DE69728208T2

DE69728208T2 - Paar von Reifen mit hoher Querkrümmung für Zweiradfahrzeuge

Info

Publication number: DE69728208T2
Application number: DE69728208T
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Armellin
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2017-05-17
Also published as: US6415841B1; AR007254A1; TR199700406A2; KR970074027A; ITMI961026A1; EP0808730A1; IT1283051B1; TR199700406A3; ATE262424T1; KR100457256B1; JPH1086608A; ITMI961026A0; PT808730E; US5975175A; US20020174927A1; BR9702407A; DE69728208D1; EP0808730B1; JP4221067B2; ES2218618T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zweiradfahrzeuge, und insbesondere auf ein Paar von Reifen mit hoher Querkrümmung, speziell zum Ausrüsten von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung ist insbesondere auf ein für Zweiradfahrzeuge vorgesehenes Paar von Reifen gerichtet, bei denen die Querkrümmung, die in allen Fällen einen Wert von nicht weniger als 0,15 hat, im Vorderreifen größer als in dem entsprechenden Hinterreifen ist.
Die Erfindung befasst sich vor allem mit dem Aufbau eines Paars von Reifen. Mit anderen Worten, die Erfindung bezieht sich auf ein Paar von Reifen, die mit einer Karkasse in Gürtelbauweise versehen ist, vorzugsweise ein Formverhältnis (H/C) ≤ 80% hat und/oder an einer Montagefelge montiert ist, deren Breite ≥ 60% der Nennsehne des Reifens ist.
Wenn ein Zweiradfahrzeug eine gekrümmte Bahn durchläuft, kippt es bekanntermaßen zur Innenseite der Kurve und bildet einen Winkel, der als "Schräglagen"-Winkel bezeichnet wird, dessen Wert 65° bezogen auf die Vertikalebene zum Boden erreichen kann. Aufgrund dieses Vorgangs lassen die Reifen einen Schräglagendruck entstehen, der der Zentrifugalkraft entgegenwirkt, die auf das Fahrzeug wirkt.
Ursprünglich hatten die Reifen einen Karkassenaufbau mit einem Paar von Lagen aus gummiertem Gewebe, das mit Korden verstärkt war, die symmetrisch zur Äquatorialebene des Reifens geneigt sind, wobei der Aufbau gewöhnlich als Kreuzlagenkarkasse bekannt ist, sowie wahlweise einen Gurtaufbau, der ebenfalls aus Paaren von gummierten Gewebestreifen mit Korden hergestellt ist, die mit der Äquatorialebene des Reifens einen Winkel bilden.
Dieser Karkassenaufbau war in der Lage, beträchtliche Schräglagendrucke zu erzeugen. Zusätzlich hatte das Reifenpaar ein äußerst homogenes Verhalten in einer Kurve, weil, obwohl die beiden Reifen unterschiedliche Größen hatten, sie qualitativ ähnliche Schräglagendrucke ausübten, die weitaus ausreichend waren, um den auf das Fahrzeug wirkenden Zentrifugaldruck auszugleichen.
Das Fahren des Fahrzeugs in einer Kurve war deshalb nicht besonders schwierig, weil das Fahrzeug neutrale Fahreigenschaften hatte, so dass ein Fahrer eine gekrümmte Bahn nahezu instinktiv durch bloßes Schräglegen des Fahrzeugs durchfahren konnte, ohne Lageeinstellungen daran vorzunehmen, insbesondere beim Steuerwinkel der Lenkstange.
Als Bestätigung dafür dient, dass sich Motorradfahrer mit Sicherheit daran erinnern können, dass sie eine Kurve durchfahren konnten, ohne die Lenkstange mit ihren Händen zu halten und stattdessen nur den eigenen Schwerpunkt zu bewegen.
Im Gegensatz dazu bestanden jedoch Probleme hinsichtlich des Laufkomforts, der Stabilität, der Fahrzeugstraßenhaftung und der Fahrerermüdung in Verbindung mit einer übermäßigen Steifigkeit des Reifens. Der Reifenaufbau speichert unter der Einwirkung einer aufgeprägten Verformung Federenergie, die sofort zurückgeführt wird, wenn die Spannung aufhört, wodurch von der Straßenoberfläche übertragene Störungen verstärkt werden, was den Stabilitätsverlust eines Teils des Fahrzeugs ergibt. Insbesondere, wenn auf gerader Straße gefahren wird, verursacht diese übermäßige Steifigkeit Schwingungen mit einer hohen Frequenz (8–10 Hz) am Vorderreifen bei geringer Geschwindigkeit (Flattereffekt) und Schwingungen mit geringer Frequenz (3–4 Hz) am Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit, wodurch das Fahren unsicher wird.
Bei einem Versuch zur Unterbindung dieser Probleme hat man neuerdings die Verwendung von Gürtelkarkassenreifen mit einem Gurtaufbau eingeführt, der aus textilen oder metallischen Korden hergestellt ist. Insbesondere ist der Hinterreifen mit einem Gurtaufbau mit (manchmal ausschließlich) Windungen von Korden versehen, die vorzugsweise aus Metall bestehen und in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, während der Vorderreifen einen Gurtaufbau hat, der mit radial überlappten Streifen von geneigten Korden versehen ist.
Dieses Paar von Reifen hat sicherlich die Situation hinsichtlich Fahrkomfort und Fahrstabilität verbessert, weil Schwingungen des Fahrzeugs bei hoher Geschwindigkeit auf gerader Strecke praktisch verschwunden sind, so dass der Hinterreifen einen merklichen Dämpfungseffekt hat, während der Flattereffekt im Wesentlichen unverändert bleibt.
Die Verbesserung des Verhaltens auf gerader Strecke hat jedoch ein neues Problem geschaffen, das darin besteht, dass der Gürtelaufbau des Reifens in Verbindung mit einem Gurt aus am Umfang angeordneten Korden (bei 0°) nicht in der Lage ist, einen für die Anforderungen geeigneten Schräglagendruck entstehen zu lassen, wobei auch die zunehmend höhere Leistung in Betracht zu ziehen ist, die die Fahrzeuge bieten.
Insbesondere liefert der Hinterreifen einen geringeren und qualitativ anderen Druck (der vom linearen Typ ist) als der (der gekrümmt ist) des Vorderreifens. Als Folge haben derart ausgerüstete Fahrzeuge ein neutrales Verhalten verloren und führen zu einem Übersteuerverhalten. In einer Kurve kommt das Hinterrad, das nicht in der Lage ist, der auf die Achse wirkenden Zentrifugalkraft mit zunehmendem Wert entgegenzuwirken, an einem bestimmten Punkt ins Schleudern, d. h. es kommt aus seiner Bahn und bewegt sich zur Außenseite der Kurve, während das Vorderrad zur Innenseite der Kurve zumacht.
D. h. mit anderen Worten, dass, wenn die Geschwindigkeit zunimmt und der Krümmungsradius der Bahn abnimmt, die Fahrzeugneigung allein nicht länger ausreicht, um die Wirkung der Zentrifugalkraft auszugleichen und dadurch die Laufstabilität zu gewährleisten. Es wird eine Zunahme durch den von den Reifen ausgeübten Druck erforderlich. Diese Zunahme erhält man durch Ändern der Fahrzeuglage durch einen Vorgang, der von dem Fahrer mittels der Lenkstange ausgeübt wird und der gewöhnlich dem Fachmann als "Drucksteuern" bekannt ist, d. h. durch Neigen der Rollebene des Vorderreifens bezogen auf die Tangentialrichtung der gekrümmten Bahn über einen Winkel, der "Rutschwinkel" gekannt wird und in eine Richtung entgegen zur Bahnkrümmung gerichtet ist.
Somit erhält man einen vollen Druck, der sich aus der Summe eines Schräglagendrucks infolge der Neigung der Äquatorialebene des Reifens bezogen auf die Vertikallinie und aus einem Rutschdruck ergibt, der durch die Winkeländerung der Rollebene des Vorderreifens verursacht wird.
Der dem Rutschwinkel zuzuschreibende Wert hängt von den baulichen und verhaltensmäßigen Merkmalen des Vorderreifens ab, d. h. von der Verbindung, die der Reifen zwischen dem Rutschwinkelwert und dem Rutschdruckwert in Kombination mit seinem Schräglagendruck und dem von dem Hinterreifen ausgeübten Druck ausdrücken kann.
Beim Herauskommen aus der Kurve ist im Gegensatz dazu ein entgegengesetzter Vorgang erforderlich, auf den der Fachmann als "Zugsteuerung" Bezug nimmt, d. h. die Lenkstange muss zur Innenseite der Kurve so geneigt werden, dass sich das Kraftfahrzeug wieder hochstellt und wieder der geradlinigen Bahn folgt. Als Folge davon ist das Fahrzeugverhalten durch das Reifenpaar, mit dem es ausgerüstet ist, stark bedingt, so dass das Paar deshalb zweckmäßig ausgewählt und geprüft werden muss.
Es wurden bereits Versuche durchgeführt, diese Aufgabe leichter zu machen. Das Patent EP 280,889 (entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1) bietet ein Verfahren, diese Auswahl von vornherein vorzunehmen, ohne dass weitere experimentelle Überprüfungen erforderlich sind. Nach der Lehre dieses Patents sind, wenn man die Rutschansprechvermögen als δ₁ und δ₂ definiert, d. h. diejenigen Funktionen, die den Rutschwinkel mit dem Rutschdruck für das Vorder- bzw. Hinterrad verbinden, Reifenpaare, für die die Funktion δ₂-δ₁ eine zunehmende monotone Funktion des Fahrzeugschubwinkels zu sein scheint, akzeptabel.
Tatsächlich löst dieses Verfahren das Problem nicht, da die Rutschansprechung auch von dem Aufpumpdruck des Reifens abhängt und auf jeden Fall das Ergebnis keinen Absolutwert hat. Tatsache ist, dass es Paare von Reifen gab, die sich als nicht akzeptabel erwiesen, obwohl sie mit der erwähnten Regel übereinstimmten.
Die EP-A-0 565 339 offenbart einen Motorradreifen mit einer Karkasse, die wenigstens eine Karkassenlage aus organischen Faserkorden hat, welche radial mit einem Winkel von 60 bis 90 Grad bezogen auf den Reifenäquator angeordnet sind, und mit einem Gurt, der wenigstens eine Gurtlage aufweist, die aus wenigstens einem Gurtkord hergestellt ist, der wendelförmig im Wesentlichen parallel zum Reifenäquator unter Bildung einer Vielzahl von Windungen gewickelt ist. Diese wenigstens eine Gurtlage hat einen zentralen Teil und ein Paar von Schulterteilen, die sich auf jeder Seite des zentralen Teils befinden, wobei die axiale Breite des zentralen Teils das 0,5- bis 0,7-fache der axialen Breite zwischen den Laufflächenrändern beträgt. Jeder der Schulterteile hat eine erste Kordmenge, während der zentrale Teil eine zweite Kordmenge hat, die das 0,6- bis 0,8-fache der ersten Kordmenge beträgt, wobei die Kordmenge definiert ist als die Gesamt-Denierzahl der Windungen pro Gurteinheitsbreite. Bei den Ausführungsbeispielen ist der Reifen auf das Hinterrad eines Motorrads montiert.
Die EP-A-0 756 949 (Zwischendokument entgegengehalten unter Art. 54(3) EPÜ) offenbart einen Reifen für ein zweirädriges Fahrzeug mit einer eine Torusform und eine hohe Querkrümmung aufweisenden Gürtelkarkasse, die eine zentrale Krone und zwei Seitenwände aufweist, die mit einem Paar von Wulsten zum Verankern des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge enden, mit einem Laufflächenband, das kronenartig auf die Karkasse aufgesetzt ist, und mit einem am Umfang nicht dehnbaren Gurtaufbau, der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet ist. Der Gurtaufbau hat wenigstens eine radial äußere Schicht, die mit einer Vielzahl von Kordwindungen versehen ist, welche mit einem Winkel vom im Wesentlichen null bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens ange ordnet und axial mit sich ändernder Dichte von einem Ende zum anderen des Gurts verteilt sind, so dass man eine Menge von Korden im zentralen Bereich erhält, die gleich einem Wert zwischen 60% und 80% der Menge der Korde nahe an den Reifenschultern ist. Der obige Reifen ist speziell für die Montage am Vorderrad eines Motorrads vorgesehen, er kann jedoch auch an Hinterrädern aufgezogen werden. Auf die Paarung von zwei Reifen zur Ausrüstung eines Motorrads wird kein Bezug genommen.
Nach der Erfindung hat die Anmelderin nun gefunden, dass es einen anderen Weg zur Lösung des Problems gibt, das sich bei diesen neuen Reifen stellt. Dieser Weg besteht nicht darin, das Vorhandensein des Problems zu akzeptieren und auf wirksamste Weise nur jene Reifen aus einer großen Anzahl von Vorder- und Hinterreifen auszuwählen, die zu einem akzeptablen Paar oder einer annehmbaren Kombination zum Ausrüsten des Fahrzeugs führen, sondern besteht darin, den Aufbau des Reifenpaars so zu planen, dass das Entstehen des Problems an sich vermieden und ein neutrales Verhalten für das mit dem Reifenpaar der Erfindung ausgerüstete Fahrzeug in einer Kurve sowie die Fähigkeit der Absorption von Stößen und der Dämpfung von Schwingungen zurückerhalten wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Paar von Reifen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
Vorzugsweise haben die Reifen des Paars ein Krümmungsverhältnis von nicht weniger als 0,3, während der Hinterreifen ein Krümmungsverhältnis hat, das kleiner ist als das des Vorderreifens.
Zweckmäßigerweise wird die radial äußere Schicht von Korden in dem Gurtaufbau des Hinterreifens von einem Einzelkord oder einem schmalen Band aus gummiertem Gewebe mit 2 bis 5 Korden vom Hochdehnungstyp gebildet, die wendelförmig auf die Karkasse von einem Ende des Kronenteils zum anderen entsprechend einem Winkel mit dem Wert von im Wesentlichen null bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens in Windungen gelegt werden.
Was den Vorderreifen betrifft, so haben zweckmäßigerweise die Kordwindungen der radial äußeren Schicht des Gurtaufbaus Metallkorde vom Hochdehnungstyp, die mit von der Äquatorialebene zu den Gurtenden fortschreitend zunehmender Dichte verteilt sind, wobei ein Wert 8 Korde/cm in einem Bereich vorgegebener Breite nicht überschreitet, der auf jeder Seite der Äquatorialebene angeordnet ist.
Vorzugsweise sind die Kordwindungen wenigstens einer der Schichten auf eine weitere verstärkende Schicht in einer radial inneren Position gewickelt, die bei einer ersten Ausführungsform eine Bahn aus elastomerem Material ist, das sich zwischen den Kordwindungen und der Karkassenlage befindet und das wahlweise mit in dem Material dispergierten Bindemitteln gefüllt ist.
Alternativ kann bei anderen Versionen die radial innere Schicht, vorzugsweise in dem Gurtaufbau des Vorderreifens, zwei Streifen, die axial in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet und mit verstärkenden Elementen versehen sind, die in geneigten Richtungen in jedem Streifen und entgegengesetzt zueinander in zwei Streifen bezüglich der Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind, oder zwei radial überlappte Streifen auf jeder Seite der Äquatorialebene aufweisen, die mit verstärkenden Elementen versehen sind, die in geneigten Richtungen in jedem Streifen und entgegengesetzt zueinander in zwei Streifen bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.
Zweckmäßigerweise werden die verstärkenden Elemente der radial inneren Schicht aus der Gruppe ausgewählt, die Textilkorde und metallische Korde aufweist. Zusätzlich können die verstärkenden Elemente in einem der Streifen aus einem anderen Material als das der verstärkenden Elemente des benachbarten Streifens in Radialrichtung bestehen.
Hinsichtlich der radial inneren Schicht, die aus einer Bahn aus elastomerem Material besteht, sind die in der elastomeren Matrix dispergierten Bindemittel vorzugsweise kurze Aramidfasern mit Fibrillenstruktur, die in der elastomeren Matrix mit einer Dichte pro Einheitsvolumen zwischen 0,5% und 5% des Gesamtvolumens verteilt und besonders bevorzugt längs einer Vorzugsrichtung ausgerichtet sind, die sich in Umfangsrichtung der Äquatorialebene oder geneigt zu ihr erstreckt.
Vorteilhafterweise kann auch bei jeder Ausgestaltung die radial innere Schicht an der Äquatorialebene des Reifens über einen breiten Abschnitt von vorzugsweise zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts unterbrochen sein.
Die vorliegende Erfindung lässt sich besser unter Zuhilfenahme der folgenden Beschreibung und der beiliegenden Figuren verstehen, die zur Veranschaulichung dienen und nicht einschränken sollen, wobei
1 ein Querschnitt eines Reifenprofils für einen Hinterreifen eines Paars von Reifen nach der Erfindung ist,
2 ein Querschnitt eines Reifenprofils für einen Vorderreifen eines Paars von Reifen nach der Erfindung ist,
3 andere alternative Ausgestaltungen des Gurtaufbaus des Reifens für ein Vorderrad in einer schematischen beispielsweisen Draufsicht zeigt, und
4 ein qualitatives Diagramm der Kombination aus Rutschdrucken und Schräglagendrucken in den beiden Reifen des Paares und einem bekannten Vorderreifen ist.
In 1 ist der Reifen mit hoher Querkrümmung für Hinterräder von Kraftfahrzeugen nach der Erfindung insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Bekanntlich ist die Querkrümmung eines Reifens definiert durch den speziellen Wert des Verhältnisses zwischen der Entfernung ht der Laufflächenmitte von der Linie b-b, die durch die Laufflächenenden C hindurchgeht, gemessen auf der Äquatorialebene X-X, und der Entfernung wt zwischen den Laufflächenenden. Bei Reifen für Zweiradfahrzeuge hat es einen sehr hohen Wert, gewöhnlich mehr als 0,15, gegenüber einem Wert, der gewöhnlich niedriger als 0,05 bei Reifen für Kraftfahrzeuge ist.
Wenn die Laufflächenenden beispielsweise aufgrund des Fehlens eines genauen Bezugs, wie der mit C in 1 bezeichneten Ecke, nicht leicht identifiziert werden können, ist es sicherlich möglich, die Entfernung wt als das Maß der maximalen Sehne des Reifens zu nehmen.
Auf den Wert der Querkrümmung wird als "Krümmungsverhältnis" oder als "Laufflächenwölbung" Bezug genommen.
Bei dem Reifen der Erfindung liegt dieser Wert vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,45.
Der Reifen 1 hat einen Karkassenaufbau 2 mit wenigstens einer Karkassenlage 3, deren gegenüberliegenden Seitenränder über entsprechende Wulstkerne 4 umgeschlagen sind. An dem äußeren Umfangsrand der Wulstkerne 4 ist eine elastomere Füllung 5 aufgebracht, die den Raum einnimmt, der zwischen der Karkassenlage 3 und dem jeweiligen umgefalteten Seitenrand 3a der Karkassenlage begrenzt ist.
Bekanntlich bildet die Reifenfläche mit dem Wulstkern 4 und der Füllung den Reifenwulst, der so gebaut ist, dass der Reifen an einer entsprechenden Montagefelge, die nicht gezeigt ist, verankert werden kann.
Der Karkasse ist ein Gurtaufbau 6 zugeordnet, der im Wesentlichen aus einem oder mehreren Korden 7 besteht, die parallel und aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite von einem Ende zum anderen des Karkassenkronenprofils angeordnet sind und eine Vielzahl von Umfangswindungen 7a bilden, die im Wesentlichen in der Rollrichtung des Reifens ausgerichtet sind, worauf gewöhnlich als "Nullwinkel" unter Bezug auf ihr Ablegen hinsichtlich der Äquatorialebene des Reifens Bezug genommen wird. Vorzugsweise wird dieser Gurt von einem Einzelkord oder einem schmalen Band aus gummiertem Gewebe gebildet, das soviel wie fünf Seite an Seite angeordnete Korde aufweist, die wendelförmig von einem Ende zum anderen auf den Karkassenkronenabschnitt gelegt sind.
Der Kord ist besonders bevorzugt ein bekannter Metallkord mit hoher Dehnung (HE-Typ), dessen Verwendung und Merkmale beispielsweise bereits in weitem Ausmaß in dem europäischen Patent EP 0 461 646 der gleichen Anmelderin beschrieben sind.
Diese Korde bestehen aus einer Anzahl von Litzen, 1 bis 5, vorzugsweise 3 und 4, wobei jede Litze aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzeldrähten, 2 bis 10, vorzugsweise 4 bis 7, gebildet wird, die einen Durchmesser von mehr als 0,10 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,12 bis 0,35 mm haben. Die Drähte in den Litzen und die Litzen in dem Kord sind in der gleichen Richtung wendelförmig zusammengeschlagen, wobei die Schlagganghöhen für die Drähte und die Litzen die gleichen oder unterschiedlich sein können.
Vorzugsweise werden diese Korde aus Drähten aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (HT-Drähte) hergestellt, der mehr als 0,9% Kohlenstoff enthält. Insbesondere wird bei einem von der Anmelderin gefertigten spezifischen Prototyp die wendelförmige Wicklung der Lage 9 von einem Einzeldraht 7 gebildet, der als 3x4x0,20 HE HT-Kord bekannt ist und der von einem Ende des Gurts zum anderen wendelförmig gelegt ist. Diese Angabe bezeichnet einen Metallkord, der in eine Richtung gewickelt ist und der von drei Litzen gebildet wird, von denen jede aus vier Elementardrähten mit einem Durchmesser von 0,20 mm besteht. Wie bekannt, bedeutet die Abkürzung HE "hohe Dehnung" und HT "hoch zugfester" Stahl, d. h. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt.
Diese Korde haben eine Bruchdehnung zwischen 4% und 8% sowie ein typisches bekanntes Zugverhalten, auf das als "Federverhalten" Bezug genommen wird, das insbe sondere für die Bildung und Ausformung dieser Reifen mit hoher Querkrümmung erforderlich ist.
Die bevorzugte Verwendung von Metallkorden schließt offensichtlich die Möglichkeit nicht aus, andere Korde, insbesondere durch Anpassung geeigneter Mittel, falls erforderlich, auch bekannte Textilkorde aus Aramidfaser sowie eine Kombination von beiden zu verwenden. Beispielsweise könnte man mit einer Schicht aus Null-Grad-Korden bestehend aus Textil-(Aramid-)Korden an einer zentralen Position und aus metallischen (HE-)Korden an den angrenzenden Seitenabschnitten und umgekehrt beginnen. Was die unterschiedlichen Verfahren zur wendelförmigen Ablage des Kords über der Karkasse angeht, so sind sie ebenfalls bekannt und werden hier nicht dargestellt.
Bekanntlich wird auf den Gurtaufbau 6 ein Laufflächenband 8 aufgebracht, über das der Kontakt des Reifens mit dem Boden hergestellt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, werden die Windungen 7a aus dem Kord 7 vorzugsweise auf einem Hilfsträgerelement 9 gewickelt, der im Wesentlichen aus einer Bahn aus elastomerem Material besteht, die zwischen der Kordlage 7 und der Karkassenlage 3 angeordnet ist.
Dieses Hilfsträgerelement 9 hat verschiedene nützliche Funktionen. Zuerst hält es während des Schritts der Gurtherstellung aufgrund seiner Hafteigenschaft und des strukturellen Widerstands die aus dem Kord 7 gebildeten Windungen 7a zweckmäßigerweise zusammengebunden, was dem Gurt 6 eine ausreichende Strukturstabilität während seiner Herstellung und der darauf folgenden Handhabungsschritte gibt, die dem Zusammenfügen des Gurts mit der Karkasse 2 vorausgehen. Wenn die Vulkanisierung abgeschlossen worden ist, führt in dem Reifen im Einsatz das Vorhandensein des zusätzlichen Elements 9 zu weiteren Vorteilen hinsichtlich Verhaltenseigenschaften des Reifens, insbesondere erhöht es seine Druckfähigkeit beim Rutschen. Es ist deshalb zweckmäßig, dass das Hilfsträgerelement 9 so dünn wie möglich ist, um sein Gewicht geeignet einzuschränken, was, da das Trägerelement in den Reifenflächen mit maximalem Radius angeordnet ist, eine große Bedeutung hinsichtlich der Erzeugung von Zentrifugalkräften hat.
Um die Herstellung und die Verwendung der Hilfsträgerelemente 9 mit geeignet reduzierter Dicke zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß zweckmäßigerweise vorgeschlagen, dass die das Hilfselement bildende Mischung (vorzugsweise eine Mischung auf Naturkautschukbasis, die Ruß in einer Menge zwischen etwa 30 und 70 phr enthält) mit einem homogen dispergierten, verstärkenden Füllstoff versehen wird, der aus Bindemitteln besteht, die geeignet sind, den mechanischen Widerstand und die Streckeigenschaften des elastomeren Materials im Rohzustand zu steigern, ohne im Wesentlichen seine Haftungseigenschaften zu ändern. In diesem Bereich wird die so genannte Aramidmasse (kurze Fasern aus Poly-paraphenylen-terephthalamid mit Fibrillenaufbau) in der Art bevorzugt, die im Handel als "Kevlar-Masse" oder "Twaron-Masse" bekannt sind (Kevlar und Twaron sind eingetragene Marken von Du Pont bzw. Akzo).
Das mit der Aramidmasse im Rohzustand verstärkte elastomere Material hat eine Zerreißfestigkeit zwischen 3 und 7 MPa bei einer Dehnung von 50% bei einer Zugspannung zwischen 0,6 und 3 MPa.
Es hat sich gezeigt, dass beim Vorhandensein von Aramidfasern, die in der elastomeren Materialmischung dispergiert sind, welche das Hilfsträgerelement 9 bildet, dieses Element in Form einer sehr dünnen Bahn hergestellt werden kann, die jedoch sowohl plastische Verformungen als auch Spannungen aushält, die in ihr während der Herstellung des Rohreifens induziert werden.
Im Einzelnen wurde gefunden, dass die besten Ergebnisse dadurch erreicht werden, dass die Aramidmasse in die elastomere Rohmischung in einer Menge zwischen 1 und 10 phr (Gewichtsteile pro 100 Teilen Kautschuk) eingebracht werden und dass Fasern mit einer Länge zwischen 0,1 und 2,5 mm verwendet werden. Praktisch kann bei der Reifenherstellung ein Hilfsträgerelement 9 mit einer Dicke zwischen 0,075 und 0,5 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 0,25 mm oder weniger, erzeugt und verwendet werden.
Der Widerstand gegen verschiedene Spannungen kann dadurch weiter gesteigert werden, dass das Hilfselement 9 durch Kalandern hergestellt wird, so dass die Aramidfasern vorher in einer bevorzugten Richtung in der elastomeren Bahn ausgerichtet werden, die das Hilfselement bildet. Diese Vorzugsrichtung kann wenigstens für die Verwendung bei Reifen in dem Paar nach der Erfindung die Querrichtung des Reifens sein, obwohl hervorragende Ergebnisse erreichbar sind, wenn die Ausrichtung in Längsrichtung erfolgt.
Mit 1 ist in 2 ein Reifen mit hoher Querkrümmung eines Paars von Reifen zur Ausrüstung von Zweiradfahrzeugen gezeigt, der zur Montage an dem Fahrzeugvorderrad angepasst ist.
Damit das Fahrzeug eine gute Steuerungseigenschaft und Stabilität haben kann, muss bekanntlich der Vorderreifen eine im Querschnitt reduzierte Breite haben, was der Grund für die hohe Querkrümmung des Reifens ist.
Der Wert dieser Krümmung beim Vorderreifen eines Paars nach der Erfindung ist vorzugsweise größer als 0,30, und besonders bevorzugt größer als der Wert des entsprechenden Hinterreifens.
In seinem allgemeinsten Aufbau und für seine Eigenschaften, die hier nicht ausdrücklich beschrieben sind, unterscheidet sich der Reifen von 2 von dem von 1 nicht, so dass er ohne Änderung der Bezugszeichen dargestellt ist, die in der vorhergehenden Figur verwendet sind.
Der Vorderreifen hat ebenfalls einen Gurtaufbau 6, der kronenförmig auf die Karkasse aufgebracht ist und aus wenigstens einer radial äußeren Schicht 7 von verstärkenden Elementen besteht, die in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Vorzugsweise hat dieser Gurt wenigstens eine radial innere verstärkende Schicht 9. Diese radial innere verstärkende Schicht entspricht im Wesentlichen dem Hilfsträgerelement 9 in dem Hinterreifen mit der Ausnahme, dass im Vorderreifen eine stärkere bauliche Komplexität vorhanden sein kann.
Vorzugsweise sind die verstärkenden Elemente der radial äußeren Schicht Korde der gleichen Art, wie sie für den oben beschriebenen Hinterreifengurt vorgesehen werden, der auf die Karkasse in Umfangsrichtung gewickelt ist, d. h. mit 0°.
Auch in diesem Fall wird die radial äußere Schicht von einer Vielzahl von Windungen gebildet, vorzugsweise aus wenigstens einem Kord oder einem schmalen Band von wenig (vorzugsweise 2 bis 5) Korden, die wendelförmig auf den Karkassenkronenabschnitt gewickelt sind. Das Wickeln wird jedoch vorzugsweise mit einer variablen Teilung und auf jeden Fall mit einer variablen Dichte ausgeführt, die allmählich von der Mitte zu den Gurtenden zunimmt.
Trotz der Tatsache, dass die Wendelwicklung an sich und die Teilungsvariabilität einen Null-Grad-Wickelwinkel einschließen, bleibt der Wert dieses Winkels auf einem derart niedrigen Wert, dass er im Wesentlichen immer als Null-Grad-Winkel angesehen werden kann. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung können Winkel mit einem Wert, der 5° nicht überschreitet, und vorzugsweise 3° nicht überschreitet, als "im Wesentlichen gleich 0°" angesehen werden. Zu vermerken ist, dass eine Wickelteilung, die längs der Umfangserstre ckung des Gurts konstant ist, in allen Fällen durch die Wirkung der Karkassenkrümmung eine variable Dichte in Axialrichtung entstehen lässt.
Nach der Erfindung ändert sich die Verteilungsdichte der Windungen des Kords 7 fortschreitend längs der Schicht von der Äquatorialebene zu den Enden, vorzugsweise mit einer vorgegebenen Beziehung. Basierend auf Versuchen der Anmelderin kann diese Beziehung zweckmäßigerweise durch den Ausdruck beschrieben werden:
wobei

– No die Anzahl der Kordwindungen ist, die in einer zentralen Länge mit einem Einheitswert, beispielsweise von 1 cm, auf jeder Seite der Äquatorialebene angeordnet sind,
– R der Abstand zwischen der Mitte der zentralen Länge in der radial äußersten Schicht und der Drehachse des Reifens ist,
– r die Entfernung zwischen der Mitte einer der Einheitslängen, die sich in dem Bereich zwischen der Mitte und den Enden der radial äußersten Schicht befindet, und der Drehachse des Reifens ist, und
– K ein Parameter ist, der das Baumaterial und die Formation der Korde sowie die Kautschukmenge an dem Kord und das Gewicht des Abschnitts der radial innersten Schichten nahe an der Einheitslänge in Betracht zieht, das sich ändert, wenn Änderungen bei der Materialart und den Baueigenschaften der Gurtstreifen längs des Kronenprofils auftreten, die von den Bezugswerten abweichen.

Dieser Parameter nimmt einen Wert von im Wesentlichen um etwa 1 in dem Fall ein, in welchem die Korde die gleiche Formation haben und alle verbundenen Materialien für die gesamte Erstreckung der Schichten und die unterschiedlichen Werte in Verbindung mit Änderungen des Materials und in der Formation der verstärkenden Elemente längs der Umfangserstreckung des Gurtes gleich sind.
Eine Kordverteilung nach dieser Beziehung gewährleistet eine Gleichförmigkeit in der Spannung, die auf den Gurtaufbau wirkt, wenn der Reifen im Einsatz ist, als Folge der angelegten Zentrifugalkraft trotz der axialen Dichteänderung der Korde bei 0°, die erforderlich ist, um eine differenzierte Steifigkeit in Axialrichtung zu erreichen, was später erläutert wird.
Offensichtlich ist der Fachmann in der Lage, andere Beziehungen aufzufinden, die abhängig von den oben erwähnten Planungsvariablen ihm die Möglichkeit geben, eine differenzierte Steifigkeit in Axialrichtung und eine Spannungsgleichförmigkeit in dem Gurtaufbau des Reifens, wenn er eingesetzt ist, gleichzeitig zu erreichen, indem die Dichte der Korde auf gesteuerte und vorgegebene Weise variiert wird.
Der Fachmann ist auch in der Lage, die oben beschriebene Methodik zur Herstellung des Hinterreifengurts sowie des Gurts für beide Reifen zu verwenden, um die unterschiedlichen Merkmale der beiden Reifen miteinander zu dem Zweck zu kombinieren, ein neutrales Verhalten des Kraftfahrzeugs beim Rutschen zu erreichen.
Was die Dichte der Korde bei 0° auf der Fläche angeht, die sich auf jeder Seite der Äquatorialebene befindet, wo eine maximale Ausdünnung eintritt, so überschreitet sie 8 Korde/cm nicht und liegt besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 Korden/cm.
Die Breite der Fläche beträgt vorzugsweise zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts.
Die Menge der Korde in dem zentralen Bereich ist gleich einem Wert zwischen 60% und 80% der Menge der Korde nahe an den Reifenschultern, wo die Dichte der Korde vorzugsweise 10 Korde/cm nicht überschreitet und besonders bevorzugt zwischen 6 und 8 Korden/cm liegt.
Es wird nun die radial innere Schicht betrachtet. Für ihre Herstellung sind unterschiedliche alternative Ausführungen möglich, von denen der Fachmann die geeignetste abhängig von den speziellen Anforderungen auswählen kann.
Die verstärkenden Elemente der radial inneren Schicht können einzelne Drähte oder Korde aus einem geeigneten Material sein, die in jedem Fall immer in gekreuzter Richtung bezogen auf die Äquatorialebene ausgerichtet sind, oder verstärkende Füllstoffe, wie Faserfüllstoffe, die willkürlich, jedoch vorzugsweise in eine Vorzugsrichtung ausgerichtet sind, die parallel oder geneigt zur Äquatorialebene sein kann.
Zweckmäßigerweise sind die verstärkenden Elemente der Schicht Monofilamente und/oder verdrillte oder nicht verdrillte Garne und ihre Korde entweder aus einer Vielzahl von Textilmaterialien, wie natürlichen Fasern, wie Rayon oder Baumwolle, oder aus syntheti schen Materialien, wie Polyamid, Nylon und Aramid als Beispiel, oder aus metallischen Materialien.
Zu erwähnen ist, dass in der folgenden Beschreibung der Ausdruck "Korde" immer verwendet wird, wobei dieser Ausdruck auch einzelne Elementardrähte oder unverdrillte Garne bedeuten soll, wenn es der Text ermöglicht.
Zuerst kann die Schicht zwei radial überlappte Streifen 9a, 9b aus gummiertem Gewebe aufweisen, die aus verstärkenden Elementen bestehen, die in eine elastomere Matrix eingeschlossen, in zwei Vorzugsrichtungen, die einander in den beiden Streifen kreuzen, und vorzugsweise symmetrisch zur Äquatorialebene X-X im Wesentlichen ähnlich zu dem herkömmlichen bekannten Gurt geneigt sind.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem neuen Gurt und dem zuletzt erwähnten Gurt ist die geringere Steifigkeit des neuen Gurts auf einer großen Fläche a (zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts) auf jeder Seite der Äquatorialebene. Diese geringere Steifigkeit kann zweckmäßigerweise dadurch erhalten werden, dass entweder auf die Dichte der verstärkenden Elemente oder auf das Baumaterial oder auf die Ausrichtung der Elemente bezogen auf die Äquatorialebene oder auf eine andere Kombination dieser Maßnahmen eingewirkt wird. Dieser Steifigkeitswert kann auf unterschiedliche Weisen ausgedrückt werden, beispielsweise durch die Dichte der verstärkenden Elemente (alle anderen Bedingungen sind gleich), jedoch allgemeiner durch den Elastizitätsmodul oder die Zugspannung der radial inneren Gurtschicht gemessen in der Umfangsrichtung des Reifens. Die Schicht hat vorzugsweise eine Steifigkeit, die 65% der Steifigkeit der äquivalenten Gurte des Standes der Technik nicht überschreitet.
Insbesondere wenn das Material, der Aufbau und die Legewinkel gleich sind, überschreitet die Gesamtdichte der verstärkenden Elemente, die einen geraden Abschnitt der Einheitsbreite kreuzen, auf jeder Seite der Äquatorialebene in einer Richtung schräg zu der Ebene die übliche Dichte der Elemente des herkömmlichen Gurtes in der Größenordnung (wie bekannt) von 14 Korden/cm nicht und ist vorzugsweise geringer als diese übliche Dichte.
Die von den Korden bezogen auf die Äquatorialebene gebildeten Winkel liegen zwischen 18° und 50° und vorzugsweise zwischen 22° und 45°.
Gemäß einer bevorzugten alternativen Version sind die Streifen an der Äquatorialebene unterbrochen und erzeugen so eine Fläche a (3) mit einer Breite zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurtes, in der nur umfänglich ausgerichtete verstärkende Korde 7 vorhanden sind.
Die oben beschriebene Lösung hat den Vorteil, dass geeignete Dichtewerte der Streifen für die Seitenabschnitte des Gurtaufbaus ausgewählt werden können, ohne den zentralen Kronenabschnitt des Gurtaufbaus entsprechend zu verdicken.
Insbesondere haben sich bei Nylonkorden mit der Bezeichnung 940/2 Dichtewerte zwischen 4 und 8 Korden/cm als zweckmäßig in Kombination mit Ausrichtwinkeln bezogen auf die Radialrichtung zwischen 30° und 50° erwiesen.
Bei einer speziellen Ausgestaltung haben beide Streifen Korde des gleichen Materials, während bei einer weiteren Ausgestaltung die Korde eines Streifens aus einem anderen Material sind als die des anderen Streifens, wobei beispielsweise Nylon/Aramid- oder Aramid/Metall-Zusammenstellungen wählbar sind. In diesem Fall sind die Winkel der Korde innerhalb des oben spezifizierten Bereichs vorzugsweise voneinander verschieden und nicht symmetrisch.
Bei einer alternativen Lösung wird die radial innere Schicht nur von zwei Streifen gebildet, die axial nebeneinander längs des Umfangsprofils angeordnet sind, wobei jeder (9c, 9d) von ihnen mit verstärkenden Elementen versehen ist, die in gekreuzter Richtung ausgerichtet sind, die zur Äquatorialebene geneigt ist, so dass die beiden Streifen eine Form der verstärkenden Elemente entstehen lassen, die im Wesentlichen der Form einer Fischgräte entspricht. In diesem Fall können auch die beiden nebeneinander liegenden Streifen nahe aneinander oder auch längs der gegenüberliegenden Längsränder verbunden oder vollständig getrennt voneinander sein. Dann erscheint es zweckmäßig, die gleiche axiale Breite zwischen zwei zugewandten Rändern beizubehalten, wie es vorstehend im Falle der überlappten Reifen ausgeführt ist.
Die obigen Erläuterungen in Verbindung mit dem Baumaterial, der Ausrichtung und der Dichte der verstärkenden Elemente der beiden Streifen gelten ebenso für die gerade beschriebenen einzelnen Streifen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die radial innere Schicht von einer Bahn 9e aus elastomerem Material, wie die Bahn 9 in dem Hinterreifen, gebildet, die axial durchgehend oder an der Äquatorialebene X-X wie im Falle der bereits beschriebenen Streifen 9c, 9d unterbrochen ist. Vorzugsweise ist diese Bahn mit verstärkendem Füllstoff gefüllt, der aus kurzen diskontinuierlichen Fasern besteht, die ohne Ordnung in der elastomeren Matrix dispergiert, jedoch eher bevorzugt in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, die in Umfangsrichtung, axial oder geeignet geneigt bezogen auf die Äquatorialebene X-X des Reifens, symmetrisch zur Äquatorialebene sein kann, wenn die Bahn 9e von zwei gesonderten und axial benachbarten Streifen gebildet wird.
In diesen Fällen ist es nicht länger möglich, von einer linearen Dichte der Fasern zu sprechen, vielmehr ist es notwendig, ihre Verteilungsdichte pro Einheitsvolumen in Betracht zu ziehen. Diese Dichte liegt vorzugsweise zwischen 0,5% und 5% des Gesamtvolumens. Die Dicke der Bahn überschreitet einen Wert von 1 mm nicht und liegt vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,8 mm.
Zweckmäßigerweise sind die verstärkenden Füllstoffe die gleichen wie die bereits erwähnten und zum Einsatz bei dem Tragelement 9 der Gurtlage des Hinterreifens vorgeschlagenen.
4 zeigt die Kombination der Rutschdrucke und der Schräglagendrucke, die von dem Reifen ausgeübt werden, für einige Reifen in qualitativer Weise. Diese Kombination, dargestellt in einem kartesischen Diagramm, wird in Kilogramm ausgedrückt (Y-Achse, Ordinate) bei Änderung des Neigungswinkels des Kraftfahrzeugs ausgedrückt in Grad (X-Achse, Abszisse) für genormte Betriebsdrucke, Nennlasten und Montagefelgen für normale Verwendung bei Kraftfahrzeugen. Die geraden Linien a und p stellen die Funktion für den Vorder- bzw. Hinterreifen eines Paars nach der Erfindung dar.
Im Gegensatz dazu stellt die Linie c die Kombination der Rutschdrucke und der Schräglagendrucke dar, die von dem Vorderreifen nach dem Stand der Technik ausgeübt werden, der einen Gurt hat, der von gekreuzten Kordstreifen gebildet wird.
Man kann sehen, dass diese Kombination eine gekrümmte Funktion ist, wobei eine Kombination mit der im Wesentlichen geraden Funktion des Hinterreifens eine Funktion entstehen lässt, die noch gekrümmt ist.
Dies bedeutet im Wesentlichen, dass ein Fahrzeug, das mit der Kombination von Vorder- und Hinterreifen ausgerüstet ist, die durch die Verhalten nach den Linien a und c identifiziert sind, ein Verhalten in einer Kurve hat, das sich mit seiner Neigung bezogen auf die Straßenfläche ändert, da die Druckkombination in den beiden Reifen nicht linear ist, da es sich um eine Kombination eines geraden Drucks (Hinterreifen) und eines nicht linearen Drucks (Vorderreifen) handelt. Deshalb ist eine fortlaufende Einstellung der Fahrzeuglage erforderlich.
Wie zu sehen ist, sind die Drucke a und p im Gegensatz qualitativ identische Funktionen, insbesondere im Wesentlichen geradlinige Funktionen, so dass auch ihre Kombination eine im Wesentlichen geradlinige Funktion eines variablen Wertes in einer kontinuierlichen und gleichförmigen Weise mit der Fahrzeugneigung ist. Das Fahrzeug hat deshalb ein neutrales Verhalten für das Lenken in einer Kurve, was praktisch bedeutet, dass keine Einstellungen der Lenkstange, sondern nur ein fortschreitendes Erhöhen der Neigung mit Zunahme der Zentrifugalkraft nötig sind.
Um die qualitativen Ergebnisse zu bewerten, die mit dem Paar von Reifen nach der Erfindung erreicht werden, wurden eine Reihe von Straßen- und Wegversuchen ausgeführt, wobei das Reifenpaar der Erfindung mit äquivalenten Reifenpaaren verglichen wurde, die für den gleichen Typ von Fahrzeug und den gleichen Einsatz unter den besten am Markt verfügbaren Marken verkauft werden.
Diese Reifen waren Reifen der üblichen Produktion, hergestellt von der Anmelderin, sowie Reifen von zwei anderen Herstellern, die als die besten der Reifen der Wettbewerber beurteilt wurden, unter Normalfahr- bzw. Obergrenzenfahrbedingungen.
Merkmale des verwendeten Fahrzeugs sind wie folgt:
Der Straßentest bestand darin, das qualitative Niveau der meisten wesentlichen Verhaltensmerkmale beim Fahren im Wesentlichen abhängig von dem Gurtaufbau bei einer subjektiven Beurteilung, die in eine Skala von 1 bis 7 umgewandelt sind, zu bewerten, wobei der Maximalwert dem Reifenpaar gegeben wird, welches das beste Verhalten bei jedem der in Betracht gezogenen Merkmale zeigt. Die Reifen werden identifiziert wie folgt:

A PAAR VON REIFEN NACH DER ERFINDUNG

B PAAR VON REIFEN PIRELLI (Laufende Produktion; MTR 01; MEZ2)

C ERSTES PAAR VON REIFEN AUS DEM WETTBEWERB

D ZWEITES PAAR VON REIFEN AUS DEM WETTBEWERB
Zu bemerken ist, dass die Wirkungen der einzelnen baulichen und verhaltensmäßigen Merkmale der unterschiedlichen verglichenen Reifen, wobei sich die Reifen voneinander in mehr als einem Merkmal unterscheiden, nicht besonders bewertet werden, es wird jedoch das Gesamtverhalten der Reifenausrüstung unter dem Einfluss aller Merkmale des Fertigprodukts bewertet, jedoch hauptsächlich durch die Art des Gurtaufbaus der beiden Reifen. Andererseits zielt der Versuch direkt auf die Beurteilung des Gesamtergebnisses des Reifenpaars nach der Erfindung, verglichen mit den besten Reifenausrüstungen, die am Markt vorhanden sind.
Die das Paar nach der Erfindung bildenden Reifen wurden wie folgt hergestellt:

– Der Vorderreifen hatte eine zweilagige Gürtelkarkasse mit Rayonkorden (Bezeichnung 1220/2) und einen Gurt bestehend aus einer radial äußeren Lage aus Metallkorden 3x4x0,20 HE HT, mit einem Bruchdehnungswert von 6%, verteilt mit einer zunehmenden variablen Dichte beginnend von einem Minimalwert von 4 Korden/cm an der Äquatorialebene bis zu einem Maximalwert von 8 Korden/cm an den Schultern, erhalten durch wendelförmiges Legen eines schmalen Bandes von zwei Korden, wie vorher beschrieben, und mit einer axial fortlaufenden, radial inneren Schicht, Dicke 0,5 mm, einer Mischung gefüllt mit Aramidmasse, ausgerichtet in Umfangsrichtung,
– der Hinterreifen hatte eine zweilagige Gürtelkarkasse mit Nylonkorden (Bezeichnung 1400/2) und eine Gurtschicht, die aus einem schmalen Band von drei Stahlkorden, Typ 3x4x0,20 HE HT, gebildet wird, mit einem Bruchdehnungswert von 6%, wendelförmig über die Karkasse mit einer axialen Wickelteilung von 5 mm unter einer Zugspannung von ungefähr 400 g gelegt.

Im Gegensatz dazu hatten bei dem im Wesentlichen zueinander identischen Vergleichsreifen die vorderen eine zweilagige Gürtelkarkasse aus Nylon und ein Paar von radial überlappten Gurtstreifen, die mit Korden aus Aramid versehen sind, die sich symmetrisch zueinander in den beiden Streifen kreuzen, mit einer Dichte entsprechend von 9 Korden/cm verteilt sind und in einem Winkel von 23° bezogen auf die Äquatorialebene geneigt sind, ent sprechend dem Stand der Technik. Alle diese Werte wurden kronenförmig an dem Reifen gemessen, wobei der Hinterreifen mit einer zweilagigen Nylonkarkasse und einem Gurt versehen war, der aus der Umfangswicklung eines Aramidkords bestand, der wendelförmig mit einer unterschiedlichen Dichte abhängig von dem Reifen mit 130 bis 160 Fäden/dm gelegt wurde.
In der folgenden Tabelle ist das Ergebnis des Vergleichs zwischen den unterschiedlichen Reifenpaaren wiedergegeben.
TABELLE
Es ist zu sehen, dass das Paar von Reifen der Erfindung insgesamt einen besseren Leistungspegel als das des Wettbewerbers hat, insbesondere einen besseren Pegel nicht nur hinsichtlich Empfindlichkeit gegen den Flattereffekt, sondern auch hinsichtlich einer den Erwartungen entsprechende Fähigkeit, Straßenoberflächen-Ungleichförmigkeiten zu absorbieren, und in überraschender Weise hinsichtlich Bremsverhalten, d. h. Straßenhaftung und Bremsweg.
Die Erfindung erreicht alle beabsichtigten Zwecke und beseitigt insbesondere den Flattereffekt und die schlechte Absorption von Straßenungleichmäßigkeiten durch den Vorderreifen sowie das Übersteuerverhalten und die Tendenz des Fahrzeugs, sich im Falle des Bremsens in der Kurve aufzurichten.
Das Paar von Reifen nach der Erfindung hat das neutrale Verhalten des Fahrzeugs in der Kurve aufgrund des Gurtaufbaus des neuen Vorderreifens vollständig wiedergewonnen, der mit Null-Grad-Kordwindungen versehen ist, die im zentralen Bereich zweckmäßig ausgedünnt sind. Tatsächlich gibt dieser Aufbau dem Reifen ein Ansprechen des linearen Typs in der Kurve, d. h. ein Ansprechen, das qualitativ identisch zu dem des Hinterreifens ist, so dass die Ansprechkombination der beiden Reifen, d. h. das Ansprechen des Fahrzeugs auf die Kurve, noch ein Ansprechen vom linearen Typ ist, was ein neutrales Verhalten beim Fahren ergibt.
Zusätzlich ist dieses Ansprechen zwischen den beiden Reifen aufgrund einer Gesamtreduzierung der Quersteifigkeit des Vorderreifengurtes zweckmäßig ausgeglichen und kann weiter durch gleichzeitiges Erhöhen der Quersteifigkeit des Hinterreifens eingestellt werden, was durch die Hinzufügung des Hilfsträgerelements des elastomeren Materials erreicht werden kann, das mit der Aramidmasse verstärkt ist.
Überraschend und im Gegensatz zu allen Erwartungen hat die Steifigkeitsverringerung des Vorderreifengurts in Kombination mit den Verhaltensmerkmalen des Hinterreifens durch Wiedergewinnen des neutralen Verhaltens des Fahrzeugs in der Kurve die Notwendigkeit für eine hohe Quersteifigkeit des Gurts an seinen Seitenabschnitten nicht länger wichtig gemacht, wobei eine solche Steifigkeit vorher nötig war, um die Rutschdrucke abzustützen, die durch den Rutschwinkel verursacht wurden, was auf den Vorderreifen während des Durchlaufens einer Kurve ausgeübt wurde.
Somit wird bei den Vorderreifen die Verwendung einer inneren verstärkenden Schicht aus einem einzelnen oder doppelten Streifen und vorzugsweise fehlend an dem zentralen Laufflächenabschnitt für den Zweck, einer dualen und gegenstehenden Forderung einer hohen Flexibilität des Gurts unter Laufbedingungen auf gerader Strecke und hoher Steifigkeit während des Kurvendurchlaufens optional, was für spezielle Anwendungen des Fahrzeugs oder spezielle Reifenaufbauten zweckmäßig ist. Tatsächlich kompensieren bei den Gurtseitenabschnitten in gekreuzter Richtung bezogen auf die Äquatorialebene ausgerichtete Verstärkungen die Steifigkeitsverringerung, die durch den Austausch der üblichen Gurtstreifen verursacht wird, die aus gekreuzten Korden hergestellt werden, wobei die Kordwicklung bei 0 Grad erfolgt.
Durch Einwirken auf Dichtewerte der verstärkenden Elemente als Ganzes und auf die Legewinkel der verstärkenden Elemente der unteren Schicht können insbesondere Steifigkeitswerte des Gurts erhalten werden, die sich von einem Bereich zum anderen unterscheiden, wobei die Werte zu dem Gurtende hin so zunehmen, dass Schwingungen aufgrund von Bodenungleichförmigkeiten absorbiert und gedämpft werden, während gleichzeitig beträchtliche Querdrucke entwickelt werden, die mit der Fahrzeugneigung zunehmend größer werden, so dass der Reifen eine hervorragende Straßenhaftung und eine große Unempfindlichkeit gegen den Flattereffekt sowie einen hohen Laufkomfort für den Fahrer erhält.
Es wurde auch unerwartet gefunden, dass die größere Fähigkeit des Gurts für eine Verformung aufgrund des Vorhandenseins einer Lage mit Null-Grad-Verstärkungselementen bei Abstufung der Dichtewerte der Elemente in Axialrichtung, die Fahrzeugstabilität beim Bremsen sowohl auf gerader Strecke als auch in der Kurve dadurch verbessert wird, dass auf die beiden Reifen wirkende Kräfte sich auf die Änderung der Geschwindigkeit und die auf sie wirkende Last in Verbindung mit den unterschiedlichen Laufbedingungen qualitativ nicht ändern. Insbesondere unterliegt die Lastverteilung zwischen dem Vorder- und dem Hinterreifen einer Modifizierung während der Bremswirkung, jedoch wird dadurch beim Durchfahren einer Kurve eine Druckdiskontinuität am Vorderreifen mit einem Null-Grad-Gurt erzeugt, wie es im Gegensatz dazu bei einem bekannten Reifen aufgrund der Nichtlinearität der Druckfunktion der Fall ist, die der Fahrzeugneigung zugeordnet ist.
Zusätzlich dazu ermöglicht der mit den Null-Grad-Verstärkungselementen versehene Gurt aufgrund seiner größeren Flexibilität das Erreichen einer Bodenkontaktfläche des Reifens, die beim Bremsen zunimmt, mit der Folge, dass weniger Bremsweg für das Fahrzeug erforderlich ist, was ein Vorteil für die Fahrsicherheit ist.

Claims

Paar von Reifen für eine entsprechende Montage an einem Vorderrad und einem Hinterrad eines Zweiradfahrzeugs, wobei die Reifen eine radiale Karkasse (2) in Torusform mit hoher Querkrümmung, mit einer zentralen Krone und mit zwei Seitenwänden, die mit einem Paar von Wulsten (4) zum Verankern des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge enden, ein kronenförmig auf die Karkasse (2) aufgebrachtes Laufflächenband (8) und einen am Umfang nicht dehnbaren Gurtaufbau (6) aufweisen, der zwischen der Karkasse (2) und dem Laufflächenband (8) angeordnet ist, wobei der Gurtaufbau (6) des hinteren Reifens wenigstens eine radial äußere Schicht aufweist, die von einer Vielzahl von axial Seite an Seite angeordneten Umfangswindungen (7a) eines Kords (7) gebildet wird, der mit konstanter Dichte in einem Winkel von im Wesentlichen Null bezüglich der Äquatorialebene des Reifens gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gurtaufbau (6) des vorderen Reifens wenigstens eine radial äußere Schicht aufweist, die mit einer Vielzahl von Kordwindungen (7a) versehen ist, die mit einem Winkel bezüglich der Äquatorialebene des Reifens von im Wesentlichen null angeordnet und axial mit einer Dichte verteilt sind, die sich von einem Ende zum anderen des Gurts (6) so verändert, dass ein Kordanteil in einem zentralen Bereich des Gurts (6) erhalten wird, der gleich einem Wert zwischen 60% und 80% des Kordanteils nahe an den Reifenschultern ist.
Paar von Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifen ein Krümmungsverhältnis von nicht weniger als 0,3 haben, wobei der hintere Reifen ein Krümmungsverhältnis hat, das kleiner ist als das des vorderen Reifens.
Paar von Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kordschicht des Gurtaufbaus (6) in dem hinteren Reifen von einem schmalen Band von gummiertem Gewebe gebildet wird, das 1 bis 5 Metallkorde (7a) in Hochdehnungsbauweise aufweist, die auf die Karkasse (2) von einem Ende des Kronenabschnitts zum anderen mit einem Winkel mit einem Wert von im Wesentlichen null bezüglich der Äquatorialebene des Reifens wendelförmig gelegt sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kordwindungen (7a) der radial äußeren Schicht des Gurtaufbaus (6) des vorderen Reifens Hochdehnungs-Metallkorde aufweist, die aus Stahldrähten mit hohem Kohlenstoffgehalt hergestellt sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Kordwindungen (7a) von der Äquatorialebene zu den Gurtenden hin fortschreitend zunimmt und einen 8 Korde/cm nicht überschreitenden Wert bei einer Einheitsbreitenfläche hat, die sich auf jeder Seite der Äquatorialebene befindet.
Paar von Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kordwindungen (7a) der radial äußeren Schicht in dem Gurtaufbau (6) wenigstens eines der Reifen auf wenigstens eine andere verstärkende Schicht (9) in einer radial inneren Position gewickelt sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Schicht (9) in dem Gurtaufbau (6) wenigstens eines der Reifen an der Äquatorialebene des Reifens über einem Abschnitt der Breite unterbrochen ist, der zwischen 10% und 30% der axialen Erstreckung des Gurts (6) liegt.
Paar von Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Schicht (9) aus einer zwischen dem Gurtaufbau (6) und der Karkasse (2) angeordneten Bahn aus elastomerem Material hergestellt ist und Bindemittel aufweist, die in dem elastomeren Material der Bahn verteilt sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel verstärkende faserige Füllstoffe aus einem Material sind, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die Textil-, Metall- oder Glasfasern umfasst.
Paar von Reifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkenden faserigen Füllstoffe kurze Aramidfeinfasern sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkenden faserigen Füllstoffe in dem elastomeren Material mit einer Dichte pro Einheitsvolumen zwischen 0,5% und 5% des Gesamtvolumens homogen verteilt sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkenden faserigen Füllstoffe längs einer bevorzugten Richtung ausgerichtet sind, die zur Äquatorialebene geneigt ist.
Paar von Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Gurtaufbau (6) des vorderen Reifens die radial innere Schicht (9) axial zugewandte Streifen aufweist, die mit verstärkenden Elementen versehen sind, die in jedem Streifen in geneigten Richtungen und entgegengesetzt zueinander in den Streifen bezüglich der Äquatorialebene ausgerichtet sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkenden Elemente in der radial inneren Schicht (9) aus der Gruppe ausgewählt werden, die Textil- und Metallkorde umfasst.
Paar von Reifen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Schicht zwei radial überlappende Streifen (9c, 9d) auf jeder Seite der Äquatorialebene aufweist, die mit verstärkenden Elementen versehen sind, die in geneigten Richtungen in jedem Streifen und in den beiden Streifen entgegengesetzt zueinander bezüglich der Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.
Paar von Reifen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkenden Elemente in einem der Streifen (9c, 9d) aus einem anderen Material bestehen als die verstärkenden Elemente in dem in Radialrichtung benachbarten Streifen.