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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reifen- und
Felgenanordnung für Motorräder, in welcher ein Platzen des Schlauchs
des Reifens verhindert wird, ohne die dynamische Leistung
des Reifens aufzugeben.
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Beim Fahren im Gelände, auf steinigen Straßen oder bei hohen
Sprüngen beispielsweise in Moto-Cross-Wettbewerben sind zur
Verhinderung eines Platzens des Schlauchs die folgenden
Mittel eingesetzt worden:
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1) Erhöhung des inneren Drucks des Schlauchs
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2) Erhöhung der Dicke des Schlauchs
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3) Verwendung eines doppelten Schlauchs
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4) Verwendung eines Schmiermittels.
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Jedoch ist es schwierig, ein Platzen des Schlauchs
vollständig durch derartige Mittel zu verhindern, und diese Mittel
verschlechtern außerdem die Reifenleistungsfaktoren wie
Straßengriffigkeit, Handhabung, Laufstabilität, Fahrkomfort,
Ansprechen und dergleichen.
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Eine Reifen- und Felgenanordnung, bei welcher der Reifen
eine Pufferschicht zwischen dem Reifen und dem Schlauch mit
einer einzelnen Schicht aus schwammartigem Material
aufweist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist
beispielsweise aus der Patentveröffentlichung NL-A-7 812 531 bekannt.
Außerdem ist ein Reifen mit einer aus zwei Materialschichten
bestehenden Pufferschicht, worin die innere Schicht ein
schwammartiges Material darstellt, aus der
Patentveröffentlichung FR-A-1 096 438 bekannt.
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Reifen- und Felgenanordnung für Motorräder zu schaffen, in
welcher ein Platzen des Schlauchs verhindert wird, während die
dynamischen Leistungsfaktoren wie Lenkstabilität und
Fahrkomfort aufrechterhalten werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Reifen- und
Felgenanordnung einen Reifen, eine standardmäßige Felge, auf
welcher der Reifen montiert ist, einen Schlauch, der in
einer durch den Reifen und die Felge gebildeten und
umschlossenen Kammer angeordnet ist, eine ringförmige Pufferschicht,
die in der Kaminer zwischen dem Reifen und dem Schlauch
angeordnet ist und sich vom Reifenäquator zu jeder Seite davon
zu einer Position benachbart jedem Wulst des Reifens
erstreckt, so daß jede Kante der Pufferschicht an dieser
Position endet, wobei die Pufferschicht aus schwammartigem
Material besteht und eine Dickenverteilung derart aufweist, daß
die Dicke am Reifenäguator größer als die Dicke an den
Kanten ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Pufferschicht eine innere Schicht, um den Schlauch zu berühren,
und eine äußere Schicht umfaßt, um den Reifen zu berühren,
die äußere Schicht weicher als die innere Schicht ist, die
JIS-C-Härte der äußeren Schicht 35 bis 45 und die
JIS-C-Härte der inneren Schicht 45 bis 55 beträgt.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun
ausführlich anhand von Figur 1 beschrieben, die eine
Querschnittsansicht einer Reifen- und Radanordnung zeigt.
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Die Motorrad-Reifen- und Felgenanordnung 1 umfaßt einen
Reifen 2, eine standardmäßige Felge 3, auf welcher der Reifen
montiert ist, einen Luft haltenden Schlauch 5, der in einer
Reifeninnenkammer 4 innerhalb des Reifens und der Felge
angeordnet ist, und eine zwischen dem Reifen und dem Schlauch 5
angeordnete Pufferschicht 6.
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Der Reifen 2 weist eine Lauffläche 12, ein Paar von axial
voneinander beabstandeten Wulstabschnitten 15 und ein Paar
von Seitenwänden 13 auf, die sich radial nach innen von den
Laufflächenkanten zu den Wulstabschnitten erstrecken, so daß
der Reifen 2 eine toroidische Gestalt aufweist.
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Die Felge 3 weist ein Paar von axial beabstandeten
Wulstsitzen 17, auf welchen die Wulstabschnitte 15 des Reifens
jeweils sitzen, ein Paar von sich radial nach außen von den
axial äußeren Kanten der Wulstsitze 17 erstreckenden
Flanschen 8 und ein zur Reifenmontage zwischen den
Wulstsitzen 17 ausgebildetes Bett auf.
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Der montierte Reifen 2 auf der Felge 3 bildet eine
geschlossene Kammer 4. In dieser Kammer 4 ist ein Schlauch 5
angeordnet.
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Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in welcher die Pufferschicht 6 aus einem
Doppelschichtmaterial besteht, und zwar einer inneren Schicht 6 a und
einer äußeren Schicht 6 b. Jede der inneren und äußeren
Schichten 6 a und 6 b besteht aus Schaumgummi mit
geschlossenen Zellen.
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Die JIS-C-Härte der äußeren Schicht 6 b beträgt 35 bis 45,
und die JIS-C-Härte der inneren Schicht 6 a 45 bis 55.
Demgemäß ist die äußere Schicht 6 b weicher als die innere
Schicht 6 a. Fünf verschiedene Rezepturen A-E für diese
Schaumgummis sind in Tabelle 1 angegeben.
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Das Verhältnis Gb/GT der Decke Gb der äußeren Schicht 6 b
zur Gesamtdicke GT der Pufferschicht, beides am
Reifenäquator gemessen, beträgt nicht weniger als 0,4 und nicht mehr
als 0,7.
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Falls das Verhältnis Gb/GT kleiner als 0,4 ausgeführt wird,
ist die Elastizität der Pufferschicht zu klein, und die
Handhabungsstabilität und das Stoßabsorptionsvermögen sind
zerstört.
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Wenn das Verhältnis Gb/GT mehr als 0,7 beträgt, werden die
Verstärkung des Schlauchs 5 und die Verhinderung von
Reifenpannen unzureichend.
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Die innere Pufferschicht 6 a erstreckt sich vom
Reifenäguator C, und zwar an jeder seiner Seiten, zu einer Position
axial im Inneren und benachbart jedem Wulstabschnitt des
Reifens. Außerdem befinden sich die Kantenabschnitte der
inneren Pufferschicht 6 a in direktem Kontakt mit dem Inneren
des Reifens. Demgemäß befindet sich die äußere
Pufferschicht 6 b in einem Raum, der durch das Innere des Reifens
und das Äußere der inneren Pufferschicht 6 a umschlossen
ist.
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Die innere Schicht und die äußere Schicht haften aneinander.
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Das Expansionsverhältnis des Schaumgummis ist auf nicht
weniger als 4 (400 %) und nicht mehr als 15 (1500 %)
eingestellt.
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Wenn das Verhältnis kleiner als 4 ist, besitzt die
Pufferschicht weniger Polsterungs- oder Stoßabsorptionsvermögen,
und der Widerstand gegen Platzen ist zu klein.
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Wenn das Verhältnis mehr als 15 beträgt, wird die
Pufferschicht übermäßig weich, und infolgedessen wird die Dicke
der Pufferschicht durch aufgebrachten Druck beträchtlich
vermindert und das Stoßabsorptionsvermögen auf ein zu niedriges
Niveau verringert.
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Die Pufferschicht 6 ist im Inneren des Reifens so
positioniert, daß die äußere Oberfläche 23 der Pufferschicht 6 die
innere Oberfläche 21 des Reifens berührt, und die
Pufferschicht 6 erstreckt sich vom Reifenäguator C zu jeder Seite
und um den Reifenschnitt herum zu einer Position benachbart
jedem Wulst 15.
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In einem Querschnitt der Anordnung, welcher die Reifenachse
einschließt, und in einem aufgepumpten Zustand, in welchem
der Schlauch 5 auf einen Druck entsprechend dem regulären
Innendruck für den Reifen 2 aufgepumpt ist, ist die
Pufferschicht 6 so angeordnet, daß sie ein Volumen derart
aufweist, daß das Verhältnis S 6/S 5 der Querschnittsfläche S 6
der Pufferschicht 6 zur Querschnittsfläche S 5 des
Schlauchs, die durch die äußere Oberfläche 19 des Schlauchs
umschlossen ist, nicht weniger als 3/7 (0,42) und nicht mehr
als 1,5 beträgt.
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Wenn das Verhältnis S 6/S 5 weniger als 3/7 (0,42) beträgt,
wird das Stoßabsorptionsvermögen der Pufferschicht 6 zu
klein, und eine Reifenpanne wird nicht wirksam verhindert.
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Wenn das Verhältnis mehr als 1,5 beträgt, sind die
Laufleistungsfaktoren, beispielsweise Lenkstabilität,
beeinträchtigt.
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Des weiteren nimmt die Dicke der Pufferschicht 6 nach und
nach von ihrem Zentrum am Reifenäguator zu ihren radial
inneren Kanten F und F' benachbart den Wulstabschnitten ab.
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Für eine erlaubte Modifizierung der Pufferschicht kann deren
Dicke so eingestellt sein, daß sie im wesentlichen konstant
in dem Abschnitt benachbart dem Laufflächenabschnitt 12 des
Reifens ist. Dann nimmt die Dicke nach und nach in den
Abschnitten axial innerhalb der Lauffläche benachbart jedem
der Seitenwandabschnitte des Reifens ab, die sich von einer
Position nahe jeder der Laufflächenkanten zu den radial
inneren Kanten F und F' erstrecken.
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In einem natürlichen Zustand, in dem der Reifen nicht
aufgepumpt und die Pufferschicht frei von Druck ist, ist die
Größe der Pufferschicht 6 so eingestellt, daß sie nicht
größer als diejenige des Inneren des Reifens ist, und ferner
ist das Verhältnis Ab/Cb des Umfangs Ab der äußeren
Oberfläche der Pufferschicht 6 zu dem Umfang Cb der inneren
Oberfläche
21 des Reifens, beides am Reifenäguator C gemessen, so
eingestellt, daß es nicht weniger als 0,6 und nicht mehr als
1,0 beträgt.
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Wenn das Verhältnis Ab/Cb kleiner als 0,6 ausgeführt wird,
wird es für die Pufferschicht schwierig, den Reifen am
Reifenäquator C zu berühren, und zwar selbst dann, wenn der
Schlauch mit Luft gefüllt ist, und im schlimmsten Fall steht
das Innere des Reifens 2 nicht unter Druck.
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Wenn das Verhältnis Ab/Cb mehr als 1,0 beträgt, weist die
Pufferschicht 6 einen überschüssigen Teil auf, wenn sie in
die Reifenkammer eingesetzt wird, und die Pufferschicht wird
in den Bereichen um den Reifenäquator C herum
zusammengedrückt, so daß sie ihr Volumen verringert und somit ihre
Weichheit verliert. Infolgedessen ist ihr Puffereffekt
herabgesetzt.
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Ferner wird die Pufferschicht 6 dann faltig, was das
gleichförmige Einsetzen oder Positionieren der Pufferschicht 6
stört.
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In einem die Reifenachse einschließenden Querschnitt der
Anordnung in dem oben erwähnten natürlichen Zustand beträgt
ferner das Verhältnis L 2/L 6 der Länge L 2, gemessen
entlang der äußeren Oberfläche 23 der Pufferschicht 6 von der
einen Kante F zur anderen Kante F', zu der Länge L 6,
gemessen entlang der inneren Oberfläche 21 des Reifens 2 von
der einen Kante E zur anderen Kante E', vorzugsweise nicht
weniger als 0,8 und nicht mehr als 0,9.
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Wenn das Innere der Pufferschicht 6 durch das Aufpumpen des
Schlauches 5 unter Druck gesetzt wird, neigt die
Pufferschicht dazu, verlängert zu werden.
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Wenn das Verhältnis L 2/L 6 mehr als 0,9 beträgt, werden die
Kanten F und F' der Pufferschicht auf die Kanten E und E'
der Wulstabschnitte zu bewegt, und / oder die Schicht wird
ungleichförmig deformiert. Infolgedessen wird der
Schlauch 5 leicht faltig, wobei eine teilweise Deformation
gebildet wird.
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Wenn das Verhältnis L 2/L 6 weniger als 0,8 beträgt, berührt
der Schlauch 5 direkt den Reifen an den Wulstabschnitten und
möglicherweise auch den unteren Seitenwandabschnitten. Mit
anderen Worten, die Pufferschicht ist nicht zwischen dem
Reifen und dem Schlauch in den Bereichen positioniert, in denen
eine große Deformation wiederholt während des Betriebs
auftritt. Daher wird der Schlauch 5 leicht eingeklemmt und
gebogen auf abrupte Weise durch den Reifen, und dies birgt die
Gefahr, daß der Schlauch platzt.
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Um die Effektivität der Erfindung zu zeigen, wurden
Testreifen einschließlich Arbeitsbeispielreifen 6-9 mit dem oben
erläuterten, in Figur 1 gezeigten Reifenaufbau sowie
Referenzreifen 2-5 mit demselben Aufbau, abgesehen von der
Pufferschicht, hergestellt und auf dynamische Leistung und
Dauerhaftigkeit getestet. Die Spezifizierungen dieser Reifen
sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
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Die Testergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben.
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In den Tests war das verwendete Motorrad vom Moto-Cross-Typ
und mit Reifen ausgerüstet, die unterschiedliche
Reifengrößen besaßen. Die Reifengröße für das Vorderrad betrug
80/100-21 und für das Hinterrad 110/90-19.
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Während der Fahrt auf einer steinigen Moto-Cross-Straße
wurden die folgenden Test durchgeführt.
A. Dynamische Leistungstests
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Bei jedem Testreifen wurden Handhabung, Geradeauslauf-
Stabilität, Kurvenfahr-Stabilität,
Stoßabsorptionsleistung und Fahrkomfort durch die Empfindungen eines
erfahrenen Fahrers in fünf Rängen bewertet.
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In Tabelle 2 ist die Leistung umso besser, je größer der
Wert ist, und der Standard der Leistung beträgt 2,5.
B. Test auf Widerstand gegen Platzen
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Für den Widerstand gegen Platzen wurde die Anzahl von
Reifenpannen festgehalten, die nach drei Zwei-Stunden-
Testläufen auf einer steinigen Moto-Cross-Straße
auftraten.
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Gemäß den Testergebnissen wurde ein Platzen des Schlauchs in
allen Arbeitsbeispielreifen wirksam verhindert, jedoch in
den Referenzreifen platzten die Schläuche zweimal. Ferner
trat in den Arbeitsbeispielreifen keine Abnahme in der
dynamischen Leistung auf.
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Wie oben beschrieben, ist in den Anordnungen gemäß der
vorliegenden Erfindung die aus einem schwammartigen Material
bestehende Pufferschicht zwischen dem Reifen und dem
Schlauch angeordnet. Ein Platzen des Schlauchs wird wirksam
verhindert, ohne die dynamische Leistung wie beispielsweise
Lenkstabilität, Fahrkomfort und dergleichen aufzugeben.
TABELLE 1
ZUSAMMENSETZUNG
Dien NF3SR
NR
Hoch-Styrol-Kautschuk
Beschleuniger
Schwefel
Zinkoxid
Steannsäure
D.P.T.
Paste K4
Cumaronharz
Naphthenöl
Nipsil VN3
Ton
Aktiviertes Kalziumkarbonat O
MSK-C
Talk
Weiches Kalziumkarbonat
DFG
GESAMT
JIS C-HÄRTE
TABELLE 2
ANORDNUNG
Pufferschicht
Zusammensetzung (außen/innen)
Verhältnis
Dynamische Leistung
Handhabung
Geradeauslaufstabilität
Kurvenfahrstabilität
Stoßabsorption
Fahrkomfort
Reifenpanne
doppelt
mal