DE2427452A1

DE2427452A1 - Selbstdichtender pneumatischer reifen

Info

Publication number: DE2427452A1
Application number: DE19742427452
Authority: DE
Inventors: Robert L Dobson
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1975-01-02
Also published as: FR2232456B1; BR7404618A; NL7407693A; IT1014847B; US4163467A; FR2232456A1; ZA742902B; LU70181A1; CA1156132A; BE815757A; SE415741B; JPS5052704A; JPS577930B2; AU6892974A; SE7407550L; GB1475545A

Description

DR. MÜULER-BORE · DIPL.-ING. GROENIlVG DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL· · DIPL.-CHEM. DR. SCHÖN

PATENTANWÄLTE

7. Juni 1974

S/G I7-I61

THE GOODYEAR TIRE & RUBBER COMPANY Akron, Ohio, USA

Selbstdichtender pneumatischer Reifen

Die Erfindung betrifft einen selbstdichtenden pneumatischen Reifen und insbesondere einen Löcher abdichtenden Luftreifen, der eine Luftsperre aus einer inneren integralen, mitvulkanisierten, dünn bemessenen, elastischen, geschlossenzelligen Struktur hat.

Aus Sicherheitsgründen hat man bisher immer versucht, einen Luftreifen zu entwickeln, der mit Mitteln versehen ist, die bei einer Reifenpanne das Entweichen der Luft verzögern oder verhindern. Um dies ζμ erreichen, wurden bereits viele Verfahren und Reifenkonstruktionen vorgeschlagen und verwendet, ohne daß sie sich bei Personenkraftwagen wirtschaftlich durchsetzen konnten, welche die üblichen Verkehrswege befahren. Aus einem Fluid bestehende Lochdichtungsmittel, welche eine Abdichtung durch Einströmen in das entstandene Loch herbeiführen, haben sich als ungünstig erwiesen, da der Reifen unwuchtig wird. Mittelkerne aus zellenförmigem Material, welche physikalisch die Reifenform bei einem Plattfuß

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beibehalten, führen ist allgemeinen zu einer Beschränkung der Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeugs.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen selbstabdichtenden pneumatischen Reifen bzw. Luftreifen zu schaffen, der in der Lage ist, gegenüber Platten verursachenden Gegenstände abzudichten.

Diese Aufgabe wird bei dem selbstdichtenden Luftreifen durch einen Mantel gelöst, der eine integrale, dünn bemessene, elastische, geschlossenzellige Struktur hat, die in seinem Xnnenteil angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße, bei Pannen abdichtende Luftreifen hat zwei beabstandete, nicht ausdehnbare Wulste, einen Laufflächenteil für die Bodenberührung, ein Paar von einzelnen Seitenwänden, die sich radial von. den axialen Außenrändern des Laufflächenteils nach innen erstrecken und an die Jeweiligen Wulste anschließen, einen Stützaufbau für das Laufflächenteil und die Seitenwände, der sich gewöhnlich von Wulst zu Wulst erstreckt, sowie &±ne Luftsperre aus einer integralen, dünn bemessenen, covulkanisierten, elastischen, geschlossenzelligen Kautschukstruktur, die von dem Stützaufbau gesehen nach innen zu angeordnet ist.

Ee hat sich gezeigt, daß durch die zusammenwirkende Kombination der kritischen Erfordernisse ues integralen, dünn bemessenen, mitvulkanisierten,elastischen, geschlossenzelligen Aufbaus vor allem dann, wenn die Zellen einen Innendruck haben, der größer ist als der AtmoSphärendruck, der geschlossenzellige Aufbau durch ein ein Loch verursachendes Objekt so aktiviert wird, daß das daraus resultierende Leck für das Entweichen von Luft aus dem Reifen in die Atmosphäre abgedichtet wird. Deshalb ist es erforderlich, daß die elastische, geschlossenzellige Struktur ein integrales

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dynamisches Teil des Reifens bzw. ein mit dem Reifen ein Stück bildendes dynamisches Teil ist. Durch diesen Aufbau ist der erfindungsgemäße Reifen für typische Fahrzeuggeschwindigkeiten, nämlich -wenigstens bis zu etwa Ho km/h und hinauf bis zu wenigstens l6o km/h außerordentlich geeignet. Es können auch Luftreifen mit diesem inneren Zellenaufbau für Fahrzeuggeschwindigkeiten hergestellt werden, die über 32o km/h hinausgehen.

Der integrale, dünn bemessene geschlossenzellige Aufbau kann in verschiedenen Innenteilen des" Reifens angeordnet werden, wo ein Schutz gegen Platten gewünscht ist. So kann er sich beispielsweise von Wulst zu Wulst für den Schutz sowohl der Lauffläche als auch der Seitenwandteile des Reifens erstrekken. Er kann auch einfach wahlweise und lokal nur auf der Innenseite der Lauffläche für den Schutz gegen sich durch die Lauffläche erstreckende Löcher angeordnet werden.

Der Zellaufbau muß zusammen mit dem Reifen vulkanisierbar sein, damit er mit dem dynamischen Reifenaufbau ein Stück bildet. Der Zellaufbau ist als massive, nicht vulkanisierte Schicht, die ein durch Wärme aktivierbares Blas- bzw. Treibmittel enthält, auf dem Innenteil des grünen bzw. frischen nicht vulkanisierten Reifens über einer Form ausgebildet und wird dann unter Druck profiliert, geformt und erhitzt, um. mit dem Reifen zusammen gleichzeitig zu vulkanisieren. Der Druck wird im allgemeinen durch einen Ausformungsbalg zugeführt, der in dem Reifen angeordnet ist und ihn nach außen gegen eine Form drückt und profiliert. Der geschlossenzellige Aufbau wird durch Wärmeaktivierung des Treibmittels während des Vulkanisierens ausgebildet, wobei die anhaftende massive Schicht gleichzeitig expandiert. Typische Vulkanisiertemperaturen liegen zwischen etwa So C und etwa 2oo C. Es ist deshalb erforderlich, daß der Zellaufbau im wesentlichen gleichzeitig mit der Covulkanisierung ausgebildet wird, um die integrale Reifenkonstruktion zu verbessern.

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Der Zellaufbau bildet so ein Stück mit dem Reifenaufbau, ist also nicht ein einfaches Laminat.

Ein bedeutendes Merkmal der Herstellung des Reifens gemäß der Erfindung ist das wesentliche Abweichen von den typischen Verfahren zur Herstellung von Reifen. Bisher ging das Bestreben dahin, Luft zwischen einem Heizbalg und dem Reifen beim Erhitzen, Profilieren, Formen und Vulkanisieren zu beseitigen. Überschüssige eingeschlossene Luft in dem Reifenmantel führte nämlich zu frühzeitigen Reifenpannen. Die erfindungsgemäße Durchführung der Herstellungsstufen macht es jedoch erforderlich, daß ein Treibmittel in einer festen Kautschukschicht des Reifens während des Erhitzens, Profilierens und Vulkanisierens aktiviert wird. Der begrenzte Zellaufbau bleibt in einem komprimierten Zustand, bis das Vulkanisieren im wesentlichen vervollständigt ist. Überraschenderweise erhält man einen Zellaufbau, der nicht nur gegenüber Löchern selbst abdichtet, sondern auch mit Erfolg ein dynamisches Teil des Reifens wird.

Der integrale Zellaufbau des Reifens muß dünn bemessen sein, ohne daß ein wesentlicher Innenteil des aufgeblasenen Reifens eingenommen wird. Insgesamt beträgt die Dicke etwa 1 % bis etwa 80 % und vorzugsweise etwa ioji bis etwa 5o % der gesamten Reifenstärke, was etwas von der Reifengröße und der vorgesehenen Benutzung des Reifens abhängt, wobei das von dem Aufbau eingenommene Volumen weniger als etwa 25 %, vorzugsweise weniger als etwa Io % des in dem Luftreifen eingeschlossenen Luftvolumens ausmacht. Eine typische Stärke liegt deshalb im Bereich von etwa Io bis etwa Jo % der gesamten Reifenstärke für einen üblichen PKW-Reifen, wobei das Volumen dieser Stärke weniger als etwa Io % des von dem Reifen umschlossenen Luftvolumens ausmacht.

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Der schmal bemessene Zellaufbau muß elastisch sein, um wirksam gegen ein ein Loch herbeiführendes Objekt abzudichten oder um ein solches Loch zu schließen. Der elastische geschlossenzellige Aufbau dichtet dadurch ab, daß er sich gegen die die Löcher herbeiführenden Objekte andrückt und sich zum Füllen eines Loches ausdehnt. Die Elastizität ist insgesamt etwas abhängig von dem Modul oder der Härte seiner elastomeren Zusammensetzung, des inneren Zelldrucks und der Zellengröße. Die Elastizität kann durch eine Kompressibilität im Bereich von etwa o,o7 kp/cm bis etwa 56 kp/cm (l bis 8oo psi) und

2 vorzugsweise in einem Bereich von etwa o,o7 kp/cm bis etwa 7 kp/cm (l bis loo psi) bei 5o % Kompression und 25 C charakterisiert werden.

Der Zellaufbau hat üblicherweise im unbeschickten Zustand ein spezifisches Gewicht von etwa o,6o bis etwa l,4o, vorzugsweise zwischen etwa o,8o und I,l6, wobei sich der Ausdruck spezifischesGewicht im nicht beschickten Zustand auf ein Strukturmaterial wie Kautschuk bezieht, welches nicht mit Pigmenten und Füllstoffen, wie Ruß, Siliciumdioxyd, Zinkoxyd und Ölen, beschickt ist.

Die Höhe des gewünschten inneren Zellendrucks hängt von dem Maß der gewünschten Selbstabdichtungsfähigkeit in Kombination mit der Elastizität des Zellaufbaus zusammen. Es ist leicht einzusehen, daß der tatsächliche innere Zellendruck in einem konstanten Übergangsstadium kennzeichnend ist. Infolge der natürlichen Fähigkeit der Gase, wie Luft und Stickstoff, sowie anderer Gase, durch Kautschuk und andere für die Reifenherstellung typische Polymerisate zu diffundieren, neigt der innere Zellendruck dazu, sich dem tatsächlichen Reifenaufblasdruck anzupassen. Dieser Reifenaufblasdruck kann sich mit der Zeit und bei einer TemperaturSchwankung ändern. Die Aufblasdrucke von Luftreifen können in einem weiten Bereich liegen, beispielsweise zwischen eta o,35 atü und etwa

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21 atü (5 bis 3oo psig), was etwas von ihrem Aufbau und dem Verwendungszweck abhängt. So kann beispielsweise ein PKW-Reifen einen Aufblasdruck im Bereich von etwa 1,55 atü bis etwa 2,25 atü (22 bis 32 psig) haben. Obwohl es wichtig ist, daß die Zellen einen Innendruck haben, der größer ist als der Atmosphärendruck, also wenigstens etwa o,2 atü (3 psig), ist deshalb der wirkliche gewünschte innere Zellendruck abhängig von dem Maß der gewünschten Selbstabdichtungsfähigkeit und dem Reifenaufblasdruck.

Der erfindungsgemäße Reifen kann gegen verschiedene, Löcher verursachende Objekte selbstabdichtend sein, was etwas von der Elastizität, Stärke und dem Innendruck der geschlossenzelligen Struktur abhängt. So kann der Reifen Löcher selbst abdichten, die von Nägeln und Gegenständen verschiedener Großen hervorgerufen werden, beispielsweise von Nägeln der Größen 4 bis 6 und selbst von Kopfnägeln der Größe Io, also Kisten- und Dachnägeln mit Durchmessern zwischen etwa 1,5 mm und 3,3 Bim (0,06 bis o,13 ").

Der vulkanisierte Kautschukreifen und der mitvulkanisierte integrale geschlossenzellige innere Aufbau kann aus verschiedenen gehärteten oder vulkanisiserten Kautschukarten bestehen, beispielsweise aus natürlichem Kautschuk, synthetischem Kautschuk und ihren Mischungen bzw. Gemischen. Dies können beispielsweise sein Kautschuk-Butadien-Styrol-Mischpolymerisate, Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Cis-l,4-polyisopren, Polybutadien, Isopren-Butadien-Mischpolymerisate, Butylkautschuk, halogenierter Butylkautschuk, wie Chlor oder Brombutylkautschuk, Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate, Äthylen-Propylen-Terpolymerisate und Polyurethanelastomere. Die verschiedenen Polymerisate können durch normale Behandlungsverfahren und nach normalen Rezepturen gehärtet oder vulkanisiert werden, beispielsweise mit Schwefel oder im Falle von Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten mit Peroxyden oder mit primären Diaminen im Falle -von

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Polyurehtanelastomeren. Bevorzugt werden s_chwefelgehärteter oder vulkanisierter Naturkautschuk oder synthetische Kautschukpolymerisate, wie Butadien-Styrol-Kautschuk, Cis-l,4rpolyisopren, Polybutadien, Butylkautschuk und Chlorbutylkautschuk*

Die erfindungsgemäß für die Herstellung des Luftreifens verwendeten Treibmittel setzen beim Erhitzen Gase frei, Beispiele für solche Stoffe sind Substanzen, die Gase, wie Stickstoff, Kohlendioxyd, freisetzen, Amoniumbicarbönat und Natriumbicarbonat bilden und die Bildung der integralen geschlossenzelligen inneren Schicht herbeiführen. Gewöhnlich werden Stickstoff freisetzende Stoffe bevorzugt. Solche Treibmittel sind Verbindungen, welche ausgelöst durch die Vulkanisiertemperaturen Gase abgeben,beispielsweise Nitro-» Sulfonyl- und Azo-Verbindungen, wie Dinitrosopentamethylentetramin, N,N¹-Dimethyl-Ν,Ν¹-dinitrosophthalamid, Azodicarbonamid, SuIfonylhydrazide, wie Benzolsulfonylhydrazid, Toluolsulfonylhydrazid und p,p'-Oxy-bis-(benzolsuifonyl)-hydrazid und SuIfonylsemicarbazide, wie p-Toluolsulfonylsemicarbazid und p,p'-Oxy-bis-(benzolsulfonyl)-semicarbazid.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise naher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen zylindrisch geformten, grünen, unvulkanisierten Reifenaufbau mit den Bauelemente, welche die Laufflächen-, Seitenwand- und Wulstteile werden, sowie mit einem Stützelement für die Lauffläche und die Seitenwand und einer festen, an der Innenseite der Stützschicht haftenden Schicht, welche ein durch Wärme aktivierbares Treibmittel enthält.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen profilierten, geformten und vulkanisierten Luftreifen mit einer integralen, dünn bemessenen, mitvulkanisierten, elastischen geschlossenzelligen Kautschukstruktur auf der Innenfläche und einer mitvulkanisierten Schutzabdeckung. Δ Γ) Q 9 P. 1 /DQCQ

Fig. 3 zeigt im Querschnitt einen Reifen wie Fig. 2, wobei sich der geschlossenzellige Aufbau von Wulst zu Wulst ohne Schutzabdeckung erstreckt.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine Einzelheit des Laufflächenteils des Reifens von Fig. 2, wobei das wirksame Verschliessen oder Abdichten des Loches durch die geschlossenzellige Struktur erkennbar ist.

Aus den Zeichnungen ist zu ersehen, daß ein Luftreifen aus Kautschuk dadurch hergestellt werden kann, daß ein nicht profilierter und unvulkanisierter Basisreifen 1 aufgebaut wird, der die späteren, die Lauffläche 2, die Seitenwände und das Stützelement 4 bildenden Teile enthält. Der Basisreifen 1 hat Lagen bzw. Schichten zum Unterlegen und Verstärken der Laufflächen- und Seitenwandteile und insbesondere eine räumlich ausgedehnte bzw. feste innere Kautschukschicht 5, welche ein durch Wärme aktivierbares Treibmittel enthält. Der ungefomte Reifen wird dann in einer Form angeordnet, wo er unter Druck profiliert, geformt und erhitzt wird, wobei gleichzeitig der Reifen und die innere Schicht covulkanisiert und das Treibeittel aktiviert werden, so daß ein Luftreifen 6 gebildet wird, der die integrale bzw. mit dem Reifen ein Stück bildende, dünn bemessene covulkanisierte elastische, geschlossenzellige Kautschukschaumstruktur auf der Innenfläche enthält·

Aus Fig. 2 ist die Ausbildung eines Plattens des Luftreifens 6 durch einen Nagel 8 gezeigt. Der Reifen wird automatisch durch die elastische Zellenstruktur abgedichtet, da sich deren Zellwände gegen den Nagel pressen. Der Nagel wird dann entfernt. Es bleibt, wie in Fig. 4 zu sehen ist, das Loch 9 in de« Reifen, das sich durch die geschlossene Zellenstruktur 7 erstreckt. Der Innendruck der elastischen Zellenstruktur führt dazu, daß sich die Zellwände ausdehnen und das Loch abdichten. Wenn das Loch nicht voll abgedichtet ist,

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führt das Entweichen von Luft aus dem Reifen, was von einer Reduzierung des Luftdrucks und einer Erhöhung des Druckunterschieds an den Zellwänden begleitet wird, zu einer weiteren Zellwandexpansion und somit zur Abdichtung des Loches.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des selbstabdichtenden Luftreifens befindet sich eine integrale, geschlossenzellige Struktur auf der Innenfläche gegenüber der Lauffläche. Die Struktur kann jedoch auch, wie dies in Fig. gezeigt ist, auf der freien Oberfläche mit einer schützenden, integralen bzw. einstückig ausgebildeten Innenauskleidung versehen werden.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert. Sofern keine anderen Bezeichnungen angegeben werden, sind alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen auf das Gewicht bezogen.

BEISPIEL I

Um eine Trommel herum mit einem Durchmesser von etwa 3Ö cm (15") wird ein ungeformter und unvulkanisierter Reifen dadurch ausgebildet, daß zuerst über die Trommel eine innere Schicht aus Kautschuk mit einer Stärke von etwa 5,8 mm (o,23") angeordnet wird, die insgesamt die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung hat*

Tabelle 1

Zusammensetzung Anteil (l)

Chlorbutylkautschuk loo

Ruß 5 ο

Weichmacher 2o

Härter (2) k

Treibmittel (3) 2

(1) in Gewichtsteilen, (2) Schwefel plus Beschleuniger

(3) N-Nitroso-Verbindung, durch Wärme aktivierbar.

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Über diese Ausgangsschicht aus Kautschuk wird der Rest des Reifens aufgebaut, wobei die mit Kautschuk versehenen Gewebelagen, die Lauffläche, die Seitenwand- und Wulstteile aufgelegt werden, wie es insgesamt in Fig. 1 gezeigt ist. Der so fabrizierte Reifen wird dann von der Aufbauform entfernt und in der Reifenpresse bei einer Minimaltemperatur von etwa 92°C profiliert, geformt und vulkanisiert, so daß man einen Reifen der Größe JR 78-I5 erhält. Die innere Lage des speziell zusammengesetzten Kautschuks dehnt sich aus, wenn das Treibmittel durch die Wärae während des Vulkanisierprozesses aktiviert wird, wodurch sich eine einstückige, geschlossenzellige Struktur mit einer Dichte von etwa 0,72 g/cm³ (45 lb/ft-*), einer Stärke von etwa 2,3 mm (o,o9^lf) und einer Kompressibilität von etwa 2,ο kp/cm² (28 psi ) bei einer Kompression von 5o % ergibt. Die Stärkenreduzierung der integralen geschlossenzelligen Struktur ergibt sich hauptsächlich infolge des Verlaufene der Wachstumsschicht während des Profilierens.

Der Reifen wird dann untersucht, indem er aufgeblasen wird und ein Kistennagel der Größe 6 mit einem Durchmesser von 2,5 mm (o,l^w) durch sein Laufflächenteil getrieben wird. Anschließend wird der Nagel entfernt. Man stellt fest, daß das Entweichen tob Luft wirksam unterbunden wird, was in den Tabellen 2 und 3 gezeigt ist. Nach dem Verfahren dieses Beispiels wird ein Kontrollreifen hergestellt, mit der Ausnahme, daß in dem Reifenieine geschlossenzellige Struktur vorgesehen wird. Dieser Reifen wird ebenfalls mit einem Nagel der Größe 6 durchlöchert.

Tabelle 2

Statischer Druckverlust Reifendruck in atü (psig) für den Yersnchsrelfen« Kontrollreifen

Nach dem ursprünglichen Aufblasen 1,34 (±9) 1,62 (23)

5 h nach dem Aufblasen 1,34 (19)

7 h nach dem Aufblasen o,4 (6,5)

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Tabelle 3 Dynamischer Druckverlust

atü (psig)

Nach dem Aufblasen des Reifens 2,25 (32)

Druck, nachdem der Reifen mit einer Geschwindigkeit von 12,8 km/h (8 mph) mit einer Belastung von 717 kg {I580 Ib) gelaufen ist nach

i 0 2,53 (36)

5 h 2,46 (35)

Ii η 2,39 (3^)

Der Versuch wird nach 11 h unterbrochen. Der Reifen kann sich auf
etwa 24°C abkühlen.

Der Druck bei 24°C nach etwa 24 h

gerechnet von der anfänglichen Panne

und dem dynamischen Versuch beträgt l,4l (2o)

BEISPIEL II

Gemäß Beispiel X werden vulkanisierte Reifen hergestellt, die einen covulkanisierten integralen inneren geschlossenzelligen Aufbau haben. Diese Reifen werden Hochgeschwindigkeit s- und Danerhaftigkeitsuntersuchungen ausgesetzt (Vorschrift MVSS Io9, Department of Transportation). Bei dem Hochgeschwindigkeitsversuch wird die Geschwindigkeit des auf einen Druck von 2,1 atü (30 psig) aufgeblasenen Reifens bei einer Belastung von ?2o kp (1580 Ib) laufend von 80 auf I60 km/h (5o bis ioo mph) über einen Zeitraum von 7 Ϊ* erhöht. Bei dem Dauerhaftigkeitstest wird die Belastung des Reifens, der mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h (5o mph) läuft, allmählich von 72o kp auf 95© kp (1580 auf 21oo Ib) über einen Zeitraum von 42 h erhöht. Die Reifen werden dann demontiert und untersucht. Erkennbare Ermüdungserscheinungen oder Fehler würden den Reifen als mangelhaft kennzeichnen. Die Reifen passieren jedoch sowohl den Hochgeschwindigkeitsals auch den Dauerhaftigkeitstest ohne Beanstandung· Dadurch

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ist gezeigt, daß der geschlpssenzellige Aufbau in der Reifenkonstruktion die Verwendung der Reifen für relativ hohe Geschwindigkeiten und hohe Belastungen nicht beeinträchtigt. Die integrale, geschlossenzellige Struktur ist somit tatsächlich ein dynamischer Teil des Reifens.

BEISPIEL· III

Gemäß Beispiel I werden vier Reifen des Typs JR 78-15 hergestellt, mit der Ausnahme, daß einer der Reifen als Kontrolle auf seiner Innenfläche keine integrale geschlossenzellige Struktur erhält. Die drei anderen Reifen erhalten ▼erschieden bemessene integrale geschlossenzellige Strukturen als Luftsperren mit einer Stärke zwischen 2,3 mm und etwa 12,7 mm (o,o9 bis etwa o,5"), wobei diese Struktur aus einem schwefelgehärteten synthetischen Kautschuk besteht. Die Reifen werden auf einem PKW (Cadillac, Bauj.ahr 1971) montiert. .Jeder Reifen wird durch seine Lauffläche hindurch sowohl mittels eines Nagels der Größe 6 als auch eines Nagels der Größe Io durchbohrt. Diese Nägel haben im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 1,5 »im bzw. etwa 2,5 mm (0,06" bzw. o,l"). Die Nägel werden aus den Reifen entfernt. Das Auto wird dann unter normalen Autobahn- und Verkehrsbedingungen gefahren, wobei verschiedene Start- und Stoppmanöver vorgenommen werden und mit vielen verschiedenen Geschwindigkeiten gefahren wird. Der Druck in den Reifen wird periodisch untersucht. Dann läßt man das Auto über Nacht stehen. Die Reifen werden dann erneut auf Druckverlust untersucht. Der Kontrollreifen ist bereits durch die Fahrt am Tag platt. Die Ergebnisse des Versuchs sind in Tabelle 4 zusammengestellt, wobei der Kontrollreifen mit den Reifen verglichen wird, die eine integrale geschlossenzellige LuftSperrenstruktur mit einer Stärke von 6,9 nun (0,25") haben und deren Aufblasdruck am Anfang hoch bzw. niedrig ist.

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- 13 Tabelle 4

1/2	h	18	h	-O,	63	(-9)
1	h	65	h	-O,	98	(-14)
4	h		-2,	39	(-34)
Statischer	Verlust
nach
	platt
	platt

Auf der Straße mit dem Auto durchgeführter Versuch

Zeitpunkt der Druckmessung für den

Kontrollreifen Reifen mit Luftsperre atü (psig) atü (psig)

Anfangsdruck 2,29 (34) 2,o4 (29) 1,27 (l8)

Dynamischer Verlust bzw. dynamische Zunahme nach

+o,35 (+5)

+0,42 (+6) +o,35 (+5) +o,42 (+6) +o,35 (+5)

-o,21 (-3) -o,14 (-2) -o,35 (-5)

Man sieht, daß der erfindungsgemäße Reifen gegenüber einem Reifen erheblich verbessert ist, der die integrale geschlossenzellige Luftsperrstruktur nicht hat. Der Reifen mit der Luftsperre hat nach vier Stunden Fahrt eine Zunahme des Aufblasdrucks von etwa o,4 kp/cm , was auf die Zunahme der Betriebstemperatur des Reifens zurückzuführen ist. Der Kontrollreifen hat einen Verlust von 2,39 kp/cm , was bedeutet, daß der Reifen platt ist. Aus dem statischen Versuch ist zu ersehen, daß der Reifen mit Luftsperre nur etwa

2
o,2 kp/cm verliert, wenn er weitere 18 h steht.

Zusätzliche Untersuchungen ähnlicher Reifen im Larbor bestätigen den auf der Straße mit dem Auto durchgeführten Test, was in Tabelle 5 gezeigt ist.

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Druck für den Statischer Versuch

Ursprünglicher Druck Druckverlust nach h

1 h

4 h

Dynamischer Labor-

Terauch

Ursprünglicher Druck Dnickverlust nach 1/4 h 1/2 h 1 h 24 h

Tabelle 5

Kontrollreifen Reifen ext Luftsperre atü (psig) attt (psig)

2,2 (31.5) 2,1 (3o)

•o,25 (-3,5) 0

•0,6 (-8,5) O

-1,5 (-21,5) -o,o7 (-1)

1,27 (18) 1,27 (18)

-o,28 (-4) O

-o,63 (-9) O

-1,27 (-18) platt O

-1,27 (-18) platt -o,28 (-4)

In Tabelle 5 i«t gezeigt, daß der Kontrollreifen nach etwa 24 h platt ist, während der mit der Luftsperre versehene Reifen nur einen Druckverlust von 0,63 kp/ce hat. Bei dem dynamischen Laborversuch wird der Kontrollreifen nach etwa 1 h platt, während der mit der Luftsperre versehene Reifen über einen Zeitraum von 24 h nur einen Druck-

o
verlust von ο, 28 kp/ca hat.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Selbst abdichtender Luftreifen mit einem MeiLfenmantel, gekennzeichnet durch eine integrale, dünn bemessene, elastische, geschlossenzellige Struktur (7)_s die im innen gelegenen Teil des Reifens (6) angeordnet ist.

2. Reifen nach Anspruch 1 mit zwei beabstendeten, nicht ausdehnbaren Wulsten, einer Laufläche für den Bodenkontakt, ein Paar von getrennten Seitenwänden, die sich radial nach innen von den axialen äu&eren Rändern des Laufflächenteils erstrecken und in die jeweiligen Wulste übergehen, und einem Stützaufbau für das Laufflächenteil und die Seitenwände, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückige, dünn bemessene, elastische, geschlossenzellige Struktur (7) eine covulkanisierte Kautschukstruktur ist, die innerhalb des Stützaufbaus (4) angeordnet ist.

3* Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die geschlossenzellige Struktur (73, die innerhalb der Lauffläche (2) und der Seitenwände (3) angeordnet ist, von Wulst zu Wulst erstreckt»

k. Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenzellige Struktur lokal im Inneren des Laufflächenteils (2) angeordnet ist.

5* Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck der geschlossenen Zellen größer ist als der Atmosphärendruck.

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6. Reifen nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lauffläche, die Seitenwände und der Stützaufbau aus einem schwefelvulkanisierten polymeren Material, das aus Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk auswählbar ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossenzellige Aufbau (7) aus dem gleichen Material wie die Lauffläche (2), die Seitenwände (3) und der Stützaufbau (4) besteht und eine Stärke im Bereich von etwa 1 % bis etwa 8o % der gesamten Reifenstärke, ein Strukturvolumen von weniger als etwa 25 % des umfaßten Luftvolumens des Reifens, eine Kompressibilität im Bereich von etwa o,o7 bis etwa 56 kp/cra (1 bis 800 psi ) bei 50 % Kompression bei 25 C und einen Innendruck in den geschlossenen Zellen von wenigstens etwa o,21 atü (3 psig) hat.

7« Reifen nach Anspruch 6 mit einem Druck der Aufblasluft im Bereich von etwa 1,55 bis 2,25 atü (22 bis 32 psig), dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossenzellige Aufbau (7) eine Stärke von etwa Io bis etwa 5o % der gesamten Reifenstärke, ein Strukturvolumen von weniger als etwa Io % des umfaßten Luftvolumens des Reifens und eine Kompressibilität im Bereich von etwa 0,07 bis

etwa 7 kp/cm (i bis loo psi ) bei 50 % Kompression und 25°C hat.

8. Reifen nach eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der integrale geschlossenzellige Aufbau (8) eine einstückig hochvulkanisierte Schutzabdeckung aus Kautschuk hat.

9· Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Kautschuk Butadien-Styrol-Kautschuk, Cis-l^-polyisopren, Polybutadien, Butylkautschuk, Chlorbutylkautschuk oder eine Mischung

davon ist. 409881/0968

10. Verfahren zum Herstellen eines Reifens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein haftender, unvulkanisierter Kautschuk, der ein durch Wärme aktivierbares Treibmittel enthält, auf ein Innenteil eines grünen bzw. frischen, unvulkanisierten Kautschukreifenaufbaus aufgebracht wird, daß dieser Reifenaufbau unter Druck profiliert, geformt und erhitzt wird, um gleichzeitig den Aufbau und die anhaftende Schicht zusanmenzuvulkanisieren und um das Treibmittel zu aktivieren, so daß die anhaftende Schicht expandiert bzw. schäumt, wodurch ein Luftreifen mit einer integralen, dünn bemessenen, covulkanisierten, geschlossenzelligen Kautschukstruktur an seinem Innenteil gebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete natürliche oder synthetische Kautschuk bei einer Temperatur im Bereich von etwa 9o°C bis etwa 2oo°C vulkanisiert und bei dieser Temperatur das Treibmittel aktiviert wird.

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