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Luftreifen
Die üblichen, für Fahrzeugräder bestimmten Luftreifen, die in den Wülsten undehnbare Einlagen oder Bewehrungen enthalten, um welche die Karkasseschichten herumgebogen sind, weisen verschiedene Nachteile auf. Bei der Prüfung von solchen, auf einer Felge aufgezogenen Reifen kann nämlich festgestellt werden, dass sich das Widerstandsmoment, d. i. das Verhältnis von Trägheitsmoment des Querschnittes zu grösstem Abstand von der neutralen Achse, im Übergangsbereich von den an der Felge anliegenden Wulstzonen zu den Seitenwandbereichen ziemlich sprunghaft ändert ; darüber hinaus treten in der Nähe des Berührungsbereiches zwischen jedem der Felgenflansche und der Hohlkehle der entsprechenden Wulstbereiche erhebliche Biegekräfte auf.
Es wurde schon versucht, diese Nachteile durch Konstruktion eines Reifens mit einer Felge zu vermeiden, die mit sehr niedrigen Flanschen und mit konischen, unter einem Winkel von etwa 150 gegen die Drehachse des Rades geneigten Auflageflächen versehen ist ; dadurch. dass die Auflageflächen praktisch die ganze Belastung der Wulstbasis aufnehmen, soll hiebei das Entstehen von schädlichen Biegekräften im Bereiche der Felgenflanschen verhindert werden, die zu diesem Zwecke der Höhe nach beschränkt und nach aussen geneigt. sind.
Auch diese konstruktive Lösung ist aber nicht befriedigend, weil einerseits die Wulstbewehrungen im Becrieb übermässig hohen Zugspannungen unterworfen sind und deshalb stärker bemessen werden müssen, und anderseits die erforderliche grössere Herstellungsgenauigkeit einen wirtschaftlichen Mehraufwand bedingt.
Ferner sind auch Reifen mit unbewehrten Wülsten üblicher Wulstform bekannt, die an einteiligen Radfelgen befestigt sind. Solche Reifen müssen notwendigerweise alsschlauchlose Reifen ausgebildet sein und können daher an ihrer Innenseite nicht auf Löcher oder andere Fehler überprüft werden ; sie bieten ausserdem keine ausreichende Möglichkeit, die Quersteifigkeit von der Felge zu den Seitenwänden all- mählich abzustufen und haben einen schwierig herstellbaren und ungenauen Aufbau, weil die Vulkansierung ohne Heizschlauch ausgeführt werden muss.
Schliesslich sind auch schon Luftreifen bekannt, bei welchen die Karkassenenden nicht um eine metallische Wulstbewehrung geschlungen sind, sondern vermittels der sie enthaltenden, sich nach aussen verjüngenden Randzonen der Reifenhülle mit der Felge fest verbunden sind. Die bekannten Bereifungen dieser Art sind aber nur für die Verwendung an sehr langsam fahrenden Fahrzeugen geeignet, weil die Verbindung zwischen Felge und Reifen durch metallische Befestigungsmittel, wie z. B. Ösen oder rinnenförmige Kupplungsglieder erzielt ist und daher keine starken Kräfte aufnehmen kann.
Die Erfindung zielt darauf ab, Luftreifen der letztgenannten Art so zu verbessern, dass sie bei einfafacher und wirtschaftlicher Herstellbarkeit einer erhöhten Beanspruchung standhalten können.
Ein gemäss der Erfindung ausgebildeter Luftreifen, bei dem die sich nach aussen verjüngenden und die Karkassenenden enthaltenden Randzonen der Reifenhülle mit der Felge fest verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Randzonen an einem in Umfangsrichtung geschlossenen metallischen Profilring einer mehrteiligen, zerlegbaren Felge durch eine flächige Haftverbindung zwischen dem Reifenmaterial und dem betreffenden Profilring befestigt ist. Ein derartiger Reifen ist in seinen Wulstzonen sehr einfach aufgebaut, weil die Karkasseschichten nicht um Bewehrungsdrähte herumgebogen sind. Da die Felge in mindestens zwei Teile geteilt ist, kann diese Reifentype auch mit einem inneren Luftschlauch verwendet werden.
Der Reifen kann aber auch als schlauchloser Reifen ausgebildet werden, wenn sich die
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in den Wulstzonen liegenden Randzonen, welche mindestens eine, vorzugsweise an der Innenseite angeordnete Karkasseschicht enthalten, sich über den inneren Rand der Profilringe erstrecken und/oder wenn zwischen den Profilringen eine geeignete luftdichte Packung eingesetzt wird.
Ferner ist es möglich, durch passende Wahl der Form und des Materials oder von Materialkombinationen für die Profilringe die Verformung des Reifens in der Falzzone abzustufen, um so eine Konzentration der auftretenden Biegekräfte in einer einzigen Zone zu vermeiden.
Im übrigen kann der Reifen üblichen Aufbau haben. Er kann ein mitgeformtes oder getrennt aufgesetztes Laufband haben ; im letzteren Falle kann das Laufband nach älteren Vorschlägen aus einem einzigen Stück bestehen oder durch mehrere Ringe gebildet werden.
Die vielen Vorteile des erfindungsgemässen Reifens können wie folgt zusammengefasst werden :
Die im Gebrauch auftretende Verformung des Reifens in den Bereichen der Randzonen kann in gewünschter Weise abgestuft werden ; die bei normalen Reifen durch die Felgenflansch an den anliegenden Hohlkehlen der Reifenwulstzone bewirkte Abnützung tritt nicht auf ; es wird eine Materialeinsparung erzielt, weil ausser dem Entfall der Wulstbewehrungsdrähte auch die Felge infolge des Wegfalles der Flansche vereinfacht ist ;
die Profilringe können durch Tiefziehen aus flachen metallischen Kreisringscheiben hergestellt werden, was viel wirtschaftlicher durchgeführt werden kann als die Herstellung der üblichen einteiligen Felgen, und schliesslich können die zur Herstellung des erfindungsgemässen Reifens erforderlichen Arbeitsvorgänge einfacher, leichter kontrollierbar und automatisch durchgeführt werden.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf einige in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. l schematisch im Querschnitt einen schlauchlosen Reifen, der mit Profilringen der Felge verbunden und an der Radscheibe befestigt ist. Die Fig. 2 und 3 zeigen im Querschnitt eine Einzelheit der Verbindung zwischen den Profilringen und dem Reifen bei zwei abgewandelten Ausführungsformen der Erfindung. Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen im Querschnitt weitere konstruktive Abwandlungen der in Fig. l gezeigten Profilringe.
Beim erfindungsgemässen Reifen nach Fig. 1 schliessen an das Laufband 1 die Seitenwände 2 mit Karkasseschichten 3a und 3b an. An den Enden der Seitenwände hat der Reifen zwei Randzonen 4 und 5 statt echter Wülste (die bei üblichen Reifen eine metallische Bewehrungseinlage enthalten, um welche die freien Randteile der Karkasseschichten in geeigneter Weise herumgebogen sind). Diese Randzonen, welche die Enden der nicht. eingerollten Karkasseschichten enthalten, sind an ihrer Aussenfläche mit einer Gummischicht überzogen, welche die gleiche Beschaffenheit wie die die Seitenwände der Reifenhülle bedeckende Gummischicht hat.
Die Randzonen haben im Querschnitt eine gegen das Ende verjüngte Form und sind einzeln an je einem äusseren Profilring, nämlich die Randzone 4 am Profilring 6 und die Randzone 5 am Profilring 7 durch eine flächige Haftverbindung befestigt. Die Profilringe können in üblicher Weise durch Tiefziehen aus flachen metallischen Ringkränzen hergestellt werden. Wie bereits erwähnt,
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üblichen Felgen und bilden so eine vereinfachte Form einer mehrteiligen Felge. Die im Querschnitt angenähert L-förmigen Profilringe liegen in der Mittelebene des Reifens mit ihren kreisrunden Kranzteilen (Ringrändern) 8 und 9 aneinander und sind mittels Bolzen an der Radscheibe 10 des Rades befestigt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Profilringe an der Aussenfläche der Randzonen 4 und 5 befestigt ; sie können aber auch an der Innenfläche der Randzonen angeordnet sein. Die flächige Haftverbindung des Reifens mit den Profilringen wird nach den zur Verbindung von Gummi und Metall bekannten Verfahren, z. B. mittels geeigneter Kittmassen, erzielt und in bekannter Weise während der Vulkanisierung des Reifens hergestellt (vgl. z. B. die italienischen Patentschriften Nr. 480354 und Nr. 558975), wo- durch die Herstellung beträchtlich vereinfacht wird.
Der Reifen bietet ausserdem die Möglichkeit einer einfachen Kontrolle seiner Innenseite zwecks Feststellung von allfälligen Schadenstellen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l erstreckt sich die innere Karkasseschicht 3a bis zum kreisförmigen Innenrand der Profilringe 8 und 9, wodurch die Festigkeit der Verbindung zwischen den Falzrändern des Reifens und der Profilringe erhöht wird ; diese Anordnung ist zwar nicht unbedingt erforderlich, sie stellt aber eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar und gewährleistet ausserdem eine solche Luftdichtheit, dass der Reifen auch ohne Luftschlauch, d. h. als schlauchloser Reifen, verwendet werden kann.
DieLuftdichtheit kann selbstverständlich mit bereits bekannten Mitteln, z. B. durch Verwendung einer geeigneten Dichtungseinlage zwischen den Profilringen, erzielt werden, ob sich nun die Randzonen bis zu den inneren Kreisrändern der Profilringe erstrecken oder schon vor diesen Rändern endigen.
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Die Verbindung zwischen der Felge und dem Reifen kann gemäss Fig. 2 durch Einschliessen jeder Randzone zwischen zwei Profilringen noch weiter verbessert werden. Die Karkassesclichten sind durch die strichlierten Linien 11 und 12 angedeutet. Die konzentrischen, die Randzone einschliessenden Profilringe 13 und 14 sind mit den Karkasseschichten und den diese überziehenden Gummischichten vereinigt.
Wenn ein Reifen sehr hohe Belastungen tragen soll. dann wird er unter Verwendung einer grösseren Anzahl von Karkasseschichten hergestellt. Eine bessere Aufteilung der Dicke der Schichten unter gleichzeitiger Sicherstellung eines guten Haftens des Reifens an den Profilringen entsprechend den grösseren Zugspannungen bietet eine in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung. Jede Randzone enthält dabei vier Karkasseschichten 15,16, 17 und 18 und ist mit Profilringen 19, 20 und 21 verbunden, wobei die innersten Karkassesdhichten 15 und 16 zwischen den Profilringen 19 und 20 und die Karkasseschichten 17 und 18 zwischen den Profilringen 20 und 21 liegen. Die die Karkasseschichten an den Randzonen schützende Gummischicht 22 ist am äussersten Profilring 21 angeordnet.
Es ist augenscheinlich, dass der erfindungsgemässe Reifen aus beliebig vielen Schichten zusammengesetzt sein kann, welche zwischen beliebig vielen Metallprofilringen eingeschlossen sein können. Die Karkasseschichten können nach Fig. 3 durchwegs in den Zwischenräumen zwischen den Profilringen angeordnet sein, aber auch teilweise an der Aussenfläche einer Gruppe von Profilringen liegen.
Wie bereits erwähnt, ist der erfindungsgemässe Reifen entwickelt worden, um eine allmähliche Abnahme der Quersteifigkeit von den metallischen Profilringen zu den Seitenwänden der Reifenhülle hin zu erzielen, wodurch das Auftreten örtlich konzentrierter Biegespannungen verhütet wird ; zu diesem Zweck können die Profilringe nicht nur im Profil schwach gekrümmt, sondern auch an ihren Enden durch Ansätze verlängert sein, welche beispielsweise durch Streifen aus Metallgewebe oder nach Fig. 4 durch halbsteife Flossensäume aus geeignetem Material gebildet werden.
In Fig. 4 bilden halbsteife Flossensäume 23 und 24 einen Teil der metallischen Profilringe 25 bzw. 26.
Bei einer bevorzugten abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Reifens sind diese halbsteifen Flossensäume aus einem Material auf Polyamidbasis hergestellt.
Fig. 5 veranschaulicht eine andere vorteilhafte Ausführung, welche es ermöglicht, eine noch festere Verbindung jedes Falzrandes mit dem zugehörigen Profilring herzustellen. Die Verbesserung besteht hiebei darin, dass jede Haftfläche der metallischen Profilringe mit Verzahnungen 27 versehen ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen des Luftreifens beschränkt, vielmehr können diese selbstverständlich im Rahmen der Erfindung noch verschiedenartig abgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Luftreifen, bei dem die sich nach aussen verjüngenden und die Karkassenenden enthaltenden Randzonen der Reifenhülle mit der Felge fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Randzonen an einem in Umfangsrichtung geschlossenen metallischen Profilring einer mehrteiligen, zerlegbaren Felge durch eine flächige Haftverbindung zwischen dem Reifenmaterial und dem betreffenden Profilring befestigt ist.