DE2854090A1

DE2854090A1 - Einstichfester luftreifen, sowie verfahren zu seiner herstellung

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Publication number: DE2854090A1
Application number: DE19782854090
Authority: DE
Inventors: Bernard O'coin
Original assignee: COIN BERNARD O
Current assignee: COIN BERNARD O
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1978-12-14
Publication date: 1979-07-05
Also published as: BR7808192A; IT7830860A0; IT1100725B; US4197893A

Description

Patentanwälte Dipl.-ing. C u rt Wal lach

. Dipl.-mg. Günther Koch

' Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

2854090 Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 14. Dezember I978

Unser Zeichen: χβ

Bernard O¹CoIn
Oakville, Ontario / Canada

Einstichfester Luftreifen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

909827/0723

-X- Patentanwälte Dipl.-!ng. C u rt Wal lach

§ Dipl.-lng.^ij^h^igKoch

Dipl.-Phys.tir.Tlho Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum:

Unser Zeichen: 16 476 - Fk/Ne

Bernard O'Coin
Oakville, Ontario / Canada

Einstichfester Luftreifen sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstichfesten Luftreifen mit einer Reifendecke, die flexible Seitenwände und eine konkave Innenoberfläche aufweist, wobei eine Lauffläche auf dem Außenumfang angeordnet ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Luftreifens.

Es ist bekannt, daß erhebliche Kosten und Zeitverluste bei Baugeräten und schweren Lastkraftwagen auftreten, die !umgefüllte Reifen verwenden, wenn derartige Fahrzeuge auf grobem Gelände verwendet werden, wo scharfe Felsblöcke und Stümpfe dünner Bäume leicht einen Reifen durchstechen können, wodurch Verluste entstehen während der Reifen ersetzt oder repariert wird. Es ist bekannt, daß flüssiges Kunststoffmaterial in eine Reifendecke injiziert werden kann, wenn diese an einer Felge befestigt ist, so daß sich dieses Kunststoffmaterial aushärtet und an die Innenseite der Reifendecke anpaßt, so daß sich ein einstichfester innerer Kern für den Reifen ergibt.

Es wurde festgestellt, daß wenn kunststoffgefüllte Reifen abgenutzt sind oder wenn die Reifendecke beschädigt ist, so daß sie weggeworfen werden muß, der Kunststoffkern ebenfalls weggeworfen werden muß weil er mit den Wänden der Reifendecke verbunden wurde, während er in dieser Reifendecke geformt wurde. Die Kosten für die Füllung einer Reifendecke mit einem Kunststoff wie z.B. Urethan können den größten Teil der Kosten insbesondere bei großen Reifen darstellen, wenn das Urethanmaterial nicht wiedergewonnen werden kann. Es besteht daher eine große Nachfrage und die Notwendigkeit eines gegen Einstiche oder Durchstiche schützenden Schutzkerns für große Reifen, der aus abgenutzten oder zerstörten Reifendecken aufgearbeitet oder wiedergewonnen werden kann.

Es ist weiterhin bekannt, daß die meisten Einstiche oder Durchstiche durch Gegenstände hervorgerufen werden, die eine Länge von weniger als 75 mm aufweisen. Es ist daher nicht erforderlich, den Reifen vollständig zu füllen, um einen Schutz gegen Einstiche oder Durchstiche zu erzielen.

Urethan oder eine hohe Dichte aufweisender Schaumgummi kann in einen Reifen injiziert werden, um Reifenpannen zu beseitigen oder zu verhindern, doch arbeiten derartige gefüllte Reifen lediglich unter bestimmten Gewichtsbeschränkungen und wenn sie bei Geschwindigkeiten unter 72 km pro Stunde über kurze Strecken betrieben werden. Wenn gefüllte Reifen mit Autobahngeschwindigkeiten betrieben werden, wird eine große Wärmemenge durch das Biegen und Walken der Reifendecke hervorgerufen, die gegen die Kunststoffüllung schlägt, wodurch sich eine Umwandlung und Verflüssigung des Gummis oder des Kunststoffmaterials ergibt. Im Fall von massivem Gummi explodiert dieses oder trennt sich von der Reifendecke auf Grund der darin erzeugten Wärme. Obwohl das Füllmaterial in den Reifen unter Druck injiziert wird, wodurch eine Ausdehnung der Reifendecke hervorgerufen wird und die Reifendecke und das Füllmaterial in Druckkontakt gehalten werden, besteht keine ausreichende Rückstellkraft und

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Ealstizität in dem Füllmaterial, damit sich dieses mit der gleichen Rate ausdehnen kann wie die Reifendecke, wenn diese gewalkt wird während sie auf der Straßenoberfläche abrollt, wodurch die die Wärme erzeugende Schlagwirkung der inneren Wandoberfläche der Reifendecke gegen das Füllmaterial hervorgerufen wird. Andererseits haftet ein Luftschlauch auf Grund des Luftdruckes an der Reifendecke und die Luft leitet die Wärme ab.

Ein weiterer Nachteil der mit massiven oder S-ehaumgumm3|gefüllten Reifen besteht darin, daß sie ein zusätzliches Gewicht für das Fahrzeug ergeben und eine verringerte Flexibilität und Biegsamkeit aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einstichfesten Luftreifen der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen Betrieb bei Autobahngeschwindigkeiten unter Last ermöglicht, ohne daß er auf Grund der durch die Reibungswirkung der Reifendecke gegen ein Schutzelement während der Walkbewegung des Reifens auffder Straßenoberfläche hervorgerufenen Wärme aus- -■ftiit.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Luftreifen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein komprimierT bares aus elastomerem Material bestehendes Schutzelement In Form eines Ringes mit konkavem Querschnitt vorgesehen ist, dessen äußere Umfangsoberfläche, an die konkave Innenoberfläche der Reifendecke angepaßt 1st, daß die äußere Umfangsoberfläche des aus elastomerem Material bestehenden Schutzelementes mit der Innenoberfläche der Reifendecke zusammenwirkt und auf diese konvergiert, so daß eine sich verjüngende Klappe entlang jeder Seitenwand der Reifendecke gebildet wird, und daß ein Luftschlauch in dem kreisringförmigen Raum angeordnet ist, der durch das konkave aus Elastomermaterial bestehende Schutzelement umgrenzt ist.

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Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen jsinstichfesten Luftreifens geschaffen, das die Schritte der Bestimmung des Punktes der größten Seitenbiegung in den Wänden der Reifendecke, der Bestimmung des Punktes der geringsten Seitenbiegung in der Innenseite der Oberfläche der Reifendecke, der Ausformung eines aus elastomerem Material bestehenden Schutzelementes in Form eines Ringes mit konkavem Querschnitt, der eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, die an die konkave Innenoberfläche der Reifendecke angepaßt ist und eine verjüngte Klappe entlang jeder Seitenwand des Gehäuses aufweist, und der Verjüngung der Klappen des aus elastomerem Material bestehenden Schutzelementes von im wesentlichen in der Nähe des größten Biegungspunktes nach unten zu einem Punkt oberhalb des Punktes der geringsten Durchbiegung.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt damit die Bestimmung der Biegungseigenschaften für eine spezielle zu schützende Reifendecke, worauf ein Schutzelement aus einem eine hohe Dichte aufweisenden Schaumgummi derart ausgeformt wird, daß das Schutzelement mit der Reifendecke in einer Form zusammenpaßt, die ein Einstechen oder Durchstechen des Reifens verhindert, während dieses Schutzelement innerhalb der Reifendecke ausreichend flexibel ist, um einen Ausfall des Schaumgummis auf Grund der Temperaturerhöhung sowie ein Ausbeulen und Einklemmen des Luftschlauches durch das Schutzelement zu verhindern wenn die Reifendecke gebogen und gewalkt und in ihrer Form verändert wird, während sie auf einer Straßenoberfläche mit hoher Geschwindigkeit abrollt. Vorzugsweise weist der Reifen weiterhin einen inneren Luftschlauch auf und der auf den Luftschlauch gerichtete Umriß des Schutzelementes ist an den Kanten nach oben abgerundet, um mit geringer Stärke die Wände der Reifendecke am Punkt maximaler Biegung der Reifendecke klappenförmig zu berühren, wobei der Mittelabschnitt des Schutzelementes etwas nach oben ausgebeult Ist, damit sich eine Tiefe des aus Gummi bestehenden Schutzelementes von zumindest 75 mm über der Wand

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der Reifendecke ergibt. Das Schutzelement ist ringförmig aus natürlichem Gummi sowie einer kleinen Menge an synthetischem Gummi und einem Aufschäummittel wie z.B. Stickstoff in einer Form ausgeformt. Das Schutzelement ist mit einem relativ dünnen Querschnitt am kritischen Biegungspunkt für die spezielle Reifendecke ausgebildet, um einen gelenkförmigen Teil an dem Verbindungs· punkt der Klappe mit dem mittleren Teil des Schutzelementes zu bilden, so daß eine Überhitzung und Zusammenballung des Schutzelementes an dem kritischen Biegungspunkt verhindert wird.

Wenn der Reifen lediglich für sich langsam bewegende Fahrzeuge auf grobem Gelände verwendet werden soll, kann ein einstückiger Ring aus Hartgummi oder anderem Kunststoffmaterial, wie z.B. Urethan gegen das Schutzelement unter Druck eingepaßt werden, so daß sich ein wiederbenutzbares Paar von Kernen ergibt, die gegen ein Einstechen oder Durchstechen des Reifens widerstandsfähig sind und dennoch ein sanftes Fahren für die Bedienungsperson und einen Schutz des Fahrzeuges gegen übermäßige Stöße von dem Gelände ergeben.

Wenn das Hartgummi- oder Urethan-Materlal in der Reifendecke angeordnet werden soll, können zusätzliche Abänderungen für die Herstellung des Reifens verwendet werden. Hierbei kann beispielsweise die Reifendecke als Form verwendet werden oder ein vorgeformtes Schutzelement aus einfachem ringförmig geformtem Schaumgummi wird unter Druck in der Nähe des Randes einer Felge gehalten, SfIe die Reifendecke trägt, worauf ein Kunststoffüllmaterial zwischen diesen Teilen Injiziert wird und unter Druck in der Reifendecke aushärtet. Auch In diesem Fall kann das Sehutzelement nach der Abnutzung der Reifendecke wiedergewonnen und erneut verwendet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von In der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsformen noch näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 zeigt eine einfache Ausführungsform des Verfahrens zum Einpassen eines gegen ein Einstechen oder Durchstechen schützenden Schutzelementes in eine Reifendecke, wobei diese Ausführungsform des Reifens für Fahrzeuge mit niedrigen Geschwindigkeiten verwendbar ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Ausführungsform des

Reifens nach Flg. 1;

Fig. J eine teilweise weggeschnittene Ansicht einer

Ausführungsform eines Reifens mit einem Wulstring oder Innenkern aus weichem leicht einsetzbarem eine zellförmige Ausdehnung aufweisenden Kunststoffmaterial und mit einem mit der Reifendecke in Berührung stehenden Schutzelement aus hartem Material, das in der Reifendecke ausgeformt wird, nachdem der Wulst kernring auf die Felge und in die Reifendecke unter Druck eingesetzt wurde;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch die Mitte der Ausführungsform des Reifens nach Fig. J>;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Reifens mit einer Reifendecke, die im ungewalkten unbelasteten Zustand gezeigt ist, in dem das Schutzelement gegen die Wand der Reifendecke anliegt und wobei die Form der den Luftschlauch schützenden Klappe und der halsförmige Teil des Schutzelementes am kritischen Biegungspunkt des Reifens gezeigt ist.

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In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 eine Ausführungsform eines großen Traktorreifens, der ein aus Elastomermateriäl bestehendes Schutzelement aus Urethan-Kunststoffmaterial enthält, das in Form eines großen Ringes oder in der dargestellten Weise in Form von Segmenten 11, 12 und 1J> hergestellt sein kann. Um das Einpassen des ringförmigen Schutzelementes in die Reifendecke zu erleichtern, wird ein Stopfen I5 zwischen die Segmente In der Reifendecke eingepreßt. Ein massiver Ring 16 aus Hartgummi oder dergleichen ist zwischen den Reifenfüßen 18, 19 der Reifendecke eingepaßt, um die Abschnitte zusammenzuhalten, wenn übliche hydraulische Aufpreßeinrichtungen verwendet werden. Fig. 2 zeigt, wie die Selten- und Verriegelungstelle 20 die Reifendecke 10 an der Felge 21 festhalten.

Ein Verfahren zur Herstellung eines entfernbaren Schutzelementes nach den Figuren 1 und 2 für große Lasten bei niedrigen Geschwindigkeiten Ist anhand der Figuren 3 und 4 zu erkennen, in denen eine Reifendecke 40, die entweder neu oder alt sein kann, als Form verwendet wird. Hierbei wird die Innenseite der Reifendecke mit Slllca-Pulver eingestaubt, um zu verhindern, daß eine Verbindung zwischen der Reifendecke und dem Schutzelement oder dem Füllmaterial entsteht. Zwei aus Nylongewebe bestehende Riemen 42, 43 sind gegen die Innenseite 41 der Reifendecke eingesetzt, um diese Innenseite 41 zu umgeben und diese Riemen 42, 43 weisen Zuglappenabschnitte 44, 45 auf, die sich von jeder Seite der Reifendecke aus nach außen erstrecken. Ein Basisoder Kranzring 46 aus Schaumgummi ist in die Reifendecke benachbart zur Felge eingesetzt und wird durch diese Feifee 47 unter Druck gehalten. Ein Öffnungskanal 54 ist durch den Ring 46 ausgebildet oder es wird ein Kanal mit Hilfe von nadeiförmigen Teilen durch die Gehäusedecke 40 hindurch hergestellt, um den Hohlraum zwischen der Reifendecke und dem Ring 46 zu erreichen. Flüssiges Urethan wird dann unter Druck in diesen Hohlraum derart Injiziert, daß es diesen Hohlraum vollständig füllt und In diesem aushärtet. Um das Einsetzen des Ringes 46

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in die Reifendecke 4O zu erleichtern, ist ein Schlitz 48 in dem Ring ausgebildet und zur Erleichterung der Entfernung dieses Ringes aus der Reifendecke umgeben Nylonriemen 49, 50 diesen Ring. Wenn der Ring 46 jedoch aus einem eine hohe Dichte aufweisenden Schaumgummi hergestellt ist, ist es verständlieh, daß er leicht verformt werden kann, um an seinen Platz gebracht zu werden. Die Riemen 49, 50 weisen Zuglappen 51, 52 auf, die über dem Ring liegen, um es dem Formarbeiter zu erleichtern, den Sehaumring 46 aus der Reifendecke herauszuziehen. Das unter Druck in die Reifendecke injizierte Urethan härtet zu einem Schutzelement 55 aus, das gegen die Reifendecke und gegen die Innenoberfläche des aus Schaummaterial bestehenden Ringes drückt. Wenn die Reifendecke abgenutzt ist, wird sie von dem inneren Sehutzelement und dem Ring abgeschnitten, wobei die letztgenannten Teile wiedergewonnen und in einer neuen Reifendecke erneut verwendet werden. Das Sehutzelement kann in Segmente aufgeteilt werden, um es in einen neuen Reifen einzusetzen oder im üblichen Fall von großen Reifen wird die Reifendecke lediglich an den Reifenfüßen oder Wülsten auseinandergedehnt, worauf das Sehutzelement in die Reifendecke eingesetzt wird. Der aus Schaumgummi bestehende Ring wird dann unter Druck eingepreßt und durch die üblichen Felgenteile festgehalten. In anderen Fällen kann ein Luftschlauch in Verbindung mit dem Sehutzelement 55 verwendet werden.

Die Füllmaterialkomponenten dieser Ausführungsform können alle erneut verwendet werden, was bei bekannten Füllmaterialien nicht der Fall ist, und zwar im wesentlichen auf Grund ihrer Abmessungen, die es nicht ermöglichen, daß sie in einen neuen Reifen eingepaßt werden. Die bekannten Arten von gefüllten Reifen können ihre Höhe nicht beibehalten, wenn sie abgenutzt werden, während bei Verwendung eines unter Druck stehenden Schlauches mit der aus Urethan bestehenden Füllung des Schutzelementes 55 für den Reifen 40fso ausgebildet werden kann, daß die erforderliche Höhe beibehalten wird, die beispielsweise für Erdbewegungsgeräte wesentlich ist. Wenn sich der Reifen 40 bei Benutzung

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ausdehnt, wie dies bei allen bekannten Reifen der Fall ist, dehnt sich auch der durch das injizierte flüssige Urethan komprimierte Schaum 46 aus, so daß das Schutzelement in Druckkontakt mit der Reifendecke gehalten wird und ein Druckverlust und eine Verringerung der Höhe des Reifens 40 verhindert wird. Bekannte gefüllte Reifen können den Druck und die Höhe nicht aufrechterhalten weil eine Druckkompensation fehlt, wie sie beispielsweise durch den aus Schaum bestehenden Ring 46 erzielt wird. Bei manchen Anwendungen kann Schaummaterial für das Schutzelement 55 mit Urethan anstelle des Schaumgummis 46 verwendet werden.

Der Druckkompensationsring 46 kann in der Reifendecke mit dem Schutzelement 55 verbleiben oder er kann alternativ entfernt und durch einen unter Druck stehenden Schlauch ersetzt werden. Weiterhin kann in den Fällen, wenn das Schutzelement in einer Form hergestellt wird, um in eine Reifendecke eingepaßt zu werden, ein Luftschlauch anstelle des Ringes 46 verwendet werden, weil Urethan sich ausdehnt und wenn vollständig gefüllte Reifen benötigt werden ist das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel sowie das Verfahren zu bevorzugen, bei dem das· Urethanmaterial unter Druck in die Reifendecke injiziert wird, um das Schaummaterial 46 um zumindest 5 % über den erforderlichen Reifendruck für die gewünschte Lastaufnahme zu komprimieren. Nach der auf Grund der Benutzung entstehenden Ausdehnung des Reifens kompensiert der Schaum die Vergrößerung der Wände, so daß sich der richtige Druck ergibt. Die Verwendung von.Schaum ergibt für das Fahrzeug und die Bedienungsperson das Gefühl des Fahrens auf einem Luftreifen, was sowohl für die Annehmlichkeit der Bedienungsperson als auch für einen Stoßschutz der Geräte wichtig ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird Urethan-Material mit einer Zugreißfestigkeit von 69 bis I03 bar (1000 bis I500 psi) verwendet.

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Anstelle der Verwendung eines speziell hergestellten Ringes 46 als Kranzring kann auch eine andere Reifendecke mit kleinerer Größe als der Reifen 40 verwendet werden. Das Urethan-Material wird in den Hohlraum zwischen den Reifendecken injiziert, während ein Luftschlauch den Kranzring unter geeigneter Druckspannung hält bis das Urethanmaterial gehärtet ist. Weil der Luftschlauch sich in seiner natürlichen Umgebung im Inneren einer Reifendecke befindet, kann das Fahrzeug mit Autobahngeschwindigkeiten betrieben werden und ergibt gleichzeitig eine Einstich- oder Durchstichfestigkeit auf grobem Gelände, wie z.B. auf einer Müllkippe, wo viele scharfe Gegenstände die Reifendecke 40 durchstechen können. In bezug auf das vorstehend beschriebene Verfahren sei darauf hingewiesen, daß, bevor das Urethanmaterial injiziert und zwischen die Reifendecke 40 und die kleinere Reifendecke eingepumpt wird, die kleinere Reifendecke und der zugehörige Luftschlauch in Halteeinrichtungen oder auf einer Felge festgehalten und mit einem Druck beaufschlagt werden müssen, der größer als der Druck ist, mit dem das Urethan-Material eingeleitet wird.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Schutzelementes 72 in Verbindung mit einem Hochlastschlauch 74 in einer Lastkraftwagen-Reifendecke 70 für einen Lastkraftwagen, der sich mit Autobahngeschwindigkeiten bewegen und eine Last tragen kann und der außerdem in grobem Gelände betrieben werden muß. Wenn der Lastkraftwagen oder der Traktor lediglich bei niedrigen Geschwindigkeiten und In grobem Gelände betrieben würde, würden die vorher anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen ausreichend sein, um den Reifen gegen ein Einstechen oder Durchstechen zu schützen.

Das Schutzelement 72 wird in einer Form aus natürlichem Gummi, kleinen Mengen von synthetischem Gummi und mit Stickstoff als Blähmittel geformt, so daß sich ein geschäumtes Gummiprodukt mit hoher Dichte ergibt. Hierbei werden vorzugsweise 70 % Naturgummi verwendet. Jeder Typ von Reifendecke weist eine

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spezielle Art von Schutzelement auf, das entsprechend den Biegung se ig ens cha ft en der Wände der Reifendecke ausgebildet ist. Das dargestellte Schutzelement 72 für. die Reifendecke 70 ist so konstruiert, daß sichergestellt ist, daß der Teil der Reifendecke, bei dem die größte Seitenbiegung auftritt, oberhalb der Oberseite des Schutzelementes am kritischen Biegungspunkt 75 liegt. Der Bereich von der gestrichelten Linie 97 bis zur Außenseite der Reifendecke 70 weist die größte Biegung auf und stellt die Biegungszone dar. In diesem Bereich tritt die größte Arbeit in dem Schutzelement auf und gleichzeitig beult sich die Reifendecke beim Abrollen in diesem Bereich am stärksten aus. Das Schutzelement muß daher in dieser Zone nicht nur am stärksten wärmebeständig sein, die durch den Winkel aus Schaum 82 dargestellt ist, sondern das Schutzelement muß einen gleichförmigen Umriß gegenüber dem Schlauch aufweisen, der von oben gegen das Schutzelement drückt. Irgendwelche scharfen Ecken auf der Oberseite des Schutzelementes insbesondere auf der Linie 86-75 ergeben eine Diskontinuität für den Schlauch, in die sich dieser ausdehnen kann, wobei der Schlauch schließlich seine Elastizität an diesem Punkt verliert.

Wenn sich die Seitenwände der Reifendecke nach außen biegen, folgt der Schlauch gleichzeitig nach, um den hierdurch gebildeten Hohlraum zu füllen; weil jedoch das Schutzelement weniger elastisch ist, folgt es dieser Bewegung nur verzögert, wodurch ein Hohlraum zwischen dem Schutzelement und der Wand der Reifendecke hervorgerufen wird. Wenn das Stützelement keinen glatten Umriß für den Schlauch aufweist, würde die Zusammenballung des sich nur langsam bewegenden Schutzelementes den Schlauch einklemmen. Die Überdehnung des Segmentes des Schlauches an der Stelle, an der dieser an der Reifendecke anliegt, ruft den Ausfall des Schlauches hervor, wenn nicht das Schutzelement in der dargestellten Weise ausgelegt ist.

Wenn der Reifen 70 auf der Straße abrollt, bewegt sieh die Lauffläche 73 nach oben und die Reifendecke biegt sich von

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einem Punkt 88 in Richtung auf die ^welge. Der LauTflächenbereich J5O wird abgeflacht und drückt die Reifendecke nach oben und außen, wir dies durch die Linie 95 angedeutet ist, wobei der Punkt 96 in die Position 90 gelangt. Die nach unten gerichtete Reaktionskraft der Felge bewirkt eine Bewegung des Punktes 86 nach außen, so daß dieser Punkt der Punkt maximaler Biegung wird. Wie es aus Fig. 5 zu erkennen ist, ändert sich die Entfernung von Punkten entlang der Linie 95 sehr stark gegenüber ihrer nicht ausgelenkten Position. Der Punkt 88 bewegt sich lediglich nach oben während sich der Punkt 86 zum Punkt 90 bewegt. Wenn das Schutzelement so ausgebildet wäre, daß es eine nicht verformte Reifendecke entlang einer Linie 86-86 füllt, wobei der über dem Schutzelement befindliche Schlauch den empfohlenen Innendruck von 65,5 bar für einen Lastkraftwagen-Reifen unter Last aufweist, so würde der Ring aus Schaumgummi eine dichte Masse in der Reifendecke bilden. Der Schlauchdruck wäre längs der Oberfläche 77 des Schutzelementes gleich wenn der Reifen abrollt und die Wand 70 biegt sich nach außen, wobei der Druck des Schlauches die Wand 74 des Schlauches zwingt, sich gleichzeitig mit dem Reifen zu bewegen. Die dichte Masse des sich langsamer bewegenden Schutzelementes am Punkt 86 klemmt die Ausbeulung des Schlauches am Punkt 86 ein, so daß dieser Schlauch nach fortgesetzter Überdehnung und Einklemmung an diesem Punkt zerstört wird.

Der Teil des Schutzelementes 72 oberhalb der Lauffläche 75 bewegt sich lediglich nach oben, doch verläuft der Teil des Schutzelementes im Bereich 88-75 nach außen, so daß eine gelenkartige Zone bei 75-88 gebildet wird, in der eine Dehnung und eine Wärmeerzeugung in dem Schutzelement auftritt. Je größer die Stärke des Schutzelementes am Punkt 75 ist, desto größer ist die Wärme, die beim Fahrbetrieb mit hohen Geschwindigkeiten erzeugt wird und das Ergebnis ist eine Zerstörung des Schutzelementes. Die dargestellte und beschriebene Ausgestaltung des Schutzelementes für Lastkraftwagenreifen ermöglicht einen Schutz sowohl des Schlauches als auch des Schutz-

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elementes gegen eine Materialermüdung, wobei dies dadurch erzielt wird, daß das aus Schaumgummi bestehende Schutzelement in Form eines einstückigen durchgehenden Ringes ausgebildet ist, der auf der Außenseite konkav geformt ist, um mit der Innenseite einer Reifendecke zusammenzupassen und der allgemein konvex auf der Innenseite gekrümmt ist, um einen unter Druck stehenden Schlauch aufzunehmen. Damit ein maximaler Schutz gegen ein Durchstechen des Reifens im Laufflächenbereich von vorzugsweise zumindest 75 mm erzielt wird, kann die innere konvexe Seltenes Schutzelementes nach oben in einem kontinuierlichen gleichförmigen Umriß ausgebeult sein, so daß zwei klappenförmige Flügel gebildet werden, die sich zum äußeren Ringbereich des Schutzelementes hin verjüngen. Die Linie 77, und die Linie 78 werden dann kombiniert, um die obere konvexe und innere Seite des Schutzelementes zu bilden, wobei sich die endgültige Konstruktion für ein durchstichfestes Schutzelement ergibt, das wärmewiderstandsfähig ist und außerdem den Schlauch gegen ein Ausbauchen und Einklemmen schützt well dieses Schutzelement auf der Linie der Biegegelenkzone 75 in der dargestellten Weise relativ dünn ist. Die Linie 77-, würde eine ausreichende Tiefe des Schutzelementes darstellen, wenn die Laufflächenstollen eine ungewöhnliche Tiefe aufweisen würden. Es ist aus dem Vorstehenden zu erkennen, daß die Gelenktiefe ein kritisches Konstruktionsmerkmal darstellt, das von der Verwendung des Reifens und von der Geschwindigkeit abhängt, mit der dieser abrollt.

Als zusätzliche Schutzmaßnahme kann ein entfernbarer Stahlgürtel 80 zwischen dem Schutzelement 72 und der Reifendecke 70 eingefügt werden. Der Stahlgürtel muß nicht in der Reifendecke eingebettet werden, um ihn an seinem Platz zu halten und um den Sehlauch gegen diesen Gürtel zu schützen, weil der Druck des Schutzelementes den Stahlgürtel an seinem Platz hält. Wenn die Reifendecke abgenutzt 1st, kann dieser Stahlgürtel zusammen rrLt dem aus Schaum bestehenden Schutzelement und dem Schlauch wiedergewonnen und weiterverwendet werden. Bei der Konstruk-

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tion eines Schutzelemöntes für einen speziellen Reifen wird die Biegungszonenline 97 wie folgt ermittelt: Eine Linie parallel zur Straße wird durch den Schnittpunkt der Außenkante 66 der Lauffläche mit der Außenwand der Reifendecke 70 gezeichnet, wobei diese parallele Linie die Innenseite der Reifendecke am Punkt 88 schneidet, wobei dieser Punkt den Punkt darstellt, an dem die Wand beginnt, sich nach außen zu biegen. In Fig. 5 ist eine gestrichelte Linie gezeigt, die durch den Punkt 86 läuft, der den maximalen Biegungspunkt der Reifendecke darstellt und diese gestrichelte Linie verläuft Im wesentlichen tangential zum Reifen am Punkt 86. Die dargestellte Reifendecke ist eine nylonverspannte Lastkraftwagenreifendecke vom Typ 1000 X 20 und die Klappenabmessungen für das Schutzelement werden dadurch gefunden, daß der Winkel 82 ungefähr zu 60° gewählt wird, um den oberen Umriß des Schutzelementes beim Durchlaufen des Punktes 75 zu gewinnen, wobei dieser Punkt den kritischen Biegungspunkt des Schutzelementes 72 darstellt. Eine Form wird unter Verwendung der Krümmung der Innenseite des Reifens als Boden der Form hergestellt, wobei die Grenze der Klappe die Entfernung zum Biegungspunkt 86 eines nicht verwalkten Reifens Ist. Die Abmessungen der Klappe und damit des Winkels 82 sind durch die gewünschte Stärke des Gelenks an der kritischen Biegungslinie 97 bestimmt, d.h. die Strecke, die für das Gelenk 88-75 zulässig ist. Mit den vorstehenden Daten für jede Art von Reifen können Schutzelemente für diese Reifen mit Hilfe einer Form hergestellt werden, die speziell für jeden Reifentyp ausgelegt ist.

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Patentanwälte Dipl.-!ng. Curt Wallach Dipl.-ing. öünther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

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Patentansprüche :

Λ1JEinstichfester Luftreifen mit einer Reifendecke mit flexiblen Seitenwänden und einer konkaven Innenoberfläche sowie einer am Außenumfang angeordneten Lauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß ein komprimierbares aus elastomerem Material bestehendes Schutzelement (11, 12, 13; 55; 72) in Form eines Ringes mit konkavem Querschnitt vorgesehen ist, dessen äußere Umfangsoberfläche an die konkave Innenoberfläche der Reifendecke (10; 4θ; 70) angepaßt ist, daß die äußere Umfangsoberfläche des aus elastomerem Material bestehenden Schutzelementes mit der Innenoberfläche der Reifendecke zusammenwirkt und auf diese konvergiert, so daß eine sich verjüngende Klappe entlang jeder Seitenwand der Reifendecke gebildet wird, und daß ein Luftschlauch in dem kreisringförmigen Raum angeordnet ist, der durch das konkave aus Elastomermaterial bestehende Schutzelement umgrenzt ist.
2. Einstichfester Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n zeichnet, daß das Schutzelement (11, 12, 13; 55; 72) aus einem eine hohe Dichte aufweisenden Schaumgummi besteht.
3. Einstichfester Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein entfernbarer Stahlgürtel (80) zwischen dem Schutzelement (72) und der Reifendecke (70) angeordnet ist.

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4. Einstichfester Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement durch eine Anzahl von Segmenten (11, 12, Ij5) gebildet ist.
5. Einstichfester Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche des aus Elastomermaterial bestehenden Schutzelementes einen in der Mitte angeordneten ausgebeulten Teil oberhalb der Lauffläche aufweist, der eine Stärke von zumindest 75 mm aufweist.
6. Einstichfester Luftreifen nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche des aus Elastomermaterial bestehenden Schutzelementes einen abgeflachten Teil mit einer Stärke von zumindest 75 ram aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung eines einstichfesten Luftreifens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte der Bestimmung des Punktes der größten Seltenbiegung In den Wänden der Reifendecke, der Bestimmung des Punktes mit der kleinsten Seitenbiegung in der Innenseite der Oberfläche der Reifendecke, der Ausformung eines aus Elastomer bestehenden Schutzelementes In Form eines Ringes mit konkavem Querschnitt, der eine äußere Umfangsflache aufweist, die an die konkave Innenoberfläche der Reifendecke angepaßt ist und eine sich verjüngende Klappe entlang jeder Seitenwand der Reifendecke aufweist, und der Verjüngung der Klappen des aus Elastomermaterial bestehenden Schutzelement ausgehend von einer dem Punkt der größten Biegung benachbarten Stelle nach unten zu einem Punkt oberhalb des Punktes mit der größten Durchbiegung.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennze lehnet, daß die Innenoberfläche des Schutzelementes oberhalb der Lauffläche der Reifendecke mit einem derartigen

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Umriß versehen wird, daß ein nach oben gerichteter Wulst oder eine Ausbeulung gebildet wird.
9· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement so ausgeformt wird, daß die Tiefe des Schutzelementes an dem Punkt der geringsten Ausbiegung der Reifendecke nicht mehr als 6,25 cm beträgt, um auf diese Weise den Gelenkpunkt für die stärkste Durchbiegung des Schutzelementes zu bilden.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausformung des Schutzelementes unter Verwendung einer Reifendecke als Form durchgeführt wird, -wobei ein vorgeformter Ringformer unter Druck gegen den Rand einer die Reifendecke haltenden Felge gehalten und Kunststoffüllmaterial zwischen die Reifendecke und den Ringformer Injiziert wird, wobei dieses Kunststoffüllmaterial· unter Druck in der Reifendecke aushärtet.

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