DE1680408A1

DE1680408A1 - Sicherheitsvorrichtung fuer Luftreifen

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Publication number: DE1680408A1
Application number: DE19661680408
Authority: DE
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1965-06-29
Filing date: 1966-06-28
Publication date: 1970-07-16
Also published as: BE683153A; SE311601B; ES328516A1; US3426821A; LU51425A1; FR88787E; NL6608662A; GB1134428A; NL139693B

Description

Dipl.-lng. Egon Prinz . _« Dr. Gertrud HauMr ^>ββ0 Mo.«h.«.p_e.i._?. 2 7. Juni 1966

.-Ing, Gottfried U!f«r

Rptontanwält. 1680408 UbyrinH, MOnd-n MICHEIIN & ΟΙΕ IWUUtUO

S¹^ 117078 (Compagnie .Generale

des Etablissements Michelin)

Olermont-Ferrand

Unser Zeichen; M 998

Sicherheitsvorrichtung für luftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsvorrichtungen für luftreifen, d.h. auf Vorrichtungen» durch die ein Schlaffwerden des Reifens infolge eines Loches oder eines anderweitig verursachten Druokverlustes verhindert werden soll.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zu diesem Zweck im Innern des Reifens einen ringförmigen Füllkörper anzuordnen, der aus einer Zellkautschukmasse mit dichten, ein Druckgas enthaltenden Zellen besteht. Dieser Füllkörper, dessen Volumen unter atmosphärischem Druck etwa gleich dem Innenraum des Reifens ist, wird beim Aufblasendes Eeifens auf seinen normalen oder einen ähnlichen Druck um die Felge herum zusammengedrückt. Im Falle eines Druckmittelverlustes dehnt sich der Füllkörper aus, so dass er von neuem den Reifen völlig ausfüllt. Man kann dann mittels dieser Sicherheitsvor-

Q0S828/0614 richtung

Pr/zi

·· 2 —

richtung die Fahrt unter praktisch normalen Bedingungen fortsetzen, ohne dass eine schnelle Beschädigung des Reifens zu befürchten ist. In kaltem Zustand verhält sich der Reifen so, als wenn er auf einen nur ungenügenden Druck aufgepumpt wäre. Nach einer gewissen Fahrzeit "bewirkt die Erwärmung des Füllkörpers jedoch ^ eine Druckerhöhung des in den Zellen des Füllkörpers eingeschlossenen Gases,und der Reifen verhält sich dann im wesentlichen so, wie ein normal aufgepumpter Reifen.

Ein Füllkörper der beschriebenen Art bisfeet, solange er seinen Zweck erfüllen kann, tatsächlich die gewünschte Sicherheit, nämlich die Möglichkeit, im Falle einer Reifenpanne noch weiterfahren zu können, d.h. also, die Reparatur des Reifens hinauszuschieben. Indessen ist die lebensdauer des Füllkörpers begrenzt und eigenartigerweise schreitet seine Zerstörung nicht dann am schnellsten fort, wenn der Füllkörper seinem Zweck entsprechend als Hilfsmittel dient, um den Reifen in prallem Zustand zu halten. Es ist nämlich möglich, mit einem lediglich von dem Füllkörper gestützten Reifen mehrere hundert oder sogar mehrere tausend Kilometer zurückzulegen, bevor der Füllkörper unbrauchbar wird. Das ist eine sehr grosse Strecke, obwohl sie

natürlich 009829/0814

natürlich unterhalb derjenigen liegt, die ein Reifen vor seiner Abnutzung laufen kann. Der Füllkörper unterliegt dann der grössten Gefahr einer Zerstörung, wenn er sich in zusammengedrücktem Zustand befindet. Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, dasa ein aus Zellkautschuk bestehender Füllkörper nur dann zusammengedrückt an der Felge und in Abstand von der Lauffläche _Λ des Reifens gehalten wird, wenn das Fahrzeug mit geringer oder massiger Geschwindigkeit, beispielsweise einer eolohen von 50 km/h fährt. Von einer gewissen Drehgeschwindigkeit des Rades ab übt die Zentrifugalkraft auf den Zellkautschukfüllkörper Wirkungen aus, die zu seiner Zerstörung führen. Mit Röntgenstrahlen aufgenommene Fotografien zeigen, dass von einer gewissen Geschwindigkeit ab der ringförmige Füllkörper sich verformt, sich dann von der Felge löst und gewissermassen in dem Reifen schwimmt, um sich schliesslich |

bei noch mehr anwachsender Geschwindigkeit unterhalb der lauffläche gegen die Reifenwand zu legen· Bei sehr grosser Geschwindigkeit stellen sich ausserdem an der Oberfläche des ringförmigen Füllkörpers Wellungen ein. Bei den Verformungen und Bewegungen des ringförmigen FUllkörpers tritt dieser mit der Innenwand des Reifens und mit der Felge in Berührung. Die miteinander in

Berührung 009829/0614

Berührung kommenden Teile haben im Augenblick der Berührung nicht notwendigerweise die gleiöhe Geschwindigkeit, so dass Reibungserscheinungen auftreten, die dem Füllkörper außerordentlich schädlich sind. Es ist verständlich, dass Zellkautschuk, der ja an sich schon besonders empfindlich ist, solchen Beanspruchungen, die einem richtigen Zermahlen gleichkommen, nicht lange standhält· Ausaerdem führen Verlagerungen und Verformungen des ringförmigen Füllkörpers im Verhalten des Reifens zu Stössen, und sie haben auch Unbalancen, mit denen sich daraus ergebenden Nachteilen zur Folge.

Die Erfindung hat nun den Zweck, eine Verformung oder Verlagerung des ringförmigen Füllkörpers unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft zu verhindern, die bestrebt ist, den Füllkörper von der Felge zu lösen und ihn mit der Reifenwand, insbesondere unterhalb der Lauffläche, in Berührung zu bringen.

Der Sicherheitsluftreifen gemäss der Erfindung enthält· einen ringförmigen Füllkörper aus elastischem Zellmaterial mit dichten, ein Druckgas enthaltenden Zellen und kennzeichnet sich dadurch, dass dieser Füllkörper in einer Abteilung untergebracht ist, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Von dem übrigen Teil des Innenraumes des Reifens ist diese Abteilung durch eine dichte und nachgreblÄe-iErgn.nwand isoliert.

Wenn

Wenn der Reifen nioht aufgeblasen ist, so nimmt der Füllkörper natürlich, den gesamten, von der Felge und dem Reifen begrenzten Raum ein,und die diesen Raum in zwei Abteilungen aufteilende Srenn-wand liegt an dem Reifen an. Wird nun in die dichte Abteilung ein Druckmedium eingelassen, so wird der Füllkörper infolge des zwischen den beiden Abteilungen auftretenden Druckunter- μ sohiedes gegen die Felge gedrückt und an dieser trotz der bei grosser Geschwindigkeit auftretenden Zentrifugalkraft festgehalten. Der Druokunterschied, der der Zentrifugalkraft entgegenwirkt, ist nämlich im Falle der Erfindung der Druckunterschied zwischen der äusseren Atmosphäre und dem Druck,der in der aufgeblasenen Abteilung herrecht. Im Gegensatz dazu ist, wenn der Füllkörper in einen, im Innern gegenüber der äusseren Atmosphäre isolierten Reifen eingeschlossen ist, die Druckdifferenz zwischen dem Aufblasdruck und dem ™

Druck des in den dichten Zellen eingeschlossenen Gases ausreichend, um den Füllkörper zusammenzudrücken und sein Volumen zu vermindern, jedoch nioht genügend, um einer Verformung unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft entgegenzuwirken*

Bemerkt sei, dasses wesentlich ist, dass der Füllkörper aus einem Zellmatarial mit dichten Zellen be-

/0ei4 steht.

steht. Ein Schwammgumraifüllkörper, d.h. ein Füllkörper aus einem Zellmaterial mit offenen Zellen, das notwendigerweise in einem dichten Behälter eingeschlossen ist, würde, wenn es ein Druckgas enthalten soll, der Zentrifugierung nur schlecht widerstehen, da die Zellen miteinander verbunden sind. Es würde dabei eine !Trennung des Gases von dem festen Material stattfinden, und letzteres würde sich von der Felge lösen und die Neigung zeigen, sich an die Reifenwand anzulegen* Es würden sich also dann die Nachteile zeigen, die gerade vermieden werden sollen.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. So kann man beispielsweise zur Bildung der die beiden Abteilungen trennenden trennwand zwei ringförmige Membrane vorsehen, welche angenähert den Durchmesser der Reifenwulst haben, wobei jede Membran mit einem ihrer Ränder an einer der Reifenwulste anliegt, während der andere Rand an die Seitenwand des Füllkörpers angeklebt ist. Diese Membrane können aus dichtem und elastischem Material, wie z.B. Butylkautschuk bestehen. Die beiden Membrane können nur sine einzige bilden, so dass sich eine fortlaufende Trennwand ergibt, die von einer Wulst des Reifens zur anderen, verläuft, wobei siob. der Reifen und der Füll-

körtcv hi:£ö¥>£- ei naß bzw. der an3-^;ren Seite befinden. 009829/0*14

In diesem Fall ist es nioht notwendig, zwischen dem Füllkörper und der Membran eine Verklebung vorzunehmen.

Die Ränder der Membran oder der beiden Membranelemente können an die Reifenwulst angeklebt oder zwischen den Unterseiten der Wulste und ihren Sitzen auf der Felge verkeilt oder eingeklemmt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform ist nur eine einzige Membran vorhanden und ihre Ränder sind an den Füllkörper derart angeklebt, dass eine den Füllkörper umgebende Luftkammer gebildet wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist für eine Isolierung des von dem Füllkörper eingenommenen Raumes zwischen dem Reifen und der Felge mit Hilfe seitlicher, sich über den Umfang erstreckender Vorsprünge des ring- λ förmigen Füllkörpers gesorgt, wobei diese Vorsprünge durch den Aufblasdruck gegen die Felge gedrückt werden. In diesem Falle bildet der Füllkörper selbst die Abdichtung zwischen den Z_onen verschiedenen Druckes.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform, die mit den vorstehend beschriebenen kombiniert werden kann, ist der den ringförmigen Füllkörper enthaltende Raum mit

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einer beispielsweise an der Felge angebrachten Vakuumkammer verbunden, in welcher ein Druck herreoht, der geringer ist als der atmosphärische Druck. Gemäss einer Abänderung kann diese Vakuumkammer von einer Ausnehmung an dem Boden des ringförmigen Füllkörpers gebildet. werden.

Vergrössert maa· den Druckunterschied einerseits und andererseits des Sicherheitsfüllkörpers, so, erhöht man dadurch die Kraft, die der Zentrifugalkraft entgegen- . wirkt und eine Verformung des Füllkörpers verhindert,-durch welche dieser mit der Reifenwandung in Berührung kommen könnte. Wird der Füllkörper als Abdichtungsmittel benutzt, so verbessert man ausserdem die Abdichtung» indem zu dem Druck des Aufblasmediums des Reifens der Saugzug der Unterdruckkammer hinzukommt. Der Unterdruck in der Unterdruckkammer erzeugt nämlich, selbst wenn er verhältnismässig.schwaoh ist und beispielsweise 1/4 oder 1/3 des atmosphärischen Druckes entspricht, eine beträchtliche Wirkung.

In den verschiedenen Fällen ist es erforderlich, die der Felge benachbarte Abteilung unter atmosphärischen Druck zu setzen. Dies kann durch Verwendung einer nicht

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dichten Felge, beispielsweise einer Felge erzielt werden, die aus zwei zusammengesetzten Stücken ohne Einschaltung einer Dichtung "besteht. Man kann aber auch, und es hat sich gezeigt, dass dies ausreicht, das für das Ventil vorgesehene Loch für diesen Zweck verwenden, vorausgesetzt, dass das Loch nicht durch

das Ventil unter Abdichtung verschlossen ist und dass %

eine übliche Ventilart Verwendung findet, die auf der Wand des Ventilkörpers Rinnen oder Nuten hat.

Das Ventil kann mit der Membran bzw. einer der Membrane verbunden und auf der Felge in üblicher Weise angebracht sein. Diese Lösung ist Jedem Aufblasmittel vorzuziehen, bei dem der !Füllkörper von einem starren oder auch biegsamen Rohr durchquert wird.

Die Zeichnung zeigt verschiedene praktische Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierin sind:

Fig. 1 bis 4 Teilquerschnitte durch einen auf einer Felge montierten Luftreifen, der einen Sicherheitsfüllkörper enthält, welcher unter dem in dem Reifen herrschenden Aufblasdruok zusammengedrückt ist. Nicht erfindungswesentliche Teile sind dabei fortgelassen.

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- ίο -

Bei dem AusführungslDeispiel naoh Mg. 1 ist der Luftreifen 1 auf einer Tiefbettfelge 2 montiert. In dem Tiefbett der Felge befindet sich ein ringförmiger füllkörper 3, der bei diesem Ausführungsbeispiel aus Polyurethanschaum mit geschlossenen, ein Druckgas enthaltenden Zellen besteht. Der Füllkörper hat in nicht zusammengedrücktem Zustand ein Volumen, das den Innenraum des Reifens etwas übertrifft. Der Querschnitt des Füllkörpers hat im wesentlichen die Form dieses Innenraumes. Um bei dieser Anordnung erfindungsgemäss zwei Abteilungen zu bilden, nämlich eine Abteilung A, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und eine Abteilung B, die ein Druckmedium enthält, ist zwischen jeder der Seiten des Füllkörpers 3 und der Innenwand jeder der Wulste 5 des Reifens 1 eine dichte, nachgiebige und ringförmige Membran 4 zweakmässig aus Butylkautschuk angeordnet. Diese Membran ist mit ihrem Rand 4' auf die Seite des Füllkörpers 3 aufgeklebt, während der Rand 4" der Membran für die Abdichtung an der Wulst 5 sorgt. Die Membran 4 hat ein Ventil 6, das durch die Wand der Felge 2 hindurchragt. Das Ventil 6 mündet in die Abteilung B, die demzufolge mittels des Ventiles unter Druck gesetzt werden kann. Die Verbindung zwischen der Abteilung A und der Atmosphäre ergibt sich einfach daraus, dass das Ventil 6 die

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Öffnung

öffnung 7 in der Wand der Felge 2 nicht vollständig abdichtet. Gegebenenfalls kann die Aussenseite des aus Gummi bestehenden Ventilkörpers im Bereich der Öffnung 7 eine Längsnut aufweisen, welche eine sichere Verbindung zwischen der Abteilung A und der Atmosphäre bewirkt. Bs können natürlich auch mehrere Längsnuten vorhanden sein· ' ^

Bei einer AuBführungsform, die von der in Verbindung mit Mg. 1 beschriebenen etwas abweicht, ist der Rand 4' und/oder 4" der Membran 4 derart verlängert, wie dies in gestrichelter linie gezeigt ist. Die Membran verläuft dann einerseits mit dem verlängerten Rand 4* um den Füllkörper 3 und andererseits mit dem verlängerten Rand 4" über die Innenwand des Reifens. Im ersteren Falbst es nicht mehr unbedingt erforderlich, dass die Membran 4 auf den Füllkörper 3 aufgeklebt wird und im zweiten, dass eine Aufklebung der Membran ™

auf die Innenwand des Reifens 1 erfolgt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten und ebenfalls aus dem Beispiel nach Fig. 1 entwickelten Ausführung iet der Rand 4" der Membran 4 durch einfache Einspannung zwischen der Wulst 5 des Reifens 1 und der Felge 2 festgelegt. Hier kann der Rand 4' der Membran entweder an verhältnismässig niedriger Stelle oberhalb der Unter-

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seite des Füllkörpers 3 aufhören, wie dies mit voll ausgezogener Linie gezeigt ist, oder ea kann der Rand 4' über den Füllkörper verlängert werden und bis unter die gegenüberliegende Wulst reichen, so wie dies die gestrichelte Linie andeutet.

Die Ausführungsform nach Pig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 nur insofern, dass der Reifen 1, der Füllkörper 3 und die Membran 4 auf einer Flachbettfelge 8 montiert sind, die aus zwei mit Hilfe von Bolzen verbundenen Hälften 8' und 8" besteht und keine, dazwischenliegende Dichtung aufweist. Bei diesem Ausführungßbeispiel befindet sich die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Abteilung A zwischen den beiden Felgenhälften 8' und 8".

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 unterliegt die radial innen liegende Seite 3' des Füllkörpers 3 nicht dem in der Abteilung B herrschenden Aufblasdruck, da die Innenseite 3' des Füllkörpers 3 gegenüber der Abteilung B durch einen seitlichen Vorsprung oder eine seitliche Lippe b isoliert ist, der bzw. die über den Umfang verläuft und sich auf beiden Seiten an die Grundfläche des Füllkörpers anschliesst. Der Vorsprung bzw. die Lippe wird mit dem Füllkörper bei der Formgebung aus einem Stück hergestellt und legt sich unter

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den

dem Aufblasdruck in der Abteilung B gegen die Innenwand der Felge 2. Die Seite 3' des· Füllkörpers wird infolgedessen von dem Aufblasdruck des Reifens nicht beaufschlagt. Bei dieser Ausführung,und übrigens auch bei den unter Bezugnahme auf die Pig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungen_;kann die Differenz zwischen dem Aufblasdruck des Reifens in der Abteilung B und dem Druck (nämlich dem atmosphärischen Druck), welchem die gegenüber der Abteilung B isolierte Seite 3' des Füllkörpers unterliegt, dadurch erhöht werden, dass in Verbindung mit der Seite 3' eine Unterdruckkammer vorgesehen wird. Diese Kammer kann entweder auf der Aussenseite der Felge, beispielsweise unterhalb des Tiefbettes 2' _t durch einen Ringraum 9 gebildet sein, der mit der Seite 3^! durch eine oder mehrere in dem Hohlbett 2¹ gebildete Öffnungen 2" in Verbindung steht. Es kann jedoch auch eine Unterdruckkammer in Form eines ringförmigen Hohlraumes 10 Verwendung finden, der auf der Unterseite des Füllkörpers gestrichelt dargestellt ist. In diesem Falle wird die von dem Hohlraum 10 und dem Boden des Tiefbettes der Felge gebildete Unterdruckkammer durch eine Öffnung 2" in dem Tiefbettboden an eine Unterdruckquelle angeschlossen und mit äsen Hilfe evakuiert.

Bei 00 9829/0614

-H-

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen, wie auch ganz allgemein, soll der Aufblaadruck der Abteilung B im v/esentlichen dem bei einem gewöhnlichen luftreifen gleicher Abmessung= vorgeschriebenen entsprechen. Der Druck des in den dichten Zellen des Füllkörpera eingeschlossenen G-ases liegt etwas über dem atmosphärischen Druck und kann unterhalb etwa 200g/cm bleiben.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

1) Sicherheitsvorrichtung für Luftreifen mit einem

in dem H_eifen angeordneten ringförmigen Füllkörper aus elastischem Zellmaterial, dessen verschlossene Zellen ein Druckgas enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Füllkörper in einer Abteilung angeordnet ist, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und gegenüber dem übrigen Innenraum den Luftreifens durch eine ringförmige Trenn-. wand aus dichtem und biegsamen Material isoliert ist.

2) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenrn/and aus zwei ringförmigen membranen besteht, die jeweils swischen einer der Seiten des ringförmigen Füllkörpers und der Innenwand der Reifenwulst angeordneteind, die der betreffenden Seite des Püllkcrpers gegenüberliegt.

3) ^icherhei^svorrichtunr- nach Anspruch 1, dadurch fTekennseichnet, dass die Trennwand aus einer ringförmigen Membran besteht, die sich längs der Innenwandung

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BAD ORi^iNAL

wandung des Luftreifens erstreckt und deren beide Ränder auf die Seiten des ringförmigen Füllkörpers aufgeklebt sind.

4) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus einer ringförmigen Membran von geschlossenem Querschnitt besteht, die sich längs der Innenwand des Luftreifens und längs der Aussenwand des ringförmigen Füllkörpers erstreckt, die der betreffenden Innenwand des Reifens gegenüberliegt.

5) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus einer ringförmigen Membran besteht, die sich längs der Aussenwand do.'j ringförmigen Füllkörpers erstreckt und deren ,jeder Rand an die Innenwand des Luftreifens angeklebt ist.

6) öicherheiΐ«vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus einer ringförmigen Membran besteht, die sich längs der Aussenwand äcj ringförmigen Füllkürpers erstreckt und deren Jeder Rand zwischeu einer Wulst des Luftreifens und der Felge eingespannt ist.

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7) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus einem sich über den Umfang erstreckenden seitlichen Vorsprung oder einer entsprechenden Lippe besteht, der "bzw. die sich beiderseits der Grundfläche des Füllkörpers befindet und diese Grundfläche gegenüber dem Luftraum des Reifens isoliert, j

8) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ringförmigen Membrane jeweils einen auf die Seite des Füllkörpers aufgeklebten Rand und einen Rand aufweisen, der auf die Innenwand des Luftreifens aufgeklebt ist.

9) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden ringförmigen

Membrane einen auf die Seite des Füllkörpers auf- I

geklebten Rand und einen Rand hat, der durch Einspannen zwischen der Wulst <jes Luftreifens und der Felge festgehalten wird.

10) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand ein durch die Felgenwand hindurchgehendes Ventil aufweist, mit dessen Hilfe der Raum ausserhalb der mit der At-

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mosphäre in Verbindung stehenden Abteilung aufgeblasen werden kann.

11) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Abteilung mit dieser dadurch verbunden ist, dass die den Luftreifen und seinen Füllkörper tragende Felge Undichtigkeiten aufweist.

12) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Abteilung mit dieser durch eine Felgenöffnung verbunden i3t, die dem Durchtritt des in Anspruch 9 genannten Ventils dient und von dem Ventil nicht vollständig abgedichtet ist.

13) Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Unterdruckkammer, die unterhalb der Felge und/oder in dem unteren Teil des Füllkörpers angeordnet ist und die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Luftreifens und dem unteren Teil des Füllkörpers erhöht.

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