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Faltbarer Luftreifen
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wülsten und einem biegsamen und elastischen Reifenkörper, der eine umfängliche Lauffläche sowie einander gegenüberliegende, biegsame Seitenwände aufweist, dessen Lauffläche im entlüfteten Zustand des Reifens einen wesentlich kleineren Durchmesser als im aufgeblasenen besitzt, und dessen Seitenwände bei entlüftetem Reifen zur Bildung einer Falte in Form eines einspringenden, endlosen und gegenüber der Aussenfläche des Reifens offenen Kanals unter die Lauffläche einfaltbar sind, wobei die Lauffläche und die Seitenwände zur Einnahme der im wesentlichen toroidischen Gestalt des aufgeblasenen Reifens dehnbar bzw. entfaltbar sind.
Wenn der Reifen luftleer ist, so wird die Lauffläche ringsum gegen die Wulste gezogen und die Seitenwände werden innerhalb der Lauffläche axial einwärts gefaltet, so dass der äussere Durchmesser und die seitliche Breite des Reifens in nicht aufgepumptem Zustand wesentlich geringer sind als in aufge-
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Zustand und eine Seitenbreite, die 10% unter der des aufgepumpten Reifens liegt.
Diese Reifen werden normalerweise auf die Felge montiert, jedoch in ihrem nicht aufgepumpten Zustand aufbewahrt und zu ihrer Betriebsgrösse nur dann aufgepumpt, wenn sie tatsächlich in der üblichen Weise verwendet werden sollen. Der Reifen behält jedoch seine ihm im Formprozess gegebene gefaltete Form und verbleibt in dieser, so lange er nicht aufgepumpt oder andern äusseren Verformungskräften ausgesetzt wird. Im voll aufgepumpten Zustand arbeitet der Reifen jedoch wie ein herkömmlicher Reifen derselben Grösse und Verwendungsart.
Beim Fahren in nicht aufgeblasenem bzw. plattem Zustand wird ein herkömmlicher Luftreifen äusserst unstabil auf der Felge flattern, und wenn die Lauffläche nicht durch besondere Einrichtungen, wie starre oder aufpumpbare Abstützungen an der Felge innerhalb der Lauffläche abgestützt wird, führt dies sehr bald zur völligen Zerstörung des Reifens.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines faltbaren Luftreifens, welcher sich in aufgepumptem Zustand wie ein normaler Reifen verhält, jedoch auch dann ohne selbst Schaden zu erleiden mit einer ungewöhnlichen Fahrstabilität gefahren werden kann, wenn er die Luft vollkommen verloren hat bzw. platt ist.
Dieses Ziel lässt sich mit einem faltbaren Luftreifen der eingangs umrissenen Art erreichen, bei welchem erfindungsgemäss im faltbaren Bereich jeder Seitenwand Vorsprünge angeordnet sind, die bei entlüftetem Reifen zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der die Falte bildenden Seitenwand liegen, und diese Vorsprünge an Teile des gegenüberliegenden Abschnittes anlegbar und zum Abstützen wenigstens der Randbereiche der Lauffläche gegen die Reifenwülste eingerichtet sind.
Es ist vorteilhaft, wenn die Vorsprünge längs eines unter die Lauffläche einwärts faltbaren Abschnittes der Seitenwände angeordnet und im wesentlichen radial ausgerichtet sind und eine den Abstand zwischen den bei entlüftetem Reifen einander in der Falte gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten bestimmende und wenigstens dem kleinsten zulässigen Krümmungsradius am Scheitel dieser Falte entsprechen-
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de Höhe aufweisen. Die Seitenwände können bei entlüftetem Reifen im wesentlichen U-förmig zusammengefaltet sein, wobei der an dem Reifenwulst angrenzende Abschnitt jeder Seitenwand im wesentlichen parallel zu dem an den Rand der Lauffläche anschliessenden Abschnitt derselben ausgerichtet und die Vorsprünge als Rippen an der Aussenfläche wenigstens eines dieser Abschnitte jeder gefalteten Seitenwand ausgebildet sein können.
Bei einer bevorzugten Anordnung sind die Rippen in gleicher Austeilung längs des an den Reifenwulst angrenzenden Abschnittes der Seitenwand ausgebildet, und im wesentlichen über die ganze Breite desselben erstreckt. Wenn sich wenigstens die ringförmigen Randzonen der Lauffläche bei nicht aufgeblasenem bzw. plattem Reifen und dementsprechend eingefalteten Seitenwandungen fest auf die in der Falte vorgesehenen Vorsprünge oder Rippen abstützen, kann der auf dem Rad befindliche Reifen unter der normalen Belastung mit ungewöhnlich guter Stabilität gefahren werden. Dabei bleibt der Reifen in der Felge ausgerichtet und mit dieser konzentrisch, so dass er praktisch wie ein Vollreifen arbeitet, wenn er während des Betriebes durch Beschädigung oder aus andern Ursachen die Luft verliert.
Durch diese Flachlauffähigkeit ist der erfindungsgemässe Reifen besonders für Kraftfahrzeuge und für militärische Kampfkraftfahrzeuge geeignet. Zum Abstützen seiner Lauffläche beim Fahren im platten Zustand, besitzt der erfindungsgemässe Reifen eine Reihe von Vorsprüngen oder Rippen, die entlang wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Faltenflächen einer jeden Seitenwand eingeformt sind.
Diese Rippen sind vorzugsweise an jeder Seitenwand umfänglich im Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich axial zum Reifen, wenn die Seitenwände gefaltet sind, und radial an der Aussenfläche jener Seitenwandbereiche, die den Reifenwulsten am nächsten liegen, wenn der Reifen aufgepumpt ist.
Bei plattem Reifen liegen diese Rippen an den gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten der jeweiligen Falte an und stützen auf dieseWeise den darüberliegenden ringförmigen Bereich der Lauffläche sicher auf dem Reifenwulst ab. Die Rippen sind breit genug ausgebildet, um die Falte zu polstern und gegen Einschneiden auf dem Wulst oder dem Felgenflansch zu schützen und sie werden in einem ausreichenden Abstand untereinander angeordnet, so dass beim Fahren des Reifens im platten Zustand die Luft zwischen den Rippen zur Kühlung der Reifenseitenwände hindurchstreichen kann. Die Rippen ermöglichen daher eine gewisse Beweglichkeit der Lauffläche gegenüber den Reifenwülsten in Umfangsrichtung, ohne dass Wärme erzeugt wird.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in welchen beispielsweise eine vorzugsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Personenkraftwagenreifens dargestellt ist, näher erläutert, wobei sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben werden. In diesen Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch den Reifen, wobei Teile der gefalteten Seitenwände und der Reifenwulste schaubildlich dargestellt sind, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine aus Reifen und Felge bestehende Anordnung bei gefaltetem plattem Reifen, Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich dem gemäss Fig. 2, wobei jedoch der Reifen aufgepumpt ist und Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles des Reifens, aus welcher die Lage der Vorsprünge oder Stützungsrippen bei aufgepumptem Reifen ersichtlich ist.
Gemäss der Zeichnungen ist der Reifen --10-- auf einer genormten Tiefbettfelge-n--für Kraftfahrzeuge montiert. Der Reifen -10-- weist ein Paar ringförmiger seitlich zueinander in Abstand liegender, nicht dehnbarer Reifenwulste --12-- und eine mit jedem der Wülste verbundene und sich zwischen diesen erstreckende biegsame Karkasse --13- auf. Die Karkasse besitzt zwei Gewebeeinlagen - 14, 15-- und eine äussere Lauffläche --16--. Die Wulste --12-- bestehen in herkömmlicher Weise vorzugsweise aus mit Draht umsponnenen Seilringen und die Gewebeeinlagen-14, 15- bestehen vorzugsweise aus herkömmlichem Reifencordgewebe (mit oder ohne Schuss), wie Nylon, Rayon, oder aus besonderen Polyestercords und sind, wie bekannt, an den Wulsten befestigt.
Die elastomere Beschichtung der Gewebe besteht ebenso wie die Lauffläche --16- aus den üblichen Reifengummizusammensetzungen.
Der erfindungsgemässe Reifen kann in der üblichen Weise und auf den üblichen Maschinen zur Herstellung von Autoreifen erzeugt werden. Für Personenkraftwagen wird der Reifen vorzugsweise mit einer im allgemeinen "flachen" oder zylindrischen Lauffläche --16- ausgebildet, deren Seitenränder oder Lauffiächenschultern --17- in dünnere biegsame Seitenwände --18-- übergehen, die zu den Reifen- wulsten --12- führen. Jede Seitenwand --18-- ist derart geformt, dass sie im platten Zustand des Reifens eine permanente, biegsame, haarnadelförmige Falte --20-- bildet, die sich ringkanalförmig zwischen dem betreffenden Reifenwulst -12-- und der Laufflächenschulter --17-- axial nach innen erstreckt,
im allgemeinen konzentrisch zur Lauffläche --16-- liegt und gegen die freiliegende Fläche oder Aussenfläche des Reifens hin offen ist.
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Wie am deutlichsten den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, weist die Aussenfläche einer jeden der faltbaren Seitenwände --18- neben den Reifenwulsten -12--eine Reihe von radial angeordneten Vor- sprüngen oder Rippen -25-- auf, die in die Seitenwand --18-- eingearbeitet sind. Die Rippen --25-sind umfänglich in Abständen voneinander angeordnet und erstrecken sich von einer dem Reifenwulst benachbarten Stelle gegen den inneren Bereich des Scheitels der Falte --20--. Die Länge der Rippen kann in dieser Richtung sehr verschieden sein. Die wesentliche Aufgabe der Rippen --25--liegt in der Abstützung der Lauffläche -16- auf den Reifenwülsten-12-.
Die Dicke dieser Rippen --25-- ist derart bemessen, dass, wenn der Reifen wie in Fig. 2 gezeigt auf einer Felge montiert und unter Faltung seiner Seitenwände --18-- eingezogen ist, die Kuppen der Rippen gegen die gegenüberliegenden Abschnitte der gefalteten Seitenwand drücken und zusammen mit diesen einenfesten Auflagepolster für anliegende Bereiche der Lauffläche --16-- und deren Schulter --17-- auf den Wulsten --12-- bilden.
Vorzugsweise wird die Lauffläche in einer im allgemeinen zylindrischen Form abgestützt. Die Rippen liegen dabei seitlich zueinander in einem Abstand, welcher ausreicht, um Durchlässe für Kühlluft zu bilden.
Infolge der zwischen den Rippen hindurchströmenden Luft wird die Ansammlung von Wärme in den Seitenwänden des Reifens bei platt oder zusammengeklappt gefahrenemReifen verhindert oder verzögert. Wenn auf die Lauffläche --16-- eine radial gerichtete Kraft ausgeübt wird, so übertragen die Rippen --25- zumindest in ihrem Endbereich diese Kraft oder Belastung auf die Reifenwulste --12-und die starre Felge. Sie wirken zugleich auch als Polsterung für die Lauffläche, reduzieren das Einschneiden der Lauffläche durch den Wulst und den Felgenflansch auf ein Minimum und halten die Lauffläche mit der Felge ausgerichtet und im wesentlichen konzentrisch zum Rad.
Die Rippen --25-- übertragen ferner die Brems- oder Antriebskraft vom Rad auf die Lauffläche durch ihren Reibungsschluss mit den anliegenden Flächenabschnitten der Seitenwände --18--.
Die Wulste --12-- des Reifens sind vorzugsweise derart geformt, dass sie einen Passsitz mit den anliegenden Wulstsitzen der Radfelge entlang der Innenfläche der Felgenflanschen --21-- bilden.
Der Reifen ist weiters mit den üblichen Materialien und Merkmalen ausgestattet, die seine zufriedenstellende Verwendung als schlauchlosen Reifen ermöglichen. Der Reifen kann durch ein genormtes, auf der Felge montiertes Aufblasventil (nicht dargestellt) aufgepumpt oder entlüftet werden.
Nach dem anfänglichen Aufziehen des Reifens auf die Felge --11-- wird er vorzugsweise nur so weit aufgepumpt, dass die Wulste --12- dicht gegen die Sitze der Felge gepresst werden. Sodann kann der Reifen wieder voll entlüftet werden und die Wulste verbleiben saugend in der dargestellten Lage in den Sitzen haften. Um diesen Passsitz nach dem Entlüften des montierten Reifens zu gewährleisten, wird der Reifen vorzugsweise derart geformt, dass die Reifenwulste in einem etwas grösseren Abstand ausein-
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weisen. Wenn der Reifen voll aufgepumpt ist, arbeitet er wie irgendein anderer Reifen derselben Klasse und Grösse. Der erfindungsgemässe Reifen kann auch für den Gebrauch im Notfall ausgelegt sein und eine viel dünnere Lauffläche besitzen als ein normaler Personenkraftwagenreifen.
Der mit der dünneren Lauffläche versehene Notreifen kann jedoch nur relativ kurzzeitig gefahren werden, bis der normale Reifen wieder repariert ist. Durch entsprechende Bemessung der Laufflächendimensionen bzw. Auswahl des Laufflächen- und Karkassenmaterials kann die Laufzeit solcher Reifen jedoch bedeutend verlängert werden.
Bei Entlüftung des Reifens bewirkt die Elastizität insbesondere des Laufflächenbereiches der Karkasse, eine Rückbildung der Karkasse zur ursprünglichen eingefalteten Grundform, in welcher die Rip- pen-25-in Stützangriff mit den ihnen unterhalb der Laufflächenränder gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten gebracht werden.
Der Karkassenteil des erfindungsgemässen Reifens ist in der Lage, die ungewöhnlich grosse umkreisförmige Dehnung des Laufflächenbereiches zwischen nicht aufgepumptem und aufgepumptem Zustand durch eine Kombination der Elastizität des Elastomergefüges, in welches der Reifencord eingebettet ist und der pantographischen Wirkung der Reifencord in den Lagen --14, 15-- aufzunehmen. Die relativ geringe Verschiebung oder"Pantographierung"der Reifencorde während der Herstellung ist auf das relativ niedere Profil des Reifens zurückzuführen und ist viel geringer als bei dem bisher bekannten Reifen.
Eine viel grössere Pantographierung oder Cordwinkelverschiebung tritt jedoch bei dieser Art von Rei-
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fen beim Aufpumpen nach der vollen Aushärtung ein. Der gegenüber der Mittellinie der Lauffläche gemessene Cordwinkel der Lagen --14 und 15-des Reifens gemäss dem Ausführungsbeispiel kann sich von etwa 55 bis 60 im nicht aufgepumpten Zustand des gehärteten Reifens auf etwa 35 bis 450 bei voll aufgepumptem Reifen verschieben. Die elastischen Eigenschaften des elastomeren Gefüges, in welches die Corde eingebettet sind, ermöglichen eine grosse Winkelverlagerung der Corde beim Übergang des Reifens aus dem nicht aufgepumpten in den aufgepumpten Zustand. Die Reifencord selbst sollen sich dabei nicht merklich dehnen, was tatsächlich auch nicht der Fall ist.
Die tatsächliche Wahl der Cordwinkel bei der Herstellung der erfindungsgemässen Reifen erfolgt nach herkömmlichen Überlegungen und hängt vor allem von der gewünschten endgültigen Form des Reifenquerschnittes in voll aufgepumptem Zustand und von der beabsichtigten Verwendungsart des Reifens ab. Bei Flugzeugreifen beispielsweise können die Cordwinkel der verschiedenen Lagen einer noch grösseren proportionellen Veränderung unterworfen werden als die des oben beschriebenen Beispieles.
Die Cordwinkelverschiebung, die bei diesen Reifen auftritt, ist auch bei den normalen Luftreifen zu beobachten. Sie ist jedoch beim erfindungsgemässen Reifen viel grösser als bei Normalreifen.
Die Falten --20-- derSeitenwände --18--liegen wie gezeigt im wesentlichen axial gegeneinander ausgerichtet. Jede erstreckt sich fast bis zur Reifenmittelebene. Die axiale Tiefe jeder Falte --20-kann je nach der Grösse und gewünschten Form des aufgepumpten Reifens variieren. Wenn die Falten seichter ausgebildet werden als im dargestellten Ausführungsbeispiel, so wird die radiale Weite des aufgepumpten Reifens in entsprechender Weise reduziert. Anderseits kann die radiale Weite des Reifens in seinem aufgepumpten Zustand bedeutend erhöht werden, wenn man die Falten --20-- in einem tieferen und grösseren axialen Ausmass ausbildet als im dargestellten Beispiel, so dass eine Falte die andere konzentrisch überlappt.
Für Flugzeuge und Lastkraftwagen und andere mit einer starken Belastung verbundenen Verwendungszwecke kann ein Reifen gemäss der Erfindung mit mehr als zwei Cordlagen hergestellt werden. Ein solcher Reifen besitzt sodann eine bedeutend dickere Lauffläche. Derart ausgebildete Reifen können zusätzlich besondere strukturelle Einzelheiten, wie Gewebeverstärkungen in der Lauffläche, enthalten. In jedem Falle besitzen diese Reifen jedoch wenigstens eine permanent nach innen weisende Falte.
Die Rippen --25-- sind dazu bestimmt, die Lauffläche während einer Fahrt im platten Zustand des Reifens, also im Notfall, abzustützen und ist es selbstverständlich nicht ratsam, unter solchen Bedingungen längere Zeit zu fahren. Durch Versuche wurde festgestellt, dass es möglich ist, den beschriebenen Reifen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 km/h eine 160 km lange Strecke zu fahren, womit die Eignung des Reifens für Notfälle deutlich bewiesen ist. Bei geringeren Geschwindigkeiten kann der Reifen über eine viel weitere Strecke gefahren werden. Ein längeres Fahren mit hoher Geschwindigkeit verursacht eine Beschädigung dieses Reifens durch Wärmeeinfluss, wie dies auch bei gewöhnlichen Vollreifen der Fall ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Faltbarer Luftreifen mit einem Paar von ringförmigen Reifenwülsten und einem biegsamen und elastischen Reifenkörper, der eine umfängliche Lauffläche sowie einander gegenüberliegende, biegsame Seitenwände aufweist, dessen Lauffläche im entlüfteten Zustand des Reifens einen wesentlich kleineren Durchmesser als im aufgeblasenen besitzt, und dessen Seitenwände bei entlüftetem Reifen zur Bildung einer Falte in Form eines einspringenden, endlosen und gegenüber der Aussenfläche des Reifens offenen Kanals unter die Lauffläche einfaltbar sind, wobei die Lauffläche und die Seitenwände zur Einnahme der im wesentlichen toroidischen Gestalt des aufgeblasenen Reifens dehnbar bzw.
entfaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass im faltbaren Bereich jeder Seitenwand (18) Vorsprünge (25) angeordnet sind, die bei entlüftetem Reifen zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der die Falte (20) bildenden Seitenwand (18) liegen, und dass diese Vorsprünge (25) an Teile des gegenüberliegenden Abschnittes anlegbar und zum Abstützen wenigstens der Randbereiche der Lauffläche (16) gegen die Reifenwulste (12) eingerichtet sind.