DE3004723A1 - Druckluftreifen, der im platten zustand gefahren werden kann, enthaltend kleine, die reibung vermindernde kuegelchen und ein schmiermittel - Google Patents

Druckluftreifen, der im platten zustand gefahren werden kann, enthaltend kleine, die reibung vermindernde kuegelchen und ein schmiermittel

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DE3004723A1 DE19803004723 DE3004723A DE3004723A1 DE 3004723 A1 DE3004723 A1 DE 3004723A1 DE 19803004723 DE19803004723 DE 19803004723 DE 3004723 A DE3004723 A DE 3004723A DE 3004723 A1 DE3004723 A1 DE 3004723A1
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Description

DR.-ING. WALTER ABITZ
DR. DIETER F. MORF λ
DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte
30Q4723
μ mcj.im. 8. Februar 1980
I'iJhtanBtJirift / I'oHtal AddroHB I'ostfach B(iOlOi). BOuO München Ββ
FinnziMiaiiortilrafle 28
Telefon 98 32 22
Telegramme: Chumlndus München
Telex: CO) 5 23992
GT-1600
The General Tire and Rubber Company Akron Ohio USA
Druckluftreifen, der im platten Zustand gefahren werden kann, enthaltend kleine, die Reibung vermindernde Kügelchen und ein Schmiermittel
03OOU/0575
GT-1600 -
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel zum Verringern der Reibung von Druckluftreifen, wenn sie im platten Zustand gefahren werden.
Es wurde eine Reihe von Vorschlägen entwickelt, um die Stabilität und die Fahrbarkeit von Reifen zu verbessern, wenn sie im platten Zustand gefahren werden.
Die US-PS 4 057 092 betrifft eine Umkreisverschlussvorrichtung (circumferential locking lug). Bei anderen Entwicklungen, die beispielsweise in den US-PS1 en 2 040 645, 3 392 722 und
3 610 308 beschrieben werden, sind spezielle Einheiten im Inneren des Reifens vorgesehen. Weiterhin wird auch die Verwendung von flüssigen Schmiermitteln innerhalb des Reifens (US-PS
4 045 362) und die Verwendung von festen Schmiermitteln, die bei Zugabe von Chemikalien verflüssigt werden können (US-PS 3 931 843), beschrieben.
Um die durch die Reifen erzeugte Reibung zu verringern, wenn sie im platten Zustand gefahren werden, wurde, wie erwähnt, die Verwendung von entweder flüssigen oder festen Schmiermitteln auf den Innenflächen des Reifens vorgeschlagen. Beispielsweise beschreibt die US-PS 2 040 645 die Verwendung eines Graohit-Schmiermittels-, In der US-PS 3 610 308 wird die Verwendung von flüssigem Silikon erwähnt, und in den US-PS'en 3 739 829, 3 850 217 und 4 045 362 wird die Verwendung von Polyalkylenglykolen, Glyzerin, Propylenglykol, Silikon und anderer Schmiermittel beschrieben. Die flüssigen Schmiermittel sind jedoch in einem, im Betrieb befindlichen Reifen nicht gleichmässig verteilt und können daher zu einer Unwucht führen und das Reifenverhalten nachteilig beeinflussen. Es sind auch feste Schmiermittel bekannt, die sich bei der Temperatur eines im platten Zustand gefahrenen Reifens verflüssigen, jedoch benötigen sie einen chemischen Zusatz für die Verflüssigung (US-PS 3 931 843).
030Ö424~/0575
GT-16 00 M^
Während die Verwendung von Schmiermitteln die Reibung und die erzeugte Wärme verringern, wenn der Reifen im platten Zustand gefahren wird, ist kein Mittel oder Verfahren bekannt, um die Wärme- und Reibungsprobleme vollständig zu lösen.
Die vorliegende Erfindung umfasst die Verwendung von geschmierten, rollenden Mikroperlen (Kügelchen) als Schmiermittelmedium. Die Verwendung von rollenden Mikroperlen hat den gleichen Effekt wie die Verwendung von Kugellagern in Laufringen, wo durch dieses Prinzip eine beträchtliche Verringerung der Reibung und Abnützung erzielt wird. Bei der Anwendung der Erfindung in Reifen, die im flachen Zustand gefahren werden, oder bei ähnlichen Anwendungsgebieten, bei denen Gummioberflächen gegeneinander verschoben werden oder aneinander reiben, werden die Oberflächen teilweise oder vollständig in Anwesenheit der rollenden Kügelchen voneinander getrennt. Die Verschiebung der Gummioberflächen gegeneinander wird dabei durch das erwünschte Rollbewegungsprinzip ersetzt, wodurch die Reibung und die damit verbundene Wärmeentwicklung verringert wird.
Im Prinzip können alle bekannten Schmiermittel in Kombination mit den Mikroperlen verwendet werden. Die Mikroperlen können einen Durchmesser von 32 bis 1000 μ (0.001 bis 0.039 inch), vorzugsweise von 120 bis 800 μ (0.005 bis 0.031 inch)aufweisen. Sie müssen auch stark bzw. fest genug sein, damit sie nicht auseinanderbrechen, wenn der Reifen im platten Zustand gefahren wird. Die Mikroperlen können von der Abteilung "Mikroperlen" der Cataphote Corporation, Jackson 5, Mississippi, bezogen werden'.-
Die bevorzugten Mikroperlen werden aus hochgradigem, optischen Kronglas hergestellt. Die Zusammensetzung ist derart, dass sie einem Abrieb bzw. einer Abnützung und einem Zerbrechen bei Schlageinwirkung widerstehen. Die Mikroperlen werden in ihrer kugelförmigen Form ausgeglüht bzw. getempert, um innere Spannungen auszugleichen, und um sie bruchfest zu machen.
030Ö4V/0575
GT-1600 ζ
Die bevorzugten Mikroperlen haben eine kugelförmige Gestalt, und sie sollten nicht mehr als etwa 15 % unregelmässig geformte Teilchen enthalten. Sie dürfen im wesentlichen keine scharfkantigen Teilchen enthalten, wobei deren Menge 1 % nicht übersteigen sollte. Die Menge an Teilchen, die ein milchiges Aussehen haben, oder deren Oberfläche eingekerbt oder verkratzt ist, sollte 2 % nicht übersteigen, und die Menge an Fremdmaterialien sollte nicht mehr als 1/2 % ausmachen, einschliesslich Eisenteilchen, deren Menge ein Zehntel Prozent nicht übersteigen sollte.
Mikroperlen sind in den folgenden Grössenbereichen erhältlich:
Mikronbereich
710 - 350 210 - 105
590 - 297 149 - 74
500 - 250 105 - 53
420 - 210 74 - 44
297 - 177 53 - 10
250 - 149
Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung können sämtliche Schmiermittel verwendet werden, die oben im Rahmen der Diskussion des Standes Technik erwähnt wurden.
Das A-1 Schmiermittel, das in den Beispielen verwendet wurde, wurde durch Vermischen der folgenden Bestandteile hergestellt:'
Bestandteile Gewichtsteile
Äthylenglykol 70
Wasser 30
Polyäthylenoxide . a
WSR 301 (Union Carbide), Molekulargewicht 4x1O6 0,05
WSR 205 (Union Carbide), Molekulargewicht 6x1O5 0,03 Polysaccharid
Kelzan (Kelco Co.) Xanthan-Kautschuk, g Molekulargewicht >10 0,15
Q300U/0575 100,23
3QQ4723
GT-1600
Die verwendeten Mikroperlen waren feste Kügelchen und hatten einen Durchmesser von 350 bis 710 μ (0.0138 - 0.0280 inch).
Die beträchtliche Auswirkung der Mikroperlen auf die Reibungsverringerung zwischen Gummioberflächen, die gegeneinander verschoben werden, ist aus Tabelle I zu ersehen, wobei folgende Testbedingungen angewendet wurden:
Verschiebe- bzw. Reibungsgeschwindigkeit: 0,85 cm/sec
(20 inch/min)
Temperatur: Zimmertemperatur
Normalbelastung: 10,05 kg (22.1 pounds)
Angenäherte Querschnittsfläche der der Reibung unterliegenden Oberfläche: 88,7 cm2
(3.75 sq.inch)
Tabelle I
Trockene und geschmierte Reibung zwischen gegeneinander verschobenen
Gummioberflächen
Schmiermittel
Reibungskoeffizient kinetisch
statisch 2,17
2,89 0,34
0,41 0,12
0,18 0,065
0,14
Keines (Gummi-an-Gummi-Reibung)
A-1-Schmiermittel Mikroperlen*
Mikroperlen plus A-1-Schmiermittel
* Mikroperlen Klasse III,- MS-XPX; Cataphote, Abteilung der Ferro Corp.
Die Ergebnisse, die der Tabelle entnommen werden können, sprechen für sich selbst. Sie zeigen die Wirksamkeit von Mikroperlen als Schmiermittelmedium für aneinanderreihende bzw. gegeneinander verschobene Gummioberflächen. Bei dem Versuch, bei dem die Mikroperlen mit dem Schmiermittel A-I auf Äthylenglykol/Wasser-Basis kombiniert wurden, wurde eine dreißigfache Verringerung der kinetischen Reibung erzielt.
0300^4/0575
GT-1600 π
Ähnliche Ergebnisse wurden auch beim Reiben einer Radialreifen-Innenwandung bzw. -Innenauskleidung auf eine Randumwicklungsverbindung bzw. -zusammensetzung, wie dies in Tabelle II gezeigt wird, erzielt.
Tabelle II
Reibung zwischen einer Innenauskleidung und einer Kantenumwicklungsverbindung bzw. -zusammensetzung (Bead Wrapping Compound)
Reibungs- bzw. Verschiebungsgeschwindigkeit: 2,12 cm/sec
(50 inch/min)
Bei Zimmertemperatur
Normalbelastung: 2,5 kg (5.4 lbs)
Angenäherte Querschnittsfläche der der Reibung unterliegenden Oberfläche: 4 0,3 cm2
(6,25 sq.inch)
Reibungskoeffizient Schmiermittel statisch kinetisch
Keines (Gummi-an-Gummi-Reibung) 1,8 1,75
Paraffinwachs 0,83 0,5
Mikroperlen plus Paraffinwachs
(Nr. 155), International Wax and
Refining Co.) 0,21 0,15
030ÖaV/0575
GT-1600 Ä
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Druckluftreifen, dessen innere Oberfläche mit einem Schmiermittel überzogen ist, wobei zu dem Schmiermittel kleine, lose, runde Kügelchen zugesetzt werden, um die gegeneinander gerichtete Bewegung der Innenflächen des Reifens zu erleichtern, die miteinander in Berührung kommen, wenn der Reifen im platten Zustand gefahren wird. Dabei verringern die Kügelchen und das Schmiermittel die Reibung und den Temperaturanstieg, die sonst bei einem Gummian-Gummi-Kontakt auftreten. Der die geschmierten Kügelchen enthaltende Reifen kann in plattem Zustand bis zur nächsten Reparaturwerkstatt gefahren werden.
030044/0575

Claims (3)

Pate nt ansprüche
1.J Auf eine Felge montierter Druckluftreifen, wobei durch die Felge und die Innenfläche des Reifens eine aufpumpbare Kammer gebildet wird, die Felge Mittel bzw. Vorrichtungen aufweist, um zu verhindern, dass die Reifenränder bzw. -randwülste von der Felge gelöst werden, wenn der Reifen im platten Zustand gefahren wird, und wobei die innere Oberfläche des Reifens einen Schmiermittelüberzug aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass innerhalb des Reifens feste Mikroperlen mit einem Durchmesser von 120 bis 800 μ enthalten sind, die die Reibung vermindern, wenn der Reifen im platten Zustand gefahren wird, indem sie zwischen den Gummiflächen rollen.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 100 bis 500 Gramm Mikroperlen enthalten sind.
3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperlen einen Durchmesser von 120 bis 800 μ aufweisen.
030044/0575
DE19803004723 1979-04-26 1980-02-08 Druckluftreifen, der im platten zustand gefahren werden kann, enthaltend kleine, die reibung vermindernde kuegelchen und ein schmiermittel Ceased DE3004723A1 (de)

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