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Die
Erfindung betrifft einen Reifen umfassend eine Felge und einen Laufstreifen.
Derartige Reifen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Sie
werden üblicherweise
gebildet durch eine Felge und eine Reifendecke, die von der Felge
getragen wird. Eine solche Reifendecke umfasst dabei im Wesentlichen
einen Laufstreifen, dessen Äußeres im Kontakt
zur Fahrbahn steht und die Lauffläche bildet. Ein Laufstreifen
bildet somit einen Teil einer herkömmlichen Reifendecke, welche
weiterhin noch seitliche Flankenbereiche aufweist. Hierbei ist es
bekannt, eine Reifendecke gegebenenfalls zu verstärken durch
Stahleinlagen. Ansonsten umfasst eine Reifendecke bzw. ein Laufstreifen
im Wesentlichen ein Elastomer, wie beispielsweise ein Gummi.
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Bei
den bekannten Reifenkonstruktionen wird zwischen der Felge und einer
Reifendecke ein hohler Torusraum ausgebildet, der üblicherweise
mit Luft oder in einigen Anwendungen auch mit einem Gas gefüllt ist.
Je nach Druck der Luft bzw. des Gases in diesem Torusraum wird die
Härte und
damit die Komforteigenschaft des Reifens beeinflusst.
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Problematisch
bei diesen Reifenkonstruktionen ist es grundsätzlich, dass bei eventuellen
Leckagen zwischen Felge und Reifendecke bzw. in der Reifendecke
durch z.B. eingefahrene Nägel
ein Druckverlust hervorgerufen wird und der Reifen seine wesentlichen
Fahreigenschaften verliert, ggfs, sogar von der Felge abspringen
kann. Ein Fahrzeug, welches von einem solchen Druckverlust in einem üblichen
Reifen betroffen ist, kann somit nicht bzw. allenfalls nur sehr
langsam weiterbewegt werden.
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Um
derartige Risiken zu minimieren ist es im Wesentlichen bekannt,
in Fahrzeugen wie beispielsweise Kraftfahrzeugen Ersatzreifen mitzuführen. Bei Motorrädern bzw.
Fahrrädern
ist das Mitführen
derartiger Ersatzreifen nicht möglich,
so dass hier, wie neuerdings auch bei Kraftfahrzeugen darauf ausgewichen
wird, Reparaturkits zur Verfügung
zu stellen, mittels denen ein Reifen zumindest temporär repariert
werden kann, um zumindest noch die Fahrt zur nächsten Werkstatt antreten zu
können.
Die Maßnahme
des Reifenwechsels bzw. der Reparatur eines platten Reifens ist
jedoch üblicherweise
aufwendig hinsichtlich der Zeit und der aufzuwendenden Arbeit.
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Neben
den vorgenannten Nachteilen weisen herkömmliche Reifen auch eine hohe
Walkbarkeit auf, welches den Rollwiderstand erhöht, sowie den Effekt des so
genannten „Scrubbing", d.h. des Wanderns
auf der Felge, welches energievernichtend ist und den Rundlauf negativ
beeinflusst. Darüber
hinaus sind herkömmliche
Reifen defektanfällig,
z.B. beim zu schnellen Auffahren auf kantige Hindernisse, was zu
einem Bruch bzw. Aufreißen
der Seitenwand bzw. Flanke eines herkömmlichen Reifen führen kann.
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Im
Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, zur Vermeidung eines
Druckverlustes statt einem mit Luft bzw. Gas gefüllten Reifentorus einen Vollgummireifen
zu verwenden. Eine solcher Reifen ist jedoch sehr hart und weist
damit nur geringe Komforteigenschaften auf. Darüber hinaus ist aufgrund der
vollständigen
Ausfüllung
des Torusraumes im Vergleich zu einem Druckluft- bzw. einem Gas
gefüllten
Reifen bei dieser Vollgummikonstruktion ein sehr hohes Gewicht gegeben,
so dass das Bewegen eines solchen Reifens energieaufwendiger ist,
als bei den bekannten gas- bzw. luftgefüllten Reifen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen neuartigen Reifen bereitzustellen, der
seine federnden Komforteigenschaften nicht mehr aus dem Druckluftpolster
zwischen Felge und Reifendecke gewinnt und somit die vorgenannten
Nachteile des möglichen Druckverlustes
nicht mehr aufweist. Es ist weiterhin Aufgabe, neben einem komfortablen
Reifen mit guten Abrolleigenschaften weiterhin eine sichere Reifenkonstruktion
zur Verfügung
zu stellen, die leicht ist und einen geringen Rollwiderstand aufweist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
bei einem Reifen umfassend eine Felge und einen Laufstreifen zwischen
der Felge und dem Laufstreifen eine Vielzahl von insbesondere äquidistanten
Federelementen aus einem Faserkunststoffverbund angeordnet ist.
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Eine
solche Konstruktion macht weiterhin Gebrauch von den bekannten konstruktiven
Maßnahmen,
bei einem Reifen eine Felge zur Verfügung zu stellen, an der ein
Laufstreifen angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist es jedoch nunmehr vorgesehen, statt
eines tragenden Luft- bzw. Gaspolsters zwischen Felge und Laufstreifen,
welches gemäß dem Stand
der Technik im Torusraum zwischen Felge und Reifendecke eingeschlossen
ist, nunmehr eine Vielzahl von Federelementen einzusetzen, bei denen
es gemäß der Erfindung
vorgesehen ist, diese aus einem Faserkunststoffverbund auszubilden.
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So
ergeben sich die Federeigenschaften und damit die Komforteigenschaften
des Reifens hierbei im Wesentlichen durch die Federeigenschaften
der Federelemente und nicht mehr durch ein Druckluftpolster, welches
gemäß der Erfindung
entbehrlich ist, jedoch dennoch ergänzend vorgesehen sein kann.
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Die
Ausbildung von Federelementen aus einem Faserkunststoffverbund,
die sich gemäß der Erfindung
im Wesentlichen in radialer Richtung zwischen Felge und Laufstreifen
erstrecken können, führt hierbei
zu einer sehr leichten Konstruktion, welche dennoch eine ausreichende
Stabilität
und genügende
Federeigenschaften bereitstellt, um ein komfortables Abrollen eines
Reifens zu ermöglichen.
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Versuche,
eine solche Konstruktion beispielsweise auch durch metallische Federelemente auszubilden,
führten
nicht zum Erfolg, da für
einen ausreichenden Federkomfort metallische Federelemente aus einem
sehr dünnen
Material hergestellt werden müssten,
welches jedoch dann keine Trageigenschaften mehr aufweist, um das
Gewicht eines Kraftfahrzeuges bzw. bei Zweirädern das Gewicht einer Person
zu tragen. Werden hingegen metallische Federelemente hinsichtlich
ihrer Trageigenschaft angepasst, d.h. im Wesentlichen verstärkt, so
weisen diese nicht mehr genügende
Federeigenschaften auf bzw. sind für eine solche Anwendung zu
schwer.
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Federelemente
aus einem Faserkunststoffverbund hingegen können trotz ihrer Leichtigkeit
sehr stabil ausgelegt werden, so dass sie genügende Trageigenschaften und
auch genügende
Federeigenschaften gleichzeitig bereitstellen. Hierfür kann es insbesondere
für die
vorliegende Erfindung vorgesehen sein, dass die einzelnen Federelemente äquidistant über der
Felge angeordnet sind und sich im Wesentlichen in radialer Richtung
zwischen Felge und Laufstreifen erstrecken. Es kann weiterhin vorgesehen
sein, dass der Laufstreifen unmittelbar durch die Federelemente
getragen bzw. unterstützt
wird, insbesondere wofür
der Laufstreifen an einem Federelement befestigt sein kann, beispielsweise
durch Stoffschluss, Formschluss oder Kraftschluss.
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Bei
einer derartigen erfindungsgemäßen Konstruktion
besteht daher nicht zwingend die Notwendigkeit, einen Laufstreifen
einzusetzen, der wie bei bekannten Reifendecken weiterhin noch Flanken bzw.
Seitenwände
aufweist, die in die Felge eingreifen, sondern es kann sich gemäß der Erfindung
um einen flankenlosen Laufstreifen handeln, der durch die erfindungsgemäßen Federelemente
aus einem Faserkunststoffverbund getragen wird, so dass die Gesamtkonstruktion
beispielsweise auch seitlich offen sein kann und sich somit weitere
Gewichtseinsparungen ergeben können.
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Es
besteht jedoch auch weiterhin wie bei den bekannten Reifen die Möglichkeit,
eine Konstruktion aus einer Felge und einer Reifendecke einzusetzen, die
einen Laufstreifen mit seitlichen Flanken aufweist, wobei die Reifendecke
in üblicher
Weise an der Felge befestigt ist und wobei weiterhin in dem sodann
ergebenden Torusraum dieser an sich bekannten Konstruktion die erfindungsgemäßen Federelemente
aus einem Faserkunststoffverbund angeordnet sind.
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So
werden die Trag- und Komforteigenschaften bei dieser erfindungsgemäßen Konstruktion
nicht durch ein eventuelles Luftpolster im Torusraum dieser Ausführung bestimmt,
sondern im Wesentlichen durch die Federeigenschaften der eingesetzten
Federelemente. Es besteht jedoch bei dieser Konstruktion weiterhin
der Vorteil, dass die Komforteigenschaften des Reifens ergänzend einstellbar
sind durch einen eventuellen Unter- und/oder Überdruck im Torusraum des Reifens.
Bei einer solchen Konstruktion wirkt demnach hinsichtlich der Trag-
und Komforteigenschaften die Vielzahl der erfindungsgemäß vorgesehenen
Federelemente zusammen mit einem eventuellen Luft- bzw. Gaspolster
im Torusraum des Reifens.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführung kann
es vorgesehen sein, dass ein jedes Federelement aus einem Faserkunststoffverbund – Band gebildet
ist, welches ausschließlich
in einer Ebene gebogen ist, so dass sich hierdurch konstruktiv besonders
einfach ausgestaltete, dennoch stabile Federelemente herstellen
lassen.
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Derartige
Federelemente können
dabei z.B. hergestellt werden durch einen Faserrohling, der zunächst in
die gewünschte
Form des späteren
Federelementes gebracht wird und sodann mit einem entsprechenden
aushärtenden
Matrixmaterial imprägniert
wird. Hierbei können
dem Fachmann jegliche bekannte Fasern, wie beispielsweise Glasfasern oder
Karbonfasern und übliche
Matrixmaterialien, wie z.B. Epoxydharze bzw. insgesamt sämtliche
Duroplaste und Thermoplaste zum Einsatz kommen.
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Als
Bänder
können
beispielsweise solche zum Einsatz kommen, welche einen unidirektionalen Faserverlauf
aufweisen oder beispielsweise auch als Flechtband aufgebaut sind.
Hierbei können
dementsprechend die Fasern im Wesentlichen parallel zur Längsachse
der Banderstreckung ausgerichtet sein bzw. bei einem Geflecht in
beliebigen Winkeln, bevorzugt unter ±45° zur Bandlängsachse.
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In
einer alternativen Möglichkeit,
ein derartiges Federelement herzustellen, kann es auch vorgesehen
sein, zunächst
ein lang gestrecktes Band der vorbeschriebenen Ausführung mit
einem geeigneten Matrixmaterial zu tränken und aushärten zu
lassen und erst anschließend
mit geeigneten Verfahren, wie beispielsweie der Erwärmung von
Thermoplasten bzw. der Erwärmung
von Duroplasten über
die Glasumwandlungstemperatur eine Umformung in die gewünschte Form
eines Federelementes vorzunehmen.
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Solche
erfindungsgemäßen Federelemente, die
aus einem Band gebildet sind, welches ausschließlich in einer Ebene gebogen
ist, können
sodann erfindungsgemäß im Wesentlichen
in zwei Ausrichtungen, nämlich
zum Einen parallel und zum Anderen senkrecht zur Drehachse des Reifens
angeordnet werden. Unter der Ebene parallel zur Drehachse des Reifens
wird hierbei insbesondere diejenige Ebene verstanden, in der die
Drehachse selbst angeordnet ist, so dass sich derart parallel zur
Drehachse angeordnete Federelemente im Wesentlichen radial von der
Felge nach außen
erstrecken. Bei der Ebene senkrechte Drehachse des Reifens ist bevorzugt
diejenige Ebene gemeint, welche die Symmetrieebene des Reifens in
seiner Mitte senkrecht zur Drehachse des Reifens bildet.
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Die
vorgenannten Federelemente, die aus einem Band gebildet sein können, können in
einer einfachen und bevorzugten Ausführung einen vollständig geschlossenen
Querschnitt aufweisen, wobei es sich hierbei bevorzugter Weise um
einen Kreisquerschnitt oder eine Ellipse oder Abwandlungen davon
handeln kann. Ein solches Federelement bildet demnach einen Ring,
der in radialer Richtung federnde Eigenschaften aufweist und somit
als Federelement im Sinne der Erfindung zwischen einer Felge und
einem Laufstreifen in den beiden vorgenannten Orientierungen angeordnet
werden kann. In einer anderen alternativen Ausführung kann es auch vorgesehen
sein, statt eines geschlossenen Querschnittes, wie den oben beispielsweise
genannten kreisförmigen
Querschnitt, ein Federelement auch derart auszuführen, dass es in der genannten
Ebene einen offenen Querschnitt aufweist, wobei die Öffnung bevorzugt
der Felge zugewandt ist. Ein solches Federelement kann demnach beispielsweise
eine Form aufweisen, welche einem U, einem V, einem Trapez, einer
Gaußkurve,
Sinusform o. ä.
entspricht.
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Besonders
bevorzugt ist es bei den vorgenannten alternativen Ausführungen,
wenn ein Federelement mit der Felge verbunden ist, insbesondere durch
Stoffschluss und/oder durch Formschluss. So kann beispielsweise
ein Federelement mit einer Felge verklebt sein oder in einer an
der Felge vorgesehenen Ausnehmung einliegen. Auch kann eine Befestigung
mit Schrauben oder Nieten, insbesondere mit Schrauben/Nieten aus
einem Faserkunststoffverbund vorgesehen sein. Die Verbindung von
Federelementen mit der Felge hat den wesentlichen Vorteil, dass
Bremskräfte,
welche im Wesentlichen tangential zum Reifen wirken, durch die Federelemente
besser aufgenommen werden können,
ohne dass sich diese zwischen Felge und Laufstreifen verschieben bzw.
zu stark verformen. Der bekannte Effekt des Scrubbing ist somit
ausgeschlossen.
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Die
Konstruktion von Federelementen, insbesondere bei einer Anordnung
in einer Ebene parallel zur Drehachse wird dabei bevorzugt dergestalt sein,
dass ein Federelement vergleichbar einer Brückenkonstruktion ausgestaltet
ist, wobei sich diese Faserkunststoffverbundbrücke von der einen Seite der
Felge in einem Abstand über
der Felge zur anderen Seite der Felge in Richtung der Felgenbreite
erstreckt. Hierbei ist die Art der Erstreckung und die Formgebung
des Federelementes, welches aus einem Band gebildet ist, im Wesentlichen
beliebig. Insbesondere kann hierbei ein Federelement den im Stand
der Technik üblicherweise
bekannten Querschnitt einer Reifendecke nachbilden.
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Bei
sämtlichen
Ausführungen,
insbesondere bei den beiden Orientierungsmöglichkeiten kann es vorgesehen
sein, dass die einzelnen Federelemenet untereinander verbunden sind,
z.B. durch ein separates Verbindungselement, z.B. ein flexibles
Verbindungselement, wie z.B. ein Seil. Hierbei kann durch einen
zusätzlichen
Abstandshalter, der z.B. auf dem Seil angeordnet sein kann, sichergestellt
werden, dass die Federelemente ihren Abstand bewahren.
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Werden
Federelemente in der genannten Ebene senkrecht zur Drehachse des
Reifens zwischen Felge und Laufstreifen angeordnet, so kann es in
einer besonders bevorzugten Ausführung
vorgesehen sein, dass wenigstens eine Teilanzahl der Federelemente,
insbesondere alle Federelemente, insbesondere einstückig, miteinander
verbunden sind. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich bei einer
Verbindung der Federelemente untereinander die Möglichkeit ergibt, eine Vielzahl
von Federelementen gleichzeitig herzustellen und in zusammenhängender
Weise zwischen Felge und Laufstreifen bzw. an der Felge anzuordnen,
insbesondere um sodann einen Laufstreifen aufzuziehen.
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In
besonders bevorzugter Ausführung
kann es dabei vorgesehen sein, dass die verbundenen Federelemente
gebildet sind durch ein mehrfach periodisch in der Ebene senkrecht
zur Drehachse gebogenes, insbesondere gewelltes Faserkunststoffverbund-Band,
welches in besonders bevorzugter Ausführung vollständig um
die Felge herumgelegt ist, insbesondere dessen Enden miteinander
verbunden sind. Durch die Verwendung eines einzigen mehrfach, insbesondere
periodisch in einer Eben gebogenen FKV-Bandes ergibt sich somit
eine Einstückigkeit aller
einzelner Federelemente.
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Gemäß dieser
Ausführung
der Erfindung kann es somit zunächst
vorgesehen sein, ein Faserkunststoffverbund-Band bereitzustellen,
welches in nur einer Ebene mehrfach hin und her gebogen, insbesondere
gewellt ist, so dass sich durch die abwechselnden Biegungen, insbesondere
die Wellungen eine Periodizität
ergibt, so dass im Abstand einer Periode jeweils ein vorbeschriebenes
Federelement entsteht, wobei alle Federelement über die Länge des gebogenen Bandes untereinander
verbunden sind, ggfs bis auf das erste und letzte Federelement.
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In
einfacher Ausführung
kann ein derartiges Band z.B. sinusförmig in einer Ebene gewellt
sein. Ein solches gewelltes Band kann in die Felge eingelegt werden,
wobei die Enden des Bandes jeweils an der Felge bzw. aneinander
befestigt werden können, und
wobei es weiterhin vorgesehen sein kann, dass das Band in regelmäßigen, insbesondere äquidistanten
Abständen
mit der Felge verbunden wird, insbesondere durch Stoffschluss oder
Formschluss. Solch eine Verbindung kann bevorzugt an den Stellen
vorgesehen sein, wo das periodisch gebogene Band die Felge berührt, also
beispielsweise bezogen auf eine sinusförmige Wellung des Bandes jeweils
in den Wellentälern.
Die korrespondierenden Wellenberge sind sodann mit dem Laufstreifen
verbunden, so dass dieser Laufstreifen gegenüber der Felge mittels des periodisch
mehrfach gebogenen Bandes getragen wird.
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Die
vorgenannte sinusförmige
Wellung des Bandes in der nur einen Ebene ist lediglich exemplarisch
und nicht einschränkend
genannt. Es besteht selbstverständlich
die Möglichkeit,
jegliche andere Art der Formgebung bei der mehrfach vorgesehenen hin
und her Biegung des Bandes vorzusehen. Beispielsweise kann das Band
auch zahnförmig
bzw. trapezförmig
gebogen sein.
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Die
Federsteifigkeit der vorbeschriebenen Federelemente, d.h. der entweder
einzeln angeordneten Federelemente bzw. der Federelemente, die sich
durch ein gewelltes Band ergeben, ist im Wesentlichen durch deren
Formgebung sowie die Auswahl der Faser- und Matrixmaterialien bestimmt.
Um eine nachträgliche Änderung
der Federeigenschaften, der jeweils einzelnen bzw. untereinander
bandartig verbundenen Federelemente zu ermöglichen, kann es in einer Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen sein, dass an einem Federelement bzw. periodisch
an jedem Federelement insbesondere bei einem vorbeschriebenen mehrfach
gewellten Federband insbesondere nach jeder Periode ein Versteifungselement
anbringbar ist, um die Steifigkeit des Federelementes zu ändern.
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Hierbei
kann es vorgesehen sein, dass ein solches Versteifungselement am
Federelement verschiebbar oder in verschiedenen Positionen befestigbar
ist, um Einfluss auf die Federeigenschaften des Federelementes nehmen
zu können.
Solche Versteifungselemente können
beispielsweise in der Art eines Clip ausgebildet sein, welches um
das Band eines Federelementes herumlegbar und schließbar ist, um
eine feste Verbindung mit dem Federelement einzugehen. Je nach Länge bzw.
Festigkeit des Versteifungselementes in sich wirkt sich demnach
die Befestigung eines derartigen Elementes an einem Federelement
unmittelbar auf die Federeigenschaften des jeweiligen Federelementes
aus, so dass hierdurch nachträgliche Änderungsmöglichkeiten
gegeben sind.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann es ergänzend vorgesehen
sein, dass ein Federelement in seinem zum Laufstreifen gerichteten
Bereich in einer Ebene parallel zur Drehachse, insbesondere in einer
Ebene, in welcher die Drehachse selbst liegt, konvex bzw. gerundet
ausgebildet ist. Hierbei weist diese Rundung radial nach außen, so
dass sich hierdurch insbesondere bei Kurvenfahrten und insbesondere
für zweiräderige Fahrzeuge verbesserte
Abrolleigenschaften ergeben, da sich das Federelement und somit
der daran befestigte Laufstreifen durch die genannte Abrundung bis
in einen Flankenbereich des Reifens erstreckt. Bei einer eventuellen
Schräglage
des Reifens bei Kurvenfahrten wird somit sichergestellt, dass der
Reifen weiterhin eine gute Anlage zur Fahrbahn aufweist, da das Federelement
mit seinem Laufstreifen, welcher gleichsam dieser konstruktiven
Ausgestaltung folgt, auch bei der Schräglage parallel zur Fahrbahn
ausgerichtet ist.
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Um
ein Federelement mit einer solchen Ausgestaltung zu bilden kann
es gemäß der Erfindung vorgesehen
sein, dass das Band, aus welchem ein solches Federelement hergestellt
wird, eine senkrecht zur Bandlängsachse
gewölbte
Oberfläche
aufweist. Werden in ein solches Band zur Ausbildung einzelner oder auch
durch das Band untereinander verbundener Federelemente in nur einer
Ebene mehrfache Biegungen eingebracht, so kann das Band in den jeweils
so erzeugten Wellenbergen, die nach der späteren Anbringung des Bandes
an der Felge radial nach außen
weisen, die vorgenannte gewünschte
konvexe bzw. gerundete Form aufweisen. Die Herstellung derartiger
Federelemente wird somit insoweit vereinfacht, als dass ein entsprechendes Faserkunststoffverbund-Band
zum mehrfachen Biegen verwendet wird, welches über seine Breite hinweg eine
gewölbte
Oberfläche
hat. Hierbei kann ein derartiges Band diese Wölbung auf seiner Oberfläche aufweisen,
wobei die Unterfläche
des Bandes gleichsam nach innen gewölbt oder aber auch gerade ausgebildet
sein kann.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es
zeigen:
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1:
eine seitliche Schnittansicht auf einen erfindungsgemäßen Reifen
mit in radialer Richtung erstreckenden Federelementen,
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2:
mehrere Schnittansichten in verschiedenen möglichen Querschnitten der Federelemente in
Laufrichtung des Reifens,
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3:
die Ausbildung mehrerer Federelemente durch ein gewelltes FKV-Band, welches in
tangentialer Richtung um eine Felge herumgelegt ist.
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4:
mögliche
Querschnitte eines Bandes.
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Die 1 zeigt
in seitlicher Schnittansicht die Konstruktion eines erfindungsgemäßen Reifens, bei
welchem der dargestellte Laufstreifen 3 Kontakt zur Fahrbahn
F aufweist.
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Erkennbar
ist hier eine Felge 2 und ein Laufstreifen 3 in
einem Abstand zur Felge 2, wobei sich zwischen Felge 2 und
Laufstreifen 3 eine Vielzahl äquidistanter Federelemente 1 erstreckt,
die jeweils in radialer Richtung bezogen auf die hier nicht dargestellte
Drehachse der Felge 2 angeordnet sind. Hierbei ist die
Breite eines Federelementes so gewählt, dass sie im Wesentlichen
dem Abstand der Federelemente entspricht.
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Die 2 verdeutlicht,
dass die Konstruktion gemäß 1 im
Schnitt senkrecht zur Blattebene verschiedene beliebige Querschnitte
hinsichtlich der Gestaltung der Federelemente 1 aufweisen
kann. So zeigt die 2a ein Federelement 1,
welches erfindungsgemäß aus einem
FKV-, d.h. Faserkunststoffverbund-Band gebildet ist, welches in
nur einer Ebene, d.h. hier bei der 2 parallel
zur Blattebene gebogen ist. Die Form des so gebogenen Bandes kann hier
beispielsweise als gaußförmig beschrieben
werden. In jedem Fall bildet das Federelement 1 eine nach
unten zur Felge 2 hin offene Querschnittsform durch einen
oberen gerundeten Bereich und einen unteren Fußbereich, der an der Felge 2 befestigt
ist. Die Befestigung im Fußbereich 5 wird
hierbei erreicht durch Nute in der Felgenoberfläche, in welche die Füße der nach
unten offenen Federelemente einliegen und gehalten werden.
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Auf
der gerundeten Oberseite des Federelementes 1 ist im vorliegenden
Fall die Lauffläche 3 unmittelbar
angeordnet. Die Lauffläche 3 folgt
hierbei im Wesentlichen der gerundeten Form der Oberfläche des
Federelementes, so dass sich auch Flankenbereiche in dem Laufstreifen 3 ergeben
und ein derartiger Reifen auch zum Einsatz bei 2 Rädern geeignet ist.
Zwischen zwei Federelementen liegt der Laufstreifen 3 frei,
es kann jedoch mit Bezug auf alle möglichen Ausführungen
vorgesehen sein, dass die Federelemente an den jeweils oberen Bereichen
untereinander verbunden sind, so dass ein Leifstreifen auch in diesen
freien Bereichen durch eine solche Verbindung unterstützt ist.
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Die 2b zeigt eine ähnliche Ausführung, bei
der jedoch die Formgestaltung des Federelementes 1 einen
abgeflachteren oberen Bereich aufweist, so dass der Querschnitt
des Federelementes parallel zur Blattebene im Wesentlichen als etwa
trapezförmig
bezeichnet werden kann, d.h. der Fußbereich des Federelementes
ist etwas breiter ausgebildet, als der obere Bereich des Federelementes,
an dem der Laufstreifen befestigt ist. Ansonsten entspricht diese Konstruktion
im Wesentlichen derjenigen wie in der 2a beschrieben.
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Die 2c zeigt eine weitere Ausgestaltung mit
einem Federelement 1, welches im Wesentlichen einen geschlossenen
Querschnitt aufweist, der hier etwa einer gestauchten Kreisform
bzw. einer Ellipse entspricht. Der untere Bereich des Federelementes 1 kann
hier an der Stelle 5 mit der Felge 2 verbunden sein.
Diese Verbindung kann z.B. dadurch erfolgen, dass ein Band 5 durch
die geschlossenen Querschnitte der Federelemente 1 gezogen
und gespannt wird, so dass mittels dieses Bandes 5 alle
Federelemente 1 in radialer Richtung auf die Felge 2 hingezogen
werden. Ein solches Band bzw. Seil kann die Federelemente auch untereinander
verbinden, d.h. die Federelemente 1 können auf einem solchen Band bzw.
Seil „aufgeseilt" sein.
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Auch
hier ist erkennbar, dass im oberen Bereich des Federelementes 1 der
Laufstreifen 3 an dem Federelement 1 befestigt
ist. Dies kann wie bei allen übrigen
beschriebenen oder nicht beschriebenen Ausführungen durch Stoffschluss,
Formschluss oder Kraftschluss erfolgen. Beispielsweise kann ein Federelement 1 auch
durch Vulkanisation mit einem elastomeren Laufstreifen 3 verbunden
sein.
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Die 3 zeigen
in zwei verschiedenen Querschnittsdarstellungen eine Seitenansicht
wie bei der 1, wobei hier im vorliegenden
Fall jedoch das jeweilige Federelement 1a, 1b, 1c,
ff in seiner bandförmigen
und nur in einer Ebene gebogenen Ausgestaltung senkrecht zur Drehachse
angeordnet ist, wohingegen es bei der 1 in einer
Ebene parallel zur Drehachse ausgerichtet ist.
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Bei
der 3 ist weiterhin erkennbar, dass jedes einzelne
Federelement 1a, 1b, 1c sowie die folgenden
untereinander verbunden sind und somit insgesamt durch ein einzelnes
Band gebildet werden, welches mehrfach und periodisch gewellt ist,
wobei sich diese Wellung durch mehrfaches Hin- und Herbiegen jeweils
nur in einer Ebene, d.h. hier in der Ebene parallel zur Blattfläche gegeben
ist. In der 3a, d.h. der oberen Darstellung
entspricht die Wellung im Wesentlichen einer Sinusform, d.h., die einzelnen
Federelemente 1a, 1b, ff können hergestellt werden durch
eine sinusförmige
Wellung eines einzelnen FKV-Bandes, welches nach der erfolgten Wellung
um die Felge 2 herumgelegt/herumgebogen und insbesondere
an dieser befestigt wird. Hierbei können die Endbereiche des Bandes
jeweils an der Felge oder auch miteinander verbunden werden. Es ist
hier weiterhin dargestellt, dass in den Wellentälern an den Stellen 5 jeweils
Befestigungen zwischen dem Band und der Felge 2 vorgesehen
sind. Diese Befestigungen können
durch Formschluss, Stoffschluss oder Kraftschluss erfolgen. Ein
Formschluss ist beispielsweise dadurch möglich, dass das Band in eine
auf der Felgenoberseite befindlichen Lasche eingesetzt wird. Stoffschluss
kann beispielsweise durch eine Verklebung erreicht werden. Es besteht ebenso
die Möglichkeit,
an diesen Wellentälern
eine Nietverbindung zwischen dem Band, welches die einzelnen Federelemente 1a, 1b,
ff bildet und der Felge 2 herzustellen.
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Es
ist weiterhin erkennbar in den 3a und 3b, dass auf einem Federelement ein Versteifungselement 4 befestigbar
ist, welches nachträglich
an einem Federelement 1a ff angesetzt werden kann und zu
einer nachträglichen
Versteifung bzw. Änderung der
Federeigenschaften eingesetzt werden kann.
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Gegenüber der 3a ist in der 3b lediglich
eine andere Wellung des Bandes 1 gewählt, die im Wesentlichen einer
Trapezform entspricht, wobei jedoch weiterhin die zuvor beschriebenen
Merkmale zutreffen. Gegenüber
den gebogenen/geschwungenen bzw. gekrümmten Flanken 6 bei
der 3a sind hier die Flanken 6 gerade
gestreckt ausgeführt,
was insbesondere zu einer höheren
Steifigkeit führt,
ebenso wie die höhere
Periodizität.
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Auch
hier ist es, wie zu den 1 und 2 beschrieben
vorgesehen, dass der Laufstreifen 3 unmittelbar von den
oberen Bereichen der Federelemente bzw. des Bandes 1 getragen
wird, wobei hier eine Verbindung durch Formschluss, Stoffschluss oder
Kraftschluss vorgesehen sein kann.
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Bzgl.
aller Ausführungen
kann der innere Durchmesser eines Laufstreifens 3 z.B.
geringer gewählt
werden, als der äußere Durchmesser über die Hochpunkte
der jeweiligen Federelemente, so dass durch die resultierende Kraft
beim Aufschieben des Laufstreifens auf das Federelement dieser sicher
an den Federelementen befestigt ist.
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Um
auch bei der Ausführung
gemäß der 3 eine
gerundete Oberfläche
eines Federelementes 1 zu erzielen, wie dies in der 2 erkennbar ist,
kann es vorgesehen sein, dass das Band 1, welches zur Bildung
der Federelemente dient, eine senkrecht zu seiner Längsachse
angeordnete Wölbung der
Oberfläche
aufweist.
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Die 4 zeigt
in der oberen Darstellung ein entsprechend geformtes Band 7 in
seinem Querschnitt, welches über
den gesamten Querschnitt konstante Dicke aufweist, so dass Oberseite
und Unterseite die entsprechende Wölbung aufweisen. In der unteren
Darstellung der 4 ist ein Band 7 dargestellt,
welches nur in der Oberfläche
O die besagte Wölbung
aufweist, dessen Unterseite U jedoch eine gerade Fläche bildet.
Ein derartiges Band 7 weist demnach in seiner Mitte eine
höhere
Dicke auf als in den Randbereichen.
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Wird
ein Band mit einem solchen oder ähnlichen
Querschnitt, welcher zumindest eine gerundete Oberfläche bietet,
in einer Ebene gebogen, so wie es die 3 darstellt,
so weisen die jeweiligen Wellenberge z.B. in der sinusförmig dargestellten
Federkonstruktion gemäß der 3 in
den oberen Bereichen senkrecht zur Blattebene ebenfalls einen gerundeten Querschnitt
auf, so dass der Laufstreifen bei einer Befestigung an den Wellenbergen
die Federelemente ebenfalls dieser gerundeten Form folgen kann und somit
auch seitliche Flankenbereiche ausbildet, so dass auch derartige
Reifen zum Einsatz bei zweirädrigen
Fahrzeugen geeignet sind.
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Insgesamt
bieten die vorgenannten Konstruktionen einen konstanten und insbesondere änderbaren
Fahrkomfort ohne das Risiko eines Druckverlustes sowie weiterhin
geringen Rollwiderstand und geringes Gewicht.
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Neben
den dargestellten Konstruktionen, bei denen ein Laufstreifen 3 sich über die
Oberseiten der Federelemente von Federelement zu Federelement erstreckt
und ansonsten seitlich offen ist, kann auch eine Konstruktion vorgesehen
sein, bei der der Laufstreifen 3 einen Teil einer Reifendecke
bildet, die seitlich durch Flanken geschlossen ist und z.B. in üblicher
Weise in einer Felge einliegt. Hier bilden die einzelnen Federelemente
lediglich im Torus angeordnete Elemente, die den Laufstreifen der
ansonsten seitlich geschlossenen Reifendecke tragen.