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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines schlauchlosen Fahrradreifens auf einer Felge und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Beim Montieren von schlauchlosen Fahrradreifen auf eine Felge ist problematisch, dass der Fahrradreifen nach dem Aufziehen auf die Felge noch nicht luftdicht auf der Felge sitzt. Um die Reifenwülste in luftdichten Eingriff mit der Innenseite der Wulstsitze an der Felge zu bringen, ist ein Luftstoß erforderlich, der dann die Reifenwülste aus der Mitte der Felge heraus nach oben und außen gegen die Wulstsitze rutschen lässt. Mit einem Kompressor lässt sich ein solcher Luftstoß problemlos erzeugen, mit einer handbetriebenen Standpumpe ist es schon mühsam und mit einer konventionellen Fahrradhandpumpe gar nicht möglich. Die bekannten Pumpen, die mit CO2-Kartuschen arbeiten, können in der Regel deshalb nicht verwendet werden, weil das CO2 mit der im schlauchlosen Reifen verwendeten Dichtmilch reagiert.
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Aus der Offenlegungsschrift
US 2014/0113072 A1 ist ein mit Dichtmittel befüllter Beutel bekannt, der ein Ventil aufweist. Der Beutel kann vor oder nach dem Auftreten eines Lecks eines Fahrradreifens in den Fahrradreifen eingesetzt werden. Bei einer Druckbeaufschlagung des Beutels über das Ventil birst der Beutel und das Dichtmittel wird im Fahrradreifen verteilt und kann seine Dichtwirkung entfalten.
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Aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2016 004 879 U1 ist eine in sich geschlossene Dichtmittelkapsel bekannt, die in einen Fahrradreifen eingesetzt wird. Durch eine äußere Druckbeaufschlagung wird das Dichtmittel freigesetzt und dichtet den Fahrradreifen gegenüber einer Felge ab.
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Mit der Erfindung sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren eines schlauchlosen Fahrradreifens auf einer Felge dahingehend verbessert werden, dass eine vereinfachte Montage des Fahrradreifens auf einer Felge möglich ist.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Montieren eines schlauchlosen Fahrradreifens mit zwei umlaufenden Fahrradreifenwülsten auf einer Felge vorgesehen, bei welchem ein mit einem Ventil versehener Beutel in einem Innenraum zwischen Felge und Fahrradreifen angeordnet wird, das Ventil in eine Ventilbohrung der Felge eingesetzt wird und der Beutel mit Luft bis zum Bersten des Beutels befüllt wird, um einen Luftstoß in dem Raum zwischen Felge und Fahrradreifen zu erzeugen.
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Volumendruck und Berstdruck des Beutels sind dabei so bemessen, dass durch das Erzeugen eines Luftstoßes beim Bersten des Beutels die Fahrradreifenwülste des Fahrradreifens schlagartig in Wulstsitze der Felge bewegt oder gepresst werden, an welchen die Fahrradreifenwülste dann dichtend anliegen und gegen die die Fahrradreifenwülste dann über den gesamten Umfang der Felge gedrückt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass nur in dem Beutel ein relativ hoher Druck erzeugt werden muss und nicht in dem gesamten Fahrradreifen. Dies ermöglicht ein relativ ermüdungsfreies Montieren des Fahrradreifens auf der Felge, sogar bei Verwendung einer Hand- oder Fußpumpe. Besonderes Augenmerk ist darauf gerichtet, dass eine Montage des Fahrradreifens ohne Kompressor -also mit einer Hand- oder einer Fußpumpe- erfolgen kann, da bei einem Fahrradreifenwechsel im Gelände selten ein Kompressor zur Hand ist. CO2-Pumpen können in der Regel nicht verwendet werden, da CO2 mit der bei schlauchlosen Fahrradreifen verwendeten Dichtmilch reagiert. Die Erfindung stellt damit ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, mit einfachsten Mitteln die Montage eines schlauchlosen Fahrradreifens durchzuführen. Das Ventil weist einen Dichtring auf, so dass das Ventil luftdicht in einer Ventilbohrung der Felge sitzt. Die Verwendung von flüssigem Dichtmittel ist vorteilhaft. Der Beutel kann beispielsweise aus Butyl oder einem thermoplastischen Polymer, insbesondere einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), bestehen. Der Beutel kann dann vorzugsweise verschweißt sein. Das Ventil ist als sogenanntes Tubelessventil, also mit einem Dichtring, der das Ventil gegen die Felge abdichtet, ausgebildet.
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In Weiterbildung der Erfindung werden die Fahrradreifenwülste des Fahrradreifens im Bereich der Ventilbohrung gegen die Felge durch Befüllen des Beutels mit Luft -vor dem Befüllen des Beutels mit Luft bis zum Bersten des Beutels- angedrückt.
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Der Beutel ist erfindungsgemäß also so bemessen, dass er im befüllten Zustand im Ventilbereich der Fahrradreifenwülste gegen die Felge drückt. Im Ventilbereich dichten die Fahrradreifenwülste also bereits vor dem Bersten des Beutels ab, was das Montieren eines schlauchlosen Fahrradreifens erheblich erleichtert. Indem im Ventilbereich die Fahrradreifenwülste bereits durch den Beutel in ihre korrekte Position gegen die Felgenhörner gedrückt werden, wird über den gesamten Felgenumfang die Spannung der Reifenwülste gegen die Felge erhöht. Dadurch wird die Luftdichtheit zwischen den Reifenwülsten und der Felge über den gesamten Umfang der Felge deutlich erhöht. Auch dies erleichtert die Montage des schlauchlosen Fahrradreifens erheblich. Auch kann ein Sitz des Ventils in einer Ventilbohrung der Felge festgelegt werden und das Ventil kann somit auch während des Luftstoßes beim Bersten des Beutels in einer definierten Position zur Felge verbleiben.
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In Weiterbildung der Erfindung wird der Beutel mit einem Fülldruck zwischen 1 bar und 2 bar zum Andrücken der Fahrradreifenwülste des Fahrradreifens im Bereich der Ventilbohrung gegen die Felge befüllt.
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Durch Befüllen des Beutels mit einem relativ geringen Druck können die Fahrradreifenwülste im Bereich der Ventilbohrung bereits an Wulstsitze der Felge angelegt werden, wodurch das Ventil die definierte Position zur Felge während des Luftstoßes beim Bersten des Beutels beibehalten kann und im Bereich des Ventils die Fahrradreifenwülste bereits dichtend an der Felge anliegen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Befüllen des Beutels mit einem Fülldruck zwischen 3 bar und 15 bar bis zum Bersten des Beutels vorgesehen.
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Ein Fülldruck des Beutels zwischen 3 bar und 15 bar reicht aus, um einen ausreichend großen Druckstoß zu erzeugen, der sofort nach dem Bersten des Beutels die Fahrradreifenwülste dichtend an die Wulstsitze der Felge anlegt. Bei einem Bersten des Beutels oberhalb eines Betriebsdrucks des Fahrradreifens verteilt sich die im Beutel komprimierte Luft im Fahrradreifen, wodurch der Fahrradreifen dann einen Bruchteil des Betriebsdrucks oder auch den gewünschten Betriebsdruck erreichen kann. Die Höhe des Berstdrucks ist dabei nicht entscheidend und kann durch einfache Versuche für einen jeweiligen Reifen ermittelt werden. Entscheidend ist, dass beim Bersten des Beutels ein Luftstoß erzeugt wird, der dann ausreicht, um die Wülste des Fahrradreifens über den gesamten Umfang der Felge in die Wulstsitze der Felge schnappen zu lassen. Dabei kann ein Berstdruck des Beutels ausreichen, der etwa im Bereich des vorgesehenen Fülldrucks des Reifens liegt. Beispielsweise werden Rennradreifen mit einem Fülldruck von etwa 8 bar aufgepumpt. Ein Berstdruck des Beutels kann für einen Rennradreifen bei einem Druck von 8 bar oder sogar darunter liegen. Bei weniger stark aufgepumpten Reifen, beispielsweise Tourenreifen oder auch Mountainbikereifen, kann beispielsweise auch das eineinhalbfache des vorgesehenen Fülldrucks des Reifens völlig ausreichend sein.
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In Weiterbildung der Erfindung wird der Beutel vor dem Anordnen des Beutels zwischen Felge und Fahrradreifen teilweise mit flüssigem Dichtmittel befüllt.
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Vorteilhaft kann somit nicht nur eine Montagehilfe mittels des Beutels bereitgestellt werden, sondern gleichzeitig kann auch ein Dichtmittel in den Fahrradreifen eingebracht werden, das hilft, den Fahrradreifen gegen die Felge abzudichten, poröse Stellen am Fahrradreifen abzudichten und/oder im Falle eines Durchstichs den Fahrradreifen abdichten kann.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Montieren eines schlauchlosen Fahrradreifens auf einer Felge mit einem Beutel mit einem Ventil vorgesehen, wobei der Beutel zur Anordnung in einem Innenraum zwischen Felge und Fahrradreifen und das Ventil zur abschnittsweisen Anordnung in einer Ventilbohrung der Felge ausgebildet ist. Der Beutel ist ausgebildet, beim Befüllen mit einem Druck, der größer ist als der Berstdruck des Beutels, beim Bersten einen Luftstoß zum Bewegen der Fahrradreifenwülste über den gesamten Umfang der Felge in Wulstsitze der Felge zu erzeugen.
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Durch eine Positionierung des Beutels in einem Inneren oder einer Luftkammer des Fahrradreifens kann der Beutel als Montagehilfe aus dem Inneren des Fahrradreifens heraus wirken. Entsprechend ist, abgesehen von einer Druckquelle, kein weiteres Werkzeug zur Montage des Fahrradreifens nötig. Die Montage des Fahrradreifens mittels des Druckstoßes von innen ist zeiteffizient und leicht durchzuführen, da lediglich der Fahrradreifen zwischen den Fahrradreifenwülsten der Felge positioniert und der Beutel mit dem Ventil zur Ventilbohrung ausgerichtet wird. Ein Anlegen beziehungsweise Andrücken und Abdichten der Fahrradreifenwülste in die Wulstsitze der Felge erfolgt durch den Druckstoß des berstenden Beutels. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein schlauchloser Fahrradreifen auch dann problemlos montiert werden, wenn lediglich eine Handpumpe zur Verfügung steht.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Beutel in einem mit Luft befüllten und nicht geborstenen Zustand eine Breite auf, die größer ist als der Abstand der Fahrradreifenwülste des Fahrradreifens in einem an der Felge anliegenden Zustand.
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Durch diese Ausgestaltung können alleine durch Befüllen des Beutels mit Luft die Fahrradreifenwülste im Bereich der Ventilbohrung in die Wulstsitze der Felge gedrückt werden und auch über den restlichen Umfang der Felge werden die Reifenwülste gegen die Felge gezogen und liegen dadurch dicht auf der Felge auf. Beim Bersten des Beutels ist die Position des Ventils zur Ventilbohrung bzw. der Felge somit bereits definiert und gesichert und im Bereich des Ventils liegen die Fahrradreifenwülste bereits dichtend an der Felge an.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Beutel wenigstens teilweise mit flüssigem Dichtmittel gefüllt.
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Vorteilhaft kann der Beutel ab Werk mit einem Dichtmittel befüllt sein, was zu einer sauberen und einfachen Montage des Fahrradreifens führt, da nicht mit flüssigem Dichtmittel hantiert werden muss. Weiterhin vorteilhaft ist, dass eine für einen jeweiligen Fahrradreifen exakt bemessene Menge an Dichtmittel in dem Beutel vorhanden sein kann. Beispielsweise werden für einen Rennradreifen etwa 30 ml Dichtmittel benötigt, für einen Mountainbikereifen etwa 60 ml und ab einer Reifenbreite von 60 mm werden etwa 90 ml Dichtmittel eingesetzt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Beutel aus einem Material gefertigt, dessen Eigenschaften und dessen Wandstärke den Berstdruck des Beutels definieren.
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Der Berstdruck kann mittels Eigenschaften wie Wandstärke oder Elastizitätsgrenze eingestellt werden, somit ist vorteilhaft ein definierter Berstdruck in beliebigen Druckbereichen möglich.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Beutel wenigstens eine Sollbruchstelle auf, die den Berstdruck des Beutels definiert.
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Der Berstdruck kann mittels der Sollbruchstelle festgelegt werden. Dabei ist eine Druckbeständigkeit des Materials des Beutels höher als eine Druckbeständigkeit der Sollbruchstelle, so dass der Beutel vorteilhaft an einer konstruktiv definierten Stelle birst.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Sollbruchstelle als Bereich des Beutels mit gegenüber dem übrigen Material des Beutels geringerer Wandstärke ausgebildet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Sollbruchstelle als Naht ausgebildet.
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Die Naht kann durch Kleben, Nähen oder Verschweißen oder einer Kombination daraus erzeugt sein. Das Erzeugen einer Naht durch Verschweißen ist dabei besonders bevorzugt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Naht als genähte Naht ausgebildet, wobei ein Faden der Naht den Berstdruck des Beutels definiert.
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Dabei kann der Berstdruck über eine Fadenstärke oder eine Reißfestigkeit des Fadens variiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Naht als geschweißte Naht ausgebildet.
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Vorteilhaft kann eine geschweißte Naht ohne Zusatz weiterer Verbindungsmittel wie bspw. Faden oder Klebstoff hergestellt werden, was den Herstellungsprozess vereinfacht.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Naht als geklebte Naht ausgebildet.
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Bei einer geklebten Naht kann vorteilhaft der Berstdruck über die Kohäsions- oder Adhäsionskräfte des Klebstoffes eingestellt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung beträgt ein Volumen des Beutels unmittelbar vor Erreichen des Berstdrucks weniger als 1/20 des Volumens des befüllten Fahrradreifens.
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Da der Beutel somit relativ klein und damit leicht gestaltet ist, verursachen nach dem Bersten des Beutels im Fahrradreifen verbleibende Beutelfragmente keine Unwucht im Fahrradreifen.
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In weiterer Ausgestaltung erstreckt der Beutel sich über einen Bruchteil des Umfangs des Fahrradreifens, insbesondere über 1/20 bis 1/3 des Umfangs.
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In weiterer Ausgestaltung weist der Beutel ein Volumen auf, das einen Bruchteil des Volumens des Innenraums beträgt, insbesondere 1/20 bis 1/3 des Volumens.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der verschiedenen Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombinationen von Einzelmerkmalen ohne weitere Merkmale mit denen sie im Zusammenhang beschrieben oder dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer Felge mit einem erfindungsgemäßen Beutel,
- 2 eine Querschnittansicht der in 1 gezeigten Felge samt des Beutels und
- 3 eine Seitenansicht des in 1 angedeuteten Beutels samt Ventil.
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1 zeigt ein Laufrad für ein Fahrrad, das zentral eine Nabe 1 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Fahrradgabel oder einem nicht dargestellten Fahrradrahmen aufweist. An der Nabe sind Speichen 2 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel radial verlaufen. In einem der Nabe 1 abgewandten Bereich der Speichen 2 ist konzentrisch zur Nabe 1 eine Felge 3 angeordnet. In einem den Speichen 2 abgewandten Bereich der Felge 3 ist ein schlauchloser Fahrradreifen 4 angeordnet. In einer Betrachtungsebene der 1 in einem oberen Innenbereich weist die Felge 3 eine Ventilbohrung 5 auf. In der Ventilbohrung 5 ist ein Ventil 6 angeordnet. In einem Inneren des Fahrradreifens 4 ist gestrichelt ein an und für sich nicht sichtbarer kreisringabschnittförmiger Beutel 7 dargestellt. Der Beutel 7 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Umfang mit etwas weniger als 1/6 eines Umfangs des Fahrradreifens 4 auf.
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2 zeigt das Ventil 6, die Felge 3 und den Fahrradreifen 4 in einer Querschnittsansicht. An einem inneren Umfang des Fahrradreifens 4 liegt der Beutel 7 an. Ein innerer Querschnitt der Felge 3 und ein innerer Querschnitt des Fahrradreifens 4 definieren eine Luftkammer 14, in welcher ein Betriebsdruck, bei welchem der Fahrradreifen 4 einen Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck aufweist, für den Fahrradreifen 4 bereitgestellt werden kann. Der Beutel 7 ist mit dem Ventil 6 verbunden und der Beutel 7 kann über das Ventil 6 mittels einer Luftpumpe, insbesondere einer Hand- oder Fußpumpe, mit Druck beaufschlagt werden. In 2 ist ein Beutel 7 dargestellt, bei welchem der Beutel 7 einen Druck aufweist, der niedriger ist als ein Berstdruck des Beutels 7. Der Beutel 7 ist somit noch vollständig intakt und liegt an der Innenkontur des Fahrradreifens 4 an. Der Beutel 7 kann in diesem Zustand zusätzlich ein flüssiges Dichtmittel 16 enthalten. Der Beutel 7 besteht aus Butyl oder TPU. Das Ventil 6 ist als sogenanntes Tubelessventil ausgebildet und mit einem Dichtring 11 versehen, so dass es luftdicht in der Ventilbohrung 5 der Felge 3 sitzt.
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Der Fahrradreifen 4 weist in seinem der Felge 3 zugewandten, offenen Bereich Fahrradreifenwülste 8 auf. Die Fahrradreifenwülste 8 liegen in 2 in einem Bereich der Ventilbohrung 5 an Wulstsitzen 9 der Felge 3 an. Im Bereich der Ventilbohrung 5 ist an einem Ventilkörper 10 des Ventils 6 ein Dichtring 11 angeordnet, der den Ventilkörper 10 gegenüber der Ventilbohrung 5 der Felge 3 abdichtet. Der Ventilkörper 10 weist in seinem der Nabe 1 zugewandten Bereich ein Außengewinde 12 auf, auf das eine Mutter 13 geschraubt ist, um das Ventil 6 gegenüber der Felge 3 zu fixieren.
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In 3 ist der Beutel 7 in einem nicht geborstenen Zustand dargestellt. In einem in der Betrachtungsebene der 3 mittleren, unteren Bereich sind der Dichtring 11 zur Abdichtung gegenüber der Felge 3 und die Mutter 13 zur Fixierung des Ventils 6 gegenüber der Felge 3 angeordnet. Weiterhin ist eine radial um den Beutel 7 umlaufende Sollbruchstelle 15 gezeigt, die im dargestellten nicht geborstenen Zustand geschlossen ist. Wenn der Beutel 7 aus TPU besteht, kann die Sollbruchstelle 15 beispielsweise als Schweißnaht ausgebildet sein.
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Um den Fahrradreifen 4 auf der Felge 3 zu montieren, wird in üblicherweise zunächst ein Wulst des Fahrradreifens 4 auf die Felge aufgezogen. Dann setzt eine Bedienperson den Beutel 7 in den schlauchlosen Fahrradreifen 4 ein, also in den Zwischenraum zwischen der Felge und dem Fahrradreifen 4. Danach führt die Bedienperson den Ventilkörper 10 des Ventils 6 in die Ventilbohrung 5 der Felge 3 ein und zieht den Fahrradreifen 4 dergestalt auf die Felge 3 auf, dass die Fahrradreifenwülste 8 des Fahrradreifens 4 zwischen den Wulstsitzen 9 auf der Felge 3 angeordnet sind. Die Fahrradreifenwülste 8 liegen dabei in der Regel noch nicht an den Wulstsitzen 9 an, sondern können sogar noch in der Mitte der Felge 3, also an deren tiefster Stelle, angeordnet sein. Danach richtet die Bedienperson das Ventil 6 gegenüber der Felge 3 aus und verschraubt die Mutter 13 mit dem Außengewinde12 des Ventils 6. Das Ventil 6 ist als sogenanntes Tubelessventil ausgebildet und weist daher den Dichtring 11 auf, der für einen luftdichten Sitz des Ventils 6 in der Ventilbohrung 5 sorgt.
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Nun beaufschlagt die Bedienperson den Beutel 7 mittels einer Hand- oder Fußpumpe mit einem Druck von 1 bar bis 2 bar, was dazu führt, dass sich der Beutel 7 füllt und ausdehnt und den in 2 dargestellten Zustand annimmt. Dabei werden die Fahrradreifenwülste 8 gemäß 2 im Bereich der Ventilbohrung 5 von dem Beutel 7 an die Wulstsitze 9 gepresst. Im Bereich der Ventilbohrung 5 und im Wesentlichen über die Länge des Beutels 7 liegen die Fahrradreifenwülste 8 somit gemäß 2 bereits dichtend an den Wulstsitzen 9 an. Auch über den restlichen Umfang der Felge 3 werden die Fahrradreifenwülste 8 dadurch gegen die Felge 3 gespannt, beispielsweise gegen die tiefste Stelle in der Mitte der Felge 3, und liegen dadurch dichtend an der Felge 3 an.
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Durch weiteres Aufpumpen erhöht sich der Druck im Beutel 7 bis ein konstruktiv vordefinierter Berstdruck erreicht ist, der beispielsweise 3 bar bis 15 bar beträgt. Der Berstdruck wird je nach dem vorgesehenen Anwendungsfall eingestellt und kann beispielsweise bei Rennradreifen bei dem vorgesehenen Fülldruck des Reifens liegen. Bei Tourenreifen oder Mountainbikereifen kann der Berstdruck beispielsweise auch nur das 1,5fache des vorgesehenen Fülldrucks betragen. Ist der Berstdruck erreicht, birst die Sollbruchstelle 15 des Beutels 7 und ein im Beutel 7 komprimiertes Luftvolumen verteilt sich als Druckstoß schlagartig über die gesamte Luftkammer 14 des Fahrradreifens 4. Durch den Druckstoß werden die Fahrradreifenwülste 8 entlang des vollständigen Umfangs der Felge 3 in die Wulstsitze 9 gepresst. Die Fahrradreifenwülste 8 schnappen also von ihrer Ausgangslage, beispielsweise im vertieften Bereich in der Mitte der Felge 3 oder von einer von den Wulstsitzen 9 beabstandeten Position, in ihre in 2 gezeigte Position in den Wulstsitzen 9. Dadurch wird schlagartig ein luftdichter Sitz der Fahrradreifenwülste 8 in den Wulstsitzen 9 erzielt. Zudem verteilt sich das aus dem Beutel 7 austretende Dichtmittel 16 über die Luftkammer 14 des Fahrradreifens 4 und dichtet die Luftkammer 14 zwischen dem Fahrradreifen 4 und der Felge 3 zusätzlich gegenüber der Umgebung ab, indem eventuell noch vorhandene kleine Leckstellen geschlossen werden.
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Nun kann die Bedienperson einen gewünschten Fahrradreifendruck durch eine weitere Druckerhöhung oder auch eine Druckreduktion einstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0113072 A1 [0003]
- DE 202016004879 U1 [0004]
