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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen,
insbesondere einen mit einem Gürtel versehenen
Radialreifen zur Motorradverwendung, in welchem
Hochgeschwindigkeitslenkstabilität und Dauerhaftigkeit verbessert
sind.
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Um Motorräder mit Hochgeschwindigkeitslaufstabilität
während des Kurvenfahrens und auch des Geradeauslaufs
zu versehen, ist ein mit einem Gürtel versehener
Radialreifen, der mit einer aus einer radialen Lage und einem
einzelnen verbindungslosen Gürtel bestehenden Karkasse
versehen ist, vorgeschlagen worden, worin der
verbindungslose Gürtel zwischen der Karkasse und einer
Gummilauffläche angeordnet ist und gebildet wird, indem
spiralförmig ein Kord um die Karkasse herum kontinuierlich
von der einen Kante zur anderen Kante der Gürtellage
gewickelt wird.
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In einem derartigen mit einem Gürtel versehenen
Radialreifen ist, da die Wicklungen des Gürtelkords nahezu
parallel zum Reifenäquator laufen, die Ringkraft des
Gürtels im Reifenlaufflächenbereich vergrößert, um die
Dauerhaftigkeit beim Hochgeschwindigkeitslaufen zu
verbessern. Jedoch wird die laterale Steifigkeit des
Laufflächenbereichs und der Schulterabschnitte nicht
wirksam dadurch erhöht und der Reifen besitzt ein Problem
einer langsamen Konvergenz oder Erholung von Störungen
während des Kurvenfahrens und Geradeauslaufs. Auch
entstehen Wanderungsprobleme und Probleme der
Lenkstabilität.
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Ein Reifen mit Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist beispielsweise aus der DE-A-35 35 064
bekannt.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen
Motorradradialreifen zu schaffen, in welchem die
Richtungsstabilität während des
Hochgeschwindigkeitsgeradeauslaufens und das Hochgeschwindigkeitskurvenfahrvermögen
verbessert sind und gleichzeitig die
Störungskonvergenzcharakteristik verbessert ist, um eine verbesserte
Manövrierfähigkeit und weiteren Widerstand gegen
Wanderungseffekte zu schaffen.
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Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein Motorradradialreifen eine Lauffläche (2), die
so gekrümmt ist, daß die maximale Querschnittsbreite
des Reifens zwischen den Kanten (E1, E2) der Lauffläche
2 liegt, ein Paar von Wulstkernen (5), die einer in
jedem Wulst (4) angeordnet sind, eine Karkasse (6) mit
wenigstens einer Lage radial angeordnet er organischer
Faserkorde, die sich zwischen den Wülsten (4) erstreckt
und um die Wulstkerne (5) herum umgeschlagen ist, um
zwei umgeschlagene Abschnitte (6b) und einen
Hauptabschnitt (6a) der Karkasse zu bilden, und einen ersten
Gürtel (7), der radial außerhalb der Karkasse (6)
angeordnet ist und einen Kord (11) oder eine Vielzahl
paralleler Korde umfaßt, die spiralförmig so gewickelt sind,
daß die Wicklungen davon unter kleinen Winkeln von 0
bis 5 Grad bezüglich des Reifenäquators (C) gelegt
sind, wobei die Korde (11) des ersten Gürtels einen
Elastizitätsmodul von nicht weniger als 5884 N/mm² (600
kgf/mm²) besitzen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß
die radiale Höhe (Ht) der radial äußeren Kante der
umgeschlagenen Abschnitte der Karkasse von der
Wulstbasislinie (15) aus mehr als das 0,6-fache und weniger als
das 1,2-fache der radialen Höhe (Hs) der
Laufflächenkanten (E1, E2) von der Wulstbasislinie (15) aus
beträgt,
ein zweiter Gürtel (8) radial außerhalb des
ersten Gürtels angeordnet ist und eine Lage paralleler
organischer Faserkorde umfaßt, die unter einem Winkel von
10 bis 30 Grad bezüglich des Reifenäquators gelegt
sind, und ein Wulstkernreiter (9) zwischen dem
Hauptabschnitt (6a) und jedem umgeschlagenen Abschnitt (6b)
der Karkasse angeordnet ist und sich radial nach außen
vom Wulstkern (5) erstreckt, wobei der Wulstkernreiter
(9) aus Gummi mit einer Shore A-Härte von 67 bis 77
(JIS(A)-Härte von 65 bis 75) besteht und die radiale
Höhe (Ha) der radial äußeren Kante des Wulstkernreiters
(9) von der Wulstbasislinie (15) aus mehr als das 0,5-
und weniger als das 1,2-fache der radialen Höhe (Hs)
der Laufflächenkanten (E1, E2) beträgt.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
ausführlich in verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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Figur 1 eine Querschnittsansicht eines Reifens
gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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Figur 2 eine Querschnittsansicht eines weiteren
Reifens gemäß der vorliegenden
Erfindung ist,
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Figur 3 eine vergrößerte perspektivische
Ansicht eines kordverstärkten Bands aus
Gummi zur Herstellung des
verbindungslosen Gürtels daraus ist,
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Figur 4 eine Querschnittsansicht ist, die ein
Beispiel des Wickelns des Bands zeigt,
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Figur 5 eine Querschnittsansicht ist, die ein
weiteres Beispiel des Wickelns des
Bands zeigt,
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Figur 6 eine abgewickelte Draufsicht ist,
welche die Anordnung der Karkasse, des
verbindungslosen Gürtels und des
Breakergürtels im Reifen von Figur 1 zeigt,
und
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Figur 7 eine abgewickelte Draufsicht ist,
welche die Anordnung der Karkasse, des
verbindungslosen Gürtels und des
Breakergürtels im Reifen von Figur 2 zeigt.
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In den Figuren weist ein Motorradradialreifen 1 eine
Lauffläche 2, ein Paar von axial beabstandeten Wülsten
4 und ein Paar von Seitenwänden 3 auf, die sich radial
nach innen von den Kanten E1 und E2 der Lauffläche zu
den Wülsten erstrecken. Ein Paar von Wulstkernen 5 ist
vorgesehen, und zwar einer in jedem Wulst 4 angeordnet,
eine Karkasse 6 erstreckt sich zwischen den Wülsten 4
und ist um die Wulstkerne 5 herum von der axialen
Innenseite zur Außenseite davon uingeschlagen, um zwei
umgeschlagene Abschnitte 6b und einen Hauptabschnitt 6a der
Karkasse 6 zu bilden, und Gürtel 7 und 8 sind radial
außerhalb der Karkasse 6 und innerhalb der Lauffläche 2
angeordnet.
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Die Karkasse 6 weist wenigstens eine Lage von Korden
auf, die radial des Reifens unter einem Winkel von 60
bis 90 Grad bezüglich des Reifenäguators C angeordnet
sind.
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Für die Karkassenkorde können organische Faserkorde,
z.B. Nylon, Seide, Polyester, aromatisches Polyamid
oder dergleichen verwendet werden.
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Die radiale Höhe Ht der radial äußeren Kante der oben
erwähnten umgeschlagenen Abschnitte 6b der Karkasse
beträgt mehr als das 0,6- und weniger als das 1,2-fache
der radialen Höhe Hs der Laufflächenkanten E1 und E2,
beides von der Wulstbasislinie 15 aus gemessen.
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Falls die Höhe Ht weniger als das 0,6-fache der
Laufflächenkantenhöhe Hs beträgt, ist die laterale Steife
der Seitenwände zu klein und sind die Seitenwände einer
übermäßigen Biegebeanspruchung ausgesetzt, welche die
Dauerhaftigkeit herabsetzt und weiter das
Lenkansprechen verbessert.
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Falls die Höhe Ht mehr als das 1,2-fache von Hs
beträgt, ist die Steifigkeit der Seitenwände zu groß, um
einen angemessenen Fahrkomfort zu bieten. Ferner wird
ein derartiges höheres Umschlagen aufgrund übermäßigen
Gewichts des Reifens nicht bevorzugt.
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Zwischen jedem umgeschlagenen Abschnitt 6b der Karkasse
und dem Karkassenhauptabschnitt 6a ist ein aus hartem
Gummi bestehender Wulstkernreiter 9 angeordnet.
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Der Wulstkernreiter 9 erstreckt sich verjüngend, radial
nach außen vom Wulstkern 5.
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Die radiale Höhe Ha der radial äußeren Kante L des
Wulstkernreiters von der Wulstbasislinie 15 aus beträgt
mehr als das 0,5-fache und weniger als das 1,2-fache
der oben erwähnten Höhe Hs der Laufflächenkante.
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Falls die Höhe Ha weniger als das 0,5-fache der Höhe Hs
beträgt, ist die Biegesteifigkeit der Wülste vermindert
und die Wulstdauerhaftigkeit geht verloren.
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Eine Gummilauffläche ist radial außerhalb des
Kronenabschnitts der Karkasse angeordnet, um die Lauffläche 2
zu definieren. Die Lauffläche 2 ist gekrümmt, so daß
die maximale Reifenquerschnittsbreite zwischen den
Laufflächenkanten E1 und E2 liegt.
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Ein Paar von Gummiseitenwänden 13 ist axial außerhalb
der Karkasse 6 angeordnet, um die Seitenwandabschnitte
3 zu schaffen.
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Jede Seitenwand 13 weist eine Doppelschichtstruktur
auf, welche eine axial innere Seitenwand 13a, die aus
hartem Gummi besteht, und eine axial äußere Seitenwand
13b umfaßt, die aus weicherem Gummi besteht, und die
Seitenwand 13 erstreckt sich zwischen dem Wulst 4 und
der Laufflächenkante E1, E2.
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Die Gürtel in dem in den Figuren 1 und 6 gezeigten
Beispiel stellen einen verbindungslosen Gürtel 7, der auf
der radialen Außenseite der Karkasse 6 angeordnet ist,
und einen Breakergürtel 8 dar, der eine radial äußere
Lage 8a und eine radial innere Lage 8b umfaßt, die
beide radial außerhalb des verbindungslosen Gürtels 7
angeordnet sind.
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Die Gürtel in dem in den Figuren 2 und 7 gezeigten
Beispiel stellen einen verbindungslosen Gürtel 7 und einen
Breakergürtel 8 dar, welcher eine radial innere Lage
8b, die auf der radialen Außenseite der Karkasse 6
angeordnet ist, und eine radial äußere Lage 8a umfaßt, die
radial außerhalb der Lage 8b angeordnet ist, worin der
verbindungslose Gürtel 7 zwischen den radial äußeren
und inneren Lagen 8a und 8b angeordnet ist.
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Der verbindungslose Gürtel 7 wird gebildet, indem
wenigstens ein Band 10 aus Gummi spiralförmig gewickelt
wird. In Figur 1 sind die Bänder auf der Karkasse
gewickelt.
In Figur 2 sind die Bänder auf dem zuvor
aufgebrachten Breakergürtel 8b gewickelt.
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Figur 3 zeigt das Band 10, in welchem ein Gürtelkord
oder eine Vielzahl paralleler Gürtelkorde, in diesem
Beispiel zwei parallele Korde 11, im Gummi 12 entlang
seiner longitudinalen Richtung eingebettet sind.
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Für die Gürtelkorde 11 können organische Faserkorde,
z.B. Teflon, aromatisches Polyamid, Polyester oder
dergleichen oder Stahlkorde mit einem hohen
Elastizitätsmodul von nicht weniger als 5884 N/mm² (600 kgf/mm²)
verwendet werden.
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Vorzugsweise werden aromatische Polyamidfaserkorde
verwendet, und zwar aufgrund ihres hohen Moduls.
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Falls der Elastizitätsmodul weniger als 5884 N/mm²
(600 kgf/mm²) beträgt, ist der Laufflächenabschnitt
nicht wirksam verstärkt und das
Hochgeschwindigkeitslaufvermögen und die
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit sind unzureichend.
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In diesem Beispiel weist das Band 10 eine flache
rechtwinklige Querschnittsform auf und die Entfernung N,
gemessen von jeder der Seitenkanten 10a zum Zentrum des
benachbarten Kords 11, ist so eingestellt, daß sie
nicht mehr als 1/2 des Gürtelkordabstands P beträgt.
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In jeder der in den Figuren 1 und 2 gezeigten
Ausführungsformen umfaßt der verbindungslose Gürtel 7 zwei
axial unterteilte Stücke 7a und 7b, die eines auf jeder
Seite des Reifenäquators C angeordnet sind.
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Um diese zwei Stücke zu bilden werden zwei Bänder 10
verwendet. Wie in Figur 4 gezeigt, ist jedes Band
spiralförmig und kontinuierlich von einem Startpunkt F1,
F2 nahe der Laufflächenkante E1, E2 zu einem Endpunkt G
auf oder nahe dem Reifenäquator C gewickelt, so daß die
Gürtelkorde 11 unter kleinen Winkeln von 0 bis 5 Grad
bezüglich des Reifenäquators C gelegt sind.
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In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind die
Bänder um den Kronenabschnitt der Karkasse 6 herum
gewickelt. In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform
sind die Bänder um die radial innere Breakerlage 8b
gewickelt.
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In Figur 4 überlappen sich die Wicklungen jedes Bands
nicht. Es ist jedoch möglich, die Seitenkanten 10a der
Wicklungen übereinander zu überlappen, wie in Figur 5
gezeigt, um die Wicklungen daran zu hindern, gelöst zu
werden, und zwar besonders am Startpunkt der Wicklung,
so daß ein Lagenabtrennfehler an den Kanten des
verbindungslosen Gürtels reduziert wird. Um die Kanten 10a
glatt zu überlappen sind die Kanten 10a des Bands
vorzugsweise verjüngt.
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In dem oben erwähnten Gürtel 7 sind die Wicklungen des
Bands 10 oder die Wicklungen der Gürtelkorde 11 in dem
einen Gürtelstück 7a bei dem gleichen Neigungswinkel
wie in dem anderen Gürtelstück 7b gelegt, jedoch in
entgegengesetzter Richtung bezüglich des Reifenäquators C.
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Indem zwei Bänder 10 gleichzeitig gewickelt werden, um
die Gürtelstücke 7a und 7b zu bilden, wird die Zeit zur
Herstellung des Gürtels 7 beträchtlich reduziert im
Vergleich zu einem einstückigen verbindungslosen Gürtel.
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Da die Gürtelstücke 7a und 7b gebildet werden, indem
Bänder ausgehend von den axial äußeren Kanten F1 und F2
auf den Reifenäguator zu gewickelt werden, kann das
Lösen der Wicklungen des Bands 10 besonders an den Kanten
verhindert werden.
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In dieser Ausführungsform beträgt die Breite WB des
verbindungslosen Gürtels 7, gemessen entlang des
Gürtels 7 zwischen seinen Kanten, mehr als das 0,7- und
weniger als das 1,0-fache der Breite Wt der Lauffläche 2,
gemessen entlang der Laufflächenstirn zwischen den
Laufflächenkanten E1 und E2.
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Wenn die Breite WB weniger als das 0,7-fache von Wt
beträgt, ist die Steife des Laufflächenschulterbereichs
zu niedrig, wodurch die Lenkstabilität bei schnellem
Kurvenfahren herabgesetzt wird.
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Falls die Breite WB größer als das 1,0-fache von Wt
ist, ist die Steifigkeit der Seitenwände übermäßig
erhöht, wodurch der Fahrkomfort verschlechtert wird.
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Insbesondere bevorzugt beträgt die Breite WB mehr als
das 0,85-fache und weniger als das 0,90-fache der
Breite Wt.
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In dem oben erwähnten Breakergürtel 8 wird jede Lage
8a, 8b gebildet, indem ein Streifen voller Breite
ungewebten Stoffs gewickelt wird. Die Breakerkorde in jeder
Lage werden unter einem Winkel (alpha) von 10 bis 30
Grad bezüglich des Reifenäquators C angeordnet und
verlaufen parallel zueinander, jedoch gekreuzt zu den
Breakerkorden in der anderen Lage.
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Für die Breakerkorde werden organische Faserkorde, z.B.
Nylon und dergleichen mit einem niedrigeren
Elastizitätsmodul im Vergleich zu den oben erwähnten
Gürtelkorden 11 verwendet.
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Die Breiten Wa bzw. Wb der radial inneren und äußeren
Breakerlagen 8a bzw. 8b sind 2 bis 5 mm größer als die
Breite WB des verbindungslosen Gürtels 7.
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Testreifen der Größe 170/60VR17 mit der in Figur 1
gezeigten Reifenstruktur und den in Tabelle 1 angegebenen
Spezifizierungen wurden vorbereitet und auf die
folgenden Reifenleistungsfaktoren getestet.
1) Hochgeschwindigkeitsgeradeauslaufstabilität und
Hochgeschwindigke itskurvenfahrstabilität
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Ein am Hinterrad mit dem Testreifen ausgestattetes
Motorrad wurde auf einer geraden Strecke bei
260 km/Hr und um eine Kurvenstrecke mit einem Radius
von 400 m bei 220 km/Hr gefahren und die
Laufstabilität durch einen erfahrenen Testfahrer bewertet.
Die Stabilität wird durch einen Index angezeigt, der
auf der Annahme basiert, daß der Referenzreifen 1
gleich 100 ist. Je größer der Wert, desto besser die
Stabilität.
2) Konvergenz (Lenkstabilität)
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Die einer Störung während des Kurvenfahrens und
Geradeauslaufens folgende Konvergenz wurde durch den
erfahrenen Testfahrer bewertet.
3) Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit
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Unter Verwendung einer Trommelreifentestvorrichtung
wurde die Laufgeschwindigkeit alle 10 Minuten um
eine Stufe von 10 km/Hr von einer
Anfangsgeschwindigkeit von 250 km/Hr aus erhöht und die
Laufentfernung, bis die Lauffläche oder die Wülste rissig
wurden, gemessen. Der Reifendruck betrug 294 kN/m²
(3,0 kgf/cm²) und die Reifenbelastung 355 kg.
Die Dauerhaftigkeit wird durch einen Index
angezeigt, der auf der Annahme basiert, daß der
Referenzreifen 1 gleich 100 ist. Je größer der Wert, desto
besser die Dauerhaftigkeit.
4) Widerstand gegen Wanderungseffekte
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Während des Fahrens auf einer Teststrecke, die mit
Regenrillen und Vorsprüngen versehen war, bei einer
Geschwindigkeit von 200 km/Hr wurde der Widerstand
gegen Wanderungseffekte durch den Testfahrer
bewertet.
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In den oben erwähnten Tests wurde ein 120/70R17-Reifen
für das Vorderrad verwendet. Die Spezifizierungen davon
sind in Tabelle 2 angegeben.
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In den Tests wurde durchweg bestätigt, daß die
Arbeitsbeispielreifen in jeder Hinsicht (Lenkstabilität,
Hochgeschwindigkeitslaufstabilität und Widerstand gegen
Wanderungseffekte und ferner
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit) den Referenzreifen überlegen waren.
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In den oben erwähnten zwei Ausführungsformen
unterscheiden sich die Spiralwicklungsrichtungen in den
Gürtelstücken 7a und 7b voneinander, können jedoch dieselben
Richtungen sein.
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Des weiteren kann der verbindungslose Gürtel gebildet
werden, indem das eine Band 10 spiralförmig und
kontinuierlich von der einen Kante zur anderen Kante davon
gewickelt wird.
TABELLE 1 (fortgesetzt)
Karkasse
Anzahl von Lagen
Kord
Kordzählung (Enden/5 cm)
Kordwinkel
Endloser Gürtel
Kordwicklungsrichtung
Korden im Band
Außerer Breakergürtel
Breite Wa (mm)
Innerer
Wulstkernreiter
Shore A
(JIS A-Härte
Konvergenz (Lenkstabilität)
Kurvenfahren
Geradeauslauf
Hochgeschwindigkeitslaufstabilität
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit
Widerstandgegen Wanderungseffekte
Nylon
Aramid
Rechts
Links
* 1: Pluszeichen (+) bedeutet eine Neigung nach echts oben
Minuszeichen (-)bedeutet eine Neigung nach links oben
TABELLE 1 (fortgesetzt)
Karkasse
Anzahl von Lagen
Kord
Kordzählung (Enden/5 cm)
Kordwinkel
Endloser Gürtel
Kordwicklungsrichtung
Korden im Band
Außerer Breakergürtel
Breite Wa (mm)
Innerer
Wulstkernreiter
Shore A
(JIS A-Härte
Konvergenz (Lenkstabilität)
Kurvenfahren
Geradeauslauf
Hochgeschwindigkeitslaufstabilität
Hochgeschwindigkeitsdauerhaftigkeit
Widerstandgegen Wanderungseffekte
Nylon
Aramid
Rechts
Links
TABELLE 2
Karkasse
Anzahl von Lagen
Kord
Kordzählung (Enden/5 cm)
Kordwinkel (Grad)
Gürtel
Wulstkemreiter
Nylon
Aramid