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Die
Erfindung betrifft ein luftbereiftes Fahrzeugrad mit einer starren
Felge und einem Radialreifen mit zug- und druckfesten Kernen in
Wülsten, wobei der Kontaktbereich zwischen den Wülsten
des Radialreifens und der Felge reibungsvermindert gestaltet ist.
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Ein
derartiges Fahrzeugrad ist als Notlauf-Fahrzeugrad aus der
DE 32 46 131 A1 bekannt geworden.
Das Fahrzeugrad besteht aus einer Spezialfelge mit nach radial innen
gerichteten Felgenhörnern, neben welchen am inneren Umfang
Sitzflächen für den Notlaufreifen angeordnet sind,
so dass die radial äußere Mantelfläche
der Felge als Stützfläche für den Luftreifen
im Notlauf ausgebildet ist. Der Luftreifen und die Felge sind formschlüssig
miteinander verbunden. Zur Verminderung der Reibungswärme
im Notlauf ist ein Gleitmittelbelag auf der Felgensitzfläche,
auf dem Grund der die Felgensitzfläche bildenden Fläche
und in einem Teil der Felgenhörner angeordnet.
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Es
besteht jedoch das Bedürfnis, handelsübliche Reifen
und Felgen mit nach radial außen gerichteten Felgenhörnern,
bei denen der Reifenfuß auf dem Reifenbett aufsitzt, bereitzustellen
und welche im Fahrbetrieb haltbar sind und gute Fahreigenschaften
aufweisen.
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Die
Aufgabe wird gelöst, indem die Felge eine Standardfelge
mit sich nach radial außen erstreckenden Felgenhörnern
ist und dass die reibungsvermindernde Ausgestaltung nur im Kontaktbereich
von Felgenhorn zum Wulst angeordnet ist und die Felgensitzfläche
um diese reibungsvermindernde Ausgestaltung ausgespart ist.
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Es
hat sich gezeigt, dass im Fahrbetrieb von üblichen Radialreifen
erhöhte Temperaturen im Bereich des Wulstkernprofiles durch
Reibung des Reifens am Felgenhorn auftritt, welche die Haltbarkeit und
die Fahreigenschaften nachteilig beeinflussen können.
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Ein üblicher
Radialreifen weist als wesentliche Bestandteile einen profilierten
Laufstreifen, einen ein- oder mehrlagigen Gürtel, eine
Karkasse, eine weitgehend luftdicht ausgeführte Innenschicht,
Wülste mit Wulstkernen und Wulstkernprofilen, sowie Seitenwänden
auf, wobei die Karkasse von radial innen nach radial außen
um die Wülste mit Wulstkernen und Wulstkernprofilen herumgeführt
ist und zumeist in einem Karkasshochschlag in Rückführung
auf die Karkasse endet.
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Durch
die Anordnung einer reibungsvermindernden Ausgestaltung nur im Kontaktbereich
von Felgenhorn zum Reifenwulst unter Aussparung der Felgensitzfläche
um diese reibungsvermindernde Ausgestaltung, ist einerseits der
reibschlüssige Sitz des Reifens auf der Standardfelge sichergestellt,
andererseits ist durch die reibungsvermindernde Ausgestaltung nur
im Kontaktbereich von Felgenhorn zum Wulst die durch Reibung im
Fahrbetrieb entstehende Wärme gering gehalten. Hierdurch
ist der Reifen im Fahrbetrieb haltbar und weist gute Fahreigenschaften
auf.
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Insbesondere
bei HighSpeed Reifen, also Fahrzeugluftreifen welche für
Geschwindigkeiten bis zu 360 km/h ausgelegt sind, kann es während
der Hochgeschwindigkeitsfahrt durch Erwärmung des Reifens
zur Längung des Wulstkernes um einige mm kommen, wodurch
der Sitz des Reifens auf der Felge verschlechtert ist und die Fahreigenschaften,
insbesondere das Handling, dadurch vermindert sind. Durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung des Rades ist die Erwärmung durch die reibungsvermindernde
Ausgestaltung im Kontaktbereich von Felgenhorn zum Wulst verringert,
so dass eine nur unwesentliche Längung des Wulstkernes
erfolgt und die Fahreigenschaften durch einen festen Sitz des Reifens
auf der Felge verbessert sind.
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Die
reibungsvermindernde Ausgestaltung kann an der Felge an der dem
Reifen zugewandten Seite des Felgenhornes angeordnet sein. In einer
anderen Ausführungsform kann die reibungsvermindernde Ausgestaltung
an dem Reifen, insbesondere an der dem Felgenhorn zugewandten Seite
des Reifenwulstes angeordnet sein. In wiederum einer anderen Ausführungsform
kann die reibungsvermindernde Ausgestaltung sowohl an dem Felgenhorn
als auch an dem Reifen angeordnet sein.
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Zweckmäßig
ist es, wenn die reibungsvermindernde Ausgestaltung am Fahrzeugluftreifen durch
die Anordnung eines reibungsarmen Gummimateriales oder durch die
Anordnung einer Silikonschicht oder durch die Anordnung einer Aluminiumschicht
oder durch die Anordnung eines Schmiermittels erfolgt. Ein reibungsarmes
Gummimaterial hat den Vorteil, dass es direkt im Fertigungsprozess
des Reifen an entsprechender Stelle verbaut werden kann, so dass
der zusätzliche Aufwand für den Verbau des reibungsarmen
Gummimaterials minimiert ist. Es ist aber fraglich, ob ein Gummimaterial
die Gleiteigenschaften von einer Silikonschicht bzw. Aluminiumschicht
erreichen kann.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die reibungsvermindernde Ausgestaltung zudem eine Wärmeleitfähigkeit
größer als 0,3 W/m × K, vorzugsweise
größer als 0,6 W/m × K aufweist. Hierdurch
wird die dennoch entstehende Wärme von den Wärmebereichen
zu weniger erwärmten Bereichen abgeführt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die reibungsvermindernde
Ausgestaltung von oberhalb des Kernes im Reifenwulst bis auf eine
Höhe des Reifens angeordnet, welche oberhalb des Felgenhorrendes
liegt. Hierdurch wird eine gute Haftung zwischen Reifen und Felge
im Normalbetrieb gewährleistet. Bereiche des Reifens, die
nur bei große Überlast bzw. starker Handling in
den Kontakt zu Felge kommen, bauen infolge der geringen Reibwerte
der Reifenoberfläche nur eine geringe Reibkräfte
und damit gering Temperaturen auf.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Radialreifen ein Fahrzeugluftreifen
mit Notlaufeigenschaften bei Druckluftverlust durch verdickte Seitenwände ist.
Ein solcher SSR-Reifen (SSR steht für „self supporting
runflat”) weist zumindest je ein im Bereich der Seitenwand
eingebrachtes Verstärkungsprofil aus elastomerem Material
aufweist, welches im Querschnitt mondsichelförmig ist,
wobei ein oberes und ein unteres Ende in etwa spitz zuläuft.
Die Verstärkungsprofile bestehen aus Gummi, wobei die Eigenschaften
des Gummimaterials sicher stellen sollen, dass die Verstärkungsprofile
in der Lage sind, den Reifen bei Druckverlust im Pannenfall über
einen gewissen Laufweg selbstragend zu erhalten. Ein SSR-Reifen
ist beispielsweise aus der
DE
2 331 530 A1 bekannt geworden. Überraschenderweise
findet bei einem SSR-Reifen im Notlauf die stärkste oberflächliche
Erwärmung im Bereich des Wulstes, also im Bereich des Wulstkernes
und -profiles auf. Durch eine zu starke Erwärmung kann
das Gummimaterial des Reifens ermüden und/oder sich der
Kern längen, so dass der Reifen vorzeitig ausfallen kann.
Durch die erfindungsgemäße reibungsarme Gestaltung
des Rades ist die Erwärmung des SSR-Reifens im Notlauf
verringert, so dass die Haltbarkeit des Reifens und der Sitz des
Reifens auf der Felge, auch im Notlauf, verbessert ist.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele
darstellen, näher erläutert. Es zeigen die
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1 einen
Radialschnitt durch ein schematisches Fahrzeugrad mit einem PKW-SSR-Reifen;
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2 eine
Computer-Tomographie durch das Fahrzeugrad der 1 im
normalen Betriebszustand;
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3 eine
Computer-Tomographie durch das Fahrzeugrad der 1 im
Notlaufbetrieb.
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Die 1 zeigt
einen Radialschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Fahrzeugrad mit einem PKW-SSR-Reifen. Der Fahrzeugluftreifen 1 weist
einen Laufstreifen 2 und eine Radialkarkasse 3 auf, welche
sich von einem Scheitelbereich 4 über zwei Seitenwandteile 5, 6 oder
Seitenwände nach radial innen erstreckt und in Wülsten 7, 8 verankert
ist. In den Wülsten 7, 8 ist jeweils
ein zugfester Kern 9, 10 eingebettet, welcher
mit dem Reifenfuß jeweils einen festen Sitz durch Reibschluss
auf den Felgensitzflächen 14 einer Felge 11 gewährleistet.
Den Kernen 9, 10 sitzt jeweils ein Wulstkernprofil 21, 22 auf.
Die Seitenwände 5, 6 sind mit je einem
ringförmigen Verstärkungsprofil 12, 13 verstärkt.
Die Verstärkungsprofile 12, 13 dienen
der Versteifung der Seitenwände 5, 6 im
Notlauf, d. h. also, wenn der Fahrzeugluftreifen nahezu oder vollständig
ohne Fülldruck ist. Hierdurch ist der Fahrzeugluftreifen 1 ohne
Betriebsfülldruck über eine gewisse Notlaufstrecke
selbstragend erhalten. Jedes Verstärkungsprofil 12, 13 ist
zwischen Innenschicht 20 und Karkasse 3 angeordnet
und weist ein mondsichelförmiges Profil auf. Zwischen Karkasse 3 und
Laufstreifen 1 ist ein zweilagiger Gürtel 15 angeordnet.
Die beiden Lagen 16, 17 des Gürtels 15 bestehen
aus in eine Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern
aus Stahlcord, welche innerhalb jeder Lage parallel zueinander verlaufen,
wobei die Stahlcorde der einen Lage 16 in kreuzender Anordnung
zu den Stahlcorden der zweiten Lage 17 orientiert sind
und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen
15° und 30° einschließen. Auch die Karkasse 3 kann
in herkömmlicher und bekannter Weise ausgeführt
sein und somit in eine Gummimischung eingebettete, in radialer Richtung verlaufende
Verstärkungsfäden aus einem textilen Material
oder aus Stahlcord aufweisen. Die Karkasse 3 ist um die
Wulstkerne 9, 10 von innen nach außen geführt,
ihre Hochschläge 3a verlaufen neben den Wulstkernprofilen 21, 22 in
Richtung Gürtel 15.
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Die
Felge 11 ist eine Standardfelge mit sich nach radial außen
erstreckenden Felgenhörnern 18, 19. An
dem Fahrzeugluftreifen 1 ist eine reibungsvermindernde
Ausgestaltung nur im Kontaktbereich von Felgenhorn 18, 19 zum
Wulst 7, 8 angeordnet und die Felgensitzfläche 14 und
der Reifenfuß sind um diese reibungsvermindernde Ausgestaltung
ausgespart. Es hat sich gezeigt, dass bei üblichen Radialreifen
im Betrieb erhöhte Temperaturen im Bereich des Wulstkernprofiles 21, 22 durch
Reibung des Reifens am Felgenhorn 18, 19 auftritt,
welche die Haltbarkeit und die Fahreigenschaften des Reifens nachteilig
beeinflussen können.
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Die
reibungsvermindernde Ausgestaltung ist durch die Anordnung eines
reibungsarmen Gummimateriales erfolgt. Diese kann durch die Anordnung eines
geeigneten, sogenannten rimstrips 23, 24 erfolgen.
Der rimstrip 23, 24 ist von oberhalb des Kernes 9, 10 im
Reifenwulst 7, 8 bis auf eine Höhe des
Reifens angeordnet, welche – achsparallel betrachtet – oberhalb
des Felgenhornendes 18, 19 liegt und ist ringkreisförmig über
die Oberfläche des Reifens geschlossen angeordnet.
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Die 2 zeigt
eine Computer-Tomographie durch das schematische Fahrzeugrad der 1 im normalen
Betriebszustand. Zwar weist die in der 2 gezeigte
Reifendimension von der in der 1 gezeigten
Dimension ab, aber die grundsätzlichen Bauteile von Rad
und Reifen sind gleich. Die in der 1 erläuterten
Bauteile des Reifens sind durch die Computer-Tomographie nicht abbildbar.
Die Felge 11 ist eine Standardfelge mit sich nach radial
außen erstreckenden Felgenhörnern 18, 19.
An dem Fahrzeugluftreifen 1 ist eine reibungsvermindernde
Ausgestaltung durch die rim strips 23, 24 nur
im Kontaktbereich von Felgenhorn 18, 19 zum Wulst 7, 8 angeordnet,
während die Felgensitzfläche 14 und der
Reifenfuß um diese reibungsvermindernde Ausgestaltung ausgespart
sind. Die reibungsvermindernde Ausgestaltung ist von oberhalb des
Kernes im Reifenwulst bis auf eine Höhe des Reifens angeordnet, welche
oberhalb des Felgenhornendes liegt.
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Die 3 zeigt
eine Computer-Tomographie durch das schematische Fahrzeugrad der 1 im Notlauf-Betrieb
bei Druckluftverlust. Zwar weist die in der 3 gezeigte
Reifendimension von der in der 1 gezeigten
Dimension ab, aber die grundsätzlichen Bauteile von Rad
und Reifen sind gleich. Die in der 1 erläuterten
Bauteile des Reifens sind durch die Computer-Tomographie nicht abbildbar.
Die Felge 11 ist eine Standardfelge mit sich nach radial
außen erstreckenden Felgenhörnern 18, 19.
An dem Fahrzeugluftreifen 1 ist eine reibungsvermindernde Ausgestaltung
durch die rim strips 23, 24 nur im Kontaktbereich
von Felgenhorn 18, 19 zum Wulst 7, 8 angeordnet,
während die Felgensitzfläche 14 und der Reifenfuß um
diese reibungsvermindernde Ausgestaltung ausgespart sind. Die reibungsvermindernde Ausgestaltung
ist von oberhalb des Kernes im Reifenwulst bis auf eine Höhe
des Reifens angeordnet, welche oberhalb des Felgenhornendes liegt.
Die 3 zeigt, dass der Reifen im Notlauf-Betrieb intensiv
im Bereich der Felgenhörner 18, 19 durch
Reibung belastet wird, wodurch eine starke oberflächliche
Erwärmung des Reifens in diesem Bereich erfolgt.
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- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Laufstreifen
- 3
- Radialkarkasse
- 3a
- Radialkarkasshochschlag
- 4
- Scheitelbereich
- 5
- Seitenwand
- 6
- Seitenwand
- 7
- Wulst
- 8
- Wulst
- 9
- Wulstkern
- 10
- Wulstkern
- 11
- Felge
- 12
- Verstärkungsprofil
- 13
- Verstärkungsprofil
- 14
- Felgensitzfläche
- 15
- Gürtel
- 16
- Gürtellage
- 17
- Gürtellage
- 18
- Felgenhorn
- 19
- Felgenhorn
- 20
- Innenschicht
- 21
- Wulstkernprofil
- 22
- Wulstkernprofil
- 23
- rimstrip
- 24
- rimstrip
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3246131
A1 [0002]
- - DE 2331530 A1 [0013]