DE2622589A1

DE2622589A1 - Luftreifen mit einer pannensicheren inneren sicherheitsanordnung

Info

Publication number: DE2622589A1
Application number: DE19762622589
Authority: DE
Inventors: John Alan Welch
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1977-03-03
Also published as: FR2322018B1; FR2322018A1; CA1035681A; ES448636A1; IT1061050B; US4008743A; GB1509345A; JPS5227101A; ZA762130B; JPS567886B2

Description

Patentanwälte?
Dr. Ing. W-tnr AbItZ Dr. Dieter F₁ Morf
Dr. Hans-Α. Brauns

8 llUoctiea BS₁ PHittiiiauentr. 28 20. Mai 1976

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GENERAL TIRE & RUBEER COMPANY One General Street, Akron, Ohio 4^329, V.St.A.

Luftreifen mit einer pannensicheren inneren Sicherheitsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Luftreifen für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf einen Luftreifen, der es gestattet, nach einem unvermuteten Druckverlust, der auf eine Verletzung des Reifens oder eine anderweitige Beschädigung der Karkasse zurückzuführen ist, mit dem Rad weiterzufahren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine innenliegende Sicherheitsanordnung, etwa einen aufblasbaren Schlauch oder ein elastisches ringförmiges Bauteil mit besonderen Verstärkungselementen .

Luftreifen verlieren gelegentlich Luft oder werden vollkommen drucklos, weil der Reifen von einem Gegenstand durchstoßen

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wird.und ein Loch bekommt oder aus einem anderen Grunde; in diesen Fällen muß der Reifen, der Luft verloren hat oder platt ist, gegen einen Ersatzreifen ausgetauscht v/erden. In manchen Fällen kann der plötzliche Luft- oder Druckverlust dazu führen, daß das Fahrzeug ausser Kontrolle gerät.

Wenn ein Fahrzeug mit zu geringem Luftdruck oder mit einem luftleeren Reifen gefahren wird, ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten. Ein ohne oder mit zu wenig Luft gefahrener Reifen ist unstabil und erschwert das Lenken. Häufig lockern sich die Reifenwülste und treten schließlich sogar aus der Felge heraus. Das Fahren eines Fahrzeugs mit zu geringem Luftdruck bringt dem Fahrer und den Mitfahrern erhebliche Unbequemlichkeiten, denn zwischen der Felge und der Straßenoberfläche befindet sich kein Luftpolster mehr. Ein weiteres Problem ist das Auftreten der Reibung zwischen den oberen und unteren Partien der Seitenwände des mehr oder weniger luftleeren Reifens, v/odurch eine Hitzeentwicklung eintritt, die eine Beschädigung und/oder sehr starken Verschleiß der beiden Wandteile verursacht.

Seit einiger Zeit ist die Reifenindustrie bestrebt, einen Luftreifen zu schaffen, mit dem auch nach teilweisem oder vollständigem Druckverlust gefahren v/erden kann. Ein Luftreifen, der mit wesentlich vermindertem Luftdruck über eine beträchtliche Strecke gefahren werden kann, erlaubt dem Fahrer das Weiterfahren nach Druckverlust oder Druckverminderung oder bis er einen Ersatzreifen erhalten oder der beschädigte Reifen repariert werden kann. Dadurch würde er der Notwendigkeit enthoben, auf der Straße einen Radwechsel vorzunehmen, oder darauf zu achten, daß das Reserverad, das im übrigen in dem Fahrzeug ziemlich viel Platz beansprucht, sich in betriebsbereitem Zustand befindet. Ein derartiger

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Sicherheitsreifen würde es dem Fahrer ausserdem erlauben, ein Stück weiterzufahren, bis er einen sicheren Halteplatz gefunden hat, damit er nicht in belebten Stra+en, auf Brücken oder Autobahnen plötzlich anhalten muß. Um diese Forderungen zu verwirklichen, sind bereits zahlreiche Konstruktionen erdacht worden, beispielsweise die Bauweisen nach den USA-Patenten 3 095 917, 3 392 772 und 3 724 521, jedoch war keine dieser Konstruktionen so durchdacht, daß sie allen Betriebsbedingungen heutiger Kraftfahrzeuge gerecht wurde.

Die erfindungsgemäße Luftreifenkonstrüktion setzt die obengenannten Schwierigkeiten herab und bietet darüber hinaus weitere, bisher nicht erreichbare Vorteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen zu entwickeln, der mit verbesserten Einrichtungen derart ausgestattet ist, daß er mit vermindertem Luftdruck oder luftleer gefahren werden kann, wenn der Fülldruck auf Null zurückgegangen ist.

Ferner soll nach der Erfindung eine innere Verstärkung für eine spezielle Sicherheitsanordnung im Inneren eines Luftreifens geschaffen werden, die sich zwischen der Radfelge und der Lauffläche befindet, damit das Fahrzeug mit luftleerem Reifen oder mit zu niedrigem Luftdruck gefahren werden kann.

Ausserdem soll mit der Erfindung eine innere Verstärkung für eine Sicherheitsanordnung bei einem Kraftfahrzeugreifen geschaffen werden, mit der die Sicherheitsanordnung sich bei Abnahme des Reifenluftdrucks in radialer Richtung ausdehnen kann, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Felge und der Reifenkarkasse zu vermeiden.

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Diese und weitere Aufgaben v/erden von der speziellen Luftreifenkonstruktion nach der Erfindung gelöst; die Brauchbarkeit der Konstruktion ergibt sich unmittelbar, wenn der Luftreifen auf einem Kraftfahrzeugrad montiert ist und während des Fahrens den Reifendruck teilweise oder vollständig verliert. Der Luftreifen ist mit einer innenliegenden ringförmigen Sicherheitsanordnung versehen, die die Radfelge im Inneren der Reifendruckkammer berührt; dadurch wird eine zusätzliche Trag- und Federwirkung herbeigeführt, wenn der Reifenluftdruck in der Kammer abfällt oder vollständig verschwindet. Die Sicherheitsanordnung weist einen ringförmigen Hauptteil und einen äusseren umlaufenden Gürtel aus einem oder mehreren übereinanderliegenden, aus cordverstärktem Elastomerwerkstoff bestehende Schichten auf, die um die Sicherheitsanordnung gewickelt sind. Ein schmaler mittlerer Umfangsstreifen des Gürtels ist an der Sicherheitsanordnung in einem verhältnismässig schmalen Umfangsbereich angebracht, so daß der Gürtel, wenn der Reifenluftdruck abnimmt oder völlig verschwindet, sich in radialer Richtung ausdehnen kann, ohne daß der grössere Teil der darunter liegenden Oberfläche der Sicherheitsanordnung behindert wird. Wenn ein Luftreifen Luft verliert, so dehnt sich also die Sicherheitsanordnung aus, um einen gewissen Reifenluftdruck aufrecht zu erhalten und der herumgeführte Gürtel verhindert eine Durchlöcherung der Sicherheitsanordnung, so daß Radfelge und Reifen weiterhin das Fahrzeug zu tragen vermögen, selbst wenn der Reifenluftdruck nur noch zu einem Bruchteil vorhanden ist.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Fahrzeugfelge mit Luftreifen in einer erfindungsgemäßen Ausführung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 in grösserem Maßstabe mit normal gefülltem Luftreifen;

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Fig. 3 ist ein Querschnitt ähnlich der Fig. 2, wobei der Luftreifen nur noch teilweise luftgefüllt ist, nachdem ein Druckverlust aufgetreten ist;

Fig. 4 ist ein Querschnitt in nochmals vergrössertem Maßstab und zeigt die Radfelge und den Luftreifen in luftgefülltem Zustand gemäß Fig. 2;

Fig. 5 stellt einen Querschnitt im Maßstab der Fig. 4 dar und zeigt den Luftreifen in teilweise gefülltem Zustand, entsprechend Fig. 3;

Fig. 6 ist ein Teilschnitt in nochmals vergrössertem Maßstab und zeigt den Sicherheitsschlauch und den her-.umlaufenden Verstärkungsgürtel für den Luftreifen nach den Fig. 1 und 5;

Fig. 7 zeigt im Schnitt in grösserem Maßstabe eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, wobei der abweichend ausgeführte Luftreifen luftgefüllt ist.

Fig. 8 zeigt die abgeänderte Ausführung des Luftreifens (Fig. 7), nachdem er teilweise seinen Fülldruck verloren hat.

In den Zeichnungen, zunächst insbesondere in den Fig. 1 bis 3, ist ein Luftreifen 10 gemäß der Erfindung,, auf eine übliche Kraftfahrzeugfelge 11 aufgezogen, wiedergegeben. Der Luftreifen besteht aus den üblichen Teilen, einer Lauffläche 12 am umfang„ Seitenwänden 13 und 14 und Wülsten 15 und 16, die sich an den Flanschen 17 und 18 der Felge 11 abstützen. Zusammen mit der Felge 11 umschließt der Reifen

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eine ringförmige Druckkammer 19.

Gemäß der Erfindung ist innerhalb der Kammer 19 und an den entsprechenden Teilen der Felge 11 anliegend und um sie herum geführt ein mit Luft zu füllender Sicherheitsschlauch angeordnet. Der Schlauch 20 besteht beispielsweise aus Elastomerwerkstoff, der durch Cordfäden verstärkt sein kann, aber nicht verstärkt sein muß, und. der innerhalb der Druckkammer 19 aufgepumpt werden kann.

um den Aussenrand des Sicherheitsschlauchs 20 ist ein Verstärkungsgürtel gelegt, der aus zwei aufeinanderliegenden Lagen 22 und 23 aus cordverstärktem Elastomerwerkstoff besteht. Der Cord kann beispielsweise aus textilem Material oder auch aus Stahl bestehen und hat in dem beschriebenen Beispiel eine Breite, die wenig größer ist als der Abstand zwischen den Wulsten 15 und 16. Die Lagen 22 und 23 sind miteinander und mit dem Sicherheitsschlauch 20 (Fig. 6) in einem verhältnismässig schmalen Umfangsbereich 24 von ungefähr 12,7 mm Breite verklebt. Die breiten Randflächen beiderseits des ümfangsbereichs 24 sind daher verhältnismässig locker und gegenüber der Aussenseite des Sicherheitsschlauches 20 bewegbar angeordnet. Diese Art der Verklebung der Lagen 22 und 23 des Gürtels 21 und des Gürtels selbst mit dem Sicherheitsschlauch 20 ermöglicht die geforderte radiale Ausdehnung des Sicherheitsschlauchs 20 in der Druckkammer 19.

Durch den Schlauch 20 wird eine Druckkammer 25 umschlossen,, die unabhängig von der Kammer 19 mit Überdruckluft gefüllt wird, wobei ein Druck angewandt wird, der bei Wegfall des Drucks der Kammer 19 den Sicherheitsschlauch in radialer Richtung sich ausdehnen und die Kammer 19 vollständig ausfüllen läßt. Die Kammer 25 wird durch ein Ventil 26 hindurch druckbeaufschlagt, das durch die Wand der Radfelge und weiter

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durch die Wand des Sicherheitsschlauchs 20 hindurchführt. Die Kammer 19 erhält ihren Fülldruck durch ein weiteres Ventil 27, das nur durch die Radfelge, aber nicht durch den Sicherheitsschlauch 20 führt.

Um das Rad gebrauchsfertig zu machen, wird zunächst der Sicherheitsschlauch 20 durch das Ventil 26 hindurch so weit gefüllt (beispielsweise bis 55 kpa), daß er den Raum 19 ausfüllt. Danach wird durch das Ventil 27 hindurch Druck in die Kammer gegeben, um darin den geforderten Reifendruck herzustellen, beispielsweise etwa 165 kpa. Dadurch wird das Volumen des Sicherheitsschlauches 20 verkleinert, so daß er etwa die Gestalt annimmt, die in den Fig. 2 und 4 gezeichnet ist. In diesem Zustand liegt der Sicherheitsschlauch 20 an der Seitenwand oder der Lauffläche des Reifens höchstens ganz unwesentlich an, und Abrieb oder Verschleiß während des normalen Betriebs sind auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Wenn in der Kammer 19 ein Druckverlust eintritt, wie in den Fig. 3 und 5 angedeutet, dehnt sich der Sicherheitsschlauch in radialer Richtung entsprechend aus und nimmt die gezeichnete Form an, und der Reifen wird mit einem effektiven Reifendruck von etwa 55 kpa betrieben. Der Gürtel bewahrt den Sicherheitsschlauch vor dem Durchstoßenwerden durch den Gegenstand, der durch die Lauffläche 12 gedrungen sein mag.

In den Fig. 7 und 8 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben; übereinstimmende Bezugszahlen in den Fig. 1 bis 6 und 7 und 8 kennzeichnen gleiche Einzelheiten an der Felge und dem Luftreifen. Bei dieser Ausführungsform besteht die Sicherheitseinrichtung aus einem ring-•förmigen Bauteil 30, das in der Kammer 19 ebenso angeordnet

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ist wie der Sicherheitsschlauch 20, jedoch besteht die Sicherheitseinrichtung hier aus einem geschlossenzelligen komprimierbaren Schaumstoff 31. Der Schaum wird durch eine Elastomerhaut abgedeckt und ist so fest eingestellt, daß er das Gewicht des Fahrzeugs aufzunehmen vermag. Im vorliegenden Falle hat das Bauteil 30 im unkomprimierten Zustand eine solche Form, daß die Kammer 19, wenn sie nicht druckbeaufschlagt ist, praktisch vollständig ausgefüllt ist. Die ungefähre Größe ist in Fig. 7 gestrichelt angedeutet. Bei normalem Reifenfülldruck in der Kammer 19 wird aber das Bauteil 30 erheblich zusammengedrückt, so daß es etwa die Form erhält, die in Fig. 7 mit ausgezogenen Strichen angegeben ist.

Bei einem Druckverlust in der Druckkammer 19 dehnt der Schaum sich bis auf seine Normalgröße aus und erfüllt die Kammer 19, wodurch für den Notfall die Tragfähigkeit des Reifens auf der Felge erhalten bleibt, wie in Fig. 8 angegeben.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c h e ;

Luftreifen zur Anbringung auf einer Kraftfahrzeugfelge, mit innenliegender Druckkammer/
gekennzeichnet durch

eine innerhalb der Druckkammer (19) angeordnete, ringförmige, dehnbare Sicherheitsanordnung, die, wenn in der genannten Druckkammer (19) der normale Reifenfülldruck herrscht, zu einer Ringform von kleinerem Radius und Volumen im Inneren der Druckkammer (19) komprimiert wird, und

einen umlaufenden, radial dehnbaren, um die genannte Sicherheitsanordnung herumgeführten Verstärkungsgürtel (21), der an der Sicherheitsanordnung an einer verhältnismässig schmalen herumlaufenden Mittelzone befestigt ist, um eine Behinderung der genannten Sicherheitsanordnung zu vermeiden, wenn diese sich ausdehnt, wodurch bei einem Absinken des Drucks in der genannten Druckkammer (19) die genannte Sicherheitsanordnung und der Verstärkungsgürtel (21) sich ausdehnen, um den weiteren Betrieb des genannten Fahrzeugs mit dem genannten Luftreifen (10) unter wenig eingeschränkten Verhältnissen zu gewährleisten.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Sicherheitsanordnung einen aufblasbaren Schlauch (20) und ein Ventil (26) aufweist, das in die genannte Felge (11) eingebaut ist und zum Aufpumpen des

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genannten Schlauchs (20) dient.
3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Sicherheitsanordnung ein Bauteil (30) aus elastischem, biegsamen, geschlossenzellxgen Schaum aufweist.
4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Gürtel (21) aus einer Anzahl übereinanderliegender, cordverstärkter Lagen (22, 23) besteht, die längs eines schmalen Umfangsbereichs (24) miteinander ver klebt sind.

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