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Luftreifen und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft
eine Reifenkonstruktion und deren Herstellung, insbesondere für geformte Luftreifen,
die durch Verbinden neuartiger geformter Teile gebildet werden.
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Luftreifen sind komplexe Gebilde, die im Hinblick auf zahllose Aufgaben
entwickelt werden. Viele dieser Aufgaben ergeben sich daraus, dass man verschiedene,
in hohem Nasse unterschiedliche Materialien zu einem einheitlich funktionierenden
Gegenstand vereinigt. Der typische Luftreifen ist gekennzeichnet durch seinen etwa
hufeisenförmigen Querschnitt.
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Der grösste Teil des Reifens besteht aus einem Textilmaterial, wie
z.3. Baumwolle, Rayon oder Nylon, das in vulkanisierten Gummi eingeschlossen ist
oder in ein gleichwertiges Material.
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Zusätzlicher abriebfester Gummi oder ein Ersatz hierfür bilden den
Laufstreifenteil, der die Strasse berährt ; der radial am weitesten einwärts gelegene
Teil bsw. die Wulste des Reifens - die den Enden des Hufeisens entsprechen - enthalten
einen Ring aus vielsträhnigem drahtseil oder einen Seilring, und diesen Teil. des
Reifens undehnbar auszubilden,
Solche Reifen werden in umständlicher
Weise hergestellt, indem man Lagen von mit Gummi überzogenem Textilgewebe auf eine
Reifenzufbautrommel wickelt, wobei die Wulstverstärkung entsprechend angeordnet
und von den Lagen eingeschlossen wird.
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In diesem Stadium sieht der zukdnftige Reifen wie ein endloses 3and
aus und wird als "Reifenband" bezeichnet. Nach Abnabme von der trommelartigen Reifenaufbaumaschinen
muss das Reifenband in seine bekannte toroidale Gestalt geformt und danach vulkanisiert
werden.
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Dieses gesamte Verfahren erfordert nicht nur hochbezahlte, geschickte
Arbeitskräfte, teuere Vorrichtungen und erheblichen Zeitaufwand, sondern birgt auch
die Gefahr einer Vielzahl kostspieliger Irrtümmer in sich. Z. B. kann eine falsche
Anordnung der Wulstverstärkungen auf der reifenaufbaumaschine zu einem Reifenband
führen, das unrund ist. Aus solchen Bändern geformte Reifen haben dann eine Zusammenballung
von Material auf einer Seite und gestrecktes Gewebe auf der anderen, wobei eine
Jede solche Verlagerung des Gewebes einen frühzeitigen Reifenausfall zur Folge haben
kann.
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Weniger augensoheinlich aber ebenso nachteilig kann eine einfache
Falschbehandlung des Reifenbandes sein, die eintritt, nachdem es gebildet worden
ist und bevor es geformt wird.
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Wenn man das Reifenband flach liegen oder auf einer zu schmalen Stütze
hängen, oder es falten lässt, oder es dem Gewicht eines anderen Gegenstandes unterworfen
werden lässt, so bedeutet dieses eine Falschbehandlung. Jedes dieser Dinge
kann
bewirken, dass die WulstveratErkung knickt-und wenn ein solcher knick einmal auftritt,
so gibt keinen brauchbaren Wegs ihn wieder zu beseitigen. Die Gefahr tritt auf,
wenn ein geknickter Wulstdraht in den Reifen einvulkanisiert wird Selbst ein unrichtiges
Einlegen des Reifens in die form- und Vulkanisierpresse oder ein unrichtiges Herausnehmen
des Reifens aus derselben kann nicht wieder gutzumachenden Schaden zur Folge haben.
Und nachdem der Reifen die verschiedenen "Fussangeln" der Herstellungsvorgänge erfolgreich
Uberlebt hat, besteht immer noch die Gefahr, dass er sorglos auf die Felge montiert
wird, auf der er verwendet werden soll. Jeder Versuch, den Wulst mit Gewalt über
die Felgenflansche zu drücken, kann zur Folge haben, dass der Wulstdraht geknickt
wird oder sich vom Gummi löst und von dem Material, das ihn umgibt. Ein Knicken
des Wulstes kann dazu fUhren, dass die auf den Wulst wirkenden Kräfte sich an einer
Stelle konzentrieren und damit wiederum zu einer Lösung des Wulstkernes von dem
umgebenden Material fahren. Eine Lokalisierung der Kräfte führt schliesslich zu
einem Kristallisieren des Drahtes, so dass an diesem Punkt ein Fehler auftreten
kann. Eine Trennung des Wulstkernes von dem umgebenden Material kann dazu führen,
dass eine Korrosion auftritt, und noch gefährlicher ist es, dass ein von dem ihn
umgebenden Material getrennter Wulstkern soviel Hitze erzeugt, dass er das umgebende
Material schliesslich verkohlt und vollständig zerstort.
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Die Reifenhersteller sind sich all dieser Schwierigkeiten wohl bewusst
und suchen ständig nach Verfahren und nach
Materialien, um einige
oder alle dieser Nachteile zu beseitigen. Ein bekannter Versuch zur Vermeidung all
dieser Schwierigkeiten besteht darin, den Reifen sogleich in seiner toroidalen Gestalt
aufzubauen. Hierbei wurde Polyurethan verwendet, aber diesar Versuch war zum Scheitern
verurteilt weil Polyurethan die Eigenschaft hat zu "wachsen"; die daraus hergestellten
Reifen taten es ebenfalls, sie streckten oder dehnten sich, bis der Reifen zu gross
wurde für das Rad und das Felgenbett.
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Diese Reifen wuchsen schliesslich über die Felgenflansche hinaus und
konnten nicht auf dem Rad gehalten werden und in einigen Fällen streckten sie sich
so weit, dass sie sich bei der Fahrt and den Kotflügeln rieben.
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Bs ist daher die Hauptaufgabe der Erfindung, einen Luftreifen und
ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, die es erlauben, dass ein Reifen
aus elastomerem Material, sogar ans Polyurethan gebildet werden kann, jedoch so,
daan er seine Grösse innerhalb annehmbarer Toleranen beibehält.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen reifen und ein Herstellungsverfahren
zu schaffen, die eine Wulstverstärkung verwenden, die nicht der Gefahr eines Knickens
unterliegt, wie dies bei einer Drahtverstärkung bekannter Art der Fall ist. Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reifen und ein Verfahren zu seiner Herstellung
zu schaffen, durch die zwei oder mehr geformte Teile zu einer toroidalen Gestalt
vereint werden können, und zwr schnell und billig.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es einen Reifen der beschriebenen
Art zu schaffen, der mit oder ohne Schlauch verwendbar ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen' Reifen der beschriebenen
Art zu schaffen, der wahlweise mit verschiedenen Laufflächen versehen werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reifen der beschriebenen
Art zu schaffen, der vor der Benutzung kompakt gelagert werden kann und der unter
einer Vielzahl von möglichen Bedingungen verwendbar ist. Seblieselich-ist esAufgabe
der Erfindung, einen Reifen der beschriebenen Art zu schaffen, der leicht auf einer
üblichen Plachbettfelge montiert werden kann und der ebenso leicht auf'einer Breitbett-Selge
montiert werden kann. Diese und andere Aufgaben der Erfindung ebenso wie die Vorteile
derselben gegenüber bekannten Reifen werden sieh im einzelnen anhand der folgenden
detaillierten Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen ergeben und werden erreicht
durch die im folgenden zu beschreibenden und beanspruchten Mittel.
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Eine bevorzugte und zwei alternative Reifenausbildungen zusammen mit
den bevorzugten Formen des Herstellungsverfahrens werden als Ausführungsbeispiele
in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und im folgenden im einzelnen beschrieben,
ohne dass dabei versucht werden soll, alle die verschiedenen Normen und Abänderungen
darzustellen, in denen die Erfindung verwendet werden kann.
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In den Zeichnungen steilen dar: Figur 1 einen Querschnitt durch eine
Art eines Luftreifens mit Schlauch entsprechend der Erfindung und einen Teil einer
flachen Breitbasisfelge, auf die der Reifen montiert ist, Figur 2 eine perspektivische
Darstellung des Kerns, der zum Formen eines Reifenabschnitts des in Figur 1 dargestellten
Reifens verwendet wird, Figur 3 eine Ansicht entsprechend Figur 2, mit einem auf
dem Kern angeordneten Gurt aus undebnbarem Material, Figur 4 eine Ansicht entsprechend
Figur 3 mit einer über den Kern gestreckten ringfrmig gewirkten Yerstärkungsmuffe,
Figur 5 einen vergrösserten Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Figur 4, Figur
6 eine perspektivische Ansicht der Form, die zum Forman eines Reifenabschnitts des
in Figur 1 dargestellten Reifens verwendet wird, Figur 7 einen Vergrösserten Querschnitt
entlang der Linie 7-7 in Figur 6, Figur 8 einen Querschnitt diametral durch die
mit dem Kern zusammengesetzte Form, um im Querschnitt die Formhöhlung zu zeigen,
die zum Formen des Reifenabschnitts dient, mit dem undehnbaren Gewebe und der Verstärkungsmuffe
darin,
Figur 9 eine Ansicht entsprechend Figur 8, die den geformten
Reifenabschnitt darstellt, Figur 10 einen Querschnitt durch einen geformten Reifenabschnitt,
nachdem er aus der Form entnommen ist, Figur 11 eine Aufsicht auf die Form und mit
dem darin montierten Kern, die zum Formen des Laufstreifenabschnitts des Reifens,
wie er in Figur 1 dargestellt ist, dienen, Figur 12 eine vergrösserte Aufsicht entlang
der Linie 12-12 in Figur 11, die das trennbare Gelenk für den den Laufstreifen formenden
Kern eigt, Figur 13 einen Querschnitt entlang einer Linie 13-13 in Figur 11, um
die Formhöhlung zum Formen des Laufstreifenabschnitts zu zeigen, und zwar im Querschnitt
und mit einem darin angeordneten undehnbarem Verstärkungsgewebe, Figur 14 eine Ansicht
entsprechend Figur 13, die den geformten Laufstreifenabschnitt zeigt, Figur 15 eine
perspektivische Ansicht des geformten Laufstreifenabschnitts, nachdem er aus der
Form entnommen ist, Figur 16 einen Querschnitt entlang einer Linie 16-16 in Figur
15, Figur 17 eine Vorderansicht teils im schnitt und teilweise weggebrochen, die
zwei einander gegenüberliegende Reifenabschnitte darstellt und einen dazwischen
angel ordneten Laufstreifenabschnitt, bevor der mit einem Luftschlauch versehene
Reifen aufgepumpt ist,
Figur 18 einen Querschnitt, der eine Art
der Verbindung von zwei Reifenabschnitten zwecks schlauchlosen Aufpumpens darstellt,
und Figur 19 eine Ansicht eintsprechend Figur 1, die eine andere Ausführungsform
eines nach der Erfindung geformten Reifens in zwei Stücken darstellt.
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Ein Reifen nach der Erfindung besteht grundsätzlich aus zwei geformten
Reifenabschnitten, die, wenn sie zueinanderpassend oder gegenüberliegend als Paar
angeordnet werden, eine Reifenkarkasse bilden. Jeder Karkassenabschnitt ist ringförmig
mit im wesentlichen sichelförmigem Querschnitt und hat einen radial inneren Montagefuss,
der den Wulstteil bildet und mit dem Flansch der Felge, auf die der Reifen montiert
wird, in Eingriff gelangt. Eine Seitenwand erstreckt sich radial auswärts von dem
Motagefuss aus und endet in einem etwa quer dazu axial orientierten Verbindungsflansch,
der zugleich das Kissen begrenzt, das den kreisförmig darum herumliegenden ringförmigen
Laufflächenteil trägt.
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Verschiedene Mittel können vorgesehen werden, um die Terblndungsflansche
einander gegenüberliegender Reifenabschnitte miteinander zu verbinden, um den Reifen
zu vervollständigen.
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In Jedem Falle hat der Reifen, wenn er. so zusammengesetzt ist, die
Ubliche toroidale Gestalt und hat die übliche Laufstreifenoberfläche, mit der er
die Strasse berUhrt. Ein solcher Reifen kann billig und auf einfache Weise aus elastomerem
Material hergestellt werden, das in einer ringförmigen Formhühlung
geformt
wird, in dem vorgenannten etwa sichelförmigen Quer schnitt. Für solche Materialien,
die ihre Grösse, in der sie geformt wurden, nicht beibehalten, wird undehnbares
Verstärkungsgewebe nicht nur zwischen den Montagefuss und die Verbidungsflanschteile
des Reifenabschnittes eingearbeitet, sondern bei Reifenausbildungen, die einen dritten
oder Laufstreifenabschnitt verwenden, auch in diesen Laufstreifenabschnitt. Um einen
Seitenwandteil zu verstärken, kann eine nicht faltenbildenide, ringförmige gewebte
Muffe darin angeordnet werden.
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Es folgt nun eine ins einzelne gehende Beschreibung der Erfindung
anhand der zeichnungen. Eine Ausführungsform des Reifens 10 ist in Figur 1 auf eine
Felge 11 montiert dargestellt. Die Felge 11 ist eine breitbasisfelge und besteht
aus zwei Abschnitten, die beide eine Tragfläche 12 aufweisen, die in einem radialeinwärts
gerichteten Flansch 13 endet, mittels dessen die beiden Abc-hnitte miteinander der
bunden werden können und mittels dessen die Felge auf einem nicht dargestellten
Rad montiert werden kann0 An gegenüberliegenden Enden Jeder Tragfläche ist ein radial
geneigter Wulstsitz 14 angeordnet, der in einem radial gerichteten Wulstflansch
15 endet. Eine solche Felge ist bekannt und wird häufig verwendet auf motorangetriebenen
golfwagen, Industriewagen und dgl..
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Der Reifen 10 wie er in Figur 1 dargestellt ist, wird in drei zueinander
passenden Teilen zwei Reifen- oder Karkassenabschnitten17 und 18 und einem Laufflächenabschnitt
19 -geformt
und wird mittels eines Luftschlauches 20 mit üblichem
Ventil 21, das sich durch die Tragfläche 12 eines der Felgenabschnitte hindurch
erstreckt, aufgepumpt. Jeder Reifenabschnitt hat einen ringförmigen Montagefuss
2 an seinem radial inneren Teil zwecks Anlage an der Felge 11. Um die en sen neuen
Reifen vorhanden/Felgenkonstruktionen anpassen zu können, kann der Montagefuss 22
mit einer etwa axial ausgerichteten Fussfläche 23 versehen sein, die an dem üblichen
Wulstsitz 14 anliegt, und die Aussenwand 24 des Montagefusses 22 kann so gestaltet
sein, dass sie an dem Ublichen Wulstflansch 15 anliegt zwecks axialen Festhaltens
des Montagefusses 22 auf der Felge 11.
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Jeder Reifenabschnitt 17 und 18 hat ausserdem Seitenwände 25, die
radial auswärts gekrümmt sind und weg von dem Montagefuss 22 und die in einem ringförmigen,
etwa querliegenden, axial orientierten Verbindungsflansch 26 enden. Bei der in Figur
1 dargestellten Reifenform ist auf der radial äusseren Oberfläche jedes Verbindungsflansches
26 eine Mehrzahl von Umfangszhnungen 28 vorgesehen. Jede Zahnung 28 hat eine axial
geneigte, einwärtsführende Flanke 29 und eine radial gerichtete Anschlagflanke 30,
die zu der Seitenwand 25 hin gerichtet ist.
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Die Zahnungen 28 auf den beiden Reifenabschnitten 17 und 18 greien
passend in entsprechende Zahnungen 31 auf der radial inneren Oberfläche 32 des ringförmigen
Laufstreifnabschnittes 19 ein.
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Die Zahnungen 31A auf der Hälfte des Laufstreifenabschnittes 19, die
von den Zahnungen 28 auf dem Reifenabschnitt 17
ergriffen werden,
sind entgegengesetzt ausgerichtet zu den Zahnungen 31B auf der Hälfte des Laufstreifenabschnittes
19, die mit den Zahnungen 28 auf dem Reifenabschnitt 18 in Eingriff stehen, so dass
sie zusammenwirkend die Abschnitte zusammehalten, wenn der Schlauch 20 aufgepumpt
ist Die radial äussere Oberfläche des Laufstreifenabschnittes 19 kann mit jedem
gewünschten Lafustreifenmuster versehen werden.-Wie dargestelU,-ergeben eine Mehrzahl
von um den Umfang verteilten axial orientierten Rippen 34 ausgezeichnete Greifeigenschaften
auf Sand und sind ebenso wirksam auf Gras. Yerschiedene Laufstreifenausbildungen
können für unterschiedliche Verwendungsbedingunen Anwendung finden.
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Die Karkassen-oder Reifenabschnitte 17 und 18 ebenso wie der Laufstreifenabschnitt
19 können wahlweise auf jedem gewünschten elastomeren Material geformt werden. Bei
solchen Materialien, die dimensionsstabil sind, brauchen die bschnitte nur aux dem
Material slbst geformt und dann montiert zu werden.
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Wenn jedoch ein Material Verwendung findet, das bezüglich seiner Abmessungen
instabil ist, etwa weil es "wächst", so sind gewisse Verstärkungen der geformten
Abschnitte erforderlich. Wie aus Figur l zu ersehen, enthält der Montagefuss 22
deshalb Verstärkungsmittel, z.B. einen Gurt oder ein Gewebestück 35, die zumindest
in Umfangsrichtung so undehnbar wie möglich sein müssen, um den Montagefuss 22 auf
der Felge 11 zu halten. Der Verbindungsflansch 26 und der Laufstreifenabschnitt
19 enthalten ebenfalls Verstärkungsgurte 37 und 38,
die die Abmessungsstabilität
sichern, die erforderlich ist, um den Teil 19 auf den Abaohnitten 17 und 18 su halten,
und um auch eine Auswechselbarkeit der einzelnen Teile zu gewährleisten. Auf diese
Weise ist es möglich, wenn irgendein Bestandteil des Reifens bei der Benutzung beschädigt
wird, nur den beschädigten Teil auszuwechseln und nicht etwa den ganzen Reifen.
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Vorzugsweise sollte der Gurt 37 nur ein minimales Wachstum in seitlicher
Richtung erlauben, Jedoch ein gewisses Wachstum in Umfangsrichtung, , so dass die
Verbindungeflansche sich vollständig in den Laufstreifenteil 19 hinein ausdehnen
können. Der Laufstreifenteil 19 muss dann die Umfangsabmessung stabilisieren und
es ist deshalb erforderlich, dass der Gurt 38 so undehnbar als möglich in Umfangsrichtung
gehalten wird.
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Der Gurt 38 muss auch möglichst undehnbar in Seitenrichtung sein,
um die erforderliche Kraft aufzubringen, damit der Laufstreifenabschnoitt 19 die
Reifenabschnitte 17 und 18 zusammenhalten kann. Zwecks Vereinfachung der Herstellung
der Verstärkungsgurte 35, 37 und 38 können sie jedoch aus dem gleichen Material
bestehen.
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Es bat sich herausgestellt, dass quer gewobenes Tuch, vorzugsweise
Rayon, die erforderlichen Kräfte aufbringen kann, obgleich auch Materialien wie
Nylon, Glasfasern, Draht od. dgl. zufriedenstellend verwendbar sind. Ein quer gewobenes
Tuch von einer stärke und aus einem Material, die im Einblick auf den Jeweiligen
Verwendungszweck des Reifens 10 ausgewählt
werden, ergeben hervorragende
Stärke in Richtungen parallel zu sowohl den Ketten- als auch den Schussfäden. Wenn
daher der Gurt 98 aus gewebtem Material so angeordnet wird, dass sich die Xettenfäden
ringförmig um den Laufstreifenabschnitt 19 erstrecken, so bewirken sie die erforderliche
Umfangsverstärkung und die Schussfäden ergeben die gewünschte seitliche Dimensionsstabilität.
Die Gurte 35 und 37 sind im Montagefuss 22 und in dem Verbindungsflansch 26 entsprechend
angeordnet.
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Das quer gewobene Verstärkungstuch sollte ein loses Gewebe sein, d.h.
ein offenes Gewebe mit Zwischenräumen zwischen den parallelen Ketten und, den parallelen
Scbussfäden. Solches Gewebe ergibt grosse Adhäsionskräfte zwischen dem Gewebe und
dem elastomeren Material, weil das elastomere Material leicht die Zwischenräume
zwischen den Fäden durchdringen und durch diese hindurch eine homogene Verbindungsmasse
bilden kann. Für die meisten Anwendungsformen ist diese mechanische Bindung des
elastomeren Materials durch die Zwischenräume ausreichend. Pur einige Anwendungszwecke
Jedoch kann es erforderlich werden, zusätzlich die Fasern selbst aufzurauhen, um
eine zusätzliche mechanische Verbindung direkt mit den Fasern ZU erhalten. Oder,
wenn nur eine geringe oder keine chemische Verbindung auftritt zwischen den fortlaufenden
Fasern, die die Fäden des vorbeschriebenen Gewebes bilden, so kann ea auch fur einige
Anwendungazwecke zweckmässig sein, das aus fortlaufenden Fasern gewebte Tuch mit
einem Zement zu behandeln, um eine Verbindung zwischen den Fasern selbst und dem
elastomeren Material zu echaffen.
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Zum Verstärken der Seitenwand 25 ist das beschriebene quer gewebte
Material nicht ao gut verwendbar, da es sich der dreidimensionalen Gestalt der Seitenwand
nicht anpassen kann, ohne Falten zu bilden. Bementsprechend kann die Seitenwand
25 durch eine Muffe 40 aus rundgewehtem Material verstärkt werden. Die Streckbarkeit
in zwei Richtungen, die rundgewebtem Material eigen ist, erlaubt eine genaue Anpassung
an die Gestalt der Seitenwand 25 durch einfaches Dehnen ohne irgendwelche Faltenbildung.
Auch hier wird eine mechanische Verbindung der Muffe 40 mit dem elastomeren Material
in erster Linie dadurch erzielt, dass elastomeres Material durch die Zwischenräume
des Gewebes hindurchtritt ; eine susätzliche Verbindung kann, falls erforderlich,
erhalten werden durch Verwendung von Geweben aus faserigen Fäden oder eine Umhüllung
in der beschriebenen Weise. Elastomeres Material, das sich durch die Zwischenräume
des Gewebes erstreckt, ist bestrebt, das Gewebe so festzulegen, dass das zunächst
in zwei Richtungen dehnbare Material stabilisiert wird.
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Die Muffe 40 kann jedoch aucb quer gewoben sein in Form eines Schlauches.
Bei diesem Gewebe sollten dann die sich längs des Schlauches erstreckenden Fäden
im wesentlichen undehnbar und die sich quer zu den Längsfäden und um den Umfang
des Schlauches erstreckenden Fäden sehr elastisch sein. Ein Gewebe dieser Art wUrde
nicht nur erlauben, dass die e 40 die Porm der Seitenwand ohne Faltenbildung annimmt,
sondern würde auch eine seitliche Undehnbarkeit fur den Bogenteil 26 ergeben, so
dass der Verstärkungsgurt 37 gegebenenfalls weggelassen werden könnte.
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Um einen Reifen 10 herzustellen, wird ein gern 50 entsprechend der
gewünschten Innenfläche des Reifenabschnitts 17 und/oder iä verwendet, der, mit
der Form 51 zusamenpasst, um eine Formhöhlung 52 (Figur 8) von etwa sic;helförmigem
Querschnitt zu begrenzen. Die Formhöhlung 52 besitzt drei Bereiche - einen Bereich
53, in dem der Montagefuss 22 gebildet wird, einen Bogenteil 54, in dem der Verbindungsflansch
26 gebildet wird, und einen ringförmigen Verbindungsteil 55, in dem die Seitenwand
25 gebildet wird. Der Kern 50 hat eine Fläche 56 von etwa zylindrischer Ausbilduung,
die die drei radial inneren Begrenzungen des Bogenteils 54 der Höhlung 52 enthält.
An einem Ende der Fläche 56 erstreckt sich radial auswärts ein Flansch 58. Die Schulterfläche
59 auf dem Flansch 58 begrenzt bei Anlage an eine entsprechende Fläche 60 auf dem
Formflansch 61 den Betrag, bis, zu dem der Kern 50 in die Form 51 eingeführt werden
kann. Das gegenüberliegende Ende der Bogenfläche 56 rundet sich in die etwa radial
orientierte Verbiadungsfläche 62, die die axial innere Begrenzung des Verbindungsteiles
55 der Höhlung 52 enthält. An dem radial innersten Teil der Verbindungsfläche 5?
bildet der Kern 50 eine Fläche 63, die zumindest einen Teil der radial äussersten
Begrenzung des Teiles 53 der Höhlung 52 enthält.
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Um den Verbindungaflanech 26 des Reifenabschnitts su verstärken, ist
ein endloser Gurt 37 aus im wesentlichen undehnbarem Gewebe in dem Bogenteil 54
der Höhlung 52 erforderlich.
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Dies wird auf einfache Weise erreicht, indem die Bogenfläche 56 mit
einem solchen Gurt 37 umgeben wird, wie dies in Figur 3 dargestellt ist.
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Zweckmässig ist es weiterhin, wenn die Muffe 40 mit der Verstärkung
für die Seitenwand 25 nicht nur durch den Verbindungsteil 55 der Höhlung 52, sondern
durch die gessamte Höhlung gestreckt wird. Um dies zu tun, braucht man nur ein Ende
einer Länge von kreisförmig gewobenem Gewebe über den Kernflansch 58 zu haken und
ihn über die Bogenfläche 56 zu strecken, über die Verbindungsfläche 62 und die Fläche
63 bis hin zu der und durch die zentrale axiale Öffnung 64 im Kern 50 hindurch (vgl.
Figuren 4 und 5). Ein Sitzring 65 kann entfernbar aufgenommen werden in einer Nut
66, die sich zwischen den Öffnungen 64 und der Fläche 63 erstreckt, um die Nuffe
40 festzuhalten, die sich über die Fläche 63 hinaus erstreckt und um sie dadurch
in ihrer gestreckten Lage zu halten, während der Kern 50 in die Form 51 eingeführt
wird.
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Eine Muffe 40, die in Form eines Schlauches quer gewoben ist, wie
oben beschrieben, würde entaprechend eingebracht.
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Die Form 51 bildet die gwünschte äussere Oberfläche des Reifenzzbschnitts
17 und/oder 18 und hat eine Bogenfläche 66, eine Verbindungsfläche 69 und eine Fussfläche
70, die sämtlich gegenüber der Kernbogenfläche 56, der Kern-Verbindungsfläche 62
und der Kern-Fussfläche 63 angeordnet sind, um den Bogenteil 54, den Verbindungsteil
55 und den Fussteil 53 der Formhöhlung 52 zu begrenzen. Wie am besten aus den Figuren
7 und 8 ersichtlich, wist die Formfläche 70 einen etwa axial angeordneten Abschnitt
70ß auf; gegen den der Boden 23 des Montagefusses 22 gebildet wird., und einen etwa
radial angeordneten Abschnitt 70B, gegen den die Aussenwand 24 des Montagefusses
22 gebildet wird.
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Die Form-Verbindungsfläche 69 krümmt sich radial auswärts und weg
von der Form-Fussfläche 70 und bildet die gewünschte Aussenfläche für die Seitenwand
25. Die Form-Verbindungsfläche 69 endet in der axial ausgerichteten Form-Bogenfläche
68, die eine Mehrzahl von ringförmigen Nuten 71 aufweist, durch die die Zahnungen
28 im Bogenteil 26 der Reifenbschnitte gebildet werden. Die axialgeneigte Oberfläche
71A der Nut bildet die einwärtsleitende Zahnflanke 29 und die radialgerichtete Oberfläche
71B die Anschlag-Zahnflanke 30.
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Der Verstärkungsgurt 35 kannzweckmässig in dem Fussteil 53 der Formhöhlung
52 angeordnet werden, dem er um die ringförmige Form-Fussfläche 70 gelegt wird,
wie in Figur 7 dargestellt, bevor der Kern 50 in die Form 51 eingeführt wird.
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Dann, wenn der Kern in die Form eingeführt ist, wie in Figur 8 dargestellt,
wird der undehnbare Verstärkungsgurt 35 in dem Fussteil 53 der Höhlung 52 angeordnet,
der undehnbare Verstärkungsgurt 37 in dem Bogenteil 54 und die ringförmig gewebte
Nuffe 40 wird über zumindest den Verbindungsteil 55 gestreckt. Wie oben bereits
aageeebea, steuern die aneinander anliegenden Oberflächen 59 und 60 der Plansche
58 und 61, wie weit der Kern 50 in die Porm 51 eintreten kann. Die seitliche Anordnung
des Kernes 50 innerhalb der Form 51 kann gesichert werden durch Eingreifen des zentralen
axial geriobteten Nabenteiles 72 der Form 51 in die zentrale Öffnung 64 im Kern
50. Wie dargestellt, wird das Verbinden durch eine geringfügig konische Ausbildung
des Nabenteiles 27 und der entsprechenden Öffnung 64 erleichtert. Die radial innere
Oberfläche
73 des Ringes 65 ist entsprechend konisch ausgebildet, um eine Verbindung zwischen
dem Ring 65 und dem Nabenteil 72 zu schaffen, die ausreicht, um das elastomere Material
innerhalb der Höhlung 52 zu halten, bis es vulkanisiert.
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Die kegelige Fläche 74 auf dem Ring 65 bildet eine Fortsetzung der
Fussfläche 65 des Kerns und verbindet die radial äussere Seite des Fussteiles 53
der Höhlung 52 damit, in der der Nontagefuss 72 des Reifens gebildet wird.
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Die Formhöhlung 52 kann in Jeder beliebigen Weise mit elastomerem
Material 75 beschickt werden, wie aus Figur 9 su ersehen.
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Es hat sich herausgestellt, dass Urethan-Elastomer ein sufriedenstellendes
elastomeres Material ist. Es wird hergestellt durch die Reaktion von gewissen Polyisocyanaten
und Polyhydroxy-Verbindungen, um eine lange Kette zu bilden, mit im wesentlichen
linearen Makromolekülen, die in konventioneller Weise kettenverlängert und querverbunden
werden, um die Reaktion zu vervollständigen, Solche konventionellen Urethan-Elastomere
werden im allgemeinen hergestellt im Gussverfahren, bei dem Polyester und/oder Polyäther,
Polyisocyanate und Kettenverlängerer in flüssigem Zustand bei angehobenen oder Raumtemperaturen
zusammengemischt und in Formen gegossen werden. Nach einer Periode der Verfestigung
köMen die Formen geöffnet und die festen Elastomere entfernt w-erden. Vollständiges
Vulkanisieren der "grünen" Elastomere kann erreicht
werden, indem
man sie in der Form belässt fUr einen Zeitbereich, der über den fUr die Verfestigung
erforderlichen hinausgeht ; auch können die grünen Elastomere aus der Form genommen
und vulkanisiert werden, indem man heisse Luft um sie zirkulieren lässt.
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Weichmacher können zugesetzt werden, um die Flexibilität zu vergrössern
und die Härte zu verringern. Entsprechend können Pigmente zwecks Steuerung der Farbe
zugegeben werden.
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Urethan-Elastomere bieten hohe Zug- oder reissfoestigkeit und ausserordentliche
Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Schnitt-und Reisskräfte, ferner besonderen Lösungswiderstand,
insbesondere gegenüber Kraftstoff, geringe Luftdurchlässigkeit, ausserordentliche
Biegsamkeit auch bei geringen Temperaturen und gute Widerstandsfä'higkeit gegen
aliphatische Hydrokarbonate.
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Nachdem das elastomere Material 75 sich gesetzt hat oder vulkanisiert
ist, werden die Form 51 und der Kern 50 getrennt und ein geformter Reifenabschnitt
17 oder 18 wird abgenommen.
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Nach der Abnahme hat der Reifenabschnitt den sichelförmigen Querschnitt,
wie er in Figur 10 dargestellt ist, mit den Überschuss- oder Gratteilen 6 und 77
der Muffe 4O, die eich -vom Montagefuss 22 und dem Bogenteil, 26 weg nach aussen
erstrecken. Die Grate 76 und 77 werden vorzugsweise vor dem Zusammensetzen zum Reifen
entfernt.
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Ein Reifen, wie er in Figur 1 dargestellt ist, benötigt weiterhin
einen Laufstreifenabschnitt 19. Dieser ist möglichst ein
schlaufenförmiges
Band und kann in einer Laufflächenform 80 mit einem Laufflächenkern 81 auf einfache
Weise hergestellt werden, wie in den Figuren 11 bis 14 dargestellt. Für die spezielle
Laufstreifenausbildung, wie sie auf dem Reifen 10 dargestellt ist, weist die zylindrische
Form 80 eine Mehrzahl von liber den Umfang mit Abstand verteilten Längsnuten 82
auf ihrer radial inneren Oberfläche 83 auf. Die Nuten 82 erstrecken sich axial abwärts
von der Oberseite 84 der.
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Laufstreifenform 80 und enden in einem Abstand oberhalb der Grundfläche
85.
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Der Kern 81 ist innerhalb der Form 80 angeordnet und kann zwecks einfacherer
Entfernbarkeit nach dem Formen des Laufstreifenabschnitts 19 zusammengelegt werden.
Wie dargestellt, kann der Laufstreifeenkern 81 aüs einer Mehrzahl bogenförmiger
Teile 81A, 81B, 81a und 81D bestehen, die entsprechend gelenkig verbunden sind,
um radial einwärts in eine zusammengelegte Stellung gefaltet werden zu können. Die
Gelenke 86 können alle etwa gleich ausgebildet sein; aus diesem Grund wird nur das
eine zwischen den gebogenen Teilen 81A und 81B näher beschrieben. Das Gelenk 86
weist ein Paar mit Abstand voneinander angeordneter paralleler Konsolen 88 und 89
auf, die an dem bogenförmigen Kernteil 81a befestigt sind und sich in Umfangsrichtung
über die radial innere Seite 90 des bogenförmigen Kernteiles 81A hinaus erstrecken.
Die Konsolen 88 und 89 umfassen eine radial einwärts sich erstreckende Ose 91, die
an der radial inneren Oberfläche 92 des bogenförmigen Kernteils 813 befestigt ist.
Die Konsolen 88 und 89 und die
Öse 91 weisen übereinstimmende Bohrungen
93, 94 und 95 auf, die einen Stift 96 zumindest dann aufnehmen, wenn der Kern 81
sich in ausgedehnter Ringlage in der Form 80 befindet.
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An der Verbindungsstelle, an der die gebogenen Teile sich trennen,
um das Zusammenlegen des Kernes 81 zu bewirken, z.B. zwischen den Teilen 81A und
81D, sind die angrenzenden Enden 98 und 99 des Teiles SU bzw. 81D radial zur Öse
91 hin geneigt, um zu ermöglichen, dass der Teil 81A sich von dem Teil 81D ohne
Schwierigkeiten wegdrehen kann. Dann muss auch der Stift 96 dieses Gelenkes entfernhar
sein.
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Um ein Verbinden an den überigen Verbindungen zu vermeiden, muss die
radial äussere Ecke der Konsole, die sich Uber den bogenförmigen Kernteil hinaus
erstreckt, an dem sie befestigt ist, abgerundet sein und die radiale Neigung der
gegenüberliegenden Kanten der Kernteile sollte umgekehrt sein. Bei der Verbindung'
z.B. zwischen den bogenförmigen Teilen 81 und 81B müssen die radial äusseren Ecken
100 der Konsolen 88' und 89' gerundet sein und die angrenzenden Enden 101 und 1Ö2
sind radial einwärts zu den Konsolen 88' und 89' hin geneigt und nicht zur Öse 91'.
Der Stift 96' braucht bei dieser Verbindungsart nicht entfernbar angeordnet zu sein.
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Die radial äussere Seite des Kernes 81 hat eine sich radial erstreckende
periphere Schulter 103 neben der Grundfläche 104, die die radial innere Fläche 83
der Form 80 angreift, um den Kern 81 im richtigen Abstand innerhalb der Form 80
zu halten
und um das zu formende Material in der Formhöhlung 105
zwi)6chen Form und Kern zurückzuhalten.
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Oberhalb der Schulter 103 ist die Aussenseite des Kernes 81 in eine
obere Zone 106 und eine untere Zone 107 geteilt.
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Die obere Zone 106 hat eine Mehrzahl ringförmiger Zahnungen von winkelförmigem
Querschnitt, um so die Zahnungen 31A auf der radial inneren Oberfläche 32 des laufstreifenabschnittes
19 zu bilden. Die axial geneigten Seiten 108 der Zahnungen bilden die einwärtsführenden
Flanken 109 und die radial gerichteten Seiten 110 bilden die Anschlagflanken 111,
die mit den entsprechenden Zahnflanken 29 und Anschlagflanken 30 auf dem Bogenteil
26 des Reifenabschnittes 17 zusammenpassen.
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Die untere Zone 107 ist mit einer Mehrzahl entsprechender ringförmiger
Zahnungen versehen, um die Zahnungen 31B auf dem Laufstreifenabschnitt 19 zu bilden.
Die axial geneigten Oberflächen 112 und die radial gerichteten Oberflächen 113 sind
also umgekehrt angeordnet. Wie aus Figur 13 zu ersehen, sind die radialen Oberflächen
110 und 113 axial voneinander weg gerichtet, so dass die Anschlagflanken 111 und
114, die von ihnen geformt werden, in formschlüssigen Eingriff mit den entsprechenden
Anschlagfianken 30 auf dem gegenüberliegenden Reifenabschnitt 17 und 18 gelangen,
wenn der Reifen 10 auf gepumpt wird.
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Wenn die Laufstreifenform 80 und der Kern 81 zusammengesetzt sind,
wie dies aus Figur 13 ersichtlich, ist, so wird der
undehnbare
ringförmige Gurt 38 aus Verstärkungsgewebe in der Formhöhlung 105 zwischen Form
und Kern angeordnet und. eine charge von elastomerem Material 115 wird in die Formhöhlung
105 eingeführt, wie aus Figur 14 ersichtlich. Bei einer solchen Ausbildung von Form
und Kern kann das elastomere Material einfach in die offene Oberseite der Formhöhlung
105 hineingegossen werden.
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Nachdem das elastomere Material sich gesetzt hat oder vulkanisiert
ist, wird der Stift 96 beseitigt, der Kern 81 susammengelegt, aus der Form 80 herausgezogen
und der geformte Laufstreifenabschnitt wird entnommen.
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Zwei Reifenabschnitte 17 und 18, wie sie in der Form 51 mit dem Kern
50 geformt werden, ein Laufstreifenabschnitt 19, wie er in der Form 80 mit dem Kern
81 geformt wird, ein Luftschlauch 20 und eine Felge 11 werden zusammengesetzt, wie
dies in Figur 17 dargestellt ist, und der Schlauch 20 wird durch ein Ventil 21 aufgepumpt.
Der Luftdruck dehnt die Bögen 26 der Reifenabschnitte 17 und 18 auswärts in formschlüssigem
Eingriff mit dem Laufstreifenabschnitt 19 und infolge des Ineinandergreifens der
Zahnungen 2lA auf dem Laufstreifenabschnitt 19 und der Zahnungen 28 auf dem Reifenabschnitt
17, der Zahnungen 31B auf dem Laufstreifenabschnitt 19 und der Zahnungen 28 auf
dem Reifenabschnitt 18 werden die Bestandteile des Reifens zusammengehalten.
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Bei einer solchen Ausbildung können die Bestandteile nicht nur einzeln
ersetzt werden, sondern es können, was ebenso wichtig,
ist, die
Eigenschaften der Komponenten iUr den jeweils beabsichtigten Verwendungszweck ausgesucht
werden - d.h. die Reifenabschnitte 17 und 18 können mehr oder weniger flexibel ausgebildet
werden, abhängig davon, welche Laufeigenschaften gewünscht sind, und der Laufstreifenabschnitt
19 kann in jeder gewünschten Härte hergestellt und verwendet werden, abhängig von
den Reibungs- und Abriebeigenschaften, die jeweils gewünscht werden.
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Darüberhinaus kann ein solcher Reifen als schlauchloser Reifen ausgebildet
werden, indem man die einander gegenuberliegenden Bogenränder der Reifenabschnitte
dichtend verbindet. Wie in Figur 18 dargestellt, enden die Bogenteile 226 Jedes
der Reifenabshnitte 217 und 218 in einem Kopf 216. Die zueinander hin liegenden
Oberflächen 22OA und 220B der Köpfe 216 können durch ein Klebmittel dichtend verbunden
werden oder durch eine elektronische Versiegelung oder durch andere Mittel, wie
sie iUr das Jeweils verwendete elastomere Material gebräuchlich sind. Bei so verbundenen
Reifenabschnitten 217 und 218 ist kein Schlauch erforderlich und die Abschnitte
selbst können auf einer geeigneten Felge (nicht dargestellt) montiert und aufgepumpt
werden.
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Während es für gewisse Verwendungszwecke' zweckmässig sein mag, die
radial äusseren Oberflächen der Bögen 226 der Reifenabschnitte 217 und 218 mit einem
Laufstreifenmuster zu versehen, so wird es doch für die meisten Anwendungsfälle
besser sein, einen getrennten Laufstreifenabschnitt 219 auf den vereinigten
Reifenabschnitten
217 und 218 vorzusehen, der darauf durch die zusammenpassenden Zahnungen 228 und
231 gehalten wird, die denen des Reifens 10 entsprechen. Weiterhin wird bei einer
solchen Ausbildung die Verbindung zwischen dem' Laufstreifenabschnitt 219 und den
Reifenabschnitten 217 und 218 die Kräfte vermindern, die auf die Verbindung der
Köpfe 216 wirken.
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Durch die Verbindung des Laufstreifenabschnitts 219 mit den Reifenabschnitten
217 und 218 nur mittels der zusammenpassenden Zahnungen 228 und 231 kann der Iaufstrei,fenabschnitt
219 leicht ersetzt werden, wenn er abgenutzt oder beschädigt ist.
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Für einige Zwecke Jedoch mag es wünschenswert sein, den Laufstreifen-abschnitt
dauerhaft zu befestigen. Es hat sich herausgestellt, dass dann, wenn der Laufstreifenabschnitt
219 dauerhaft oder fest auf den Reifenabschnitten 217 und 218 befestigt wird, z.B.
durch Klebmittel, eine Ventilation 221 radial durch den Laufstreifenabschnitt 219
vorgesehen werden sollte, um den Äustrittvon Luft ZU erlaubten, die zwischen den
Zahnungen eingeschlossen wird. Die zweckmässigste Stelle für die Entlüfung 221 ist
natürlich am radial äussersten Ende der Zahnungen 231, wie in Figur 18 mit gestrichelten
Linien dargestellt.
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Eine weitere Abänderung der vorliegenden Erfindung ist ein in ßwei
StUcken geformter Reifen 310. Nach der sehr detaillierten obigen Beschreibung zeigt
eine Betrachtung von Figur 19 ohne weiteres, dass bei einer solchen Ausbildung die
beiden
Reifenabschnitte 317 und 318 nicht identisch sind wie bei
den anderen vorbeschriebenen Ausführungsfbrmen der Erfindung.
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Dementsprechend werden die Reifenabschnitte nicht in der gleichen
Form geformt. Jedoch sind die Änderungen, die für die zweite Form mit dem zweiten
Kern erforderlich werden, leicht ersichtlich, wenn man den Reifen 310 näher betrachtet.
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Der Reifenabschnitt 317 hat wie bei seinem Gegenstück fur den Reifen
10 einen Montagefuss 322, von dem eine Seitenwand 325 radial auswärts gekrilmmt
ist und in einen axial : gerichteten Bogenteil 326 endet. Die radial äussere Oberfläche
des Bogenteiles 326 ist mit einer Mehrzahl paralleler, um den Umfang herum verlaufender
Zahnungen 328 versehen, die eine axial geneigte Zahnflanke 329 und eine radial gerichtete
Anschlagflanke 330 aufweisen, wobei letztere zur Seitenwand 325 hin gerichtet ist.
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Der Reifenabschnitt 318 hat ebenfalla einen Montagefuss 322 an seinem
radial inneren Ende, von dem aus eine Seitenwand 325 sich radial auswärts erstreckt.
Jedoch ist der Bogenteil 326', der sich axial von dem radikal äusseren Rande des
Seitenwandteiles 325 aus erstreckt, anders auagebildet, als der Bogenteil 326 des
Reifenabschnittes 517.
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Auf der radial inneren Seite des Bogenteiles 326' sind eine Mehrzahl
paralleler Ringzhnungen 328' angeordnet, die ebenfalls axial einwärts geneigte Zahnflanken
329'und radial gerichtete nschlagflanken 330' aufweisen, die zur Seitenwand
325
des Reifenabschnittes 318 hin geneigt sind. Als solche sind die Zahnungen 328' auf
dem Reifenabschnitt 218 entgegengesetzt angeordnet zu den Zahnungen 328 auf dem
Reifenabschnitt 317 und passen mit diesen zusammen.
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Auf der radial äusseren Seite des Bogenteiles 3269 ist ein Laufstreifen
319 von gewünschter Dicke einstrückig aufgebracht.
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Die Bogenteile 326 und 326' weisen beide in Umfangsrichtung und in
axialer Richtung undehnbare Verstärkungsgurte 337 auf Entsprechend haben auch die
Montagefüsse 322 in Umfangsrichtung undehnbare Verstärkungsgurte 335 und die Seitenwände
325 können mit Verstärkungsmuffen 340 versehen sein. Zusätzlich zu den Verstärkungsmitteln,
die denen beim Reifen 10 entsprechen, kann es bei dem zweistückigen Reifen 310 erforderlich
sein, weitere Verstärkungselemente am oberen Rande 327 des Bogens 326' vorzusehen,
um den Zentrifugalkräften entgegenzuwirken, denen dieser Bogen unterliegt. Aus diesem
Grunde weist der obere Rand 327 des in Figur 19. dargestellten Reifens 310 einen
zusätzlichen eingeformten Verstärkungsgurt 347 auf. Der Gurt 347 kann aus dem undehhbaren
Gewebe hergestellt werden, aus dem die, Gurte 335 bestehen, aber zwei verschiedene
Zwecke können hier ein anderes Verstärkungsmaterial erforderlich machen.
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Eine andere zufriedenstellende rt der Verstärkung des Reifens 310
kann Gebrauch machen von der Muffe 40, die quer gewoben
ist in
Form eines Schlauches, wobei die Längsfäden des Schlauches im wesentlichen undehnbar
sind und die Querfäden elastisch sind, wie oben erwähnt. In Anbetracht der sich
radial zum Reifen erstreckenden, im wesentlichen undehnbaren Fäden könnte der Gurt
337 im Reifenabschnitt 317 weggelassen werden und der Gurt 337 im Reifenabschnitt
318 würde dann aus in Umfangsrichtung undehnbarem Material bestehen, um den Aussendurchmesser
des Reifens 310 zu stabilisieren.
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Solange die beiden Abschnitte 317 und 318 trennbar bleiben, ist die
Verwendung eines Luftschlauches 920 vorzuziehen, der, wenn er au9 der Felge 311
aufgepumpt wird, die Verzahnungen 328 und 328' fest ineinanderdrückt. Wena dagegen
die Bogenteile 326 und 326' dichtend miteinander verbunden werden, wie z.B. durch
Aufbringen von Klehmittel 349 zwischen die Bögen 326 und 326', so ergäbe dies einen
schlauchlosen Reifen.
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Aus vorstehendem ist ersichtlich, dass ein Luftreifen der oben beschriebenen
krt einfach und billig aus elastomerem Material geformt und ohne die Nachteile vorbekannter
Konstruktionen zusammengesetzt werden kann, und weiter, dass die Ubrigen eingangs
erwähnten, des Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben durch die Konstruktion nach
der Erfindung gelöst werden.