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Gebiet der Erfindung
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Das
Gebiet der Erfindung sind Gummiaußenschichten, und insbesondere
mikrozellige, geschlossenzellige Schaumgummiaußenschichten für Luftreifen.
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Hintergrund der Erfindung
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Konventionellen
Philosophien zufolge werden Luftreifenaußenschichten ausschließlich aus
relativ hartem, haltbarem Vollgummi hergestellt. Die Eigenschaften
von relativ hartem Nichtschaum-("Voll-")Gummi unterstützen jedoch
nicht vorteilhaft die besonderen Bedürfnisse bestimmter Sportfahrzeuge,
wie zum Beispiel Mountainbikes, Fahrrad-Motorcross-(bicycle motorcross "BMX-")Fahrzeuge, Geländefahrräder, Geländefahrzeuge
(All Terrain Vehicles, "ATV") und Gokarts. In ähnlicher
Weise unterstützen
die Eigenschaften von relativ hartem Vollgummi nicht vorteilhaft
die Anforderungen anderer bestimmter Typen von Spezialfahrzeugen,
die zum Beispiel Rollstühle,
Baby-Joggers, Skateboards, Rollerblades, Motorroller, Geländefahrzeuge
und andere einschließen.
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Luftreifenaußenschichten
für Mountainbikes sind
konventionell mit relativ hartem, haltbarem Vollgummi hergestellt
worden. Relativ hartes, haltbares Vollgummi wird zum Herstellen
der Außenschichten für solche
Reifen gemäß der konventionellen
Denkweise verwendet, dass, da ein Mountainbikereifen hohen Reibungsbedingungen
ausgesetzt wird, die Eigenschaften von relativ hartem, haltbarem
Vollgummi lange Haltbarkeit bereitstellen werden.
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Es
gibt jedoch eine Reihe von Problemen mit solchen Reifen. Zum Beispiel
hat relativ hartes Vollgummi keinen hohen Reibungskoeffizienten – in den meisten
Fällen
gilt, je härter
das Gummi, desto niedriger der Reibungskoeffizient des Gummis. Deshalb liefern
die meisten konventionellen, relativ harten Vollgummireifen keine
guten Traktionseigenschafen.
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Ein
anderes Problem mit Luftreifen, die mit relativ harten Vollgummiaußenschichten
hergestellt sind, besteht darin, dass sie keine guten Stoßdämpfungseigenschaften
aufweisen. Im Fall von Mountainbikes ist Stoßdämpfung ein kritischer Faktor
beim Entwurf solcher Fahrräder.
Mountainbikes können das
Zehnfache des Preises eines normalen Straßenfahrrads kosten – wobei
ein großer
Teil der Kosten der Bereitstellung hochmoderner Stoßdämpfungseigenschaften
für verschiedene
Strukturmerkmale des Fahrrads gewidmet wird. Nach Ausgeben von Tausenden
von Dollars für
einen hochmodernen stoßdämpfenden
Fahrradrahmen, bringt der Mountainbiker dann Luftreifen aus relativ
hartem Vollgummi an, die charakteristisch niedrige Stoßdämpfungseigenschaften
aufweisen – das
heißt,
sie springen.
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Weichgummi
weist höhere
Reibungskoeffizienteneigenschaften als Hartgummi auf. Weichgummi ist
jedoch nicht sehr strapazierfähig
und weist ferner keine bedeutend reduzierten Dämpfungseigenschaften im Vergleich
zu Hartgummi auf.
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Schaumgummi
weist hohe Dämpfungs-
und hohe Reibungskoeffizienteneigenschaften auf. Ein Schaumgummi,
das unter Verwendung von sehr weichem Gummi hergestellt wird, würde jedoch
keine für Luftreifen
erforderlichen Haltbarkeitseigenschaften aufweisen.
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US 5,147,477 offenbart einen
Luftreifen gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen gemäß Anspruch 1 gekennzeichneten
Luftreifen.
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Der
Reifen wird vorzugsweise durch Blasen eines relativ harten Nichtschaum-
(oder "Voll-")Gummis mit einem
ersten Härteskalamaß mit einem
Mikrozellen, geschlossene Zellen erzeugenden Treibmittel geschaffen,
um ein mikrozelliges, geschlossenzelliges Schaumgummi mit einem
zweiten Härteskalamaß herzustellen,
wobei das zweite Härteskalamaß kleiner
als das erste Härteskalamaß ist.
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Der
Ausdruck "Äußeres" wird hier so verwendet,
dass er eine Außenschicht
bedeutet. Im Fall von Luftreifen wird eine Außenschicht aus Gummi (eine Reifen-"Außenschicht") an einen nicht
dehnbaren oder begrenzt dehnbaren Luftreifenbelag gebunden. Die
Art, in der eine Reifenaußenschicht
an einen Luftreifenbelag gebunden wird, stellt keine Begrenzung der
vorliegenden Erfindung dar.
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Die
Ausdrücke "Nichtschaum-" und "Voll-" werden in der Offenbarung
dieser Erfindung austauschbar verwendet. Es wird durch einen Fachmann mit
gewöhnlichen
Kenntnissen in diesem Gebiet verstanden werden, dass Blasen eines
relativ harten Nichtschaum-Vollgummis
mit einem Mikrozellen, geschlossene Zellen erzeugenden Treibmittel
ein mikrozelliges, geschlossenzelliges Gummi mit höheren Dämpfungseigenschaften
und einem höheren
Reibungskoeffizienten als das Vollgummi herstellen wird, aus dem
das Schaumgummi hergestellt wird. Eine so zubereitete äußere Reifenschicht
würde zum Gebrauch
auf Luftreifen für
ein jegliches einer Vielfalt von Fahrzeugen geeignet sein, einschließlich, jedoch nicht
begrenzt auf: Mountainbikes, Geländefahrräder, Geländefahrzeuge
("ATV"), geländegängige Fahrzeuge,
Gokarts, Babyjogger, Skateboards, Rollerblades, Motorroller, Motorcross-Fahrzeuge,
und andere.
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Luftreifenbeläge, die
oft aus Nylonmaterial hergestellt sind, werden manchmal als "nicht dehnbar" bezeichnet. Es wird
jedoch von einem Fachmann mit gewöhnlichen Kenntnissen im Gebiet
von Reifenherstellung verstanden werden, dass Nylon und andere Luftreifenbelagmaterialien
sich in einem begrenzten Ausmaß "dehnen". Deshalb bedeutet Verweis
auf "nicht dehnbares" oder "begrenzt dehnbares" Luftreifenbelagmaterial
hier Luftreifenbelagmaterial wie zum Beispiel Nylon, das sich nur
in begrenztem Ausmaß dehnt.
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Vorzugsweise
wird die äußere Reifenschicht, die
aus relativ hartem Nichtschaumgummi zubereitetes mikrozelliges,
geschlossenzelliges Schaumgummi aufweist, vulkanisiert, wobei die äußere Reifenschicht
weiter Nichtschaumgummi aufweist, und die äußere Reifenschicht an einen
nicht dehnbaren oder begrenzt dehnbaren Luftreifenbelag gebunden
wird.
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Vorzugsweise
wird die äußere Reifenschicht aus
mikrozelligem, geschlossenzelligem Schaumgummi, das aus relativ
hartem Nichtschaumgummi zubereitet wird, geformt, und die geformte äußere Reifenschicht
wird an einen nichtdehnbaren oder begrenzt dehnbaren Luftreifenbelag
gebunden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vollständiger in
der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen der Erfindung
ausgeführt.
Die Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen präsentiert,
in denen:
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1 ein
höheres
Ablaufdiagramm ist, das die logischen Schritte zum Bestimmen eines
Prozentanteils von Blasen und einer Gummizubereitung zeigt, mit
denen ein Gummi für
einen bestimmten beabsichtigten Zweck herzustellen ist;
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2 eine
graphische Darstellung ist, die in extremer Vergrößerung eine
exemplarische ungleichmäßige Dichteverteilung
von Gaseinschlüssen zeigt,
die manchmal aus Vulkanisierung von mikrozelligem, geschlossenzelligem
Schaumgummi resultieren;
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3 eine
Querschnittansicht einer exemplarischen Form für äußere Reifen ist, in der Gummi zum
Bilden einer Reifenaußenschicht
in einer exemplarischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung platziert wird;
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4 eine
Querschnittansicht einer Reifenaußenschicht ist;
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5 eine
Querschnittansicht einer exemplarischen, aus mehreren Gummis bestehenden
Reifenaußenschicht
ist, in der Nichtschaumgummi die äußeren Reifenstollen bildet
und mikrozelliges, geschlossenzelliges Schaumgummi innere Reifenstollen
in einer ersten exemplarischen Ausführungsform einer aus mehreren
Gummis bestehenden Reifenaußenschicht
der vorliegenden Erfindung bildet;
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6 eine
Querschnittansicht einer exemplarischen, aus mehreren Gummis bestehenden
Reifenaußenschicht
ist, in der Nichtschaumgummi innere Reifenstollen bildet und mikrozelliges,
geschlossenzelliges Schaumgummi äußere Reifenstollen
in einer zweiten exemplarischen Ausführungsform einer aus mehreren
Gummis bestehenden Reifenaußenschicht
der vorliegenden Erfindung bildet; und
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7 eine
Querschnittansicht eines exemplarischen zusammengebauten Fahrradreifens
ist, der eine aus mehreren Gummis bestehende Reifenaußenschicht
in einer ersten alternativen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufweist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Herstellung von Schaumgummi ist in der Technik von Gummiherstellung
gut bekannt. Eines einer Vielfalt von "Treibmitteln" wird in dem Gummizubereitungsprozess
zum Erzeugen einer Vielzahl von Gaseinschlüssen in dem fertigen Gummiprodukt
verwendet.
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Anstatt
Weichgummi zu verwenden, werden der vorliegenden Erfindung zufolge
Treibmittel relativ harten Vollgummizubereitungen hinzugefügt, um ein Schaumgummi
aus relativ hartem Gummi zu erzeugen. Das Schaumgummi aus relativ
hartem Gummi wird dann zum Erzeugen einer äußeren Reifenschicht für Luftreifen
verwendet. Die exemplarische Beschreibung von Verfahren zum Zubereiten
von Schaumgummi aus relativ hartem Gummi für einen Mountainbikereifen
und Herstellen eines solchen ist illustrativ und stellt keine Begrenzung
der Erfindung dar.
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Verschiedene
Treibmittel liefern verschiedene Typen von Ergebnissen. Bei gleichen
Prozentanteilen neigen einige Treibmittel dazu, eine kleinere Anzahl,
jedoch größere Luft- oder Gaseinschlüsse zu erzeugen;
wohingegen andere Treibmittel die Tendenz haben, eine größere Anzahl
von, jedoch kleinere Luft- oder Gaseinschlüsse zu erzeugen.
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Einige
Treibmittel erzeugen, was im technischen Gebiet als "offenzelliger" Schaumstoff bekannt ist.
Solche Treibmittel erzeugen Lufteinschlüsse, die offen sind. Solche
offenen Lufteinschlüsse
können nützlich sein,
wenn das Gummi für
wasserabsorbierende Produkte vorgesehen ist.
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Andere
Treibmittel erzeugen, was als "geschlossenzelliger" Schaumstoff bekannt
ist. Solche Treibmittel erzeugen Gaseinschlüsse im Gummi derart, dass jeder
Gaseinschluss mit dem Gummi eingekapselt ist.
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Die
vorliegende Erfindung sieht vor, dass Treibmittel, die mikrozelligen,
geschlossenzelligen Schaumstoff erzeugen, zum "Blasen" von relativ hartem Vollgummi verwendet
werden. Das Buch mit dem Titel Blue Book 1997: Materials, compounding
ingredients, machinery and services for the rubber industry, [Materialien,
Mischungsbestandteile, Maschinen und Leistungen für die Gummiindustrie],
Job H., Lippincott Herausgeber, herausgegeben durch Rubber World
Magazine, eine Lippincott & Peto
Veröffentlichung,
enthält
eine Liste von Gummitreibmitteln auf den Seiten 312–318, deren
tatsächlicher
Gehalt hier durch Bezugnahme für
alle Zwecke eingeschlossen ist, als wäre er hier vollständig aufgeführt, und
ausgewählte
Abschnitte des tatsächlichen
Gehalts derselben sind im Folgenden aufgeführt.
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Das
Blue Book listet eine Anzahl von Treibmitteln nach Handelsnamen,
Zusammensetzung und Lieferant auf; Eigenschaften und Funktion sowie
Mischung werden für
jedes aufgelistete Treibmittel beschrieben. Die im Blue Book aufgeführte Liste
von Treibmittel ist umfassend. Dementsprechend sind exemplarische
Treibmittelzusammensetzungen im Folgenden identifiziert. Die folgende
Liste exemplarischer, mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff
erzeugender Treibmittelzusammensetzungen ist illustrativ und stellt
keine Begrenzung der Treibmittel dar, die in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können.
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In
dem Blue Book aufgelistete exemplarische Treibmittelzusammensetzungen,
die mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff erzeugen, umfassen:
Azodikarbonamid (einschließlich
aktivierter und modifizierter Formen), p-Toluolsulfonylhydrazid
(TSH), Natriumbikarbonat und Dinitrosopentamethylentetramin (DNPT).
Ein Fachmann mit gewöhnlichen
Kenntnissen im Gebiet von Gummiherstellung wird verstehen, dass Verwendung
anderer, mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff erzeugender Treibmittelzusammensetzungen
möglich
ist. Ein Fachmann mit gewöhnlichen
Kenntnissen im Gebiet von Gummiherstellung wird weiter verstehen,
dass Überlegungen
zur Auswahl eines Treibmittels die bevorzugte Form (Pulver, Paste,
etc.) und die Temperatur zum Vulkanisieren einer bestimmten Gummizubereitung
einschließen.
Ferner sind die Funktion und Mischungsanforderungen für jede Treibmittelzusammensetzung,
und in gewissem Ausmaß für jede unter den
jeweiligen in dem Blue Book aufgelisteten Handelsnamen vertriebene
Zubereitung spezifisch. Ein Fachmann mit gewöhnlichen Kenntnissen im Gebiet von
Gummiherstellung wird die spezifische Funktion des Treibmittels
und Mischungsanforderungen verstehen.
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Das
Blue Book identifiziert eine Anzahl von Handelsnamen, unter denen
aktiviertes Azodikarbonamid gekauft werden kann, die unter anderen
einschließen:
Celogen 754 (Uniroyal Chemical, Anbieter), Celogen 785A (Uniroyal
Chemical, Anbieter), und Celogen 700 (Uniroyal Chemical, Anbieter).
Das Blue Book identifiziert eine Anzahl von Handelsnamen, untern
denen Azodikarbonamid gekauft werden kann, die unter anderen einschließen: Celogen
AZ (Uniroyal Chemical, Anbieter), Expancel AZ (Proquitec Industrie,
Anbieter), Porofor ADC/F (Bayer Fibers, Organics & Rubber Division,
Anbieter), Porofor ADC/M (Bayer Fibres, Organics & Rubber Division, Anbieter),
und Unicell D (Dong Jin (USA), Anbieter). Das Blue Book identifiziert
eine Anzahl von Handelsnamen, unter denen modifiziertes Azodikarbonamid gekauft
werden kann, die unter anderen einschließen: Ficel (Schering Berlin,
Anbieter) und Unicell DX (Dong Jin (USA), Anbieter). Das Blue Book
identifiziert auf Seite 316 die Eigenschaften einer Azodikarbonamidzusammensetzung,
die unter dem Handelsnamen von Porofor ADC/M vertrieben wird, als "SP gr. 1,6. Gelbes
Pulver. Zersetzungstemperatur, nicht unter 205°C. Volumen von freigesetztem
Gas etwa 220 ml/g".
Das Blue Book identifiziert auf Seite 316 die Funktion und Mischung
von Porofor ADC/M als: "Ein
Stickstoff freisetzendes Treibmittel für die Herstellung von geruchlosen,
zellenartigen Vulkanisaten. Besonders geeignet für die Herstellung von Artikeln, die
bei relativ hohen Temperaturen auszuhärten sind (z. B. mikrozellige
Profile in LCM-Einrichtungen)." Das
Blue Book identifiziert eine Anzahl von Handelsnamen, unter denen
p-Toluolsulfonylhydrazid
gekauft werden kann, die unter anderen einschließen: Biofoam SH (Rit-Chem Anbieter),
Celogen TSH (Uniroyal Chemical, Anbieter), Expencel TSH (Proquitec
Industira, Anbieter); und Unicel H (Dong Jin (USA), Anbieter). Das
Blue Book beschreibt auf Seite 314 die Eigenschaften für eine der
vorhergehenden exemplarischen TSH-Treibmittelzusammensetzungen (Celogen
TSH) als: "Sp gr.
1,42. Cremefarbenes kristallines Pulver. Schmelzpunkt 125–150°C (257–302°F). Zersetzungsbereich
110–120°C (230–250°F). Menge von
Stickstoffgas, 115 cm3/gm STP". Das Blue Book beschreibt
weiter auf Seite 314 die Funktion und Mischung für eine der vorhergehenden exemplarischen TSH-Treibmittelzusammensetzungen
(Celogen TSH) als: "Ein
Niedertemperatur-Treibmittel für
NR, SBR, NBR, LLR, CR und Silikongummi. Stickstofftreibmittel; erzeugt
geruchlose zellenartige Gummiwaren; nichtentfärbend und nichtverfärbend; geringfügig aktivierend
für das
Aushärten.
Celogen TSH ist ein hervorragendes Treibmittel für die Expansion von flüssigen Polysulfidgummis
bei Raumtemperatur".
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Das
Blue Book identifiziert eine Anzahl von Handelsnamen, unter denen
Natriumbikarbonat gekauft werden kann, die unter anderen einschließen: Dynacarb
(Littlern Corporation, Anbieter). Das Blue Book beschreibt auf Seite
314 die Eigenschaften für Dynacarb
als: "Sp gr. 2,18,
frei fließendes,
nicht staubendes, feines, weißes
Pulver". Das Blue
Book beschreibt auf Seite 314 die Funktion und Mischung für Dynacarb
als: "Kleine Partikelgröße für Schaumstoffverbindungen".
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Das
Blue Book identifiziert eine Anzahl von Handelsnamen, unter denen
Dinitrosopentamethylentetramin (DNPT) gekauft werden kann, die unter anderen
einschließen:
Opex (Uniroyal Chemical, Anbieter), und Unicell G (Dong Jin (USA),
Anbieter). Das Blue Book beschreibt auf Seite 316 die Eigenschaften
für Opex
als "DNTP auf einem
inerten Träger – 80% aktiv.
Blassgelbes Pulver. Opex ist entzündlich und sollte von allen
Wärmequellen,
offenen Flammen und Funken entfernt gehalten werden. Starke Säuren und
sauere Salze werden sehr schnelle Zersetzung von Opex bewirken.
Unvereinbar mit Oxidierungs- und Reduzierungsmitteln." Das Blue Book beschreibt
auf Seite 314 die Funktion und Mischung für Opex als: "Besonders wirksam
in mit Druck herbeigeführten
geschlossenzelligen Anwendungen von SBR, CR, NBR und EPDM. Verleiht
weiter eine feine Zellstruktur in Extrusionsprozessen. Bei Aushärtungstemperatur
von 130°C
(288°F)
und höher.
Opex und einige seiner Zersetzungsprodukte zeigen eine deutliche
Aushärtungsaktivierung
sowohl in natürlichem
als auch synthetischem Gummischaumstoff. Verwendet bei der Herstellung
von offen- und geschlossenzelligem Schaumstoff in einer breiten
Spanne von Dichten mit einheitlicher Zellstruktur".
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Der
Prozentanteil des verwendeten Treibmittels und die bestimmte verwendete
Gummizubereitung bestimmen die endgültigen Dämpfungs- und Reibungskoeffizienteneigenschaften
des erzeugten Schaumgummis. Für
eine vorgesehene Verwendung des herzustellenden Gummis erwünschte Leistungsmerkmale
bestimmen den Prozentanteil des Treibmittels und die bestimmte Gummizubereitung,
die zu verwenden sind.
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Die
Härte von
Gummi kann mit einer Einrichtung gemessen werden, die im technischen
Gebiet als ein "Durometer" bekannt ist. Eine
im technischen Gebiet bekannte Standardhärteskala ist die "Shore A" Skala. In einer
exemplarischen Ausführungsform der
Erfindung wird ein Gummi mit einer Härte von ungefähr 65 bis
70 auf der Shore A Skala mit einem mikrozelligen, geschlossenzelligen
Schaumstoff erzeugenden Treibmittel geblasen, bis das resultierende Schaumgummi
eine Härte
von ungefähr
35 bis 40 auf der Shore A Skala aufweist.
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1 ist
ein höheres
Ablaufdiagramm, das die logischen Schritte zum Bestimmen eines Prozentanteils
von Blasen und einer Gummizubereitung zeigt, mit denen ein Gummi
für einen
bestimmten vorgesehenen Zweck hergestellt werden soll. Die vorliegende
Erfindung gewährleistet
die Bestimmung 1 eines Satzes von Leistungsmerkmalen, die
für eine vorgesehene
Verwendung eines Luftgummireifens erwünscht sind, wobei der Satz
von Leistungsmerkmalen einen Elastizitätsfaktor, einen Dämpfungsfaktor,
und einen relativen Härtefaktor
aufweist. Dann wird eine Gummizubereitung bestimmt 2, die
einen dem Elastizitätsfaktor
entsprechenden Grad von Gummielastizität aufweist. Eine geblasene
Gummizubereitung wird dann bestimmt 3, die einen dem Dämpfungsfaktor
entsprechenden Grad von Dämpfung
und ein dem relativen Härtefaktor
entsprechendes Härtemaß aufweisen
würde.
Die bestimmte Gummizubereitung wird dann mit einem mikrozelligen,
geschlossenzelligen Schaumstoff erzeugenden Treibmittel geblasen 4,
um die geblasene Gummizubereitung mit einem dem Dämpfungsfaktor
entsprechenden Dämpfungsgrad
und einem dem relativen Härtefaktor
entsprechenden Härtemaß herzustellen. Gummis,
die verwendet werden könnten,
würden SBR-Gummi
(ein synthetisches "Natur-"Gummi, das von verschiedenen
Anbietern erhältlich
ist), Stealth-C4 (Anbieter: Stone Age Equipment, Inc., Redlands,
Kalifornien, USA), Stealth-S1 (Anbieter: Stone Age Equipment, Inc.,
Redlands, Kalifornien, USA), und Naturgummi (erhältlich von verschiedenen Anbietern)
einschließen.
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In
einer exemplarischen Ausführungsform
einer äußeren Reifenschicht
wird das Treibmittel Celogen AZ (Uniroyal Chemical, Anbieter) zum
Blasen von Stealth-C4-(Anbieter:
Stone Age Equipment, Inc., Redlands, Kalifornien, USA) Gummi mit
einer Härte
von ungefähr
79 auf der Shore A Skala hinunter auf eine Härte von ungefähr 40 auf
der Shore A Skala verwendet. In einer zweiten exemplarischen Ausführungsform
einer äußeren Reifenschicht
wird das Treibmittel Celogen AZ (Uniroyal Chemical, Anbieter) zum
Blasen von Stealth-S1-(Anbieter: Stone Age Equipment, Inc., Redlands,
Kalifornien, USA) Gummi mit einer Härte von ungefähr 72 hinunter
auf eine Härte
von ungefähr
40 auf der Shore A Skala verwendet. In einer dritten Ausführungsform
einer äußeren Reifenschicht
wird das Treibmittel Celogen AZ (Uniroyal Chemical, Anbieter) zum
Blasen von SBR-Gummi (ein synthetisches "Natur-" Gummi, das von verschiedenen Anbietern
erhältlich
ist) mit einer Härte
von ungefähr
70 auf der Shore A Skala hinunter auf eine Härte von ungefähr 40 auf
der Shore A Skala verwendet.
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Zum
Beispiel wird im Fall eines für
Abfahrtsrennen geeigneten Mountainbike-Reifens der Erfindung zufolge
ein mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff erzeugendes Treibmittel
zum Blasen eines relativ harten, geringe Elastizität aufweisenden, stark
dämpfenden
Gummis verwendet, um eine äußere Reifenschicht
aus mikrozelligem, geschlossenzelligem Schaumstoff zu erzeugen.
In einer exemplarischen Ausführungsform
eines für
Abfahrtsrennen geeigneten Mountainbike-Reifens, wird ein Gummi mit
einer Härte
von ungefähr
60 bis 65 auf der Shore A Skala mit einem mikrozelligen, geschlossenzelligen
Schaumstoff erzeugenden Treibmittel geblasen, bis das resultierende Schaumgummi
eine Härte
von ungefähr
30 bis 35 auf der Shore A Skala aufweist. Dann wird die äußere Reifenschicht
der Erfindung zufolge an einen nicht dehnbaren oder begrenzt dehnbaren
Luftreifenbelag gebunden. Nicht dehnbare oder begrenzt dehnbare
Luftreifenbeläge
bestehen oft aus Nylon. Techniken zum Binden einer Gummischicht
an einen nicht dehnbaren oder begrenzt dehnbaren Nylonluftreifenbelag
sind im Gebiet von Reifenherstellung gut bekannt.
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Im
Fall von Geländeradrennen
ist ein Reifen mit niedrigem Rollwiderstand erwünscht. Der Erfindung zufolge
wird ein mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff erzeugendes
Treibmittel zum Blasen eines relativ harten, höhere Elastizität aufweisenden
Gummis verwendet, um eine äußere Reifenschicht
aus mikrozelligem, geschlossenzelligem Schaumstoff zu erzeugen.
In einer exemplarischen Ausführungsform
eines Rennreifens für
ein Geländerad
wird ein Gummi mit einer Härte
von ungefähr 70
bis 75 auf der Shore A Skala mit einem mikrozelligen, geschlossenzelligen
Schaumstoff erzeugenden Treibmittel geblasen, bis das resultierende Schaumgummi
eine Härte
von ungefähr
40 bis 45 auf der Shore A Skala aufweist. Dann wird die äußere Reifenschicht
der Erfindung zufolge an einen nicht dehnbaren, oder begrenzt dehnbaren
Reifenbelag gebunden.
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Im
Fall von Radfahren auf nasser Oberfläche ist es erwünscht, Oberflächenkontakt
zu maximieren. Der Erfindung zufolge wird ein mikrozelligen, geschlossenzelligen
Schaumstoff erzeugendes Treibmittel zum Blasen eines relativ harten
Nichtschaumgummis auf einen niedrigeren Härtegrad auf der Shore A Skala
verwendet. Das Ergebnis ist ein Schaumgummi mit einer höheren Dichte
von mikrozelligen, geschlossenzelligen Gaseinschlüssen. In einer
exemplarischen Ausführungsform
eines Fahrradreifens für
nasse Oberfläche
wird ein Gummi mit einer Härte
von ungefähr
60 bis 65 auf der Shore A Skala mit einem mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff
erzeugenden Treibmittel geblasen, bis das resultierende Schaumgummi
eine Härte
von ungefähr
30 bis 35 auf der Shore A Skala aufweist. Dann wird die äußere Reifenschicht
der Erfindung zufolge an einen nicht dehnbaren oder begrenzt dehnbaren
Luftreifenbelag gebunden.
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Als
Teil des Vulkanisierungsprozesses für einen gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugten mikrozelligen, geschlossenzelligen Schaumstoff, wird sich
manchmal eine "Haut" auf der Außenfläche des
Gummis bilden. Eine solche Haut enthält manchmal weniger mikrozellige,
geschlossenzellige Schaumstoffgaseinschlüsse als weiter von der Oberfläche entferntes
Gummi. 2 zeigt, bei extremer Vergrößerung, eine ungleichmäßige Verteilung
von Gaseinschlüssen. 2 zeigt
eine Reduzierung in der Dichte von Gaseinschlüssen vom Inneren 5 des Gummis
zum Äußeren 6 des
Gummis in einem Vulkanisierungsprozess von mikrozelligem, geschlossenzelligem
Schaumgummi. Bei einigen anderen alternativen Vulkanisierungsprozessen
von mikrozelligem, geschlossenzelligem Schaumgummi ist die Dichte
der Gaseinschlüsse
mehr oder weniger gleichmäßig verteilt.
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3 ist
eine Querschnittansicht einer exemplarischen Form 10–10' für eine Reifenaußenschicht,
in der in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung Gummi zum Bilden einer Reifenaußenschicht platziert wird.
Wie in 3 gezeigt ist, weist eine typische Reifenform
zwei getrennte Teile auf, z. B. 10 und 10', die zusammengebracht
werden. In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung einer einzelnen Gummiaußenschicht wird mikrozelliges,
geschlossenzelliges Schaumgummi in der Form zum Bilden einer Reifenaußenschicht
platziert. Wie ein Fachmann mit gewöhnlichen Kenntnissen im Gebiet von
Gummi verstehen wird, ist vorgehärtetes
Gummi tonartig. Zum Bilden einer Reifenaußenschicht wird Gummi in eine
Form gegeben, so gepresst, dass Gummi in die Form "fließt", und wird dann in
einem Vulkanisierungsprozess ausgehärtet.
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4 ist
eine Querschnittansicht einer Reifenaußenschicht 20. Wie
in 4 gezeigt ist und wie durch einen Fachmann mit
gewöhnlichen
Kenntnissen im Gebiet von Fahrradreifenherstellung verstanden wird,
wird ein Wulst, z. B. 30 und 31, wie zum Beispiel
ein mit Kevlar oder anderer Aramidfaser hergestellter, in das in
der Form 10 platzierte Gummi eingeführt (3). Ferner,
wie in 3 abgebildet ist, stellt die exemplarische Form 10 zahnartige
Aussparungen 14 bereit, mit denen Vorsprünge, z.
B. 32 und 33, der Reifenaußenschicht zu bilden sind,
wie in den 4 bis 7 abgebildet
ist.
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Zusätzliche
Modifikationen und Variationen für
die oben beschriebenen Ausführungsformen
werden den Fachmännern
mit gewöhnlichen
Kenntnissen in diesem Gebiet klar sein, zum Beispiel wird es von
einem Fachmann mit gewöhnlichen
Kenntnissen in diesem Gebiet verstanden werden, dass eine mehrere
Typen von Gummi aufweisende äußere Reifenschicht,
wobei jeder Gummityp in einem oder mehreren bestimmten Bereichen
der Außenfläche des
Reifens vorgesehen ist, unter Verwendung von Vulkanisierung hergestellt
werden kann. 5 ist eine Querschnittansicht
einer exemplarischen, aus mehreren Gummis bestehenden Reifenaußenschicht 40,
in der hartes Nichtschaumgummi 60 äußere Reifenstollen 70 bzw. 71 und
mikrozelliges, geschlossenzelliges Schaumgummi 80 innere
Reifenstollen 50 in einer ersten exemplarischen Ausführungsform
einer aus mehreren Gummis bestehenden Reifenaußenschicht der vorliegenden
Erfindung bildet.
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Zum
Bilden der in 5 gezeigten, exemplarischen,
aus mehreren Gummis bestehenden Reifenaußenschicht 40 würde mikrozelliges,
geschlossenzelliges Schaumgummi 80 in den Vertiefungen 11 für die inneren
Reifenstollen der exemplarischen äußeren Reifenform 10 wie
in 3 gezeigt platziert werden; und hartes Nichtschaumgummi 60 über in den Vertiefungen 12 für die äußeren Reifenstollen
der exemplarischen äußeren Reifenform 10 platziert
werden, wie in 3 gezeigt ist. Das Gummi in
der Form würde
dann unter Vulkanisierung ausgehärtet
werden. Die das mikrozellige, geschlossenzellige Schaumgummi 80 und
das harte Nichtschaumgummi 60 aufweisenden Gummis würden gemäß den im technischen
Gebiet bekannten Kriterien so ausgewählt werden, dass die beiden
Gummis 80 und 60 unter Ausbildung langer Ketten
von Molekülen
miteinander verknüpft
werden würden.
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Ein
Auswahlkriterium zum Auswählen
der beiden Gummis 80 und 60, die miteinander verknüpft werden
würden,
würde darin
bestehen, Gummi mit der gleichen Zusammensetzung wie das Nichtschaumgummi 60 mit
einem Mikrozellen, geschlossenen Zellen erzeugenden Treibmittel
zu blasen, um das mikrozellige, geschlossenzellige Schaumgummi 80 zu
erzeugen.
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6 ist
eine Querschnittansicht einer exemplarischen, aus mehreren Gummis
bestehenden Reifenaußenschicht 100,
in der hartes Nichtschaumgummi 60 innere Reifenstollen 50 bildet,
und in der mikrozelliges, geschlossenzelliges Schaumgummi 80 äußere Reifenstollen 70–71 in
einer zweiten exemplarischen Ausführungsform einer aus mehreren Gummis
bestehenden Reifenaußenschicht
der vorliegenden Erfindung bildet.
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Wenn
die Reifenaußenschicht,
z. B. 20, 40, 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
gebildet worden ist, wird die Reifenaußenschicht, z. B. 20, 40, 100 an
einen nicht dehnbaren oder begrenzt dehnbaren Luftreifenbelag gebunden.
Die resultierende gebundene Reifenbaugruppe 200, wie sie
in 7 abgebildet ist, kann mit anderen Teilen zusammengebaut
werden, z. B. einer Reifenfelge 120, zum Bilden eines wie
in 7 abgebildeten Fahrradreifens 300. 7 ist
eine Querschnittansicht eines exemplarischen zusammengebauten Fahrradschlauchreifens 300,
der eine aus mehreren Gummis bestehende Reifenaußenschicht 40 gebunden
an einen Luftreifenbelag aufweist, um eine gebundene Reifenbaugruppe 200 in
der ersten alternativen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zu bilden. Wie in 7 gezeigt
ist, wird ein Schlauch 140 mit Luft gefüllt, um die äußere gebundene
Reifenbaugruppe 200 aufzupumpen. In einem schlauchlosen Luftreifen
(nicht gezeigt) wird zum Aufpumpen der äußeren, gebundenen Reifenbaugruppe 200 verwendete
Luft zwischen der Felge 120 und den Vorsprüngen 32 und 33 der
Reifenaußenschicht
versiegelt.
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ILLUSTRATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in bestimmten spezifischen Ausführungsformen
beschrieben worden ist, würden
den Fachmännern
in diesem Gebiet viele zusätzliche
Modifikationen und Variationen einfallen. Es soll deshalb verstanden
werden, dass diese Erfindung in anderer Weise als spezifisch beschrieben
praktiziert werden kann.