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Dokumentenidentifikation DE602004001738T2 02.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001535758
Titel Luftreifen für Rennkart
Anmelder Sumitomo Rubber Industries Ltd., Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Saiwaki, Izumi, Chuo-ku Kobe-shi Hyogo 651-0072, JP;
Ueda, Toshiaki, Chuo-ku Kobe-shi Hyogo 651-0072, JP;
Mine, Akihiro, Chuo-ku Kobe-shi Hyogo 651-0072, JP
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 602004001738
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 02.09.2004
EP-Aktenzeichen 040208977
EP-Offenlegungsdatum 01.06.2005
EP date of grant 02.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse B60C 9/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B60C 15/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen zum Montieren an einem Renn-Kart.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Renn-Kart umfasst eine Ein-Personenwagenkarosserie und ein Reifen mit einem Außendurchmesser von 350 mm oder weniger und einem Aspektverhältnis von 0,5 oder weniger ist an der Fahrzeugkarosserie montiert. Bei einem Kart-Rennen werden Rundenzeiten miteinander verglichen. Da das Renn-Kart einen tief liegenden Schwerpunkt und ein geringes Gewicht aufweist, ist während des Kart-Rennens eine Kurvengeschwindigkeit sehr hoch. In manchen Fällen läuft das Kart während einer Kurvenfahrt einseitig. Eine sehr große Kraft in einer seitlichen Richtung wird auf einen Reifen für ein Renn-Kart aufgebracht. Um die Rundenzeit zu verkürzen, ist für den Reifen für das Renn-Kart eine große Seitensteifigkeit erforderlich.

Den Reifen teilt man grob in einen Diagonalreifen und einen Radialreifen ein. Bei einem Kart-Rennen muss vorschriftsmäßig der Diagonalreifen angebracht werden. Andererseits umfasst das Kart-Rennen die breite untere Schicht des Motorsports. Es ist daher notwendig, den Reifen für das Renn-Kart bei niedrigen Kosten zu beschaffen. Der Grad an Gestaltungsfreiheit des Reifens für das Renn-Kart ist nicht sehr hoch.

Wenn die Höhe des umgeschlagenen Endes einer Karkasslage als groß festgelegt ist, wird die Seitensteifigkeit des Reifens für das Renn-Kart erhöht. Mit diesem Verfahren wird jedoch auch die Vertikalsteifigkeit des Reifens erhöht. Die Eigenschaft des Reifens, einer Straßenoberfläche zu folgen, ist schlecht. Es besteht die Möglichkeit, dass der Reifen die Rundenzeit verschlechtern könnte.

Es wurden verschiedene Reifen vorgeschlagen, in denen eine Verstärkungsschicht um einen Wulst oder an einer Seitenwand vorgesehen ist, um eine Seitensteifigkeit zu erhöhen. Zum Beispiel hat die offengelegte Japanische Patentveröffentlichung Nr. Hei 6-255 304 einen Reifen für ein Renn-Kart offengelegt, in dem eine Verstärkungsschicht zwischen zwei Karkasslagen vorgesehen ist, was in einer Erhöhung einer Stabilität im Fahrverhalten resultiert. Allerdings führt die Verstärkungsschicht zu einer Erhöhung der Anzahl an Komponenten und zu einem daraus resultierenden Anstieg der Fertigungskosten. Darüber hinaus ist ein Herstellungsprozess des Reifens mit der Verstärkungsschicht kompliziert. Des Weiteren kann die Verstärkungsschicht keine Reduktion des Reifengewichts erzielen.

Die EP-A-1 283 113 zeigt einen Reifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Reifen für ein Renn-Kart bereitzustellen, der bei niedrigen Kosten beschafft werden kann und eine ausgezeichnete Stabilität im Fahrverhalten aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Reifen für ein Renn-Kart gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Laufflächenabschnitt mit einer Außenfläche, die eine Laufflächen-Oberfläche bildet, ein Paar Seitenwandabschnitte, die sich in einer beinahe radialen Richtung von beiden Enden des Laufflächenabschnitts nach innen erstrecken, ein Paar Wulstabschnitte, die sich weiter einwärts in der beinahe radialen Richtung von den Seitenwandabschnitten erstrecken, und einen Karkassabschnitt, der zwischen beiden Wulstabschnitten überlagert ist. Der Karkassabschnitt umfasst zwei Karkasslagen, die Karkasskorde aufweisen, die aus einer organischen Faser gebildet sind. Ein Absolutwert eines Winkels des Karkasskords in Bezug auf eine Umfangsrichtung beträgt 25 bis 38 Grad. Der Wulstabschnitt weist einen Wulstkern und einen Wulstkernreiter auf, der eine verjüngte Form annimmt, die sich von dem Wulstkern nach außen in der radialen Richtung erstreckt. Ein komplexer Elastizitätsmodul E* des Wulstkernreiters, gemessen in einem Zustand, dass eine Temperatur 70° C beträgt, eine Frequenz 10 Hz beträgt und eine Amplitude 2 % beträgt, ist gleich oder größer als 80 MPa. In dem Reifen für ein Renn-Kart weist der Wulstkernreiter eine sehr große Härte auf. Daher ist eine Seitensteifigkeit hoch. In dem Reifen sind eine Vertikalsteifigkeit und die Seitensteifigkeit ausgeglichen. Der Reifen weist eine ausgezeichnete Stabilität im Fahrverhalten auf.

Es wird bevorzugt, dass eine Zugspannung M100 des Wulstkernreiters bei einer Dehnung von 100 % gleich oder größer als 10,0 MPa ist. Es wird bevorzugt, dass der Karkasskord durch eine Nylonfaser, eine Polyesterfaser, eine Rayonfaser, eine Faser aus aromatischem Polyamid oder einer Polyethylennaphthalatfaser gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist für einen Reifen mit einem Außendurchmesser von 350 mm oder weniger geeignet.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil eines Reifens für ein Renn-Kart gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und

2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Teil des Karkassabschnitts des Reifens in 1 zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung wird unten stehend auf der Grundlage einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.

In 1 ist eine vertikale Richtung als eine radiale Richtung eines Reifens 2 festgelegt und eine Querrichtung ist als eine axiale Richtung des Reifens 2 festgelegt. Der Reifen 2 nimmt eine beinahe symmetrische Form um eine strichpunktierte Linie CL1 in 1 an. Der Reifen 2 weist einen Außendurchmesser von 350 mm oder weniger auf. Der Reifen 2 ist vergleichsweise klein. Der Reifen 2 umfasst einen Laufflächenabschnitt 4, einen Seitenwandabschnitt 6, einen Wulstabschnitt 8, einen Karkassabschnitt 10, einen Innerliner 12 und ein Wulstband 14. Der Reifen 2 ist ein schlauchloser Luftreifen.

Der Laufflächenabschnitt 4 ist durch einen vernetzten Gummi gebildet und nimmt die Form eines konvexen, äußeren, kreisförmigen Bogens in der radialen Richtung an. Die Außenfläche des Laufflächenabschnitts 4 bildet eine Laufflächen-Oberfläche 16, die eine Straßenoberfläche berührt. An der Laufflächen-Oberfläche 16 ist keine Rille gebildet. Der Reifen 2 ist ein so genannter Slick-Reifen. Die Laufflächen-Oberfläche 16 kann ein Laufflächenprofil aufweisen, das durch eine Rille, einen Block oder dergleichen gebildet ist.

Der Seitenwandabschnitt 6 erstreckt sich in der radialen Richtung von einem Ende des Laufflächenabschnitts 4 nach innen. Der Seitenwandabschnitt 6 ist ebenfalls durch einen vernetzten Gummi gebildet. Der Seitenwandabschnitt 6 absorbiert einen Stoß von der Straßenoberfläche durch eine Durchbiegung. Überdies verhindert der Seitenwandabschnitt 6 die äußere Beschädigung des Karkassabschnitts 10.

Der Wulstabschnitt 8 ist aus einem Wulstkern 18 und einem Wulstkernreiter 20 zusammengesetzt, der sich von dem Wulstkern 18 in der radialen Richtung nach außen erstreckt. Der Wulstkern 18 ist kreisförmig und ist durch eine Vielzahl von nicht dehnbaren Drähten (typischerweise Stahldrähten) gebildet. Der Wulstkernreiter 20 ist in der radialen Richtung nach außen verjüngt und ist durch einen vernetzten Gummi gebildet.

Der Karkassabschnitt 10 ist zwischen den Wulstabschnitten 8 an beiden Seiten entlang der Innenflächen des Laufflächenabschnitts 4, des Seitenwandabschnitts 6 und des Wulstabschnitts 8 überlagert. Der Karkassabschnitt 10 ist aus einer ersten Karkasslage 22 und einer zweiten Karkasslage 24 zusammengesetzt. Die erste Karkasslage 22 und die zweite Karkasslage 24 sind von einer Innenseite zu einer Außenseite in der axialen Richtung um den Wulstkern 18 gewickelt.

Der Innerliner 12 ist an die Innenfläche des Karkassabschnitts 10 geklebt. Der Innerliner 12 ist ebenfalls durch einen vernetzten Gummi gebildet. Für den Innerliner 12 wird ein Gummi mit einer geringen Luftdurchlässigkeit verwendet. Der Innerliner 12 spielt eine Rolle zum Halten des Innendrucks des Reifens 2.

2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Teil des Karkassabschnitts 10 des Reifens 2 in 1 zeigt. In 2 ist die Umfangsrichtung des Reifens 2 durch einen Pfeil A gezeigt. Die erste Karkasslage 22 ist aus einer großen Anzahl von Karkasskorden 26, die parallel vorgesehen sind, und einer Gummierung 28 zusammengesetzt. Die Korde 26 sind in der Gummierung 28 versenkt. Alle Korde 26 weisen beinahe gleiche Durchmesser auf. Der Kord 26 ist zu einer Umfangslinie L1 geneigt. Der Absolutwert des Winkels des Kords 26, der in Bezug auf die Umfangsrichtung gebildet ist, ist durch einem Pfeil &agr; gezeigt. Die zweite Karkasslage 24 ist aus einer großen Anzahl von Karkasskorden 30, die parallel vorgesehen sind, und einer Gummierung 32 zusammengesetzt. Die Korde 30 sind in der Gummierung 32 versenkt. Alle Korde 30 weisen beinahe gleiche Durchmesser auf. Der Kord 30 ist zu einer Umfangslinie L2 geneigt. Der Absolutwert des Winkels des Kords 30, der in Bezug auf die Umfangsrichtung gebildet ist, ist durch einen Pfeil &bgr; gezeigt.

Die Neigungsrichtung des Kords 26 der ersten Karkasslage 22 ist umgekehrt zu der des Kords 30 der zweiten Karkasslage 24. Anders ausgedrückt, die Richtung des Kords 26 der ersten Karkasslage 22 und die des Kords 30 der zweiten Karkasslage 24 kreuzen einander. Beide Winkel &agr; und &bgr; betragen 25 bis 38 Grad. Der Reifen 2 ist ein so genannter Diagonalreifen. Die Eigenschaft des Reifens, einer Straßenoberfläche zu folgen, ist ausgezeichnet.

Wenn die Winkel &agr; und &bgr; kleiner als der Bereich sind, wird die Vertikalsteifigkeit des Reifens 2 erhöht, so dass die Eigenschaft des Nachfolgens in manchen Fällen beeinträchtigt ist. Unter diesem Gesichtspunkt ist stärker zu bevorzugen, dass die Winkel &agr; und &bgr; gleich oder größer als 27 Grad sind. Wenn die Winkel &agr; und &bgr; den Bereich überschreiten, wird die Vertikalsteifigkeit des Reifens 2 ungenügend. Unter diesem Gesichtspunkt ist stärker zu bevorzugen, dass die Winkel &agr; und &bgr; gleich oder kleiner als 35 Grad sind.

Der Karkassabschnitt 10 kann aus drei oder mehr Karkasslagen zusammengesetzt sein. In diesem Fall wird bevorzugt, dass die Absolutwerte der Winkel der Korde, die in Bezug auf die Umfangsrichtung in allen Karkasslagen gebildet sind, in dem Bereich eingeschlossen sein sollen.

Die Karkasskorde 26 und 30 sind durch organische Fasern gebildet. Die bevorzugten Materialien der Karkasskorde 26 und 30 umfassen Nylon, Polyester, Rayon, aromatisches Polyamid und Polyethylennaphthalat. Zwei oder mehr Arten von organischen Fasern können gemeinsam verwendet werden. Die Korde 26 und 30 weisen Dicken von 940 bis 2100 Denier auf. Die Dichten der Korde 26 und 30 (die Anzahl der Korde pro 5 cm) betragen 30 bis 55 Enden. Mindestens zwei Fasern können verdrillt sein, um die Korde 26 und 30 zu bilden. In diesem Fall beträgt die Anzahl an Verdrehungen pro 10 cm 30 bis 55.

Ein vernetzter Gummi mit einem komplexen Elastizitätsmodul E* von 80 MPa oder mehr wird für den Wulstkernreiter 20 verwendet. Der Wulstkernreiter 20 weist eine sehr große Härte auf. In dem Fall, in dem eine Kraft in einer seitlichen Richtung auf den Reifen 2 aufgebracht wird, wird von dem Wulstkernreiter 20 eine große Reaktionskraft erzeugt. Der Reifen 2 weist eine hohe Seitensteifigkeit auf. Die Härte des Wulstkernreiters 20 beeinflusst die Vertikalsteifigkeit des Reifens 2 nicht sehr stark. Der Reifen 2 weist eine große Seitensteifigkeit im Vergleich mit einer kleinen Vertikalsteifigkeit auf. In dem Reifen 2 stehen seine Eigenschaft, einer Straßenoberfläche beim Kurvenfahren zu folgen, und ein Widerstand gegen eine Seitenkraft durch den Multiplikatoreffekt des Karkassabschnitts 10, der eine diagonale Struktur aufweist, und des Wulstkernreiters 20, der eine großen Härte aufweist, miteinander in Einklang. Der Reifen 2 zeigt eine ausgezeichnete Stabilität im Fahrverhalten beim Kurvenfahren.

In Bezug auf die Stabilität im Fahrverhalten beträgt der komplexe Elastizitätsmodul E* des Wulstkernreiters 20 bevorzugter 85 MPa oder mehr und besonders bevorzugt 100 MPa oder mehr. Üblicherweise ist der komplexe Elastizitätsmodul E* gleich oder kleiner als 130 MPa.

Der komplexe Elastizitätsmodul E* wird mit einem Viskoelastizitäts-Spektrometer (Handelsname „VA-200", hergestellt von SHIMADZU CORPORATION) unter den folgenden Bedingungen gemäß der Bestimmung der „JIS-K 6394" gemessen.

Anfangsdehnung: 10 %

Amplitude: 2 %

Frequenz: 10 Hz

Verformungsmodus: Zug

Anfangstemperatur: –100 °C

Endtemperatur: 100° C

Temperaturanstiegsrate: 3 °C/min

Messtemperatur: 70 °C

Ein Probestück zur Verwendung für eine Messung mit dem Viskoelastizitäts-Spektrometer ist plattenförmig und weist eine Länge von 45 mm, eine Breite von 4 mm und eine Dicke von 2 mm auf. Beide Enden des Probestücks werden eingespannt, um die Messung durchzuführen. Der verschobene Abschnitt des Probestücks weist eine Länge von 30 mm auf. Das Probestück wird aus dem Wulstkernreiter 20 herausgeschnitten. In dem Fall, in dem das Ausschneiden schwierig durchzuführen ist, wird eine Platte mit einer Dicke von 2 mm mit der gleichen Mischung wie der Wulstkernreiter 20 durch eine Form gebildet und vernetzt und das Probestück wird aus der Platte herausgestanzt. Die Platte wird bei 160 °C 10 Minuten lang geformt und vernetzt.

Was die Erzielung einer ausreichenden Seitensteifigkeit betrifft, ist eine Zugspannung M100 des Wulstkernreiters 20 bei einer Dehnung von 100 % vorzugsweise gleich oder größer als 10,0 MPa und ist besonders bevorzugt gleich oder größer als 10,5 MPa. Üblicherweise ist die Zugspannung M100 gleich oder kleiner als 15 MPa.

Die Zugspannung M100 wird mit einer Zugprüfmaschine (Handelsname „STROGRAPH TYPE T", hergestellt von TOYO SEIKI SEISAKUSHO) unter den folgenden Bedingungen gemäß der Bestimmung der „JIS-K 6251" gemessen.

Form des Probestücks: Nr. 3-Hantelform

Dehnungsgeschwindigkeit: 500 mm/min

Das bei einer Zugprüfung zu verwendende Probestück wird aus dem Wulstkernreiter 20 herausgeschnitten. In dem Fall, in dem das Ausschneiden schwierig durchzuführen ist, wird die Platte mit einer Dicke von 2 mm mit der gleichen Mischung wie der Wulstkernreiter 20 durch eine Form gebildet und vernetzt und das Probestück wird aus der Platte herausgestanzt. Die Platte wird bei 160 °C 10 Minuten lang geformt und vernetzt.

Für ein Verfahren zum Beschaffen des Wulstkernreiters 20 mit einer großen Härte

  • (1) wird die Mischungsmenge eines Vernetzungsmittels in einer Gummimischung erhöht;
  • (2) wird die Mischungsmenge eines Verstärkungsmittels in der Gummimischung erhöht;
  • (3) wird ein spezieller Basiskautschuk für die Gummimischung verwendet; und
  • (4) wird ein Harz in die Gummimischung gemischt.

In dem Reifen 2 ist das Material des Wulstkernreiters 20 derart gestaltet, dass die Seitensteifigkeit erhöht ist. Anders ausgedrückt, es ist nicht notwendig, weitere Elemente zu verwenden, um die Seitensteifigkeit zu erhöhen. Ein Verfahren zur Herstellung des Reifens 2 ist einfach. Der Reifen 2 kann bei niedrigen Kosten beschafft werden. Selbstverständlich können zusätzlich weitere Elemente verwendet werden.

Beispiele (Beispiel 1)

Ein Reifen mit der in 1 gezeigten Struktur wurde beschafft. Der Reifen umfasst eine erste Karkasslage mit einem Winkel &agr; von 30 Grad und eine zweite Karkasslage mit einem Winkel &bgr; von 30 Grad. Der Wulstkernreiter des Reifens weist einen komplexen Elastizitätsmodul E* von 102 MPa und eine Zugspannung M100 von 10,8 MPa auf. Der Reifen weist eine Größe von „11 × 7,10 – 5" und einen Außendurchmesser von 280 mm auf.

(Beispiele 2 und 5 und Vergleichsbeispiele 1 und 6)

Ein Reifen wurde auf dieselbe Weise wie in dem Beispiel 1 beschafft, mit der Ausnahme, dass der Winkel eines Karkasskords wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt festgelegt wurde.

(Beispiele 3 und 4 und Vergleichsbeispiele 2 bis 5)

Ein Reifen wurde auf dieselbe Weise wie in dem Beispiel 1 beschafft, mit der Ausnahme, dass das Material eines Wulstkerns wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt festgelegt wurde.

(Bewertung)

Eine Felge mit einer Größe von „8,0 × 5" wurde in einen Reifen eingebaut und der Innendruck des Reifens wurde auf 0,8 kgf/cm2 gesetzt. Die Felge wurde an dem Hinterrad eines Renn-Karts montiert und zehn Runden wurden auf einer Kartstrecke mit einer Gesamtlänge von 716 m gefahren. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine Rundenzeit für die dritten und sechsten Runden gemessen. Ein Fahrer bewertete eine Stabilität im Fahrverhalten beim Kurvenfahren in zehn Stufen von „1" bis „10". Diese Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.

Wie in der Tabelle 1 gezeigt, weist der Reifen gemäß jedem der Beispiele eine kurze Rundenzeit und eine ausgezeichnete Stabilität im Fahrverhalten auf. Aus dem Ergebnis der Bewertung sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung offensichtlich.

Der Reifen gemäß der vorliegenden Erfindung kann an Vorderrädern eines Renn-Karts wie auch an dessen Hinterrädern montiert werden. Die oben stehende Beschreibung ist lediglich illustrativ und verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
Luftreifen (2) für ein Renn-Kart, umfassend einen Laufflächenabschnitt (4) mit einer Außenfläche, die eine Laufflächen-Oberfläche bildet, ein Paar Seitenwandabschnitte (6), die sich in einer beinahe radialen Richtung von beiden Enden des Laufflächenabschnitts nach innen erstrecken, ein Paar Wulstabschnitte (8), die sich weiter einwärts in der beinahe radialen Richtung von den Seitenwandabschnitten erstrecken, und einen Karkassabschnitt (10), der zwischen beiden Wulstabschnitten überlagert ist,

wobei der Karkassabschnitt zwei Karkasslagen (22, 24) umfasst, die Karkasskorde aufweisen, die aus einer organischen Faser gebildet sind,

ein Absolutwert eines Winkels des Karkasskords in Bezug auf eine Umfangsrichtung 25 bis 38 Grad beträgt,

der Wulstabschnitt einen Wulstkern (18) und einen Wulstkernreiter (20) aufweist, der eine verjüngte Form annimmt, die sich von dem Wulstkern nach außen in der radialen Richtung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass

ein komplexer Elastizitätsmodul E* des Wulstkernreiters, gemessen in einem Zustand, dass eine Temperatur 70°C beträgt, eine Frequenz 10 Hz beträgt und eine Amplitude 2 % beträgt, gleich oder größer als 80 MPa ist.
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei eine Zugspannung M100 des Wulstkernreiters bei einer Dehnung von 100 % gleich oder größer als 10,0 MPa ist. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Karkasskord durch eine Nylonfaser, eine Polyesterfaser, eine Rayonfaser, eine Faser aus aromatischem Polyamid oder eine Polyethylennaphthalatfaser gebildet ist. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Außendurchmesser gleich oder kleiner als 350 mm ist.






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