DE69816195T2

DE69816195T2 - Notlaufvorrichtung für Motorräder

Info

Publication number: DE69816195T2
Application number: DE69816195T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kawanishi-shi Igarashi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: EP0897814B1; EP0897814A2; JPH1159147A; DE69816195D1; JP3335110B2; US6213179B1; EP0897814A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Notlaufreifensystem für Motorräder und insbesondere auf einen zwischen Reifen und Schlauch eingesetzten Puffer, der den Widerstand gegen ein Durchstechen erhöhen und die Notlaufeigenschaften verbessern kann.
An Motorrädern, insbesondere an Sportmaschinen wie etwa Geländemaschinen oder Motocross-Maschinen, werden Reifen mit einem relativ niedrigen Druck im Vergleich zu Zweirädern, die auf der Straße gefahren werden, verwendet. Im Ergebnis wird die Eingriffskraft zwischen den Wülsten des Reifens und den Wulstsitzen der Radfelge verringert, weshalb ein Entweichen von Luft auftreten kann. Deshalb werden die Reifen gewöhnlich in Verbindung mit einem Schlauch verwendet.
Wenn ein solcher Reifen einer übermäßigen Reifenlast unterliegt, wird die Reifenverformung infolge des niedrigen Drucks unangemessen groß und stößt der Laufstreifengummi gelegentlich durch den Schlauch hindurch an die Felge. Wenn scharfe oder spitze Gegenstände wie etwa Steine, Fels, Schotter und dergleichen vorhanden sind, kann der Laufstreifengummi durch diese zerschnitten und der Schlauch manchmal durchstochen werden.
Als Gegenmaßnahmen wurden vorgeschlagen, 1) die Laufstreifengummidicke zu erhöhen, 2) die Schlauchdicke zu erhöhen oder 3) das Innere des Reifens mit Polyurethanschaum anstatt mit einem Schlauch zu füllen.
Jedoch verschlechtern die Maßnahmen 1) und 2) die Lenkstabilität und den Fahrkomfort stark, wobei es schwierig ist, Durchstiche gänzlich zu verhindern. Bei der Maßnahme 3), bei der Polyurethan in den Reifen gepresst wird, ist es sehr schwer, den Reifen auf der Felge zu montieren, wobei das Polyurethan während der Fahrt Wärme entwickelt und zum Zerfließen neigt.
Der obenerwähnte herkömmliche Schlauch wird im folgenden Standardschlauch genannt, um ihn von einem bei dieser Erfindung verwendeten Schlauch zu unterscheiden.
Zur Lösung dieser Probleme haben wir in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen JP-A-3-231008, JP-A-3-292206 und JP-A-8-164719, die dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, vorgeschlagen, Schaumgummi als Puffer zu verwenden und den Schlauch darin einzupacken.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage jener Vorschläge erarbeitet, um die Notlaufeigenschaften und die Haltbarkeit eines Puffers weiter zu verbessern.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Notlaufreifensystem für Motorräder zu schaffen, bei dem die Haltbarkeit eines Puffers und die Notlaufeigenschaften verbessert sind.
Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Notlaufreifensystem für ein Motorrad, wie es in Anspruch 1 angegeben ist. Weitere Merkmale des Notlaufreifensystems sind in den Ansprüchen 2 bis 6 offenbart.
Die Erfindung umfasst außerdem Puffer für das oben angegebene Notlaufreifensystem.
Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail und in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine Querschnittsansicht einer Baueinheit aus einem Reifen, einer Radfelge, einem Puffer und einem Schlauch im nicht aufgepumpten Zustand ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 den Puffer in seinem freien Zustand, eine Baueinheit aus dem Reifen, der Radfelge, dem Puffer und einem Standardschlauch im normgemäß aufgepumpten Zustand und dieselbe Baueinheit im nicht aufgepumpten Zustand unter gegenseitiger Überlappung zeigt.
Das Notlaufreifensystem von 1 umfasst einen Reifen 2, einen Puffer 6 und einen Schlauch 5.
Der Reifen 2 ist ein Luftreifen für Motorräder, der einen Laufstreifenabschnitt T, ein Paar Wustabschnitte B und ein Paar Seitenwandabschnitte S umfasst und dessen maximale Querschnittsbreite zwischen den Laufstreifenkanten liegt. Der Reifen besitzt eine Karkasse, die beispielsweise durch wenigstens eine Lage aus organischen Faserkorden verstärkt ist. (nicht gezeigt) In diesem Beispiel besteht der Laufstreifenabschnitt T aus Blöcken (b), die ein Blockprofil schaffen, das für das Fahren abseits der Straße geeignet ist.
Im folgenden wird ein abgeschlossener Ringraum 4, der bei einem auf einer Radfelge 3 montierten Reifen 2 von der Innenfläche des Reifens 2 und der Innenfläche der Felge 3 umschlossen wird, Reifenhohlraum genannt.
Die Radfelge ist eine Standardfelge, die ein Paar Felgenhörner 3b, ein Paar Wulstsitze 3a und zwischen den Wulstsitzen 3a ein Felgenbett 3c umfasst. Hier ist die Standardfelge die in JATMA, unter "Measuring Rim" in ETRTO, unter "Design Rim" in TRA oder dergleichen spezifizierte "Standardfelge". Der Normdruck, auf den später hingewiesen wird, ist der "maximum air pressure" in JATMA, der "Inflation Pressure" in ETRTO oder der in der Tabelle "Tyre Load Limits at Various Cold Inflation Pressures" in TRA oder dergleichen angegebene höchstzulässige Druck.
Der Puffer 6 ist ein Ringkörper aus einem elastischen, geschlossenzelligen Material, das vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 0,1 bis 0,35 aufweist, wobei die Oberfläche eine JIS-C-Härte (HS) von 10 bis 35 Grad, vorzugsweise von 10 bis 30 Grad, besitzt.
Als elastisches, geschlossenzelliges Material wird vorzugsweise Schaumgummi verwendet, dessen Expansionsverhältnis im Bereich von 400 bis 1500% und vorzugsweise von 400 bis 1100% liegt. Als Gummimaterial werden deshalb vorzugsweise Butylkautschukverbindungen wie etwa Butylkautschuk, Brom-Butylkautschuk, Halogen-Butylkautschuk und dergleichen verwendet. Die geschlossenen Zellen werden unter Verwendung eines Formungsmittels zusammen mit anderen Zusatzstoffen, Verstärkungsmitteln und dergleichen während der Vulkanisation gebildet.
Wenn das Expansionsverhältnis des Puffers 6 kleiner als 400% ist, nimmt das Stoßabsorptionsvermögen ab und verschlechtert sich der Fahrkomfort. Wenn das Expansionsverhältnis größer als 1500% ist, wird der Puffer 6 zu weich und nimmt die Reifensteifigkeit ab. Somit geht die Fahrstabilität verloren, ferner kann die Wärmeerzeugung zunehmen.
Der Puffer 6 ist an seiner radial inneren Oberfläche 6i mit einer breiten und tiefen Rille 6a versehen, die in Umfangsrichtung verläuft und einen Hohlraum bildet, in den der Schlauch 5 eingesetzt wird. Die Rille 6a besitzt einen U-förmigen Querschnitt, während der Puffer 6 eine bezüglich des Äquators C symmetrische Ringform besitzt. Der ringförmige Puffer 6 kann beispielsweise hergestellt werden, indem ein Material zu einem einteiligen Ringkörper gegossen wird, indem ein gerades Material gebogen wird, wobei dessen Enden zu einem Ring geschlossen werden, und indem mehrere Segmente zu einem Ringkörper verbunden werden.
Der Schlauch 5 ist aus einer gasundurchlässigen Gummimischung beispielsweise mit einer Butylkautschukbasis hergestellt. Die Größen, der Durchmesser und die Querschnittsfläche sind im Vergleich zum Standardschlauch für die Reifengröße wesentlich kleiner.
Wie in 1 gezeigt ist, wird der Puffer 6 in den Reifen 2 geschoben; der Schlauch 5 wird in die umlaufende Rille 6a des Puffers 6 eingelegt; und der Reifen 2 wird auf die Radfelge 3 montiert. Danach wird der Schlauch 5 auf den Betriebsdruck (beispielsweise etwa 0,7 bis 1,5 kg/cm²) aufgepumpt. Der aufgepumpte Schlauch 5 drückt gegen die Oberfläche der Rille 6a und somit gegen den Puffer 6, wobei die Außenseite des Puffers 6 an der Innenseite des Reifens 2 anliegt und gegen diese drückt, so dass der Reifen 2 in seinen normalen Betriebszustand aufgebläht wird.
Wie oben erläutert wurde, soll der Puffer 6 in den Reifenhohlraum 4 eingesetzt werden, jedoch unterscheidet sich seine Außenform, wie in 2 gezeigt ist, bewusst von der Innenform der Reifen- und Felgenbaueinheit oder des Reifenhohlraums.
In 2 ist der Puffer 6 zum einfachen Vergleich in seinem freien Zustand gezeigt, in dem er die Reifen- und Felgenbaueinheit mit einem Standardschlauch überlappt. Die Baueinheit betreffend ist auf der rechten Seite des Reifenäquators C eine Querschnittsform im nicht aufgepumpten Zustand, in dem das Luftventil des Standardschlauchs ausgelöst ist, gezeigt, während auf der linken Seite des Reifenäquators C die Querschnittsform im aufgepumpten Zustand, in dem der Standardschlauch auf den Normdruck aufpumpt ist, gezeigt ist.
Der maximale Außendurchmesser D des Puffers 6 im freien Zustand liegt im Bereich des 0,90- bis 1,0fachen und vorzugsweise des 0,90- bis 0,97fachen des maximalen Durchmessers dd des Reifenhohlraums 4 der Baueinheit im nicht aufgepumpten Zustand (rechte Seite in 2). Das heißt, dass D/dd 0,90 bis 1,0 und vorzugsweise 0,90 bis 0,97 ist.
Wenn D/dd kleiner als 0,90 ist, nimmt der Kontaktdruck zwischen dem Puffer 6 und dem Reifen 2 im Laufstreifenabschnitt T ab, wenn der Schlauch 5 durchstochen wird, nimmt die Wärmeentwicklung durch Reibung dazwischen zu, so dass die Temperatur ansteigt, und nimmt die Haltbarkeit stark ab. Wenn D/dd größer als 1,0 ist, nimmt die Wärmeentwicklung durch innere Reibung des Puffereinsatzes zu und nimmt eventuell die Haltbarkeit ab.
Die maximale Querschnittsbreite W des Puffers 6 im freien Zustand liegt im Bereich des 1,05- bis 1,2fachen der maximalen Querschnittsbreite Wi des Reifenhohlraums 4 der Baueinheit im aufgepumpten Zustand (linke Seite in 2). Das heißt, dass W/Wi 1,05 bis 1,2 ist.
Wenn W/Wi kleiner als 1,05 ist, wird die Kompression des Puffers 6 in den Seitenwandabschnitten S unzureichend, wenn der Schlauch durchstochen wird. Im Ergebnis ist es schwierig, für eine ausreichende Unterstützung der Seitenwandabschnitte zu sorgen, was das Belastungsvermögen, das Stoßabsorptionsvermögen und die Haltbarkeit herabsetzt. Wenn W/Wi größer als 1,2 ist, nimmt eventuell die Wärmeentwicklung zu und nimmt die Haltbarkeit ab.
Die Gesamtquerschnittsfläche S des Puffers 6 im freien Zustand liegt im Bereich des 1,0- bis 1,15fachen der Querschnittsfläche Sd des Reifenhohlraums 4 der Baueinheit im nicht aufgepumpten Zustand. Das heißt, dass S/Sd 1,0 bis 1,15 ist.
Wenn S/Sd kleiner als 1,0 oder größer als 1,15 ist, nimmt die Haltbarkeit des Puffers 6 ab.
Wie in 2 gezeigt ist, ist hier die Gesamtquerschnittsfläche S die Summe aus der wirklichen-Querschnittsfläche des Puffers 6 und jener der Rille 6a, die als Fläche, die durch den Umriss des Puffers 6 und eine zwischen den radial innersten Punkte 6b gezogene Gerade L definiert ist.
Ferner ist der an den radial innersten Enden 6b gemessene Innendurchmesser des Puffers 6 im freien Zustand so festgelegt, dass er kleiner als der Durchmesser an der Wulstgrundlinie BL des Reifens oder der Felgendurchmesser ist, wodurch verhindert wird, dass die Wulstabschnitte B an der Felge durchscheuern.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse einer Haltbarkeitsprüfung.
Die Haltbarkeitsprüfung wurde unter Verwendung einer Reifenprüftrommel durchgeführt. Der Testreifen wurde bei einer Geschwindigkeit von 65 km/h und bei einer Reifenlast von 100 kgf gefahren, wobei die Fahrstrecke, bis eine ungewöhnliche Vibration auftrat, gemessen wurde.
Testreifen: 110/90-19-Motorradreifen
Radfelge: 19 × 2,15-Standardfelge
Tabelle 1
Anhand der Prüfung bestätigte sich, dass Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Notlaufeigenschaften und der Haltbarkeit verbessert werden konnten.

Claims

Notlaufreifensystem für einen Motorradreifen, umfassend einen Laufstreifenabschnitt (T), ein Paar Seitenwandabschnitte (9) und ein Paar Wulstabschnitte (B), die nach der Montage auf eine Radfelge (3) einen Reifenhohlraum (4) definieren, wobei der Reifenhohlraum (4) bei auf den Normdruck aufgepumptem Reifen eine maximale Querschnittsbreite (Wi) und bei nicht aufgepumptem Reifen einen maximalen Durchmesser (dd) und eine Querschnittsfläche (Sd) besitzt, einen Puffer (6), der einen Ringkörper aus einem elastischen, geschlossenzelligen Material, das im Reifenhohlraum (4) angeordnet ist, aufweist, wobei der Puffer (6) in einer radial inneren Oberfläche (6i) mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rille (6a) vorgesehen ist, und einen Schlauch (5), der in der in Umfangsrichtung verlaufenden Rille (6a) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser (D) des Puffers (6) in seinem freien Zustand im Bereich des 0,90- bis 1,0fachen des maximalen Durchmessers (dd) liegt und die maximale Querschnittsbreite (W) des Puffers (6) im freien Zustand im Bereich des 1,05- bis 1,2fachen der maximalen Querschnittsbreite (Wi) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtquerschnittsfläche (S) des Puffers (6) im freien Zustand abzüglich der Querschnittsfläche der Rille (6a) im Bereich des 1,0- bis 1,15fachen der Querschnittsfläche (Sd) liegt und der Innendurchmesser des Puffers (6) im freien Zustand kleiner als der Durchmesser an der Wulstgrundlinie des Reifens ist.
Notlaufreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenform des Puffers von der Innenform des Reifens unterscheidet.
Notlaufreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenform eine radial äußere Oberfläche umfasst, die an der Mittellinie des Puffers zu einem Punkt wird.
Notlaufreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (6) ein spezifisches Gewicht von 0,1 bis 0,35 aufweist und seine Oberfläche eine JIS-C-Härte (HS) von 10 bis 35 Grad besitzt.
Notlaufreifen nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische, geschlossenzellige Material ein aufgeschäumter Butylkautschuk ist, dessen Expansionsverhältnis im Bereich von 400 bis 1500% liegt.
Puffer (6), der in dem Notlaufreifensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.