DE2339160A1

DE2339160A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE2339160A1
Application number: DE2339160A
Authority: DE
Inventors: Vincenzo Benatti; Angelo Caccia
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1973-08-02
Publication date: 1974-02-14
Also published as: GB1442815A; NL7310765A; BE803167A; AR200269A1; BR7305880D0; IE38164B1; JPS4957502A; IE38164L; AU5871273A; US3921689A; LU68166A1; FR2194581B1; IT963743B; FR2194581A1

Description

Dr. E. Wlepni Distal. W. IHiffliiwi Dr. M. Köhler, DlpU-teo- G- Bernhardt • Patentanwalt· Hamburg 50 - Königstraße 28

Tel. No. 381233 Telex; 212979 karpd

W.25800/73 8/Sch

Industrie Pirelli S.p.A· Mailand (Italien)

Luftreifen.

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsreifen, der sowohl eine zweckdienliche Abdichtwirkung zu liefern vermag, wenn das Laufflächenband des betreffenden Mantels von einem Fremdkörper durchlocht wird, als auch eine zuverlässige Antiplatzwirkung zu liefern vermag, wenn in einer der Seitenwände des Mantels ein Riß auftritt· Jedoch unterscheidet sich das Verhalten des Reifens gemäß der Erfindung während seines Betriebs nicht wesentlich von demjenigen eines herkömmlichen Reifens·

Es sind Sicherheitsreifen bekannt, die einen Mantel aufweisen, der teilweise oder vollständig mit Schaummaterial gefüllt ist, welches normalerweise von vulkanisiertem Kautschukschaura gebildet ist. Falls in dem Laufflächenband eines Reifens der vorgenannten Art ein Loch erzeugt wird, setzt das Schaummaterial, welches das Innere des Loches füllt, das Entweichen von Luft aus dem Reifen herab und ermöglicht dem Reifen, über eine gewisse

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Strecke unter Notbedingungen zu laufen. £-0 0 Ό ίου

Luftreifen der vorstehend beschriebenen Art führen zu vielen Nachteilen.

Ein erster Nachteil ist von thermischer Art. Bei normalen Reifen wird in dem Mantel und vor allem in der Lauffläche Wärme erzeugt, und zwar zufolge der Reibung des Reifens an der Straßendecke und zufolge der zyklischen Verformungen der den Mantel selbst bildenden Materialien. Diese Wärme wird teilweise in die umgebende Luft abgestrahlt oder übertragen und teilweise auf die im Inneren des Reifens befindliche Luft übertragen, die sie ihrerseits auf die Radfelge überträgt, welche auf Grund ihrer metallenen Ausführung die Wärme in die umgebende Luft zerstreut. Im allgemeinen beträgt die "auf innerem Weg" übertragene Wärmemenge 10 bis 15 # d.er Gesamtwärme, und die Übertragung erfolgt durch die Konvektionsbewegungen der Aufblasluft, welche ihrerseits die Folge des Umstandes sind, daß die Aufblasluft einem Feld von Zentrifugalkräften zufolge der Reifendrehung unterworfen wird. Diese Konvektionsbewegungen sind in der Tat stark, da das Zentrifugalfeld in einem sich drehenden Reifen normalerweise Werte von einigen Hundert Schwerkrafteinheiten erreicht. Es ist daher verständlich, daß das Vorhandensein eines großen Schaumvolumens, welche diese Konvektionsbewegungen erheblich vermindert, die Wärmeübertragung auf innerem Weg begrenzt, so daß infolgedessen die mittlere Temperatur des Mantels ansteigt.

Dieser Temperaturanstieg in einem Reifen der beschriebenen Art wird auch durch die Wärmemenge hervorgerufen, welche auf Grund der zyklischen Verformung (Hysterese) der beträchtlichen Masse des Schaummaterials erzeugt wird.

Ferner werden in einem Luftreifen der vorstehend beschriebenen Art leicht Ungleichgewichtskräfte von

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merklicher Größe erzeugt, welche ebenfalls die Leistung des Reifens nachteilig beeinflussen können. In der Tat können wegen der großen Masse des Schaummaterials in dieser Masse Ungleichförmigkeiten (zufolge unregelmäßiger Bildung des Materials oder zufolge von im Betrieb stattfindender Verlagerungen des Materials) auftreten, die ein Ungleichgewicht bewirkende Zentrifugalkräfte entstehen lassen.

Weiterhin ist das Trägheitsmoment·eines Reifens der oben beschriebenen Art wesentlich größer als dasjenige eines herkömmlichen Reifens, der frei von Schaummaterial ist. Es folgt daraus, daß das dynamische Verhalten (Reaktion auf Lenken und Beschleunigen) des Reifens im allgemeinen schlechter als dasjenige eines herkömmlichen Reifens ist.

Schließlich ist die Verteilung der Beanspruchungen in dem Mantel eines Reifens der oben beschriebenen Art verschieden von der Verteilung in einem herkömmlichen Reifen, da bei dem ersteren Reifen diese Beanspruchungen ' im allgemeinen höher sind und die Verteilung durch die Drehgeschwindigkeit des Reifens selbst erheblich beeinflußt wird. Daraus folgt, daß einige vorteilhafte Eigenschaften des Reifens (wie die Straßenhaftung), die von seinem elastischen Verhalten abhängen, verschlechtert sind und sich bei der Änderung der Drehgeschwindigkeit ändern·

Es sind auch Sicherheitsreifen der schlauchlosen Art bekannt, deren Innenfläche vollständig mit einer Schicht aus Schaummaterial bedeckt ist. Diese Reifen haben den Nachteil, daß die Schaummaterialschicht, die an der Reifeninnenfläche vollkommen anhaftet, ebenso wie das Laufflächenband von einem eindringenden Fremdkörper durchlocht werden kann. Ferner sind diese Reifen, obwohl sie eine Abdichtwirkung zu gewährleisten vermögen,

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völlig unfähig, eine Antiplatzwirkung auszuüben.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Sicherheitsreifen zu schaffen, der frei von den oben genannten Nachteilen ist.

Der gemäß der Erfindung vorgesehene Reifen, der einen Mantel aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Mantels ein aufblasbares Gebilde vorgesehen ist, das ein ringförmiges Band aufweist, welches aus einem vorwiegend geschlossene Zellen enthaltenden elastischen Schaummaterial besteht, unter dem Laufflächenband des Mantels angeordnet ist und eine Breite hat, die wenigstens gleich der Breite des Laufflächenbandes ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die verhindern kann, daß die Reifenaufblasluft in den Raum zwischen der Außenfläche des ringförmigen Bandes und der entsprechenden Innenfläche des Mantels, unter welcher das Band liegt, strömt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 und 2 sind in einer diametralen Ebene verlaufende Schnittansichten von Reifen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und eines Teiles der Felge, auf die sie aufgebracht sind.

Pig.· 3 und 4 sind den vorhergehenden Figuren analoge Schnittansichten von Reifen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung· Fig. 5 und 6 sind den vorhergehenden Figuren analoge Schnittansichten von Reifen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Reifen gemäß der in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung, der allgemein mit Λ bezeichnet ist, weist im wesentlichen einen Mantel 2 auf, in dessen Innerem ein allgemein mit 3 bezeichnetes auf-

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blasbares Gebilde angeordnet ist, das mit der innenfläche 4- des Mantels 2 in Berührung steht.

Der Mantel 2 kann zweckmäßig ein üblicher Mantel für schlauchlose Reifen sein und ein Laufflächenband 5» Seitenwände 6 und Wulste 7 aufweisen, mittels denen der Mantel auf eine Felge 8 dicht passend aufgesetzt ist.

Auf der Innenfläche des Mantels 2 kann zweckmäßig eine Abdichtschicht (Auskleidung) angeordnet sein, die im wesentlichen aus einer Weichkautschukverbindung besteht.

Das aufblasbare Gebilde 3 weist im wesentlichen ein ringförmiges Band 11 auf, das aus einem überwiegend geschlossene Zellen enthaltenden elastischen Schaummaterial besteht und dessen Breite in axialer Richtung im wesentlichen gleich der Breite des Laufflächenbandes 5 ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Seitenkanten 12 des ringförmigen Bandes 11 an den entsprechenden Kanten eines verformbaren Elementes 13 befestigt, das sich sowohl an die Seitenwände 6 des Mantels 2 als auch an die Felge 8 anlegen kann, um zusammen mit dem übrigen Teil des Gebildes 3 eine dichte ringförmige Hülle für die zum Aufblasen des Reifens verwendete Luft zu bilden.

Das das Band 11 bildende Material ist irgendein elastisches Material, welches in solcher Weise geformt werden kann, daß es einen Schaum ergibt, der überwiegend geschlossene Zellen enthält. Obwohl angenommen werden kann, daß in dem Material miteinander in Verbindung stehende Zellen vorhanden sind, kann jedoch davon ausgegangen werden, daß insgesamt die Anzahl geschlossener Zellen überwiegt und daß, wenn dem Band 11 die weiter unten angegebene Dicke gegeben wird, ein Band erhalten wird, durch welches die Aufblasluft im wesentlichen

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nicht hindurchtreten kann. Zweckmäßig ist dieses Material ein vulkanisierter Kautschukschaum oder der Schaum eines Kunststoffes, der gemäß üblichen Techniken zum Formen von Schäumen aus elastischem Material erhalten wird. Überdies muß aus weiter unten erläuterten Gründen dieser Formungsvorgang in solcher V/eise ausgeführt werden, daß an seinem Ende im Inneren jeder der geschlossenen Zellen des Materials ein vorbestimmter Druck vorhanden ist, dessen Wert im wesentlichen gleich dem Wert des Reifenaufblasdruckes ist. Wenn diese Forderung erfüllt wird, ist die Änderung der Gestalt des ringförmigen Bandes bei seinem Übergang aus dem Zustand, in dem es sich am Ende des Formungsvorganges befindet, in den Arbextszustand (bei Vorhandensein des Aufblasdruckes) offensichtlich im wesentlichen vernachlässigbar.

Die Dicke des Bandes 11, bei in aufgeblasenem Zustand befindlichem Reifen in radialer Richtung gemessen, ist nicht größer als 20 mm. Ferner ist die Dichte des das Band bildenden Materials eine solche, daß das polare Trägheitsmoment des Bandes, mit Bezug auf seine Drehachse gemessen, gleich oder kleiner als 1/5 des polaren Trägheitsmomentes des Reifens ohne das Band ist. Wenn diese Bedingung besteht, dann kann die Änderung des Trägheitsmomentes, die auftritt, wenn ein mit dem Reifen gemäß der Erfindung versehenes Rad anstelle eines Rades verwendet wird, das mit einem herkömmlichen Reifen versehen ist, annehmbar sein.

Das verformbare Element 13 kann, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, durch zwei verformbare ringförmige Seitenwände 14 ersetzt werden, deren gede sich im wesentlichen an die Innenfläche einer entsprechenden Seitenwand 6 des Mantels 2 anlegen kann. Die kreisförmige Außenkante jeder der Seitenwände 14· ist an einer entsprechenden Kante 12 des ringförmigen Bandes 11 befestigt, während

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die kreisförmige Innenkante jeder der Seitenwände 14-mit der Innenfläche eines entsprechenden Wulstes 7 des Mantels 2 dicht verbunden ist. Diese Verbindung kann beispielsweise mittels eines KlebstoffÜberzugs 15 erfolgen.

Der Reifen gemäß der in Fig. 3 und 4- wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 und 2 dadurch, daß das ringförmige Band 11 mit Seitenwänden 16 versehen ist, die aus dem gleichen elastischen Schaummaterial wie das Band bestehen und mit dem Band ein einziges Stück bilden, so daß ein ein Band und Seitenwände aufweisendes Gebilde erhalten wird, das allgemein mit 17 bezeichnet ist. Zweckmäßig vermindert sich die Dicke jeder Seitenwand 16 des Gebildes 17 gegen cLen entsprechenden Wulst 7 des Mantels 2. Die kreisförmigen Innenkanten der Seitenwände 16 sind mit der Innenfläche des entsprechenden Wulstes 7 des Reifens dicht verbunden, beispielsweise mittels eines Klebstoffüberzugs 18, wie dies in Pig. 3 gezeigt ist. Gemäß einer¹ Alternativanordnung sind die kreisförmigen Innenkanten der Seitenwände 16 mit entsprechenden Kanten eines verformbaren ringförmigen Elementes 21 (Fig. 4) verbunden, das sich an die Felge 8 anlegen und mit dem Gebilde 1? eine dichte ringförmige Hülle für die Aufblasluft bilden kann.

Der Reifen gemäß der in Fig. 5 und 6 wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls mit einem aufblasbaren Gebilde 17 versehen, welches demjenigen des Reifens gemäß den Ausführungsformen von Fig. 3 und 4- ganz ähnlich ist und ein ringförmiges Band 11 und Seitenwände 16 aufweist, die aus elastischem Schaummaterial hergestellt sind.

An der Innenseite des Gebildes 17 ist eine kleine Karkasse 22 vorgesehen, die bei in aufgeblasenem Zustand befindlichem Reifen sich an der Innenfläche des Gebildes

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anlegt und im wesentlichen das gleiche Profil wie diese Innenfläche annimmt. Die kleine Karkasse 22 kann auch an die Innenfläche des Gebildes 17 gebunden werden.

Die kleine Karkasse 22 weist im wesentlichen eine oder mehrere Lagen aus (Textil- oder Met all schnur en auf und ist mit Kernen 23 versehen (JPig. 5)» die auf die kreisförmigen Innenkanten der Seitenwände 16 des Gebildes 17 Druck ausüben können, um die Dichtheit zwischen

den Kanten und den entsprechenden Wulsten 7 des Mantels 2 zu gewährleisten· Gemäß einer anderen Ausführung kann die kleine Karkasse 22 einen integrierenden Teil des Bandes 11 bilden; in diesem Fall können die Schnüre der kleinen Karkasse direkt in das das Band bildende Schauramaterial eingebettet und nahe der Innenfläche des Bandes angeordnet sein.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die in

Fig. 6 wiedergegeben ist, ist jede kreisförmige Innen-

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kante der kleinen Karkasse 22 an einer entsprechenden Kante eines verformbaren ringförmigen Elementes 24· befestigt, das sich an die Felge 8 anlegt und zusammen mit der kleinen Karkasse eine dichte ringförmige Hülle für die Aufblasluft bildet.

Die Anordnung der Schnüre der Lagen der kleinen Karkasse 22 kann beliebig gewählt werden. Zweckmäßig stimmt aus weiter unten erläuterten Gründen die Neigung der Schnüre in einer oder mehreren Lagen der kleinen Karkasse 22 nicht mit der Neigung der Schnüre der Lagen der nicht dargestellten Karkasse des Mantels 2 überein. Wenn beispielsweise die Karkasse des Mantels 2 mehrere übereinanderliegende Schnurlagen aufweist, die derart angeordnet sind, daß die Schnüre Jeder Lage eine andere Neigung mit Bezug auf die Schnüre einer anderen Lage haben, dann sind die Schnüre der kleinen Karkasse 22 im wesentlichen radial angeordnet, d.h. sie bilden einen

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Winkel zwischen 88° und 90° mit Bezug auf die Parallelen der kleinen Karkasse selbst. Wenn dagegen der Mantel 2 von der radialen Art ist, sind die Schnüre der kleinen Karkasse 22 im wesentlichen in subradialer Lage angeordnet, d.h. sie bilden einen Winkel zwischen 75° und 80° mit Bezug auf die Parallelen der kleinen Karkasse selbst.

Der beschriebene Reifen arbeitet im Betrieb unter Notbedingungen (Durchlochung oder Platzen) in folgender Weise:

Beim Fehlen des Aufblasdrucks haben das ringförmige Band 11 (Pig. 1) und das Gebilde 17 (-^ig. 3) innerhalb des Mantels 2 eine Gestalt, die von der Gestalt verschieden ist, welche sie im Betrieb unter der Wirkung des Aufblasdrucks haben. In der Tat ergibt sich, daß, da der Druck im Inneren der Zellen des Materials, aus dem das Band bzw. das Gebilde 17 besteht, wie bereits oben erwähnt, im wesentlichen gleich dem Aufblasdruck ist, diese Teile beim Fehlen des Aufblasdrucks sich verformen und ein Volumen annehmen, das größer als das Volumen ist, welches sie sowohl während des Formungsvorganges als auch im aufgeblasenen Zustand des Reifens haben. Daher ist, wenn der Aufblasdruck innerhalb des Reifens wirkt, die Gestalt, welche das Material annimmt, aus dem das Band 11 bzw. das Gebilde besteht, im wesentlichen gleich der bei der Formung des Materials selbst erhaltenen Gestalt. Daraus folgt, daß während des Arbeitens in dem Material, aus welchem das Band 11 bzw. das Gebilde 17 besteht, keine Verformungen und damit keine Beanspruchungen auftreten, so daß es möglich ist, das Auftreten von Kriecherscheinungen zu verhindern. Im Betrieb stehen innerhalb des das Band 11 bzw. das Gebilde 17 darstellenden Schaummaterials außerdem Zellen in direkter pneumatischer Verbindung miteinander und mit nicht verbundenen Zellen, die sämtlich den Wert des Aufblasdruckes gemeinsam haben.

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Es sei nunmehr angenommen, daß ein Fremdkörper in das Laufflächenband 5 eintritt und es bis zu"seiner Innenseite durchdringt. Es können dann im wesentlichen drei Zustände auftreten, die nachstehend getrennt betrachtet werden·

In einem ersten Zustand ist die Eindringtiefe des Fremdkörpers im wesentlichen gleich der Dicke des Laufflächenbandes 5» so daß ein Loch erzeugt worden ist, jedoch Beschädigungen oder Deformationen des Bandes 11 noch nicht aufgetreten sind. In diesem Zustand kann, selbst wenn eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Raum vorhanden ist, der sich zwischen der Außenfläche des Gebildes 3 gemäß Fig. 1 (oder des Gebildes 17 gemäß Fig. 3) und der Innenfläche des Mantels 2 befindet, Luft aus dem Reifen nicht entweichen; in der Tat kann die innerhalb des Reifens befindliche Luft nicht in den genannten Raum strömen, und zwar wegen der Dichtheit, die mittels des verformbaren Elementes 13 (Fig. 1) bzw. des verformbaren Elementes 21 (Fig. 4-) bzw. des verformbaren Elementes 24 (Fig. 6) oder mittels der Bindung 15 (Fig. 2) bzw. der Bindung 18 (Fig. 4) oder mittels des Druckes, der von den Kernen 23 (Fig. 5) der kleinen Karkasse 22 auf die Wulste 7 des Reifens ausgeübt wird, erzielt ist.

In einem zweiten Zustand ist die Eindringtiefe des Fremdkörpers geringfügig größer als die Dicke des Laufflächenbandes 5· In diesem Fall deformiert der Fremdkörper das Band 11, ohne es zu beschädigen, da das Band nicht an der Innenfläche des Mantels befestigt und relativ verformbar ist.

In einem dritten Zustand ist die Eindringtiefe des Fremdkörpers größer als in dem vorstehenden Fall, und daher wird das Band 11, außer daß es durch den Fremdkörper von der Innenfläche des Mantels gelöst wird, von dem Fremdkörper teilweise oder vollständig durchlocht. Wenn

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die Oberfläche des beschädigten Schaummaterials an der Stelle des Fremdkörpers vollkommen undurchlässig ist (d.h. wenn an dieser Stelle eine Zone geschlossener Zellen vorhanden ist), dann haftet unter der Sehubwirkung des inneren Druckes die Oberfläche des Materials an der Oberfläche des Fremdkörpers selbst innig an, so daß ^edes Entweichen von Luft verhindert ist· Wenn dagegen ein gewisser Prozentsatz von miteinander in Verbindung stehenden offenen Zellen in unmittelbarer Nähe des Fremdkörpers vorhanden ist, dann bilden diese Zellen ein mehr oder weniger verzweigtes Netz von Hohlräumen, durch welche eine Verteilung von Drücken und Ausströmgeschwindigkeiten hervorgerufen wird, die durch die beiden extremen Werte des Druckes (Atmosphärendruck und Aufblasdruck) und durch die von der Luftbewegung in diesen Hohlräumen erzeugte Reibung reguliert wird. Gleichzeitig hat jedoch die mehr oder weniger ausgeprägte Verminderung des Druckes in den offenen Zellen mit Bezug auf den anfänglichen Druckwert zur Folge, daß die in dor Nähe der offenen Zellen befindlichen geschlossenen Zellen das Bestreben haben, sich in ihrem Volumen zu vergrößern· Es folgt daraus eine Verminderung des Volumens der offenen Zellen, d.h. eine Verminderung des mittleren Querschnitts der Hohlräume mit einer sich daraus ergebenden Erhöhung der Reibung und Verminderung des Ausströmens. Es ist.zu verstehen, " daß je größer der Prozentsatz an geschlossenen Zellen und de geringer die elastische Reaktion des Materials zu der Vergrößerung des Volumens der geschlossenen Zellen ist, umso kleiner.der zufolge der Durchlochung des Bandes 11 eingetretene Luftverlust am Ende der vorstehend beschriebenen Übergangsperiode ist.

Nach der Durchlochung legt sich das Band 11, das, wie bereits erwähnt, von der Innenfläche des Mantels 2 gelöst worden ist, unter der Schubwirkung des Aufblas-

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drucks erneut an die Innenfläche des Mantels an.

Wenn das das Band bildende Material wieder mit der Innenfläche des Mantels in Berührung tritt, nimmt es die Gestalt, die es vor der Durchlochung hatte, nicht wieder an, sondern häuft sich in einem größeren Ausmaß in der Nähe des Fremdkörpers an. In der Tat verhindert die beträchtliche Reibung zwischen der Fläche des Bandes 11 und der Innenfläche des Mantels 2, daß das Band wieder vollständig die Gestalt annimmt, die es während der Durchlochung erfahren hat. Durch diese Anhäufung des das Band 11 bildenden Materials wird die Fähigkeit des Materials weiter verbessert, das Entweichen von Luft durch das in dem Band erzeugte Loch hindurch zu verhindern.

Überdies wird der Fremdkörper in dem Schaummaterial festgehalten, da dieses elastische Material unter der Schubwirkung des inneren Druckes an der Oberfläche des Fremdkörpers fest anhaftet. Andererseits wird durch die bleibende Anwesenheit des Fremdkörpers in dem von ihm in dem Band 11 erzeugten Loch das Entweichen von Luft herabgesetzt·

Wenn die kleine Karkasse 22 bei dem Reifen gemäß der in Fig. 3 und 4- wiedergegebenen Ausführungsform vorgesehen wird, wodurch die Ausführungsform gemäß Fig. und 6 erhalten wird, dann ist der Reifen gemäß der Erfindung, außer daß er die oben beschriebene Abdichtwirkung ermöglicht, auch imstande, eine zweckdienliche Antiplatzwirkung auszuüben, die in folgender Weise erfolgt.

Bevor erläutert wird, wie die Antiplatzwirkung ausgeübt wird, soll zunächst untersucht werden, wie sich die kleine Karkasse 22 im Betrieb verhält.

Das Profil der kleinen Karkasse 22 wird vorzugsweise derart bestimmt, daß unter den Bedingungen des normalen Betriebs (bei Vorhandensein des Aufblasdrucks) die Schnüre der kleinen Karkasse Spannungen von sehr kleinem

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Wert oder sogar vom Wert Null unterworfen werden, d.h. daß die kleine Karkasse unter der Wirkung der beiden im wesentlichen gleichen und entgegengesetzten Drücke (dem Aufblasdruck und dem Reaktionsdruck) zufolge der komprimierten Luft in dem Schaummaterial, aus dem das aufblasbare Gebilde 17 besteht, in einem Gleichgewichtszustand verbleibt. In anderen Worten ausgedrückt, die kleine Karkasse 22 wird normalerweise derart ausgeführt, daß, wenn sie in den Reifen eingebracht ist und dem . Aufblasdruck unterworfen wird, sie ein inneres Meridianprofil annimmt, welches das Gebilde 17 in einem Ausmaß zu verformen vermag, welches genügt, um in den Zellen des Schaummaterials einen Druck zu erzeugen, der im wesentlichen gleich dem Aufblasdruck ist·

Ein erster Grund, welcher die Zweckmäßigkeit dieser Maßnahme erklärt, besteht in der Verteilung der in dem Mantel 2 vorhandenen Beanspruchungen, die durch das Einführen des mit der kleinen Karkasse 22 versehenen Gebildes 17 nur in einem vernachlässigbaren Ausmaß geändert werden darf· Es folgt daraus, daß für den Reifen gemäß der Erfindung bereits ausprobierte und hergestellte Mantel verwendet werden können, ohne daß neue Mantel zu erzeugen sind. Ein anderer Grund ist die Begrenzung der Verformung des Schaummaterials und damit die Erhöhung des Ermüdungswiderstandes dieses Materials. In der Tat besitzen die derzeit vorgesehenen elastischen Schaummaterialien keinen hohen Ermüdungswiderstand. FaIs nicht der ganze Aufblasdruck auf den Mantel 2 einwirkt, wird dadurch die Beweglichkeit des Laufflächenbandes 5 niit Bezug auf die kleine Karkasse 22 sowohl in radialer Richtung als auch in dem Druckbereich vergrößert, weil das Laufflächenband deformierbarer und die kleine Karkasse steifer wird (da sie einem größeren Zug unterworfen wird). Diese größere Beweglichkeit führt dazu, daß stärkere Deformationen unter-

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schiedlicher Art dem Schaummaterial erteilt werden, dessen Dauerhaftigkeit gefährdet werden kann.

Die Erfindung umfaßt jedenfalls einen Reifen, bei dem die kleine Karkasse 22 so ausgeführt ist, daß sie einem mehr oder weniger großen Teil des Aufblasdruckes widersteht, so daß sie den Druck entlastet, welchem der Mantel 2 widerstehen muß.

Es sei jetzt angenommen, daß in dem Mantel 2 ein Riß erzeugt ist, der normalerweise in einer seiner Seitenwände 6 auftritt. Auf Grund des Vorhandenseins der Seitenwände des aufblasbaren Gebildes 17» die als wahres Polster für die kleine Karkasse 22 wirken, erstreckt sich, wenn in einer der Seitenwände 6 des Mantels 2 ein Riß auftritt, dieser Riß nicht bis zu der kleinen Karkasse, die daher vor der in dem Mantel aufgetretenen Beschädigung bewahrt bleibt. Nachfolgend wird der Teil der kleinen Karkasse, der in der Nähe des Risses liegt, durch die Wirkung der Aufblasluft gegen den Riß gedruckt, in bezug auf welchen sich dieser Karkassenteil wie ein wahrer Flicken verhält und das Entweichen der Luft verhindert, wodurch dem Fahrzeug ermöglicht wird, eine Notbewegung über eine gewisse Strecke auszuführen, die ausreicht, um eine Reparaturstation zu erreichen.

Wenn der Mantel 2 von der herkömmlichen Art ist, d.h. dessen Karkasse mehrere gekreuzte Lagen aufweist, oder von der Radialart ist, d.h. bei welchem die Schnüre der betreffenden Karkasse einen Winkel von im wesentlichen 90° mit Bezug auf die Parallelen dieser Karkasse bilden, dann ist es, wie oben bereits erwähnt, vorzuziehen, eine kleine Karkasse 22 zu verwenden, in der die Schnüre entweder eine radiale Anordnung haben (d.h. bei welcher der Winkel, den sie mit den Parallelen der kleinen Karkasse bilden, in dem Bereich zwischen 88 und 90° liegt) oder eine subradiale Anordnung haben (d.h. in

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welcher der Winkel, den sie mit den Parallelen der kleinen Karkasse bilden, in dem Bereich zwischeir^ ■ - '^v 75° und 80° liegt)» Auf diese Weise wird eine Ausführung erhalten, bei der die Richtung, welcher der Riß in der einen Seitenwand 6 des Mantels 2 folgt, zu der Richtung des größeren Biegewiderstandes der kleinen Karkasse selbst im wesentlichen rechtwinklig verläuft und einen anderen Winkel als 0° bildet. Daraus folgt, daß die kleine Karkasse niemals zwischen den Kanten des Risses eingeklemmt werden kann.

Wie aus dem Vorstehenden erkennbar ist, hat der Luftreifen gemäß der Erfindung im Gebrauch ein "Verhalten, das demjenigen eines herkömmlichen Reifens ganz analog ist, der nur den Mantel 2 aufweist. In der Tat sind, haupt~ sächlich wegen der geringen Dicke des Bandes 11 bzw. des Gebildes 17 und wegen des kleinen Trägheitsmomentes dieser Teile, die Erhitzung des Reifens gemäß der Erfindung sowie seine elastischen und dynamischen Parameter (Radial- und Querverformbarkeit, Straßenhaftung usw.) im wesentlichen gleich denjenigen eines entsprechenden Reifens herkömmlicher Art.

Ferner vermag der Reifen gemäß der Erfindung eine zuverlässige Abdichtwirkung auszuüben (Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 und Fig. 3 und 4), die mit einer zuverlässigen Antiplatzwirkung (Ausführungsformen gemäß Fig. 5 und 6) vereinigt werden kann.

Es sei bemerkt, daß an den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, die in den Rahmen der Erfindung fallen. Insbesondere kann ein üblicher innerer Schlauch an der Innen- oder Außenseite des Gebildes 3 (Fig. 1) oder an der Innenseite der kleinen Karkasse 22 (Fig. 5) oder an der Außenseite des Gebildes 17 angeordnet werden.

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Claims

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Patentansprüche

( !./Luftreifen mit einem Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Mantels (2) ein aufblasbares Gebilde (3, 17) vorgesehen ist, welches ein aus einem vorwiegend geschlossene Zellen enthaltenden elastischen Schaummaterial bestehendes ringförmiges Band (11), das unter dem Laufflächenband (5) des Mantels (2) angeordnet ist und eine Breite hat, die wenigstens gleich der Breite des Laufflächenbandes ist, sowie eine Einrichtung zum Verhindern des Strömens von Reifenaufblasluft in den Raum zwischen der Außenfläche des ringförmigen Bandes (11) und der entsprechenden Innenfläche (k) des Mantels (2), unter welcher das Band liegt, aufweist.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des ringförmigen Bandes (11) im aufgeblasenen Zustand des Reifens nicht größer als 2o mm ist.
3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das ringförmige Band (11) bildende Material eine solche Dichte hat, daß das polare Trägheitsmoment des ringförmigen Bandes im aufgeblasenen Zustand des Reifens, mit Bezug auf die Drehachse des Bandes gemessen, gleich oder kleiner als 1/5 des polaren Trägheitsmomentes des Reifens ohne das Band ist.
4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das das ringförmige Band (11) bildende Material ein vulkanisierter Kautschukschaum ist.
5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das das ringförmige Band (11)

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bildende Material ein Kunststoff schaum ist. ■*
6· Luftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das ringförmige Band mittels eines Formungsvorganges aufgebaut ist, während welchem innerhalb der Zellen des das Band bildenden Materials ein vorbestimmter Druck erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert dieses Druckes am Ende des Formungsvorganges im wesentlichen gleich dem Wert des Aufblasdruckes des Reifens ist, so daß die Änderung der Gestalt des ringförmigen Bandes (11) bei seinem Übergang aus dem Zustand, in dem es am Ende des Formungsvorganges sich befindet, in den Arbeitszustand, vernachlässigbar ist·
7· Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,- daß die Einrichtung, die das Strömen der Reifenaufblasluft in den genannten Raum verhindert, ein verformbares ringförmiges Element (13) aufweist, das sich im wesentlichen an die Seitenwände (6) des Mantels (2) und an die Felge (8) anlegen kann und zwei kreisförmige Kanten aufweist, deren jede mit einer entsprechenden Seitenkante (12) des ringförmigen Bandes (11) verbunden ist, um zusammen mit dem Band eine dichte ringförmige Hülle zu begrenzen.
8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die das Strömen der Reifenaufblasluft in den genannten Raum verhindert, zwei verformbare Seitenv/ände (16) für das ringförmige Band (11) aufweist, deren jede sich im wesentlichen an eine entsprechende Seitenwand (6) des Mantels (2) anlegen kann und eine äußere kreisförmige Kante, die mit einer entsprechenden Seitenkante des ringförmigen Bandes (11) vereinigt ist, sowie eine innere kreisförmige Kante aufweist, die mit einem entsprechenden Wulst (7) des Reifens dicht verbunden ist·

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9· Luftreifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere kreisförmige Kante jeder der verformbaren Seitenwände (16) durch ein Bindemittel (18) mit dem betreffenden Wulst (7) des Reifens verbunden ist.
10. Luftreifen nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Seitenv/ände (16) für das ringförmige Band (11) aus elastischem Schaummaterial bestehen und zusammen mit dem Band (11) ein einziges Gebilde (17) darstellen welches ein zentrales Band und Seitenwände aufweist·
11. Luftreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die innere kreisförmige Kante .jeder Seitenwand (16) des ein zentrales Band und Seitenwände aufweisenden Gebildes (17) an einer entsprechenden Kante eines ringförmigen verformbaren Elementes (21) befestigt ist, das sich an die Felge (8) anlegen und mit dem ein zentrales Band und Seitenwände aufweisenden Gebilde (17) eine dichte ringförmige Hülle darstellen kann.
12. Luftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des ringförmigen Bandes (11) nahe seiner Innenfläche Versteifungsschnüre in einer oder mehreren Lagen angeordnet sind.
13· Luftreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Gebilde (17) ferner eine kleine Karkasse"(22) aufweist, die aus einer oder mehreren Schnurlagen besteht, innerhalb des ein zentrales Band (11) und Seitenwände (16) aufweisenden Gebildes (17) angeordnet ist und sowohl mit dessen zentralem Band als auch mit dessen Seitenwänden in Berührung treten kann.
14. Luftreifen nach Anspruch 13$ dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Karkasse (22) sowohl an dem zentralen Band (11) als auch an den Seitenwänden (16) des aufblas- ' baren Gebildes (17) anliegt.
15· Luftreifen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Karkasse (22) an die Innenfläche des ein

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zentrales Band (11) und Seitenwände (16) aufweisenden Gebildes (17) gebunden ist.
16. Luftreifen nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Karkasse (22) mit Wulsten (23) versehen ist, die auf die Innenkante jeder Seitenwand des ein zentrales Band (11) und Seitenwände (16) aufweisenden Gebildes (17) Druck ausüben können, um zwischen der genannten Innenkante und dem entsprechenden Wulst (7) des Reifens eine Abdichtung zu gewährleisten·
17· Luftreifen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede kreisförmige Innenkante (25) der kleinen Karkasse (22) an einer entsprechenden Kante eines verformbaren ringförmigen Elementes (24) befestigt ist, das sich an die Felge (8) anlegen und/zusammen mit der kleinen Karkasse (22) eine dichte ringförmige Hülle bilden kann.
18. Luftreifen nach einem der Ansprüche 13 bis 17» bei welchem der Mantel eine oder mehrere Schnurlagen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre der Lagen der kleinen Karkasse (22) einen von O⁰ beträchtlich verschiedenen Winkel mit den Schnüren der Lagen des Mantels (2) bilden, so daß die Richtung des maximalen Biegewiderstandes der Schnurlagen der kleinen Karkasse (22) einen von 0° beträchtlich verschiedenen Winkel· mit der Richtung bilden, in welcher ein Hiß in dem Mantel zufolge des Reifenplatzens am wahrscheinlxchsten auftritt.
19· Luftreifen nach Anspruch 18, bei welchem der Mantel mehrere übereinanderliegende Lagen von Schnurstoff aufweist, die in solcher Weise angeordnet sind, daß die Schnüre jeder Lage eine verschiedene Neigung mit Bezug auf die Schnüre einer anderen Lage haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre der Lagen der

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kleinen Karkasse (22) eine im wesentlichen radiale Anordnung haben, d.h. eine solche, in welcher sie einen Winkel in dem Bereich zwischen 88° und 90° mit Bezug auf die Parallelen der kleinen Karkasse bilden.
20. Luftreifen nach Anspruch 18, bei welchem der Mantel von der Radialart ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnüre der Lagen der kleinen Karkasse (22) eine im wesentlichen subradiale Anordnung haben, d.h. eine solche, in der sie einen Winkel im Bereich zwischen 75° und 80° mit Bezug auf die Parallelen der kleinen Karkasse bilden.

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