DE1605690A1 - Luftreifen - Google Patents

Description

l6Q5690

The B.F. Ooodriöh Ceapany

500 South Main Street* Akron Ohio

Luftreifen

'Die Erfindung bezieht sieh auf Luftreifen und insbe· eondere auf einen verbesserten pneu—tisohen Luftreifen« der sich ganz besonders zu* abwechselnden Trag« der Fahrzeuglast eignet, wie etw& auf Brsatzreifen, wie sie normalerweise in Kraftfahrzeugen alt«·führt werden, oder auf d*n Rüdem von Flugzeugen«

Mach der Erfindung hat der verbesserte Luftreifen eine biegsam Falte, die auf Dauer in de« Seitenwandberelch seiner Karkasse eingebracht ist, so dass der Augsendurch

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messer und die seitliche Gesamtbreite des Reifens wesentlich geringer ist, wenn die Luft aus ihm abgelassen ist« al« wenn er aufgepumpt ist. Beispielsweise kann ein Kraft· fahrzeugreifen, der nach der Erfindung hergestellt ist, in seinen Aussendurchnesser (gemessen auf der Krone des Profils) etwa 30 bis 4o# kleiner sein, wenn die Luft aus de« Reifen abgelassen ist, als wenn der Reifen aufgepumpt 1st· Die seitliche Breite des Reifens kann ungefähr 10$£ geringer Ie entleerten Zustand sein als in aufgepumpten. DemgenSs» 1st der Qesamtraum, den eine Reifen- und Felgen-Gruppe nit einen solchen Reifen einnimmt, ungefähr 5Q# kleiner, wenn die Luft aus den Reifen abgelassen ist, als wenn der Reifen aufgepumpt ist* Für Plugzeugreifen kann sogar ein noch gröseerer Unterschied in der Grosse am, im Gesamtvolumen zwischen den nichtaufgepunpten und aufgepumpten Zustand einer typischen Beifen-Felgen-Gruppe vorhanden sein.

Bin Reifen nach der Erfindung kann mit üblichen in Betrieb erprobten Reifenherstellungsbestandteilen und Materialien gefertigt sein. Das bedeutet, dass der Reifen ein Paar in seitlichem Abstand voneinander liegender ringförmiger, unausdehnbarer Wulste hat nlt einer sie verbindenden biegsamen Karkasse aus nlt Elastomer überzogenen Reifengewebe in verschiedenen Lagen und mit einem äusseren, am Boden anhaftendenden Laufprof11. Die Falte in dem biegsamst Se itenwandhe reich der Karkasse ist beim Verformen des

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Seltenwandbereiches bereits permanent vorgesehen, nenn der Reifen vulkanisiert wird* so dass der Seltenbereich auf sich selbst uragefaltet 1st und sieh in das Innere des Profilteiles der Reifenkarkaese hinein erstreckt. Die Falte bildet einen kontinuierlichen und ununterbrochenen einwärtsgerichteten Kanal In den biegsamen Seitenwandbereich, der nach der Aussenoberflache der Reifenkarkasse zu offen ist. Diese Reifen sind ebenfalls zur Montage auf Industriestandardrädern oder Felgen hergestellt.

Diese Reifen werden normalerweise in ihren kleineren Zustand, indem die Luft abgelassen ist, auf ihren entsprechenden Rädern gehalten und werden in Ihre grössere Betriebsgröße und nur dann aufgepumpt, während die Räder tatsächlich arbeiten oder- Last zu tragen haben. Infolge der inhärenten Steifheit der biegsamen Karkasse, und wegen der Elastizität der Elastomeruiühttllung der Karkasse, nimmt ein Reifen dieser Art normalerweise seinen zusammengelegten oder gefalteten Zustand an und verbleibt in diesem, indem er verformt wurde, so lange er nicht aufgepumpt ist und er 1st ansonsten frei von von aussen zur Einwirkung gebrachten Verformungskräften. Während des Aufpumpens wird der biegsam gefaltete Teil des Seitenwandbereiches so verschoben, dass er sich biegsam entfaltet und der Karkassenteil wird elastisch durch

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das Aufpuepeediue ausgedehnt, bis di· Relfenkarkasse dl« charakteristische, rlngfurnlge, nach aussen auf gebaucht« Fom eins* gewöhnlichen Luftreifens nach des Stande der Technik elnnisstt. Wenn sie voll aufgepuapt sind, sehen diese Reifen ie wesentlichen wie Jeder beliebige Reifen nach den Stande der Technik entspreohender Orösse für die gleichen Verwendungezweeke aas und arbeiten aaoh genauso. Bei« späteren Ablassen der Luft zieht sieh der Karkassenbereich Jedoch elastlsoh ztisanaen, vm den Reifen in seine anfängliche geringere Grosse zu bringen,, wobei der Seltenwandbereich sich in die ursprünglich verfomte Gestalt zuruckbildet.

Für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen liegt der Haupt· nutzen dieses verbesserten Reifens in den raunsparenden Vorteilen, die der Reifen während des Zeitraumes hat, zu den er in den Fahrzeug aufbewahrt wird, bevor er in den tatsächlichen lasttragenden Dienst übernosaen wird. Der verbesserte Reifen 1st normalerweise auf einen !{blichen Reserverad angebracht und kann in unaufgepunpten Zustand auf beliebige Zeit ie Fahrzeug untergebracht werden. Sr lässt sich schnell Mit einer Pressluftflasche oder anderen zur Verfugung stehenden Aufpumpvorrichtungen aufpumpen, wenn er schliesslich zun Tragen der Last des Fahrzeuges an diesen angebracht wird.

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Zur Verwendung ImI Flugzeugen werden Reifen nach der Erfindung nur stat Landen und z\m Hollen auf den RoIlbahnen oder zum Parken aufgepumpt und werden sofort entleert, wenn das Flugzeug yq» Boden abgehoben hat und die Räder in Ihre RMderaufnahaeklsten eingefahren werden. Dadurch wird In vorteilhafter Meise die Gefahr ausgeschaltet, einen «it hohe« Druek aufgepumpten Seifen in eine« Flugzengrftderkaaten unterzubringen, wo der Reifen »öglioherweiae exploaioneartig platzen könnte. Ausserdes) können diese verbesserten Seifen co besessen werden, dass sie in ihres] kleineren, unaufgepuapten Zustand leioht in die Radkasten hineinpassen, aber auf eine Orösse aufgepunpt werden können, die wesentlich grusser 1st als der Radkasten» naeh de» die läder ausgefahren sind. Diese wesentlioh grösseren Seifen sind besser für gewöhnliche Landevorglnge und sie können dazu fähren* dass viele vorhandene Flugzeuge amen auf rauhen, unbearbeiteten Fahrbahnen starten «ad landen kttanen. System zua Avfpuapen und Ablassen der Luft Ι» Flyg liegen durohaus innerhalb der «ögliehkeiten des «andes e»r Teehnik.

lin Helfen, der naeh der Srfindung hergestellt ist, ist in der beigefügten Zeichnung ale Beispiel der Art und Weise gezeigt, in der die Erfindung in der Praxis angewendet werden kann.

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Dl« Ζ·lohnung zeigt insbesondere «inen Querschnitt «Int» ztisaaaenlegbaren oder Faltreifen* für Personenkraftwagen der auf einer übliohen Personenlcraftwagenfelge aontiert 1st· Der Querschnitt de* Helfen« la unaufgepuapten Zustand 1st in vollen Linien gezeigt und der aufgepumpte Querschnitt in strichpunktierten Linien.

Xh der Zeichnung 1st der Luftreifen 10 auf einer Standardkraftfahrzeugfeige 11 alt vertiefte» Boden Montiert gezeigt. Aufbauaassie hat der Reifen 10 ein Paar ringfSr-■lg«r_# in seitliche« Abstand voneinander stehender unausdehnbarer Wlste 12 alt einer biegsaaen Karkasse IJ, dl· sieh zwischen den Wülsten erstreckt und an Jede» der VUlste befestigt 1st· Dl· Karkasse weist xwel Oewebelagen 14, 15 und einen lusseren Profilteil 16 aaf.

Die vorstehend genannten Bestandteil· des Reifens bestehen Vorzugs«·!·· aus ttblichen la Oebraueh erprobten Relfenheratellungsaaterlalien. Dl· Wülste sind vorzugsweise aus Draht gewundene Seilsohllngen und die Oewebelagen 14 und 15 sind an den Wulsten all· in Ubereinetiaaung alt der ttbllohen Fertigungsteohnijt zur Herstellung von Personenkraftfahrzeugreif en angebracht« Die 0«webelagen 14 und 15 sind vorzugsweise UbIiehe Reifenkorbgeweb· (gewoben oder ungewoben) wie etwa Mylon, Rayon oder besondere Polyesteroordstoff·. Di· elastoaerIschen über-

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züge auf den Geweben sind ebenfalls übliche ReifenguM&imischungen, genau so wie auch der Profilbereich 16. Ss wird darauf hingewiesen« dass der Reifen nach der Erfindung nicht aus irgend welchen besonders ausgewählten Materialien besteht, um die verbesserten Ergebnisse zu erbringen.

Zusätzlich kann dieser Reifen auf üblichen Haschinen zur Herstellung von Personenkraftwagenreifen hergestellt werden. D.h., der Reifen kann in zylindrischer Form genäss der sogenannten Flachband-Reifenherstellungsaethode aufgebaut werden. Das Reifenoordaaterial, aus den die Lagen 14-15 hergestellt werden, wird anfänglich Bit eine» Elastomer überzogen und dann schräg geschnitten und alt dem Cordwinkel aufeinander folgender Lagen in der üblichen Weise einander entgegengesetzt gelegt. Die sich ergebende zylindrische Reifenrohkarkasse wird dann axial in eine (nicht gezeigte) Spezialfor» eingepresst, die eine Formoberfläohenkontur hat, um de» Reifen eine permanent verformte Gestalt zu verleihen, im wesentlichen so, wie in vollen Linien in der Zeichnung gezeigt.

Zur Verwendung auf Personenkraftwagen wird dieser Reifen vorzugsweise mit einem im allgemeinen "flachen" oder zylindrischen Profilteil 16 verformt, dessen seitliche Ränder oder Profilschultern in die inneren Seitenwand-

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bereich· 18 Übergehen, die zu den Wülsten 12 führen. Jeder seitenwandbereieh 18 wird ao rerforet, dass er eine permanente, blegsas», haarnadelföreige Falte 20 aufweist, dl« «loh ua den gesaaten Uafang dea Reifen« erstreckt. D.h., dass Jeder Seitenwandbereich 18 während des Verforeungsarbeitsganges auf sieh selbst gefaltet wird» so dass la unaufgepuapten Zustand des Reifens der grösste TsIX des Seitenwandbereiohes zwischen de» Wulst and der Profllsahulter sieh axial einwärts erstreckt und la allfsaeiiisn konzentrisch alt dea Profilbereich 16 liegt. Di· gefalteten Bereiche 20 bilden la unaufgepuapten Zu* stand .einen kontinuierlichen« ununterbrochenen, ring* föralg einwärtβragenden Kanal» der nach der freiliegenden oder Ausssnoberfllehe des Reifens zu offen 1st.

Die Wülste 12 des Reifen« sind υorzüge weise so geforet, dass sie einen Festsits alt den daran anstossenden Wulst-Sitzbereichen der Radfelge entlang der inneren Oberfläche der Pelgenflanschen 21 bilden.

Der Reifen weist weiterhin die üblichen Materialien und Merkeale auf, un den Reifen in die Lage zu versetzen» in zufriedenstellender Art und Weise ohne Schlauch benutzt zu werden. Der Reifen kann durch ein normales in der Felge Montiertes Aufpumpventil 23 aufgepumpt oder entleert werden.

Nach dem der Reifen anfänglieh auf seiner Felge 11 aontiert

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ist* wird er vorzugsweise gerade genügend aufgepumpt* α» di· Hülste ta eng gegen die entsprechenden tfulstsitze der felge zu pressen« Danach haben, wenn der Reifen völlig entleert ist* die Wülste normalerweise die neigung, innig in den Viilstsltsen in der gezeigten Art uod Heise 211 .verbleiben. Om das Halten der MUste in richtige» Sitz» nach des* der Montierte Keifen entleert ist* zti unterstützen,, ist der Seifen vorzugsweise so geformt, dass die Httlste 12 seitlich in eine« etwas grusseren Abstand geformt werden als der tatsäehliohe Abstand «wischen den innenoberflKehen der Feigenfisnsehen 21.

Um die sieh ergebende Helfen» Felgen-Gruppe in lasttragen· den Zustand za verbringen* kann Jeder geeignete Aufpump-■echanisoHui verwendet werden» um tin Aufpuepmediu* dureh das Ventil 23 in die Kammer einzufahren, die von der inneren Oberfläche des Reifens und der felge 11 gebildet wird, für Personenwagen kann eine Druckluft- oder ICehlendioxydflasehe zum schnellen, bequemen Aufpumpen verwendet werden« Das zunehmende Aufpumpen des Reifens dehnt die Karkasse um ihren Umfang im Profilbereich 16 WktL entfaltet nach und naefe die deitenwandbereiehe 18. Die Scheitelpunkte der falten* die durch die Bezugszelohen 20 dargestellt sind* werden seitlieh voneinander weg verschoben, bis der Helfen ungefähr die im allgemeinen ringförmige Gestalt einnimmt* die von den strichpunktierten Linien in der Zeichnung gezeigt 1st, Venn der Reifen vollständig aufgepumpt ist* arbeitet

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er wi· jeder beliebige ander· Reifen der gleichen Klasse und Orosse. Zu Motfallzwecken bei Personenkraftwagen kann dieser verbesserte Reifen «in beträchtlich dünneres Profil haben als es normalerweise bei eine» üblichen Personenkraftfahrzeugrelfen verwendet würde. Der Ärsatsreifen alt dünnere« Profil würde dann nur im Betrieb während eines Zeitraums gefahren, der genügt, tat das Hauptrad zu reparieren. Duron eine geeignete Auswahl der Profildlmenslonen und der Oewese- und Karkassenmaterialien kai» jedoch die Lebensdauer für einen Helfen dieser Art beträchtlich beeinflusst werden·

Venn der leifen entleert wird, verursacht die Elastizität des Karkassenteils einaohlieeelioh insbesondere des Profilbereiohes der Karkasse* dass diese lsi wesentlichen in ihre ursprüngliche Fora zurückkehrt, oder sich in diese zurückzieht. Während des Zurückziehen» faltet sieh jede Seitenwand 18-20 automatisch in ihre Ausgangsstellung zurück, wie sie in vollen Linien in der Zeichnung gezeigt 1st.

Der Karkassenteil dieses Reifens kann die ungewöhnlich grosse Umfangsverlängerung des Profilberelehes zwischen dea unaufgepumpten und aufgepumpten Zustand durch eine Kombination der elastizität der SlastoiorunhUllung verkraften, in der das Reifenoordgewebe verformt ist und

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gleichzeitig durch die Pantographwlrkung der Reifencordmaterialien in den Schichten 14, I5« lin typischer Personenkraftwagenreifen nach der Erfindung kann hergestellt werden durch Aufwickeln von Bit 1 las tower Überzogenen Lagen von Reifencord 14 und 15« toi eine zylindrische Aufbautrommel, wobei die Reifencordmaterialien einen Winkel zum Umfang der Aufbautromel von ungefähr 6O bis 65⁰ bilden. Bei Beendigung des Aufbauetadluns, wird das sieh ergebende zylindrische Roh-Reif engenSuse axial zusammengepresst und la wesentlichen auf die Fora gebracht« wie sie in vollen Linien in der Zeichnung dargestellt ist. Die Schritte des Formens der Rohkarkasse und ihrer Ausforaung kann den ursprünglichen Reifencordwinkel auf ungefXhr 55-60° zu» Itafang (oder der mittleren Mittellinie) des Profils verschieben. Diese verhältnisHXsslg geringe Verschiebung oder das "Pantographieren" der Reifencorde während des Verforeens ergibt sich aus de« verhältnisnässig niedrigen Profil des Reifens und 1st wesentlich geringer als die entsprechende Wirkung der Reifencorde, die normalerweise eintritt« wenn ein ähnlich gebauter Reifen in der üblichen ringförmigen Form vulkanisiert wird.

Eine wesentlich grössere Pantographierungs- oder Cordwinke !Verschiebung tritt jedoch bei dieser Art von Reifen während seinem Aufpumpen auf, nach dem er voll vulkanisiert

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1st. Der Winkel der Corde der Lagen 14 und 15 des Reifens, wie in diesen Beispiel gezeigt« kann sich von ungefähr 55-60°, wenn der vulkanisierte Helfen sich in unaufgepumpten Zustand befindet« auf ungefähr 35-45° verschieben, wenn der Reifen vollständig aufgerunpt 1st. In jeden Falle wird der festgestellte Winkel von nittleren Umfang oder der mittleren Mittellinie des Reifenprofils gesessen. Der elastische Charakter des Elastomermaterials, in den das Reifencordmaterial eingeforat ist, gestattet solch eine radikale Pantographwlrkung der Reifencordmaterialien zwischen dem aufgepumpten und nichtaufgepumpten Zustand. Die Reifencordmaterialien selbst in diesem Reifen sollen sich nicht merklich während der elastischen Ausdehnung der Reifenkarkasse während des Aufpumpens ausdehenen und dehnen sich auch nicht aus« Die Bemerkungen in der vorstehenden Beschreibung bezüglich des Ausdehnens der Reifenkarkasse sollen sich auf eine Ausdehnung beziehen, die eii: Verschieben oder eine Pantographwlrkung der Reifencorde mit sich bringt. Eine Reifenkarkasse dehnt sich nicht glelchmässig In allen Richtungen aus, wenn sie wie eine HUlIe mit homogenem Reifendruck, wie etwa einem einfachen Ballon, aufgeblasen wird.

Die vorstehend genannten Winkelbereiche wurden lediglich genannt, um die Grössenordnungen der Veränderungen im Cordmaterialwinkel zu illustrieren, die bei einem Fer-

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sonenkraftwagenreifen bestieeter Urösse auftritt» von deaf Zeitpunkt an, zu de») dl« Karkassenlagen auf die zylindrische Aufbautroaeel aufgelegt werden bis zu de» Zeitpunkt, zu de» der Helfen voll aufgepumpt wird. Die tatsächliche Wahl der Reifenoordwlakel beim Herstellen dieser Helfen folgt der üblichen Praxis und bangt hauptsächlich von der Sndfora ab, die für den Reifenquerschnitt erwünscht ist, nachdem der Reifen voll aufgepumpt ist und auch von der beabsichtigten Verwendung des Reifens. Bei Flugzeugreifen können beispielsweise die Cordaaterialwinkel der verschiedenen Lagen sogar noch grösseren proportionalen Veränderungen unterliegen als denen, wie sie in des vorstehenden Beispiel beschrieben sind. Die Cord-Winkelverschiebewirkung, die sich bei dieser Art von Reifen ergibt, tritt auch bei anderen gewöhnlichen Luftreifen auf. £s ist jedoch eine wesentlich grössere Verschiebung bei dieser Art von Reifen, während des Aufpuapens,vorhanden als das normalerweise bei gewöhnliehen Helfen auftreten würde.

Die Falten 20 in den Seitenwandbereiehen 18 des dargestellten Reifens liegen in in wesentlichen axialer Ausrichtung miteinander. Jede erstreokt sich fast zur Mittleren ifiMfangsaittellinle des Prafilbei'eiches 16. Die axiale Tiefe einer Jeden Falte 20 kann je nach Grosse und Fora verändert werden, wie sie für die aufgepumpte Gestalt

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des Reifens erwünscht ist. Wenn die Falten weniger tief sind als die dargestellten, würde dl« radiale Breite des aufgepumpten Reifens entsprechend verringert. Andererseits kann die radiale Breite des Reifens in aufgepumpten Zustand beträchtlich vergrössert werden, indem die Falten 20 von tieferer oder grösserer axialer Ausdehnung gebildet werden als diejenigen» die gezeigt sind, und Indem die Falten so gemacht werden, dass eine die andere konzentrisch überlappt.

FUr Flugzeuge, Lastwagen oder andere Schwerlastzwecks kann ein Reifen nach der Erfindung mit wesentlich mehr Falten als den beiden hergestellt werden, dl· In der Zeichnung gezeigt sind und normalerweise hätten derartige Helfen auch einen wesentlich dickeren Profilbereich· Derartige Reifen können zusätzlich andere besondere strukturelle Einzelheiten umfassen, wie etwa Gewebeverstärknngen Im Profil. In jedem Falle können solche Reifen jedoch mit mindestens einem permanent einwärts gefalteten Bereich im Seitenwandteil der Karkasse in Obereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung hergestellt werden·

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Claims (7)

1. Patentansprüche :

   Luftreifen, der zu einer im wesentlichen ringförmigen Gestalt aufgepumpt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Paar ringförmiger Wülste (12) und eine ringförmige, biegsame Karkasse aus mit Elastomer überzogenem Gewebe aufweist mit einem um den Umfang verlaufenden Laufflächenbereich (16) und entgegengesetzten Seitenwandbereichen (l8) zwischen dem Laufflächenbereich (16) und jedem Wulst (12), mit mindestens einem Seitenwandbereich (18), der eine biegsame Falte(20)aufweist, die ständig in dem Seitenwandbereich (l8) eingebaut ist, wobei sich diese Falte um den Umfang der Karkasse in einem kontinuierlichen, nach einwärts gerichteten Kanal erstreckt, der nach der Aussenoberfläche der Seitenwand (18) im unaufgepumpten Zustand des Reifens offen ist und so beschaffen, dass er sich entfalten und eine im wesentlichen ringförmige Gestalt annehmen kann, wenn der Reifenaufgepumpt ist.
2. 2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Falte sich in jedem Seitenwandbereich (18) befindet.
3. 3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Falten (20) der genannten gegenüberliegenden

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   Seitenwandbereiche (18) im wesentlichen axial miteinander ausgerichtet sind.
4. 4. Reifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Seitenwandfalten im wesentlichen in der Mittellinie des Laufflächenprofil enden.
5. 5. Luftreifen, dadurch gekennzeichnet, dass er seitlich in einem Abstand voneinander liegende Wülste (12) aufweist und eine Karkasse aus mit Elastomer überzogenem Gewebe, die einen am Boden angreifenden äusseren Laufflächenbereich (16) aufweist und einander gegenüberliegende biegsame Seitenwandbereiche (18) zwischen dem Laufflächenbereich (16) und dem Wulst (12), wobei jeder Seitenwandbereich (18) eine biegsame Falte (20) aufweist, die ständig in den Seitenwandbereich (18) eingebracht ist, wobei die Falte (20) sich um den Umfang der Karkasse in einem kontinuierlichen, nach innen gerichteten Kanal erstreckt, der zur Aussenoberfläche der Karkasse offen ist und unter dem Laufflächenbereich (16) liegt.
6. 6. Luftreifen nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Falten (20) in einem axial gegenüberliegenden Verhältnis stehen und im wesentlichen konzentrisch mit dem Laufflächenbereich (l6).

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7. 7. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Elastomer überzogene Gewebe schräggelegtes Reifencordmaterial einschliesst und wobei der dieses Cordmaterial bedeckende Elastomer 'eine genügende Elastizität in seinem vulkanisierten Zustand hat, um ein Verschieben der Cordmaterialien in der Karkasse in beträchtlich verschiedenen Winkeln zur mittleren Umfangsmittellinie des Laufflächenbereiches (16) zwischen dem aufgepumpten und unaufgepumpten Zustand des Reifens, zuzulassen.

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