-
Die
Erfindung betrifft einen Vollgummireifen, zumindest bestehend aus
einem Bodenprofil, welches mehrere in Umfangsrichtung des Reifens
angeordnete zugfeste Festigkeitsträger aufweist, aus einer Dämpferschicht,
welche radial oberhalb des Bodenprofils angeordnet ist und aus einem
Laufflächenteil,
welches den äußeren Umfang
des Reifens bildet.
-
Vollgummireifen
sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden insbesondere bei
Fahrzeugen wie Gabelstaplern eingesetzt, die zum Transportieren
von Lasten vorgesehenen sind. Die Vollgummireifen sind für einen
Betrieb bei geringen Fahrgeschwindigkeiten ausgelegt und werden
vor allem über
vergleichsweise kurze Strecken verwendet. Ein Vollgummireifen weist üblicherweise
ein aus einer harten Gummimischung bestehendes Bodenprofil auf,
welches mit einer Felge, auf die der Reifen montierbar ist, in Kontakt
tritt. In das Bodenprofil sind mehrere in Umfangsrichtung umlaufende
zugfeste Festigkeitsträgerlagen,
zumeist Stahlkordkerne einvulkanisiert. Radial oberhalb des Bodenprofils
ist eine aus einer weichen Gummimischung bestehende Dämpferschicht
angeordnet, radial oberhalb der Dämpferschicht ist das Laufflächenteil
angeordnet, welches aus einer laufflächentypischen Gummimischung
besteht und an seinen beim Abrollen mit dem Untergrund in Kontakt
kommenden Bereichen mit einer Profilierung versehen sein kann.
-
Vollgummireifen
bieten gute Stabilitätseigenschaften
und müssen
einen bestimmten Fahrkomfort bieten, da die Fahrzeuge nicht über ein
gefedertes und gedämpftes
Fahrwerk verfügen.
Zudem sind die Herstellungskosten des Reifens durch den hohen Materialeinsatz und
durch eine zeitintensive Vulkanisation des Reifenrohlings in der
Heizpresse zum fahrbereiten Reifen hoch.
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Vollgummireifen
bereitzustellen, der jedoch weniger Gummimaterialeinsatz erfordert
und der eine nur geringe Zeit in der Heizpresse vulkanisiert werden
muss.
-
Die
Aufgabe wird gelöst,
indem Hohlkörper, vorzugsweise
Hohlkugeln, in der Dämpferschicht
angeordnet sind, welche vollständig
vom Gummimaterial der Dämpferschicht
umschlossen und fest mit dieser verbunden sind.
-
Erfindungswesentlich
ist, dass durch den Einsatz der Hohlkörper im Vollgummireifen eine
Massenverringerung an Gummimaterial erreicht wird, wodurch einerseits
an Gummimaterial eingespart wird, andererseits jedoch auch die Vulkanisationszeit
des Reifenrohlings in der Heizpresse durch einen geringeren Gummimaterialeinsatz
im Zentrum des Reifens verkürzt
ist. Die Hohlkörper
sind in der Dämpferschicht
angeordnet, weil die Dämpferschicht
den inneren Bereich des Vollgummireifens bildet, zu dem die Wärme während der
Vulkanisation den längsten Weg
durch das schlecht wärmeleitende
Gummi hat. Indem genau in diesen Bereich Luftvolumina durch luftgefüllte Hohlkörper eingebracht
werden, ist die Vulkanisationszeit besonders effektiv verkürzbar.
-
Vorteilhaft
ist es, wenn die Hohlkörper
aus Metall, vorzugsweise vermessingtem Stahl, Kunststoff, Kautschuk,
Nylon, Keramik und/oder Glas bestehen und wenn optional die Oberflächen der
Hohlkörper
mit Haftvermittler oder einer Beschichtung zur besseren Gummianbindung
versehen sind.
-
Zweckmäßig ist
es, wenn die Hohlkörper
regelmäßig statistisch
verteilt innerhalb der Dämpferschicht
angeordnet sind, um unterheizte Gummivolumina, welche bei einer
unregelmäßigen Verteilung der
Hohlkörper
entstehen könnten,
zu vermeiden.
-
Wenn
jeder Hohlkörper
einen Durchmesser zwischen 2 mm bis 15 mm, bevorzugt einen Durchmesser
von 6 mm aufweist, ist genügend
Luftvolumina im Reifeninneren geschaffen und die erwünschten Eigenschaften
des Vollgummireifens bleiben erhalten.
-
Vorteilhaft
ist es, wenn die Wandstärke
eines Hohlkörpers
zwischen 0,01 mm und 0,2 mm, vorzugsweise 0,1 mm beträgt. Die
Wandstärke
des Höhlkörpers ist
möglichst
gering auszulegen, um an Gewicht einzusparen, jedoch muss der Hohlkörper eine derartige
Wandstärke
aufweisen, mit der die im Fahrbetrieb entstehenden Kräfte hinreichend
aufgenommen werden können.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Hohlkörper
in mit elastomerem Material gefüllten Gewebeschläuchen angeordnet.
Die schlauchartige Umhüllung
bildet somit eine Art Gerüst,
welche im Fahrbetrieb des Reifens das innerhalb dieses Gerüstes befindliche
inkompressible Gummimaterial daran hindert, bei Druck auszuweichen.
Gummi ist gut geeignet, hydrostatische Druckkräfte zu übernehmen. Das in den Schläuchen befindliche
Gummimaterial wird nur gering verzerrt und unterliegt daher nur
sehr geringen Schubspannungen. Aus diesem Grund können die
Hohlkörper
in der Gummimatrix des Gewebeschlauches haltbar angeordnet werden,
weil eine Trennung von Gummi/Hohlkugel aufgrund der nur geringen
Schubspannungen nicht zu erwarten ist. Als Material der Dämpferschicht
können
nun relativ weiche Gummimischungen eingesetzt werden. Der weichere
Gummi bietet im Fahrbetrieb des Vollgummireifens einen höheren Komfort,
da die Einfederung durch die weiche Gummimischung verbessert ist bzw.
der Einsatz der starren Hohlkörper
ausgeglichen ist. Durch die Anordnung von gewebeschlauchummantelten
Hohlkörpern
in der Dämpferschicht
ist das Gewicht des Reifens durch Einsparung an Gummimaterial durch
die Hohlkörper
als Verdrängungskörper verringert.
Das Gewebe des Gewebeschlauches kann vorteilhafterweise aus Aramid, Nylon,
Polyester oder bevorzugt aus Rayon bestehen. Das Gewebe kann auch
aus einem Hybridcord aus für
den Fachmann bekannten Festigkeitsträgermaterialien bestehen.
-
Dabei
ist jeder Gewebeschlauch in etwa in 0°-Richtung über den Umfang der Dämpferschicht geschlossen
angeordnet, wobei der Durchmesser des Gewebeschlauches 1,5- bis
2,5-fach, vorzugsweise 2-fach größer als
der Durchmesser der in diesem Gewebeschlauch angeordneten Hohlkörper ist, so
dass die Hohlkörper
nach Art einer Kette hintereinander und voneinander beabstandet
in dem Gewebeschlauch angeordnet sind. Die Hohlkörper sind in dem Gewebeschlauch
vollständig
von elastomerem Material umschlossen angeordnet.
-
Je
nach gewünschter
Komforteinstellung des Reifens kann in einer Ausführungsform
jeder Gewebeschlauch beabstandet zum weiteren Gewebeschlauch angeordnet
sein und somit ein größerer Komfort
erreicht werden, als in einer anderen Ausführungsform, bei der die Gewebeschläuche derart
eng benachbart zueinander in der Dämpferschicht angeordnet sind,
so dass sie einander zumindest in einer Berührungslinie berühren. Die
Gewebeschläuche können in
sämtlichen
Ausführungsformen
einen runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
-
Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen,
näher erläutert. Es
zeigen die:
-
1 einen
Querschnitt durch einen Vollgummireifen mit Hohlkugeln in der Dämpferschicht;
-
2 einen
Querschnitt durch einen anderen Vollgummireifen mit mehreren Gewebeschläuchen, in
welchen Hohlkugeln nach Art einer Kette angeordnet sind;
-
3 einen
Querschnitt durch einen weiteren Vollgummireifen mit mehreren Gewebeschläuchen, welche
unmittelbar benachbart zueinander in der Dämpferschicht angeordnet sind
und Hohlkugeln in ihrem Inneren aufweisen.
-
Gemäß dem in 1 gezeigten
Querschnitt durch einen Vollgummireifen 1 für Gabelstapler,
sind die wesentlichen Bestandteile, aus welchen sich der dargestellte
Vollgummireifen 1 zusammensetzt: ein radial innen angeordnetes,
aus einer harten Gummimischung bestehendes Bodenprofil 2,
welches mehrere in Umfangsrichtung des Reifens angeordnete zugfeste
Kerne 3 aus Stahlkord aufweist, eine Dämpferschicht 4, welche
radial oberhalb des Bodenprofils 2 angeordnet ist und aus
einer weichen Gummimischung, um den Vollgummireifen 1 elastisch
nachgiebig verformbar zu machen, um so eine Einfederung des Gummireifens
zu ermöglichen
und ein Laufflächenteil 5,
welches den äußeren Umfang
des Reifens bildet. Der Laufflächenteil 5 kann
auf nicht dargestellte Weise an seinem beim Abrollen des Reifens 1 mit dem
Untergrund in Berührung
kommenden Bereich mit einer Profilierung versehen sein. Seitliche
Abschnitte 5a, 5b des Laufflächenteils 5 reichen
in Richtung Bodenprofil 2, derart, dass das Laufflächenteil 5 und
das Bodenprofil 2 einen in etwa rechteckigen Innenraum
umschließen,
in dem die Dämpferschicht 4 angeordnet
ist. Die Dämpferschicht 4 enthält luftgefüllte Hohlkörper 6,
vorzugsweise Hohlkugeln, welche vollständig vom Gummimaterial der
Dämpferschicht 4 umschlossen
und fest mit dieser verbunden sind. Durch den Einsatz der Hohlkugeln 6 im
Vollgummireifen 1 ist eine Massenverringerung an Gummimaterial
erreicht, wodurch einerseits an Gummimaterial eingespart wird, andererseits
auch die Vulkanisationszeit des Reifenrohlings in der Heizpresse verkürzt ist.
Die Hohlkugeln 6 sind nur in der Dämpferschicht 4 angeordnet
und zwar regelmäßig statistisch
verteilt und untereinander berührungsfrei.
-
Jede
Hohlkugel 6 besteht aus Stahl und weist einen Durchmesser
von 6 mm und eine Wandstärke
von 0,05 mm auf und ist gummifreundlich behandelt.
-
Die 2 zeigt
einen Querschnitt durch einen anderen Vollgummireifen 1.
Der Vollgummireifen 1 dieser Ausführungsform unterscheidet sich
von dem Vollgummireifen der 1 dadurch,
dass in der Dämpferschicht 4 gummigefüllte Gewebeschläuche 7 angeordnet
sind, in welchen nach Art einer Kette luftgefüllte Stahlhohlkugeln 6 hintereinander
und voneinander durch Gummimaterial getrennt, angeordnet sind. Die
dem Fachmann bekannte schlauchartige Umhüllung aus Rayon bildet somit eine
Art Gerüst,
welche im Fahrbetrieb des Reifens 1 das innerhalb dieses
Gerüstes
befindliche inkompressible Gummimaterial daran hindert, bei Druck
auszuweichen, so dass in den Gummischläuchen 7 ein erhöhter Anteil
an hydrostatischem Druck entsteht. Gummi ist gut geeignet, hydrostatische
Druckkräfte zu übertragen.
Das in den Schläuchen 7 befindliche Gummimaterial
wird somit nur gering verzerrt und unterliegt daher nur sehr geringen
Schubspannungen. Aus diesem Grund können die Hohlkörper 6 in
der Gummimatrix des Gewebeschlauches 7 haltbar angeordnet
werden, weil eine Trennung von Gummi/Hohlkugel 6 aufgrund
der nur geringen Schubspannungen nicht zu erwarten ist. Der Durchmesser dS
des Gewebeschlauches 7 ist doppelt so groß wie der
Durchmesser dH der Hohlkugeln 6, damit die in dem Schlauch 7 nach
Art einer Kette angeordneten Hohlkugeln 6 auf einer Linie
hintereinander und von einander beabstandet angeordnet sein können und somit
an ihren äußeren Oberflächen gummiummantelt
sind. Jeder Gewebeschlauch 7 ist in etwa in 0°-Richtung über den
Umfang der Dämpferschicht 4 geschlossen
angeordnet oder in in etwa 0°-Richtung spiralig
innerhalb der Dämpferschicht 4 gewickelt. Jeder
Gewebeschlauch 7 ist beabstandet zum weiteren Gewebeschlauch 7 angeordnet.
Als Material der Dämpferschicht 4 können nun
relativ weiche Gummimischungen eingesetzt werden. Der weichere Gummi
bietet im Fahrbetrieb des Vollgummireifens einen höheren Komfort,
da die Einfederung des Vollgummireifens durch die weiche Gummimischung
verbessert ist bzw. der Einsatz der starren Hohlkörper 6 ausgeglichen
ist.
-
In
der 3 ist ein Querschnitt durch einen weiteren Vollgummireifen 1 mit
mehreren Gewebeschläuchen 7 in
der Dämpferschicht 4 dargestellt. Der
Vollgummireifen dieser Figur unterscheidet sich von dem Vollgummireifen
der 1 lediglich darin, dass in dieser Ausführungsform
die Gewebeschläuche 7 unmittelbar
benachbart zueinander in der Dämpferschicht 4 angeordnet
sind und sich wenigstens in einer Berührungslinie 8 berühren, wobei
die Gewebeschläuche 7 miteinander
fest verbunden sein können.
-
Die
vorstehenden Angaben sind in Bezug auf die Größe der Hohlkörper und
die diese ummantelnden Gewebeschläuche in der Dämpferschicht
für einen
Vollgummireifen mit einer Querschnittshöhe der Dämpferschicht von etwa 50 mm
gemacht worden. Für
andere Vollgummireifen mit einer anderen Querschnittshöhe sind
die vorstehenden Angaben entsprechend des Faktors der Höhenänderung
der Querschnittshöhe
anzugleichen.
-
Im
Allgemeinen kann gesagt werden, dass der Schlauchdurchmesser etwa 1/6 bis 1/4 der Querschnittshöhe der Dämpferschicht beträgt, wobei
der Durchmesser des Schlauches etwa 1,5- bis 2,5fach, vorzugsweise
2-fach so groß wie
der Durchmesser der Hohlkörper/-kugeln ist.
-
- 1
- Vollgummireifen
- 2
- Bodenprofil
- 3
- Zugfester
Kern
- 4
- Dämpferschicht
- 5
- Laufflächenteil
- 5a,
5b
- Seiten
des Laufflächenteils
- 6
- Hohlkugel
- 7
- Gewebeschlauch
- 8
- Berührungslinie
- dK
- Durchmesser
Hohlkugel
- dS
- Durchmesser
Schlauch