubt ohne meßbaren Einfluß auf das Lenkverhalten und die Abwerfsicherheit des Reifens von der Felge 7 die dickste Bemessung des erfindungsgemäßen Polsterstreifens 9 und die größte stoßenergieabsorbierende Wirkung.Figure 5 shows a detail of a cross-section through a vehicle wheel with a tire 1 according to the invention with a cushioning strip 9 on the axially inner side 10 of the carcass 6 of the tire 1. This arrangement allows the thickest dimensioning of the cushioning strip 9 according to the invention and the greatest impact energy absorbing effect without a measurable influence on the steering behavior and the safety of the tire from being thrown off the rim 7.

In den Figuren 3 und 4 ist jeweils der Bogenlängenbereich 12 der Karkasse 6 in der Nähe der Wülste 3 markiert, in dem sich der erfindungsgemäße Polsterstreifen 9 befinden soll, nämlich vorzugsweise zwischen 50 und 170 % der größtzulässigen (und hier dargestellten) Felgenhornhöhe h.In Figures 3 and 4, the arc length range 12 of the carcass 6 is marked in the vicinity of the beads 3 in which the cushioning strip 9 according to the invention should be located, namely preferably between 50 and 170% of the maximum permissible (and shown here) rim flange height h.

Gemäß den Standards der ETRTO ist die Felgenhornhöhe h als die Höhe definiert, die 1 Millimeter axial innen von der Felgenhorninnenwand vom Felgenbett bis zum radial äußersten Punkt des Felgenhornes 8 zu messen ist. Dies ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt.According to ETRTO standards, the rim flange height h is defined as the height measured 1 millimetre axially inwards from the rim flange inner wall from the rim well to the radially outermost point of the rim flange 8. This is shown in Figures 3 and 4.

Die größte Dicke des erfindungsgemäßen Polsterringes 9 ist in den Figuren 3, 4 und 6a jeweils mit d bezeichnet und die Schlauchwandstärke mit s.The greatest thickness of the cushion ring 9 according to the invention is designated in Figures 3, 4 and 6a with d and the tube wall thickness with s.

Wegen der größten den Schlauch vor einem snake-bite-Schaden schützenden Wirkung wurden die meisten Prüfmessungen an Reifen der zuletzt vorgestellten Variante durchgeführt. Es wurde jeweils die Grenzgeschwindigkeit ermittelt, ab der die Überrollung eines schwellenartigen Hindernisses auf ansonsten ebener Fahrbahn zu einem Schlauchdefekt führt, nachfolgend Ausfallgeschwindigkeit genannt. Das Hindernis war eine Stahlschwelle, die senkrecht auf der Fahrbahn befestigt war und aus dieser um 60 (1) mm herausragte bei einer Dicke von 10 mm und einem Krümmungsradius in Fahrtrichtung von 5 mm. Die Versuche wurden von einem 92 kg schweren Fahrer auf einem 15 kg schweren Mountainbike mit 26"-Rädern und einer l,9er-Bereifung (Reifenbreite: 47 mm) durchgeführt mit einem 1,0 mm starken Butylschlauch.Because of the greatest effect in protecting the tube from snake-bite damage, most of the test measurements were carried out on tires of the last variant presented. In each case, the limit speed was determined at which rolling over a threshold-like obstacle on an otherwise flat road would lead to a tube defect, hereinafter referred to as the failure speed. The obstacle was a steel threshold that was attached vertically to the road and protruded from it by 60 (1) mm, with a thickness of 10 mm and a radius of curvature in the direction of travel of 5 mm. The tests were carried out by a 92 kg rider on a 15 kg mountain bike with 26" wheels and 1.9 tires (tire width: 47 mm) with a 1.0 mm thick butyl tube.

Aus Sicherheitsgründen, das heißt um die Ausfallsgeschwindigkeit in noch nicht lebensgefährlichen Größenordnungen zu halten, wurden zahlreiche Versuche bei nur 1 bar Reifenüberdruck gefahren. So wird schon bei schwächeren Impulsen, also geringeren Geschwindigkeiten, das Aufsetzen der Schlauchwandungen erreicht. Im Mittel mehrerer Messungen liegt die Ausfallsgeschwindigkeit eines Schlauches in einem herkömmlichen Reifen bei 36 km/h. Für einen erfindungsgemäßen Reifen mit einer axial inneren Anordnung des Polsterstreifens - wie in Figur 5 gezeigt - und mit einer maximalen Dicke des Polsterstreifens von 3,0 mm wurde beim gleichen Luftdruck eine Streuung der Ausfallsgeschindigkeit zwischen 53 und 66 km/h bei einem Mittel von etwa 57 km/h gemessen.For safety reasons, i.e. to keep the failure speed at a level that is not life-threatening, numerous tests were carried out at only 1 bar overpressure. This means that the tube walls can be reached even with weaker impulses, i.e. lower speeds. On average, the failure speed of a tube in a conventional tire is 36 km/h over several measurements. For a tire according to the invention with an axially inner arrangement of the cushioning strip - as shown in Figure 5 - and with a maximum thickness of the cushioning strip of 3.0 mm, a spread in the failure speed between 53 and 66 km/h with an average of around 57 km/h was measured at the same air pressure.

Diese Versuche belegen eine signifikante Erhöhung der Sicherheit gegen snake-bite-Schäden. Bei höheren Luftdrücken werden noch deutlich höhere Ausfallsgeschwindigkeiten erreicht.These tests demonstrate a significant increase in safety against snake-bite damage. At higher air pressures, even higher failure speeds are achieved.

Figur 6a zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen 1 mit einem Polsterstreifen 9 auf der axial inneren Seite 10 des Reifens 1 wie in Figur 5 dargestellt, jedoch eingefedert so weit, bis es gerade zur Berührung der Schlauchwandungsbereiche aneinander kommt. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit der Figur ist nur auf der rechten Seite in dicker strichpunktierter Linie der Kollisionsbereich 14 mit einer Umkreisung markiert. Die Figur zeigt, daß es bei erfindungsgemäßen Reifen 1 schon bei kleineren Einfederungen zur Schlauchkollision kommt als bei herkömmlichen, weil der mit dem Luftpolster aufnehmbare Federweg um die Dicke d des Polsterstreifens 9 im Kollisionsbereich 14 vermindert ist; der bei weiterem Stoßenergieanstieg auftretende Pressungsanstieg verläuft aber flacher als bei herkömmlichen Reifen, wodurch der empfindliche Schlauch geschützt wird.Figure 6a shows a section of a cross-section through a vehicle wheel with a tire 1 according to the invention with a cushion strip 9 on the axially inner side 10 of the tire 1 as shown in Figure 5, but compressed until the tube wall areas just touch each other. To maintain the clarity of the figure, the collision area 14 is only marked with a circle on the right-hand side in a thick dash-dotted line. The figure shows that with tires 1 according to the invention, tube collisions occur even with smaller deflections than with conventional tires, because the spring travel that can be absorbed by the air cushion is reduced by the thickness d of the cushion strip 9 in the collision area 14; the increase in pressure that occurs with a further increase in impact energy is, however, flatter than with conventional tires, which protects the sensitive tube.

&Uacgr;3&Uacgr;3

Dies soll Figur 6b illustrieren, die den gleichen ausschnittsweisen Querschnitt wie Figur 6a durch ein Fahrzeugrad mit einem erfindungsgemäßen Reifen 1 zeigt mit einem Polsterstreifen 9 auf der axial inneren Seite 10 des Reifens 1 wie in Figur 5 dargestellt, jedoch noch darüberhinaus eingefedert, wobei der erfindungsgemäße Polsterstreifen 9 in Funktion tritt, sich also deutlich abplattet.This is to be illustrated by Figure 6b, which shows the same partial cross-section as Figure 6a through a vehicle wheel with a tire 1 according to the invention with a cushioning strip 9 on the axially inner side 10 of the tire 1 as shown in Figure 5, but further compressed, whereby the cushioning strip 9 according to the invention comes into function, i.e. flattens out significantly.

Eine Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Beschreibung.A list of reference symbols is part of the description.

Hannover, den 05.08.94
em4714 kl/klHanover, 05.08.94
em4714 kl/kl

Bezugszeichen:Reference number:

1 Luftreifen1 pneumatic tire

2 Schlauch2 hose

3 Wulst3 bead

4 Wulstkern4 Bead core

5 Mitte der Wulstkerne5 Center of the bead cores

6 ein- oder mehrlagige Karkasse, Karkasslagen6 single or multi-ply carcass, carcass plies

6a axial äußere Karkaßlage (siehe Figur 4)6a axial outer carcass ply (see Figure 4)

7 Felge7 Rim

8 Felgenhörner8 rim flanges

9 Polsterstreifen9 cushion strips

10 axial innere Seite der Karkasse10 axial inner side of the carcass

11 axial äußere Seite der Karkasse11 axial outer side of the carcass

12 Bogenlängenbereich der Karkasse 6 in Wulstnähe12 Carcass arc length range 6 near bead

13 schwellenartiges Hindernis13 threshold-like obstacle

14 Kollisionsbereich14 Collision area

h Felgenhornhöhe d Dicke des Polsterstreifens s Dicke des Schlauchesh Rim flange height d Thickness of the cushion strip s Thickness of the tube

Hannover, den 05.08.94 eiti4714 kl/klHanover, 05.08.94 eiti4714 kl/kl

Claims

Protection claims:

1. Pneumatic tire (1) for bicycles, which can be driven with a tube (2), which (1) has two beads (3) and is to be mounted with these (3) on a rim (7) with rim flanges (8) of a maximum permissible rim flange height (h) according to ETRTO, bead cores (4) being arranged in the beads (3) around which a single- or multi-layer carcass (6) is wound, characterized in that the pneumatic tire (1) has a cushioning strip (9) in the vicinity of both beads (3) in the arc length range (12) to be measured along the carcass from the center (5) of the bead cores (4), which extends from 40% to 210% - preferably only from 50% to 170% - of the maximum rim flange height (h) standardized according to ETRTO for the tire size in question, which has a hardness between 30 and 75 Shore. (A) and a thickness (d) of at least 0.6 mm.

2. Pneumatic tire (1) according to claim 1, characterized in that the cushioning strip (9) is arranged on the axially inner side (10) of the carcass (6).

3. Pneumatic tire (1) according to claim 1 with at least two carcass plies (6) near the bead, characterized in that the cushion strip (9) is arranged between carcass plies (6).

4. Pneumatic tire (1) according to claim 1, characterized in that the cushioning strip (9) is arranged on the axially outer side (11) of the carcass (6).

5. Pneumatic tire (1) according to claim 1, characterized in that the cushioning strip (9) has a hardness between 40 and 60 Shore (A).

6. Pneumatic tire (1) according to claim 5, characterized in that the cushion strip (9) has a hardness between 42 and 52 Shore (A).

7. Pneumatic tire (1) according to claim 2, characterized in that the cushioning strip (9) has a maximum thickness (d) between 1.2 and 3.5 mm.

8. Pneumatic tire (1) according to one of claims 3 or 4, characterized in that the cushioning strip (9) has a maximum thickness (d) between 1.2 and 2.5 mm.

9. Pneumatic tire (1) according to claim 1, characterized in that the rebound elasticity of the cushioning strip (9) measured at a frequency of 2,000 Hz is less than 80%, preferably between 35% and 70%.

10. Tires for an all-terrain bicycle with a pneumatic tire (1) according to claim 1 with a tube (2) of a hardness characterized in that the cushioning strip (9) of the pneumatic tire (1) is less or as hard as the rubber coating of the carcass (6) and is at most 3 degrees of hardness (Shore A) harder than the tube (2).

11. Tire according to claim 10, characterized in that the hardness of the cushion strip (9) of the pneumatic tire (1) is lower than the hardness of the tube (2).

12. Tires according to claim 10, preferably according to claim 9, with a tube (2) of a wall thickness (s), characterized in that the product of the maximum thickness (d) of the cushioning strip (9) in millimeters and its hardness in Shore (A) is greater than the product of the wall thickness (s) of the tube in millimeters and its hardness in Shore (A), whereby preferably the product of the maximum thickness (d) of the cushioning strip (9) in millimeters and its hardness in Shore (A) is between 80 and 160.

13. Pneumatic tire (1) according to claim 1, characterized in that the product of the maximum thickness (d) of the cushioning strip (9) in millimeters and the hardness in Shore (A) is between 80 and 160.

14. Pneumatic tire (1) according to claim 1, characterized in that the cushioning strip (9) has its greatest thickness (d) at the point where, in the event of a tire puncture, contact first occurs between the region of the tube wall near the bead and the region of the tube wall near the tread.

15. Pneumatic tire (1) according to claim 14, characterized in that the cushion strip (9) has its greatest thickness (d) in the range from the bead core center (5) of 0.53 to 1.25 times the maximum permissible rim flange height (h) according to ETRTO.

Hanover, 05.08.94
em4714 kl/kl