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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifenaufbau und insbesondere
die Struktur bzw. den Aufbau eines Notlaufreifens. Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt,
der einen Seitenwandeinsatz und ein Versteifungsglied besitzt, die
zusammen arbeiten, um wünschenswerte
Fahrt-, Federungs- und Handhabungseigenschaften für den Reifen
zu schaffen.
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HINTERGRUNDINFORMATION
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Notlaufreifen
sind im Stand der Technik als Luftreifen bekannt, die in drucklosem
Zustand (0 psi) sicher betrieben werden können. Typische Notlaufreifen
umfassen ein Paar radial sichelförmig
geformter Verstärkungsseitenwandelemente,
die aus mindestens einem festen Bandmaterial mit hohem Modul und
niedriger Hysteresis hergestellt und in die Seitenwand eines üblichen
Reifens eingebaut werden. Notlaufreifen werden wünschenswerter in den heutigen Kraftfahrzeugen,
da ein Kraftfahrzeug, das vier Notlaufreifen einsetzt, keinen Ersatzreifen
tragen muss. Ersatzreifen sind unwünschenswert, da sie dem Kraftfahrzeug
Gewicht hinzufügen
und wertvollen Stauraum im Kraftfahrzeug wegnehmen. Notlaufreifen
sind ferner wünschenswert,
da sie die Kraftfahrzeuge sicherer machen, indem verhindert wird,
dass ein Fahrer einen Reifen an einer unsicheren Stelle wechseln
muss.
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Das
Lagern von Ersatzreifen wurde zunehmend problematisch in den heutigen
Sport Utility Kraftfahrzeugen (SUV), da diese Kraftfahrzeuge größere Reifen
mit größeren Felgen
einsetzen. Eine Lösung
des Größenproblems
lag darin, einen Miniersatzreifen mit höherem Aufblasdruck zu schaffen,
der vom Kraftfahrzeughalter als vorübergehende Lösung eingesetzt,
bis das Kraftfahrzeug zu einer Reparaturstelle gefahren werden kann.
Da sich der Geschmack der Käufer
in Richtung auf größere Kraftfahrzeuge mit
größeren Felgen
zu verändert
hat, ist der Miniersatzreifen auf eine solche große Größe angewachsen,
dass der Zweck einen Miniersatz zu schaffen, verloren gegangen ist.
Der Stand der Technik wünscht
deshalb Notlaufreifen, die bei SDV's und Lastkraftwagen eingesetzt werden
können.
Diese Notlaufreifen müssen
annehmbare Lauf- und Abrolleigenschaften aufweisen, während sie
in Situationen verwendet werden, wo ein Reifen mit hohem Querschnittsverhältnis erforderlich
ist. Der Stand der Technik wünscht
insbesondere Notlaufreifen für
Situationen, wo übliche
Reifen, die Querschnittsverhältnisse
von 65 und höher
besitzen, erforderlich sind.
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Das
Design der vorbekannten Notlaufreifen war eingeschränkt, basierend
auf den Haltbarkeitserfordernissen und Fahrt- und Federungseigenschaften.
Der Stand der Technik hat erkannt, dass die Haltbarkeit nicht aufgepumpter
Reifen sich entgegengesetzt verändert,
während
das Querschnittsverhältnis bei
vorbekannten Notlaufreifen steigt. Ein typischer vorbekannter Reifen,
der z. B. ein Querschnittsverhältnis
von 45 besitzt, kann hunderte von Kilometern im nicht aufgepumpten
Zustand laufen, während
ein typischer vorbekannter Reifen, der ein Querschnittsverhältnis von
60 besitzt, lediglich 80 Kilometer im nicht aufgepumpten Zustand
betrieben werden kann. Der nicht offizielle Industriestandard für Notlaufreifen beträgt mindestens
50 Meilen bei 50 Meilen pro Stunde (80 Kilometer bei 88 Kilometer
pro Stunde). Ein erfolgreicher Notlaufreifen, der bei hohen Querschnittsverhältnissen
eingesetzt werden kann, muss diesem Standard gerecht werden oder übertreffen,
während er
annehmbare Fahrt- und Federungseigenschaften vorsieht.
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Der
Stand der Technik erkennt generell an, dass ein Reifen mit niedrigerem
Querschnittsverhältnis
bessere Handhabungseigenschaften besitzt, als ein Reifen mit hohem
Querschnittsverhältnis,
der geringere Fahrt- und Federungseigenschaften besitzt. In gleicher
Weise besitzen Notlaufreifen, die sichelförmige Seitenwandeinsätze haben,
verbesserte Handhabungseigenschaften, während sie geringere Fahrt-
und Federungseigenschaften aufweisen.
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Vorbekannte
Reifen mit auskragendem Abschnitt, z. B. der Reifen, welcher im
US-Patent Nr. 3,486,547 und der US-A-6,044,884 offenbart wird, die dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 entspricht, liefern eine bessere Kombination an
Federungs- und Handhabungseigenschaften.
Ein Reifen mit auskragendem Abschnitt liefert z. B. verbesserte
Handhabungseigenschaften bei einer gleichen Federungsqualität wie ein üblicher
Reifen. Der Stand der Technik erkennt generell an, dass Reifen mit
auskragendem Abschnitt ein Paar Seitenwandabschnitte mit auskragendem
Abschnitt umfassen, die sich generell parallel zum Boden angrenzend
an die Reifenfelge erstrecken, im Vergleich zu einem üblichen
Reifen. Der auskragende Abschnitt wirkt als stabilisierender Ring,
der Flexibilität
in radialer Richtung ermöglicht und
Steifheit in den anderen Richtungen schafft. Der auskragende Abschnitt
der Seitenwand angrenzend an die Felge widersteht seitlicher Deformation
oder Verwindung während
des Kurvenfahrens. Auf seitliche Belastungen spricht ein Reifen
mit auskragendem Abschnitt an, als ob er eine effektive Felgenbreite
besitzt, die der Breite der Felge plus der Breite der auskragenden
Abschnitte entspricht. Der Reifen mit auskragendem Abschnitt erzielt
verbesserte Handhabungseigenschaften, während er die Federungs- und Fahrteigenschaften
des Reifens nicht ungünstig beeinträchtigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf das Vorstehende sieht die vorliegende Erfindung einen
Notlaufreifen vor, der die verbesserten Handhabungseigenschaften
eines konventionellen Reifens besitzt, während er die verbesserten Fahrt-
oder Federungseigenschaften eines Reifens mit auskragendem Abschnitt
besitzt. Die Erfindung schafft einen Notlaufreifen mit auskragendem
Abschnitt, der einen Seitenwandeinsatz besitzt, welcher dem Reifen
mit einer ausreichenden radialen Steifheit in nicht aufgepumptem
Zustand versieht, damit er eine annehmbare Haltbarkeit im nicht
aufgepumpten Zustand besitzt. Der Notlaufreifen mit auskragendem
Abschnitt umfasst einen auskragenden Seitenwandabschnitt, der wünschenswerte
Fahrt- und Federungseigenschaften im aufgepumpten Zustand vorsieht.
Der Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt kann in Situationen
eingesetzt werden, die vorher einen üblichen Reifen mit hohem Querschnittsverhältnis erforderten.
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Der
Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt nach der vorliegenden Erfindung
umfasst ein Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte, die jeweils einen
Wulstfüller
und einen Wulstkern besitzen. Der Reifen umfasst ein Paar axial
beabstandeter Seitenwände,
wobei jede Seitenwand einen Einsatz umfasst. Jede dieser Seitenwände besitzt
einen radialen Abschnitt und einen auskragenden Abschnitt, auskragend
in Bezug zum Wulstkern.
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Der
Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt besitzt den Vorteil, dass
der Seitenwandeinsatz relativ dünn
und relativ leichtgewichtig sein kann, verglichen mit dem Ausmaß der Haltbarkeit, die
für den
nicht aufgepumpten Reifen geschaffen wird. Der dünne Seitenwandeinsatz steigert
die senkrechte Federkonstante des Notlaufreifens mit auskragendem
Abschnitt nicht drastisch im Vergleich zu einem üblichen Reifen mit auskragendem
Abschnitt. Der Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt hat deshalb
wünschenswerte
Fahrt- und Federungseigenschaften im aufgepumpten Zustand, während er eine
wünschenswerte
Lebensdauer im nicht aufgepumpten Zustand aufrechterhält.
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Der
erfindungsgemäße Notlaufreifen
mit auskragendem Abschnitt schafft ferner wünschenswerte Federungs- und
Handhabungseigenschaften durch Vorsehen eines Versteifungsgliedes
und Seitenwandeinsatzes, die aus einer harten Gummiverbindung mit
hohem Modul hergestellt werden, die eine Shore A Härte zwischen
70 und 97 besitzt, einen mechanischen Statikmodul im Bereich von
1.400 psi (9651 KPa) bis 4.000 psi (27576 KPa) bei 15% Streckung
Verlust Tangens delta (tan δ)/Verlustfaktor
zwischen 0,03 und 0,2, gemessen bei 100°C, 7% Durchbiegung und 10 Hz.
Das Versteifungsglied kann ebenfalls Verstärkungsglieder, wie z. B. Gewebe oder
Kords umfassen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung, die die beste Art und Weise aufzeigen, in der sich
die Patentinhaber die Anwendungen der Prinzipien der Erfindung vorstellen,
werden in der folgenden Beschreibung dargestellt und in den Zeichnungen
gezeigt, wobei insbesondere und vorherrschend auf die anhängenden
Ansprüche
hingewiesen wird.
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Es
zeigt:
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1 einen
Schnitt durch eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens mit
auskragendem Abschnitt;
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2 einen
Schnitt durch die Hälfte
des Reifens der 1;
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3 eine
Ansicht, ähnlich
zur 2, die eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt;
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4 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt;
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5 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt;
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6 einen
Schnitt durch die Hälfte
einer alternativen Version der vierten Ausführungsform des Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt, der in einem negativen Winkel im Bezug
zur Rotationsachse des Reifens angeordnet ist;
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7 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine abweichende Seitenwandausgestaltung zeigt;
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8 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine fünfte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt;
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9 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine sechste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt;
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10 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine siebte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt;
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11 eine
zur 2 ähnliche
Ansicht, die eine achte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt zeigt; und
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12 eine
zur 3 ähnliche
Ansicht, die eine alternative Version des in 3 gezeigten
Reifens zeigt.
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Gleiche
Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf gleiche
Teile.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt wird generell durch das Bezugszeichen 10 in den 1 und 2 angedeutet.
Der Reifen 10 ist auf einer Felge 12 aufgezogen,
die einen Durchmesser und eine bestimmte Breite besitzt. Der Durchmesser
der Felge 12 ist durch die Dimensionslinie 13 angedeutet.
Die Breite der Felge 12 ist durch die Dimensionslinie 14 angedeutet.
Die Felge 12 umfasst ein Flanschpaar 16, das sich
jeweils radial nach außen
und axial nach außen
von einer Wulstlagerfläche 18 erstreckt.
In der bevorzugten Ausführungsform
ist jeder Flansch 16 radial und axial nach außen abgebogen.
Das äußere Ende
jedes Flansches 16 ist vorteilhafterweise im wesentlichen
parallel zur Rotationsachse 20 der Felge 12. In Übereinstimmung
mit einer der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ermöglicht der
Reifen 10, dass der Lagerungsfelgendurchmesser vergrößert, während die
Lagerungsfelgenbreite für
Kraftfahrzeuganwendungszwecke verringert werden kann, die normalerweise
mit Reifen mit hohem Querschnittsverhältnis bestückt werden.
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Der
Reifen 10 umfasst einen Reifenkarkassenaufbau 30,
der einen ersten Unterbau oder Lage 32 und einen zweiten
Unterbau oder Lage 34 umfasst, die sich generell zwischen
einem Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 36 erstrecken.
Jeder Wulstabschnitt 36 umfasst einen Wulstkern oder Wulstring 38 und
einen Wulstfüller 40.
Die ersten und zweiten Unterbaulagen 32 und 34 werden
um jeden Wulstabschnitt 36 in axialer und radial nach außen gerichteter
Richtung hochgeschlagen und enden an einem ersten Unterbaulagenende 42 und
einem zweiten Unterbaulagenende 44. Der Reifen 10 umfasst
ferner ein Futter bzw. Innerliner 46.
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Der
Reifen 10 kann ferner ein Gürtelpaket 50 umfassen,
das radial außerhalb
der Lagen 32 und 34 und radial innerhalb von einem
Laufflächenteil 52 angeordnet
ist. Der Aufbau des Gürtelpakets 50 kann sich
bei unterschiedlichen Reifenarten verändern, wie es im Stand der
Technik bekannt ist. Der Laufflächenteil 52 umfasst
ein Paar Laufflächenkanten 54.
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Der
Reifen 10 umfasst ferner ein Paar axial beabstandeter Seitenwände 60.
Jede Seitenwand 60 erstreckt sich von einem Wulstabschnitt 36 zu
einer Laufflächenkante 54 des
Laufflächenteils 52.
Jede Seitenwand 60 umfasst einen auskragenden Abschnitt 62,
der in Bezug zum Wulstkern 38 auskragt. Der auskragende
Abschnitt 62 ist +/–30° in Bezug
zur Rotationsachse 20 angeordnet. In der ersten Ausführungsform
erstreckt sich der auskragende Abschnitt 62 im wesentlichen
parallel zur Rotationsachse 20. Jede Seitenwand 60 umfasst
ferner einen radialen Abschnitt 64, der sich zwischen dem
auskragenden Abschnitt 62 und der Laufflächenkante 54 erstreckt. Jeder
auskragende Abschnitt 62 erstreckt sich von der Seiten wand-Felgenverbindung 66 zum
radial innen liegenden Ende des radialen Abschnitts 64.
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Jede
Seitenwand 60 umfasst ferner einen Seitenwandeinsatz 70.
Der Einsatz 70 ist vorteilhafterweise sichelförmig, wie
es in den Zeichnungen gezeigt wird, kann jedoch eine Vielzahl anderer
Formen annehmen, die im Stand der Technik bekannt sind. Der Einsatz 70 kann
z. B. eine konstante Dicke besitzen, kann gleichmäßig zugespitzt
verlaufen, oder kann ungleichmäßig entlang
der Länge
seines Querschnitts zugespitzt sein. Der Einsatz 70 wird
zwischen den Lagen 32, 34 und dem Innerliner 46 in
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung positioniert. Das äußere Ende
des Gürtelpakets 50 überlappt
das radial äußere Ende
des Einsatzes 70, um Haltbarkeit zu schaffen. Die Überlappung
beträgt
vorteilhafterweise 1,25 cm bis 2,54 cm.
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Der
Seitenwandeinsatz 70 umfasst einen auskragenden Abschnitt 72 und
einen radialen Abschnitt 74. Jeder auskragende Abschnitt 72 kragt
axial vom radial inneren Ende des radialen Abschnitts 74 aus.
Der Auskragungswinkel 73 wird vorteilhafterweise entlang
einer Bezugslinie gemessen, die eine Tangente zu den Unterbaulagen 32 oder 34 im
auskragenden Abschnitt 72 darstellt. Ein positiver Winkel wird
in der radial nach außen
gerichteten Richtung gemessen, wie es in 2 gezeigt
wird, während
ein negativer Winkel in radial nach innen gerichteter Richtung gemessen
wird.
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Der
auskragende Abschnitt 72 erstreckt sich vom radial inneren
Ende des radialen Abschnitts 74 zum radial und axial nach
außen
gerichteten Ende des Wulstfüllers 40 axial
nach innen. Das innere Ende des Abschnitts 72 ist vorteilhafterweise
zugespitzt. In der Ausführungsform
der in 2 gezeigten Erfindung überlappt das radial und axial äußere Ende des
Wulstfüllers 70 das
radial und axial innere Ende des Abschnitts 72.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
des Reifens 10 werden der Wulstfüller 40 und der Seitenwandeinsatz 70 aus
dem gleichen Material hergestellt. Das bevorzugte Material ist eine
harte Gummiverbindung mit hohem Modul. Zum Beispiel eine harte Gummiverbindung
mit hohem Modul, die eine Shore A Härte zwischen 70 bis 97 besitzt,
einen mechanischen Statikmodul im Bereich von 1.400 psi (9.651 KPa)
bis 4.000 (27.576 KPa) (Young Modul) bei 15% Streckung und einem
Verlust Tangens delta (tan δ)/Verlustfaktor
zwischen 0,03 bis 0,20, gemessen bei 100°C, 7% Durchbiegung und 10 Hz.
Andere ähnliche
Materialien können
durch den Fachmann eingesetzt werden, um den Reifen 10 herzustellen. Der
Einsatz 70 kann ebenfalls Verstärkungsglieder umfassen, wie
z. B. eine Schicht aus Gewebe oder eine Kordschicht.
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In Übereinstimmung
mit den Aufgaben der vorliegenden Erfindung sieht die Ausgestaltung
der Seitenwände 60 des
Reifens 10 die Notlauffähigkeit bei
Null-Aufblasdruck vor, während
die radiale Federkonstante bei normalem Aufblasdruck verringert wird,
wodurch überlegende
Fahr- und Federungseigenschaften vorgesehen werden. Die Konstruktion und
die Ausgestaltung der Seitenwände 60 schafft eine
bedeutend abgerundete Seitenwand mit einer Felgenschnittfläche, die
einen Winkel zwischen +30° und –30° in Bezug
zur Rotationsachse 20 besitzt. Der Reifen 10 kann
auf eine Felge 12 aufgezogen werden, die eine engere Breite 14 besitzt
als eine typische Felge, während
sie im Bereich üblicher
Felgenbreiten bleibt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht als
solche, dass ein Notlaufreifen als Ersatz für einen Reifen vorgesehen werden
kann, der ein Querschnittsverhältnis
von 65 und größer besitzt.
Reifen, die Querschnittsverhältnisse
von z. B. 65 und höher bei
15 inch und größeren Felgen
besitzen, stellen generell keine gute Auswahl für übliche Seitenwandeinsatztechnologie
um Notlaufeigenschaften vorzugehen. Ein üblicher Notlaufreifen, der
ein Querschnittsverhältnis über 65 besitzt,
würde schlechte
Fahrt- und Federungseigenschaften und ein relativ hohes Gewicht
besitzen, das zur Verwendung mit üblichen Kraftfahrzeugen unwünschenswert
wäre. Die
vorliegende Erfindung kann in einem Anwendungsbereich eingesetzt werden,
der ein Querschnittsverhältnis von über 65 angibt
bei einer Felge größer als
38,1 cm.
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Die
Notlauffähigkeit
des Reifens 10 wird durch die radiale Steifheit des Einsatzes 70 erzeugt. Die
Gesamtseitenwandhöhe
des Reifens 10 ist geringer als die Seitenwandhöhe eines üblichen
Reifens, wodurch die Knick- oder Beulfestigkeit der Säule, die durch
die Reifenseitenwand 60 und den Einsatz 70 gebildet
wird, viel höher
sein kann, als sie in einem üblichen
Reifen erzielt werden könnte,
der die übliche Einsatztechnologie
verwendet. Die Dicke des Einsatzes 70 führt den Notlaufreifen 10 mit
auskragendem Abschnitt kann als solche relativ dünn sein, verglichen mit den
vorbekannten Einsätzen
und fügt
keine wesentliche Gewichtsmenge dem Reifen 10 hinzu. Zusätzlich steigert
der Seitenwandeinsatz 70 lediglich marginal die senkrechte
Federkonstante im aufgepumpten Zustand des Notlaufreifens 10 mit
auskragendem Abschnitt im aufgepumpten Zustand, im Vergleich zu
einem vorbekannten Reifen mit auskragendem Abschnitt. Diese Faktoren
halten die Fahr- und Federungseigenschaften des Notlaufreifens mit auskragendem
Abschnitt im aufgepumpten Zustand gemeinsam aufrecht und vermeiden
harte Fahrt- und Federungseigenschaften, die üblichen Notlaufreifen mit Seitenwandeinsätzen zugeordnet
werden. Eine Standardfederkonstante für einen üblichen Reifen kann z. B. im
Bereich von 1.200 lb/in (2.100 N/cm) bis 1.300 lb/in (2.280 N/cm)
liegen. Ein typischer Notlaufreifen besitzt etwa eine 25% bis 50%
erhöhte
Federkonstante von etwa 1.800 lb/in (1.350,00 N/cm) bis 1.900 lb/in
(3.330 N/cm). Die vorliegende Erfindung schafft einen Notlaufreifen,
der eine Federkonstante von 1.350 lb/in (2.360 N/cm) bis 1.600 lb/in
(2.805 N/cm) besitzt.
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Der
Reifen 10 besitzt den Vorteil, dass die Notlauftechnologie
auf Anwendungszwecke für
größere Reifen
ausgedehnt werden kann, wobei sich der Fahrt- und Federungskomfort
nicht verschlechtert. Der Notlaufreifen 10 mit auskragendem
Abschnitt schafft zusätzlich
den Vorteil einer besseren Steuerungsfähigkeit bei einem Null-Aufblaszustand,
da die Felge wesentlich weniger breit ist als die Maximumbreite
des Reifens 10. Die Felgenbreite und der Abstand zwischen
den Wulsten hilft die Wulste im inneren des Reifens 10 zu
halten, wenn er im Notlaufzustand gefahren wird. Ein weiterer Vorteil
liegt darin, dass der größere Felgendurchmesser
zusätzlichen Raum
für die
Bremsen vorsieht. Der Aufbau des Reifens 10 kann bei Reifen
von Personenkraftwagen, leichten Lieferwagen, Rennwagen, Vielzweckwagen (SUV'S) auch auf ATV-Reifen und Reifen
mit und/oder ohne Laufflächenmustern
angewandt werden.
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Zum
Zweck des Vorsehens eines Vergleichbeispiels einem Stand der Technik
bekannter Reifen von einem Sportvielzweckkraftfahrzeug besitzt eine Querschnittshöhe von 18,3
cm, bei einer Felgenbreite von 19,1 cm. Die vorliegende Erfindung
schafft einen Notlaufreifen, der für diese Art von Reifen als
Ersatz angesehen werden kann, wobei der Notlaufreifen eine Querschnittshöhe von 12,7
cm bei einer Felgenbreite von 12,7 cm aufweist. Die Querschnittsbreite
beider Reifen beträgt
etwa 24,9 cm.
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7 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des Reifens 10, der eine abweichende Seitenwandausgestaltung
besitzt. Der Reifen 10, der in 7 gezeigt
wird, umfasst eine Seitenwand 60, die eine abgerundete
Seitenwand mit einem Außenradius 91 und
einem Innenradius 93 besitzt. Die Größe und Form der Seitenwand 60 kann
verändert
werden, um unterschiedliche Federungs- und Handhabungseigenschaften
für den
Reifen 10 vorzusehen.
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Die
zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt wird generell durch das Bezugszeichen 200 in 3 angedeutet.
Der Reifen 200 ist auf die Felge 12 aufgezogen
und besitzt die gleichen Elemente, die oben in Bezug zur ersten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wurden. Der Reifen 200 umfasst generell
einen Reifenkarkassenaufbau 230, der eine erste Unterbaulage 232 und
eine zweite Unterbaulage 234 umfasst, die sich generell
zwischen einem Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 236 erstrecken.
Jeder Wulstabschnitt 236 umfasst einen Wulstkern oder Wulstring 238 und
einen Wulstfüller 240. Die
erste und zweite Unterbaulage 232 bzw. 234 werden
um jeden Wulstabschnitt 236 in axialer und radial nach
außen
gerichteter Richtung herum hochgeschlagen und enden an dem ersten
Unterbaulagenende 242 und dem zweiten Unterbaulagenende 244.
Der Reifen 200 umfasst ferner einen Innerliner 246.
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Der
Reifen 200 kann ferner ein Gürtelpaket 250 umfassen,
das radial außerhalb
der Lacken 232 und 234 und radial innerhalb eines
Laufflächenabschnitts 252 angeordnet
ist. Der Aufbau des Gürtelpakets 250 kann
bei unterschiedlichen Arten von Reifen 200, die im Stand
der Technik bekannt sind, verändert
werden. Der Laufflächenabschnitt 252 umfasst
ein Paar Laufflächenkanten 254.
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Der
Reifen 200 umfasst ferner ein Paar axial beabstandeter
Seitenwände 260.
Jede Seitenwand 260 erstreckt sich von einem Wulstabschnitt 236 zu einer
Laufflächenkante 254 des
Laufflächenabschnitts 252.
Jede Seitenwand 260 umfasst einen auskragenden Abschnitt 262,
der in Bezug zur Rotationsachse 20 auskragt. Jede Seitenwand 260 umfasst
ferner einen radialen Abschnitt 264, der sich zwischen
dem auskragenden Abschnitt 262 und der Laufflächenkante 254 erstreckt.
Jeder auskragende Abschnitt 262 erstreckt sich von der
Seitenwand-Felgenverbindung 266 zum
radial nach innen gerichteten Ende des radialen Abschnitts 264.
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Jede
Seitenwand 260 umfasst ferner einen Seitenwandeinsatz 270.
Der Einsatz 270 ist vorteilhafterweise sichelförmig, kann
jedoch eine Vielzahl anderer Formen besitzen, die im Stand der Technik bekannt
sind. Der Einsatz 270 wird zwischen den Lagen 232, 234 und
dem Innerliner 246 nach der zweiten Ausführungsform
der Erfindung positioniert. Nach der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Seitenwandeinsatz 270 häufig in
radialer Richtung angeordnet, wobei lediglich ein geringer axialer
Abschnitt 271 das axial äußere Ende eines auskragenden
Abschnitts 272 bildet. Das radiale Außenende des Einsatzes 270 überlappt
vorteil hafterweise die Gürtel 250 zumindest
1,25 cm bis 2,54 cm. In dieser Ausführungsform wird der auskragende
Abschnitt 272 überwiegend
durch die Erstreckung des Wulstfüllers 240 axial
nach außen
zum radialen inneren Ende des Einsatzes 270 erzeugt wird,
so dass das axial äußere Ende
des Wulstfüllers 240 in
radialer Richtung nach außen
hoch geführt
wird, wie es durch das Bezugszeichen 273 gezeigt wird und überlappt
den Abschnitt 271 des Einsatzes 270. Der Wulstfüller 240 beabstandet
so die Lagen 232 und 234 im auskragenden Abschnitt 272.
Wie bei der ersten Ausführungsform
ist jeder Abschnitt 272 zwischen +30° und –30° (Winkel 275 oder 277)
in Bezug zur Rotationsachse 20 angeordnet. Der auskragende Abschnitt 272 wird
vorteilhafterweise im wesentlichen parallel zur Rotationsachse 20 angeordnet.
Der Einsatz 270 und der Wulstfüller 240 werden vorteilhafterweise
aus dem gleichen Material gefertigt und können aus dem oben im Bezug
zur ersten Ausführungsform
beschriebenen Material hergestellt werden.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
besitzt der Reifen 200 einen Innendurchmesser 280 von 46,1
cm und eine Querschnittshöhe 281 von
10,7 cm. Die Breite 282 beträgt 9,3 cm, wobei die Breite 283 11,4
cm beträgt.
Die Entfernung 234 beträgt
6,3 cm. Die Dicke 285 beträgt 0,55 cm. Schließlich beträgt die Strecke 286 6,35
cm.
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Eine
alternative Version des Reifens 200 wird in 2 dargestellt.
Der in 12 gezeigte Reifen 200 umfasst
die gleichen Elemente, die oben diskutiert worden sind, zusätzlich zu
einem Umfangsbandelement 299, das im Kronenabschnitt des
Reifens unterhalb der Lauffläche
angeordnet ist. Das Bandelement 299 ist ein relativ dünnes, breites, hochfestes,
leichtgewichtiges Notlaufelement der im Stand der Technik bekannten
Art. Das US-Patent 5,879,484 offenbart Reifenausführungsformen,
die Bandelemente besitzen, die als Bandelement 299 eingesetzt
werden können.
In anderen Ausführungsformen
können
andere bekannte Elemente 299 als Ersatz eingesetzt werden.
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Die
dritte Ausführungsform
des Notlaufreifens der vorliegenden Erfindung mit auskragendem Abschnitt
ist generell durch das Bezugszeichen 300 in 4 angedeutet.
Der Reifen 300 ist auf der Felge 12 aufgezogen,
und besitzt die gleichen Elemente, die oben in Bezug zur ersten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben worden sind. Der Reifen 300 umfasst
generell einen Reifenunterbau oder Karkassenaufbau 330,
der eine erste Unterbaulage 323 und eine zweite Unterbaulage 334 umfasst,
die sich generell zwischen einem Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 336 erstreckt.
Jeder Wulstabschnitt 336 umfasst einen Wulstkern oder Wulstring 338 und einen
Wulstfüller 340.
Die erste Unterbaulage 332 erstreckt sich um die axiale
Innenseite des Wulstkerns 338 und wird hoch um den Wulstabschnitt 336 in
axialer und radial nach außen
gerichteter Richtung herumgeschlagen und endet an dem Ende 342 der
ersten Unterbaulage. Die zweite Unterbaulage 334 erstreckt
sich nach unten zur axial unteren Seite des Wulstkerns 338 und
endet an einem Ende 344 der zweiten Unterbaulage. Der Reifen 300 umfasst
ebenfalls einen Innerliner 346.
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Der
Reifen 300 kann ebenfalls ein Gürtelpaket 350 umfassen,
das radial außerhalb
der Lagen 332 und 334 und radial innerhalb des
Laufflächenabschnitts 352 angeordnet
ist. Der Aufbau des Gürtelpakets 350 kann
sich bei den unterschiedlichen Reifentypen, die verändern, wie
es im Stand der Technik bekannt ist. Der Laufflächenabschnitt 352 umfasst ein
Paar Laufflächenkanten 354.
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Der
Reifen 300 umfasst ferner ein Paar axial beabstandeter
Seitenwände 360.
Jede Seitenwand 360 erstreckt sich von einem Wulstabschnitt 336 zu einer
Laufflächenkante 354 des
Laufflächenabschnitts 352.
Jede Seitenwand 360 umfasst einen auskragenden Abschnitt 362,
der im Bezug zum Wulstkern 338 auskragt. Jede Seitenwand 360 umfasst
ferner einen radialen Abschnitt 364, der sich zwischen
dem auskragenden Abschnitt 362 und der Laufflächenkante 354 erstreckt.
Jeder auskragende Abschnitt 362 erstreckt sich axial von
der Seitenwand- Felgenverbindung 366 zum
radial inneren Ende des radialen Abschnitts 364 nach außen.
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Jede
Seitenwand 360 umfasst ferner einen Seitenwandeinsatz 370,
der vorteilhafterweise sichelförmig
ist, jedoch in anderen Formen vorgesehen werden kann, die im Stand
der Technik bekannt sind. Der Einsatz 370 wird zwischen
der Lage 332 und dem Innerliner 346 positioniert.
Der Seitenwandeinsatz 370 erstreckt sich vom radial äußeren Ende
der Seitenwand 360 zum axial äußeren Ende des auskragenden
Abschnitts 362. In einer dritten Ausführungsform der Erfindung erstreckt
sich der Wulstfüller 340 axial
durch den auskragenden Abschnitt 362 axial nach außen, wird
nach oben in radialer Richtung nach außen gedreht und erstreckt sich
hoch zum radialen Außenende
der Seitenwand 360. Als solcher umfasst der Wulstfüller 340 einen
auskragenden Abschnitt 372 und einen radialen Seitenwandabschnitt 373.
Der auskragende Abschnitt 372 kragt in einem Winkel 375 oder 377 in
Bezug zur Rotationsachse 20 zwischen +30° und –30° aus. Der
auskragende Abschnitt 372 und der radiale Abschnitt 373 des
Wulstfüllers 340 beabstandet
die Unterbaulage 332 von der Unterbaulage 334 durch
die Seitenwand 360. Der hochgeschlagene Abschnitt der Unterbaulage 332 liegt
jedoch gegen die axiale Außenfläche der
Unterbaulage 334 an. Das radial äußere Ende des Einsatzes 370 und
der radiale Abschnitt 373 überlappen vorteilhafterweise
die Gürtel 350.
Die Materialien des Einsatzes 370 und des Wulstfüllers 340 sind
vorteilhafterweise diejenigen, die in Bezug zur ersten Ausführungsform
der Erfindung ob beschrieben worden sind.
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Die
vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt wird generell durch das Bezugszeichen 400 in 5 angedeutet.
Der Reifen 400 ist auf die Felge 12 aufgezogen.
Der Reifen 400 umfasst generell einen Reifenunterbau 430,
der eine erste Unterbaulage 432 und eine zweite Unterbaulage 434 umfasst, die
sich generell zwischen einem Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 436 erstrecken.
Jeder Wulstabschnitt 436 umfasst einen Wulstkern oder Wulstring 438 und
einen Wulstfüller 440.
Die erste und zweite Unterbaulage 432 und 434 werden
um jeden Wulstabschnitt 436 in axialer und radialer Richtung
nach außen
um und hochgeschlagen und enden am ersten Ende der Unterbaulage 442 und
dem Ende 444 der zweiten Unterbaulage. Der Reifen 400 umfasst
ebenfalls einen Innerliner oder Futter 446.
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Der
Reifen 400 kann ebenfalls ein Gürtelpaket 450 umfassen,
das radial außerhalb
der Lagen 432 und 434 und radial innerhalb des
Laufflächenabschnitts 452 angeordnet
ist. Der Aufbau des Gürtelpakets 450 kann
bei unterschiedlichen Arten von Reifen 400 verändert werden,
wie es im Stand der Technik bekannt ist. Der Laufflächenabschnitt 452 umfasst
ein Paar Laufflächenkanten 454.
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Der
Reifen 400 umfasst ferner ein Paar axial beabstandeter
Seitenwände 460.
Jede Seitenwand 460 erstreckt sich von einem Wulstabschnitt 436 zu einer
Laufflächenkante 454 des
Laufflächenabschnitts 452.
Jede Seitenwand 460 umfasst einen auskragenden Abschnitt 462,
der in Bezug zum Wulstkern 438 auskragend ist. In der vierten
Ausführungsform
der Erfindung wird der auskragende Abschnitt 462 gezeigt,
wie es in einem Winkel 463 angeordnet ist, der etwa +30° in Bezug
zur Rotationsachse 20 beträgt. Die vierte Ausführungsform
der Erfindung zeigt so eine Ausführungsform,
wo der auskragende Abschnitt 432 in Bezug zur Rotationsachse 20 gewinkelt
ist. In 6 ist der auskragende Abschnitt 462 in
einem Winkel 463 gezeigt von etwa +30° in Bezug zur Rotationsachse 20.
Jede Seitenwand 460 umfasst ferner einen radialen Abschnitt 464,
der sich zwischen dem auskragenden Abschnitt 462 und der
Laufflächenkante 454 erstreckt.
Jeder auskragende Abschnitt 462 erstreckt sich von der Seitenwand-Felgenverbindung 466 zum
radial nach innen gerichteten Ende des radialen Abschnitts 464.
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Jede
Seitenwand 460 umfasst ferner einen Seitenwandeinsatz 470,
der vorteilhafterweise sichelförmig
ist. Der Einsatz 470 wird zwischen den Lagen 432, 434 und
dem Innerliner 446 positioniert. Der Seitenwandeinsatz 470 umfasst
einen auskragenden Abschnitt 472 und einen radialen Abschnitt 474.
Das radiale äußere Ende
des radialen Abschnitts 474 überlappt vorteilhafterweise
die Gürtel 450.
In einer vierten Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich der Wulstfüller 440 axial zwischen
den Lagen 432, 434 und ihren entsprechenden hochgeschlagenen Abschnitten
nach außen,
um einen auskragenden Abschnitt 475 zu umfassen. Der Einsatz 470 und
der Wulstfüller 440 werden
vorteilhafterweise aus dem gleichen Material fabriziert und werden
vorteilhafterweise aus dem Material hergestellt, das oben unter Bezugnahme
auf die erste Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Die
fünfte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notlaufreifens
mit auskragendem Abschnitt ist generell durch das Bezugszeichen 500 in 8 angedeutet.
Der Reifen 500 ist auf die Felge 12 aufgezogen.
Der Reifen 500 umfasst einen Reifenkarkassenaufbau oder
Unterbau 530, der eine erste Unterbaulage 532 und
eine zweite Unterbaulage 534 besitzt, die sich generell
zwischen einem Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 536 erstrecken. Jeder
Wulstabschnitt 536 umfasst einen Wulstkern oder Wulstring 538 und
einen Wulstfüller 540.
Die erste und zweite Unterbaulage 532 und 534 werden um
jeden Wulstabschnitt 536 in der axialen und radialen Außenrichtung
herum und hoch geführt
und enden am Ende 542 der ersten Unterbaulage bzw. am Ende 544 der
zweiten Unterbaulage. Der Reifen 500 umfasst ebenfalls
einen Innerliner 546.
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Der
Reifen 500 kann ferner ein Gürtelpaket 550 umfassen,
das radial außerhalb
der Lagen 532 und 534 und radial innerhalb eines
Laufflächenabschnitts 552 angeordnet
ist. Der Aufbau des Gürtelpakets 550 kann
sich bei unterschiedlichen Typen von Reifen 500 verändern, wie
es im Stand der Technik bekannt ist. Der Laufflächenabschnitt 552 umfasst
ein Paar Laufflächenkanten 554.
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Der
Reifen 500 umfasst ferner ein Paar axial beabstandeter
Seitenwände 560.
Jede Seitenwand 560 erstreckt sich von einem Wulstabschnitt 536 zu einer
Laufflächenkante 554 des
Laufflächenabschnitts 552.
Jede Seitenwand 560 umfasst einen auskragenden Abschnitt 562,
der in Bezug zum Wulstkern 538 auskragt. Der auskragende
Abschnitt 562 ist in +/–30° in Bezug zur Rotationsachse 20 angeordnet.
In der ersten Ausführungsform
erstreckt sich der auskragende Abschnitt 562 parallel zur
Achse der Rotation 20. Jede Seitenwand 560 umfasst ferner
einen radialen Abschnitt 564, der sich zwischen dem auskragenden
Abschnitt 562 und der Laufflächenkante 554 erstreckt.
Jeder auskragende Abschnitt 562 erstreckt sich von der
Seitenwand-Felgenverbindung 566 zum radial innen liegenden
Ende des radialen Abschnitts 564.
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Jede
Seitenwand 560 umfasst ferner einen Seitenwandeinsatz 570.
Der Einsatz 570 ist vorteilhafterweise sichelförmig, wie
es in den Zeichnungen gezeigt ist, kann jedoch eine Vielzahl anderer
Formen annehmen, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Zum Beispiel
kann der Einsatz 570 eine konstante Dicke besitzen, kann
gleichmäßig zugespitzt
verlaufen oder kann ungleichmäßig entlang
der Länge
seines Querschnitts zugespitzt sein. Der Einsatz 570 ist zwischen
den Lagen 532, 534 und dem Innerliner 546 in
der fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angeordnet. Das äußere Ende des Gürtelpakets 500 überlappt
das radial äußere Ende
des Einsatzes 570 und liefert Haltbarkeit. Die Überlappung
beträgt
vorteilhafterweise 1,25 cm bis 2,54 cm.
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In
der fünften
Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Reifen 500 ferner einen Versteifungsring 590,
der an der Innenfläche
des Reifens 500 am auskragenden Abschnitt 562 der
Seitenwand 560 angeordnet ist. Der Versteifungsring 590 ist
auf irgendeine bekannte Weise angebracht. Der Versteifungsring 590 kann
insgesamt aus Gummi hergestellt werden oder kann Verstärkungskords
oder Gewebe 592 umfassen. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform überlappt
der Ring 590 sowohl den Einsatz 570 als auch den
Wulstfüller 540.
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In
der sechsten Ausführungsform
der Erfindung, die in 9 gezeigt wird, ist der Ring 590 unmittelbar
innerhalb der Unterbaukords 532 und 534 am auskragenden
Abschnitt angeordnet. Der Ring 590 kann vielfache Schichten
von Kords 592 um fassen. Der Ring 500 kann einen
einzelnen Ring 590 oder Paar von Ringen 590 in
beiden Positionen, die in den 8 und 9 gezeigt
werden, umfassen.
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In
der siebten Ausführungsform
ist der Ring 590 zwischen den Unterbaukords 532 und 534 positioniert.
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In
der achten Ausführungsform
ist der Ring 590 außerhalb
der Unterbaukords 532 und 534 positioniert. In
jegliche dieser Ausführungsformen
kann der Reifen 500 eine Kombination von Ringen 590 in jeglicher
dieser Positionen umfassen. In der bevorzugten Ausführungsform
des Reifens 500 sind der Wulstfüller 540 und der Seitenwandeinsatz 570 aus dem
gleichen Material hergestellt. Das bevorzugte Material ist eine
harte Gummiverbindung mit hohem Modul, z. B. eine harte Gummiverbindung
mit hohem Modul, die eine Shore A Härte zwischen 70 bis 97 aufweist,
einen mechanischen Statikmodul im Bereich von 1.400 psi (9.651 KPa)
bis 4.000,00 psi (27.576 KPa) (Young Modul) bei 5% Streckung und einem
Verlustfaktor (Tangens delta) zwischen 0,03 bis 0,20, gemessen bei
100°C, 7%
Durchbiegung und 10 Hz. Andere ähnliche
Materialien können
vom Fachmann eingesetzt werden, um den Reifen 500 herzustellen.
Der Einsatz 570 kann ebenfalls Verstärkungsglieder, wie z. B. eine
Gewebeschicht oder eine Schicht von Kords umfassen.
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In
jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen liefert der Reifenaufbau
Notlauffähigkeiten
und besitzt gleichermaßen
wünschenswerte Fahrt-
und Federungseigenschaften. Die Ausführungsformen sind exemplarisch
und Veränderungen an
diesen Aufbauten können
durchgeführt
werden, ohne die erfindungsgemäßen Konzepte
zu verlassen. Zum Beispiel kann jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen
ein Paar Unterbaulagen in der Reifenkarkasse eingesetzt werden.
In anderen Ausführungsformen
kann die Erfindung eine einzige Unterbaulage anstelle des Paares
der Unterbaulagen einsetzen, wie sie in jeder der Zeichnungen dargestellt
werden. Zusätzlich
können
die Materialien verändert
und andere bekannte Materialien eingesetzt werden, ohne die Konzepte
der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die besondere Anordnung der
hochgeschlagenen Enden, der Gürtelpakete
und Laufflächen
kann ebenfalls verändert
werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Zum Beispiel kann die
Dicke der Einsätze
die Form der Einsätze
und der Radius der Seitenwände
verändert
werden, um die Fahr-, Feder- und Handhabungseigenschaften des Reifens
zu verändern,
wie es im Stand der Technik bekannt ist. In jeder Ausführungsform
werden die Wulste nicht von der Felge im Notlaufzustand abfallen.
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Demgemäß ist ein
verbesserter Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt vereinfacht,
bietet eine effektive, sichere, kostengünstige und effiziente Vorrichtung,
welche alle aufgezählten
Ziele erreicht, das Eliminieren der mit vorbekannten Vorrichtungen
erfahrenen Schwierigkeiten ermöglicht
und Probleme auf dem Fachgebiet löst und dort neue Ergebnisse erzielt.
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In
der vorstehenden Beschreibung wurden zum Zwecke der Kürze, Klarheit
und des Verständnisses
bestimmte Ausdrücke
verwendet; es sollen daraus jedoch keine unnötigen Beschränkungen über die
durch den Stand der Technik gegebenen Erfordernisse hinaus geschlossen
werden, da solche Ausdrücke
zu beschreibenden Zwecken verwendet werden und in weitreichendem
Sinne verstanden werden sollen.
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Des
weiteren geschieht die Beschreibung und die Darstellung der Erfindung
im Wege von Beispielen, und der Umfang der Erfindung wird durch
die gezeigten oder beschriebenen, genauen Einzelheiten nicht beschränkt.
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Nachdem
nun die Merkmale und Entdeckungen der Erfindung, die Art und Weise,
wie ein verbesserter Notlaufreifen mit auskragendem Abschnitt aufgebaut
ist und verwendet wird, die Eigenschaften der Konstruktion und die
vorteilhaften, neuen und nutzbringenden, erhaltenen Ergebnisse beschrieben
worden sind, werden die neuen und nutzbringenden Strukturen, Vorrichtungen,
Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen in den nachfolgenden
Ansprüchen
angegeben.