DE60213204T2

DE60213204T2 - Reifen für fahrzeugräder mit selbstragender funktion, und felge dafür

Info

Publication number: DE60213204T2
Application number: DE60213204T
Authority: DE
Inventors: Renato Caretta
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: EP1363788A1; CN1460075A; WO2002068220A1; CN1328070C; US20060169379A1; ATE333384T1; US20030150538A1; EP1363788B1; BR0204316A; JP2004518574A; DE60213204D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugrad mit Selbsttragefunktion, das einen Reifen mit einem Karkassenaufbau, der wenigstens eine Karkassenlage mit axial gegenüberliegenden Umfangsrändern hat, die in Eingriff mit entsprechenden ringförmigen Verstärkungsaufbauten stehen, die in koaxialer Beziehung zu einer Drehachse des Reifens an Stellen angeordnet sind, die axial voneinander beabstandet sind, und von denen jeder in einen Reifenwulst eingeschlossen ist; einen Gurtaufbau, der auf den Karkassenaufbau an einer radial äußeren Position von ihm aufgebracht ist; ein Laufflächenband, das auf dem Gurtaufbau an einer radial äußeren Position von ihm aufgebracht ist und wenigstens ein Paar von Seitenwänden aufweist, von denen sich jede zwischen einem der Wulste und einem Seitenrand des Laufflächenbandes an einer axial äußeren Position bezüglich des Karkassenaufbaus erstreckt.
Für die Ziele der vorliegenden Erfindung soll im Falle eines Plattwerdens aufgrund eines Defekts oder eines Lochs der Reifen die Fähigkeit haben, das Fahren unter Sicherheitsbedingungen mit niedriger Geschwindigkeit zu gewährleisten, um kurze bis mittlere Distanzen zurückzulegen, die ausreichen, um beispielsweise eine Servicestation zu erreichen, wo eine Reparatur oder ein Wechsel des Reifens vorgenommen werden kann.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Felge mit einem Grundkörper mit im Wesentlichen einer Ringform, der an zueinander axial beabstandeten Seitenrändern zwei Umfangssitze trägt, von denen jeder für einen Eingriff mit einem entsprechenden Wulst des Reifens angeordnet ist.
Reifen für Fahrzeugräder haben grundsätzlich einen Karkassenaufbau, der aus einer oder mehreren Karkassenlagen besteht, deren jeweilige innere Umfangsränder wie bei den meisten üblichen Ausführungsformen um nicht dehnbare ringförmige Einlagen umgeschlagen sind, die Teil von ringförmigen Verstärkungsaufbauten sind, die an axial gegenüberliegenden Positionen in den Reifenbereichen angeordnet sind, die als „Wulste" bezeichnet werden.
An einer Position radial außerhalb der Karkassenlage oder der Karkassenlagen ist ein Gurtaufbau aufgebracht, der eine oder mehrere Gurtlagen hat, die radial in Folge übereinander gelegt sind. Dann ist radial auf den Gurtaufbau ein Laufflächenband aus elastomerem Material aufgelegt. Die Außenseiten des Karkassenaufbaus sind jeweils mit Seitenwänden abgedeckt, die auch aus elastomerem Material hergestellt sind.
Für die Ziele der vorliegenden Beschreibung ist zu erwähnen, dass der Ausdruck „elastomeres Material" eine Kautschukmischung in ihrer Gänze bedeuten soll, nämlich das Aggregat aus wenigstens einem Basispolymer, das mit verstärkenden Füllstoffen und/oder Prozesszusatzstoffen verschiedener Arten in geeigneter Weise gemischt ist.
Üblicherweise sind die Reifenwulste und insbesondere die in ihnen eingeschlossenen ringförmigen Verstärkungsaufbauten in herkömmlicher Weise gebaut und so geformt, dass sie mit den jeweiligen Umfangssitzen zusammenpassen, die auf einer Felge angeordnet sind, die dem Reifen zugeordnet werden soll, um eine stabile Verbindung zwischen den beiden Radkomponenten zu gewährleisten.
Insbesondere ist die Verbindung zwischen jedem Wulst und dem entsprechenden Umfangssitz der Felge so beschaffen, dass der Wulst dauerhaft durch die Wirkung des Reifenaufpumpdrucks gegen eine Anschlagschulter gedrückt wird, die radial und weg von der Drehachse des Reifens vorsteht und den axial äußeren Rand der Felge bildet. Zumindest bei schlauchlosen Reifen, d.h. bei Reifen ohne Luftschlauch, hat jeder Umfangssitz für den Eingriff mit dem Wulst eine kegelstumpfförmige Oberfläche, auf die nachstehend als „Flansch" Bezug genommen wird, dessen Erstreckung zu der Drehachse hin konvergiert, wenn man sich nahe zur Äquatorialebene des Reifens bewegt. Jeder Wulst, der durch die Wirkung des Aufpumpdrucks axial von der Äquatorialebene weggedrückt wird, wirkt in einer axialen Druckbeziehung gegen den jeweiligen Flansch so, dass für den Reifen eine perfekte Luftdichtheit gewährleistet wird.
Neuerdings hat man Räder für Fahrzeuge vorgeschlagen, bei denen die Eingriffssitze der Reifenwulste eine Kegelstumpfform mit einer Erstreckung haben, die zu der Drehachse hin weg von der Äquatorialebene konvergiert. Ein Beispiel für eine solche Felgen-Reifen-Anordnung ist in dem US-Patent 5 634 993 beschrieben. Bei der in diesem Patent vorgeschlagenen Aus gestaltung haben die Reifenwulste, deren Form mit der der entsprechenden Felgensitze zusammenpasst, ringförmige Verstärkungsaufbauten, mit üblichen Ringen, um welche die Endlaschen der Karkassenlage axial umgeschlagen sind. Als Ganzes hat der Karkassenaufbau in Gürtelbauweise ein Querschnittsprofil mit einer konstanten Biegerichtung, deren Tangente in der Nähe der Ringe im Wesentlichen parallel zur Äquatorialebene ist.
In dem Dokument US 5 971 047 ist ein Reifen beschrieben, der Wulste hat, die speziell zur Verwendung auf Felgen mit kegelstumpfförmigen Flanschen ausgelegt sind, die axial nach außen weisen und auf die nachstehend zur Vereinfachung als „Reversflansch"-Felgen Bezug genommen wird.
Die Anmelderin hat in dem Dokument WO 99/64225, das dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 24 entspricht, technische Verbesserungen vorgeschlagen, die sich insbesondere auf eine Vereinfachung des Fertigungsprozesses für Reifen richten, die mit Wulsten versehen sind, die für eine Reversflansch-Felge ausgelegt sind.
Nach Meinung der Anmelderin besteht das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung zu lösende technische Problem darin, weitere funktionelle Verbesserungen bei dem vorstehend erwähnten Reifen, insbesondere in Verbindung mit dem Fahrkomfort dadurch zu erreichen, dass neue technische Lösungen angestrebt werden, die darauf abzielen, die gewünschten Selbsttrageigenschaften, d.h. die Fähigkeit zu erhalten, ein Fahren über kurze/mittlere Strecken bei Fehlen des Aufpumpdrucks, beispielsweise aufgrund einer Panne, zu gewährleisten.
In den US-Dokumenten US 5 634 993 und US 5 971 047 wird für Selbsttragzwecke die Verwendung eines großen Rings aus elastomerem Material vorgeschlagen, der auf die Felge aufgepasst und so angeordnet wird, dass er einen Auflagesitz an dem Reifengurt bildet, um den Aufbau während des Fahrens in plattem Zustand geeignet zu stützen.
Die Anmelderin hat jedoch vor allem bei Niederquerschnittsreifen, d.h. bei Riefen, bei denen, nur als Hinweis, das Verhältnis zwischen der Querschnittshöhe gemessen zwischen der Wulstbasis und dem Zentrum des Laufflächenbandes und der maximalen Reifenbreite kleiner als 0,50 ist, erkannt, das das Vorhandensein der ringförmigen elastomeren Einlage innerhalb des Reifens, wie es in den Dokumenten US 5 634 993 und US 5 971 047 beschrieben ist, den Laufkomfort des Reifens auch unter normalen Einsatzbedingungen beeinträchtigen kann. In der Tat kann der Kronenabschnitt des Reifens leicht in Kontakt mit dem radial äußeren Abschnitt der ringförmigen Einlage in dem Bodenkontaktbereich kommen, vor allem nach Stößen, die von Unebenheit in der Straßenoberfläche übertragen werden, was zu einer direkten Übertragung der Stöße auf die Fahrzeugaufhängungen führt. Zusätzlich verringert die ringförmige elastomere Einlage die Luftmenge in dem Reifen, dessen elastisches Verhalten einer der entscheidenden Faktoren für die Laufkomfortzwecke ist.
Andere bekannte Lösungen, die üblicherweise bei Reifen für Felgen verwendet werden, die Flansche haben, die von der Äquatorialebene weg divergieren und auf die auch im Folgenden als „Rightflansch"-Felgen Bezug genommen wird, erreichen die Eigenabstützung durch Anordnen geeigneter elastomerer Verstärkungseinlagen, auf die üblicherweise als „Lunetten" Bezug genommen wird, an den Seitenwänden in Kombination mit geeignet verstärkten Wulsten, um deren Eingriffsdauerhaftigkeit an den jeweiligen Flanschen zu begünstigen.
Beispiele solcher Anordnungen sind in den Dokumenten GB 2087805 , EP 475258 und EP 542252 beschrieben, bei denen wenigstens eine der Elastikstützeinlagen, die an jeder Seitenwand vorhanden ist, zwischen zwei Karkassenlagen eingeschlossen ist, die eine Art geschlossener Behälter um sie herum bilden, wodurch gute Ergebnisse insbesondere in Verbindung mit der Selbstragfähigkeit des Reifens im platten Zustand erreicht werden.
Die Anmelderin hat jedoch festgestellt, dass die Anordnung von Elastikstützeinlagen in einer Art geschlossener Behälter, der von den Karkassenlagen gebildet wird, die nach oben um die ringförmigen Verankerungsaufbauten herumgeschlagen sind, dazu neigt, Steifigkeit der Reifenseitenwand zu stark zu erhöhen, und zwar nicht nur unter Bezug auf ihre vertikale Flexibilität, d.h. in Verbindung mit im Wesentlichen radialen Spannungen bezogen auf die Drehachse des Reifens, sondern auch in Bezug zu ihrer Torsionsflexibilität, d.h. in Verbindung mit Spannungen, die tangential zur Umfangserstreckung des Reifens gerichtet sind.
Durch Verwendung spezieller Hilfsmittel, wie sie in den Dokumenten EP 475258 und EP 542252 im Namen der gleichen Anmelderin beispielsweise beschrieben sind, würde es möglich, die vertikale Steifigkeit der Seitenwand unter Laufbedingungen in einem aufgepumpten Reifen begrenzt zu beschränken. Andererseits führen diese technischen Lösungen dazu, den Reifenaufbau komplizierter und schwerer zu machen und sich nicht wirksam hinsichtlich der Begrenzung der Torsionssteifigkeit die, wie die Anmelderin gefunden hat, einer der entschei denden Faktoren für den Laufkomfort, insbesondere bei mittlerer/hoher Geschwindigkeit, ist. Tatsächlich hängt die Fähigkeit des Reifens, Stöße zu absorbieren, die durch Schlaglöcher oder andere in der Straßenoberfläche vorhandenen Unebenheiten übertragen werden, von der Torsionssteifigkeit des Reifens ab.
Die Anmelderin hat ferner festgestellt, dass während des Laufs bei normalen Aufpumpbedingungen und um so mehr bei platten Bedingungen das Vorhandensein der Elastikstützeinlagen, die vollständig zwischen zwei Karkassenlagen eingeschlossen sind, starke Spannungen und/oder Verformungen in den Einlagen selbst sowie an den anderen Reifenbauelementen hervorruft, die nahe an den Seitenwänden vorhanden sind, was zu einer Steigerung der Betriebstemperaturen und zu einer Erweichung der Materialien führt. Deshalb ist die Verwendung von Materialien mit hohen Elastizitätsmodulen zwingend für eine weitere Erhöhung des Laufkomforts bei einem aufgepumpten Reifen.
In den Dokumenten DE 36 17 381 und US 4 572 262 werden bereifte Räder vorgeschlagen, bei denen, um ein Fahren in plattem Zustand zu ermöglichen, geeignete Umfangsverzahnungen, an der Felge und den Innenwänden des Reifens angeordnet sind. Diese Verzahnungen eignen sich für eine Funktion in einer gegenseitigen Eingriffsbeziehung an der Bodenkontaktfläche nach dem Plattwerden des Reifens, so dass eine Übertragung der Längskräfte gewährleistet wird. In dem Kronenabschnitt des Reifens und in Kombination mit der jeweiligen Verzahnung sind auch Umfangserhebungen für den Eingriff in eine Rinne in der Radfelge in dem Versuch angeordnet, den Gurtaufbau und das Laufflächenband in der richtigen Position bezüglich der Felge während des Plattlaufs zu halten.
Beim Stand der Technik werden diese technischen Hilfsmittel ausschließlich in Kombination mit Reifen vorgeschlagen, deren Karkassenlagen in den Seitenwandbereichen zwischen den Seitenrändern des Laufflächenbandes und der Reifen ein Profil haben, das im Wesentlichen halbkreisförmig ist.
Die DE 35 05 386 A bezieht sich auf ein Fahrzeugrad mit einer starren Felge und einem im Wesentlichen aus Kautschuk oder einem kautschukartigen synthetischen Material hergestellten Luftreifen, der, wenn Luft entweicht, an einem in dem Reifenhohlraum angeordneten Notlaufelement gehalten wird und der in seinem Teil unter der Lauffläche einen Umfangsvorsprung hat, der in einer Nut in dem Notlaufelement aufgenommen wird, wenn Luft entweicht.
Die DE 10 64 275 B bezieht sich auf ein Spurführungs- oder Leitrad für landwirtschaftliche Erdbearbeitungsmaschinen mit einem elastisch verformbaren Profilband, das auf der Felge durch einen großen Teil seiner Breite an dem Kontaktfleck des Rads auf dem Boden gehalten ist, wobei das Profilband an der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Innenfläche einen Vorsprung hat, der in einer entsprechenden Aussparung in der Felge aufgenommen ist.
Die JP 03 262712 A bezieht sich auf einen Montagekörper aus Reifen und Felge mit Vorsprungsreihen an der Innenseite des Reifens und einem Kern mit einem Halteteil, an dessen Außenumfangsfläche Passnuten vorgesehen sind, die mit der Innenfläche der Felge in einen Vorsprungseingriff einpassbar sind.
Die US 4 696 333 bezieht sich auf eine Felge für einen Luftreifen, dessen Wulste für ein Anbringen auf dem radial inneren Umfang der Felge ausgelegt sind. Die Felge hat einen Felgenring, der radial nach innen mit Sitzflächen für die Reifenwulste versehen ist. An den Seitenrändern hat der Felgenring sich im Wesentlichen radial nach innen erstreckende Felgenflansche. Darüber hinaus ist der Felgenring radial nach außen mit Halteflächen für einen Notbetrieb versehen, wenn ein Loch, ein Platten usw. auftreten.
Die Anmelderin hat jedoch festgestellt, dass dieser Umstand eine korrekte Funktion unter einem Lauf bei platten Bedingungen in entscheidender Weise beeinträchtigen kann. Tatsächlich erscheint der Reifenaufbau bezogen auf die Querkräfte, die parallel zu seiner Drehachse gerichtet sind, beispielsweise aufgrund gyroskopischer Effekte an der rotierenden Masse des Reifens, der Slipdrucke und/oder der in einer Kurve auftretenden Zentrifugalkräfte, sehr schwach zu sein. Deshalb ist es sehr wahrscheinlich, dass bei dem System eine Funktionsstörung auftritt, da solche Querkräfte eine axiale Verschiebung der Anordnung aus Gurtaufbau und Laufflächenband bezüglich der Felge entstehen lassen und einen falschen Eingriff der Umfangserhebungen in der in der Felge vorgesehenen Rinne verursachen können.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass vor allem unter Bezug auf Reifen mit sehr niedrigem Querschnitt die Fähigkeit eines Laufs unter vollständig platten Bedingungen ohne Seitenbewegungen der Anordnung aus Laufflächenband und Gurtaufbau bezüglich der Felge sehr gut dadurch erreicht werden kann, dass in einem Reifen Wulste für Reversflansch-Felgen und wenigstens eine Umfangsrücken kombiniert werden, der für den Eingriff in eine in der Felge angeordnete Rinne ausgelegt ist.
Vorzugsweise sind der Umfangsrücken bzw. die Umfangsrücken in dem Reifen und die entsprechende Rinne in der Felge bei Fehlen von weiteren Verzahnungen oder ähnlichen Quervorsprüngen vorgesehen, die stattdessen beim Stand der Technik erforderlich sind, um eine Übertragung der Längskräfte zu gewährleisten. Tatsächlich beruht bei der vorliegenden Erfindung die Übertragung der Längskräfte aufgrund speziell von Drehmomenten und/oder Bremsmomenten, die auf das Rad im Einsatz übertragen werden, ausschließlich auf der Haftung der Wulste an den jeweiligen in der Felge angeordneten Sitzen.
Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik ableitbaren Vorurteil wurde auch gefunden, dass Rücken innerhalb des Reifens ausgeführt werden können, ohne dass dies spezielle Komplikationen bei seinem Herstellungsprozess einschließt, insbesondere, wenn der Reifen nach den in letzter Zeit von der Anmelderin entwickelten Prinzipien hergestellt wird, wie sie beispielsweise in dem vorstehend erwähnten Dokument WO 99/64225 beschrieben sind.
Insbesondere besteht ein Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines Rads nach Anspruch 1.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass nahe an dem wenigstens einem Umfangsrücken keine weiteren Quervorsprünge für einen Eingriff in entsprechende an einer Montagefelge des Reifens angeordnete Sitze vorhanden sind.
Vorzugsweise weist der Umfangszentrierrücken wenigstens ein fortlaufendes lang gestrecktes Element auf, das in Windungen gelegt ist, die axial nahe beieinander und/oder radial aufeinander angeordnet sind. Dieses Legen in Windungen wird während des Fertigungsprozesses des Reifens innerhalb eines formenden Sitzes ausgeführt, der in einem torusförmigen Träger angeordnet ist, dessen Form der inneren Umfangserstreckung des Reifens entspricht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder der ringförmigen Verstärkungsaufbauten wenigstens einen Versteifungsabschnitt aufweist, der an wenigstens einer Karkassenlage anliegt und ein Querschnittsprofil hat, das sich von der Drehachse des Reifens weg erstreckt. Ein solcher Versteifungsabschnitt ist vorzugsweise mit wenigstens einem am Umfang nicht dehnbaren Verankerungsabschnitt kombiniert, der ein Querschnittsprofil mit abgeflachter Form hat und sich axial von dem Versteifungsabschnitt in eine Richtung weg erstreckt, die zu der geometrischen Drehachse des Reifens hin und von seiner Äquatorialebene weg konvergiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Querschnittsprofil des ringförmigen Verstärkungsaufbaus einen geometrischen Schwerpunkt, der an einer solchen Position angeordnet ist, dass ein axial äußerer Endrand der Auflagefläche zu der Drehachse des Reifens hin als Folge einer Zugspannung gedrückt wird, die längs wenigstens einer Karkassenlage erzeugt wird.
Insbesondere ist zweckmäßigerweise dafür gesorgt, dass der geometrische Schwerpunkt an einer axial äußeren Position bezüglich des Versteifungsabschnitts und an einer axial inneren Position bezüglich des axial äußeren Endrandes des Verstärkungsabschnitts angeordnet ist.
Der Verankerungsabschnitt kann zweckmäßigerweise an einem Endabschnitt der Karkassenlage angebracht werden, der sich axial von der Äquatorialebene des Reifens weg erstreckt.
Vorzugsweise ist auch vorgesehen, dass der Verankerungsabschnitt im Wesentlichen nahe an einem radial inneren Rand des Versteifungsabschnitts angeordnet ist.
Der Verankerungsabschnitt hat vorzugsweise wenigstens ein fortlaufendes lang gestrecktes Element, das in Windungen gelegt ist, die axial in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet sind.
Der Versteifungsabschnitt kann seinerseits wenigstens ein fortlaufendes lang gestrecktes Element aufweisen, das in radial aufeinander gelegte Windungen gelegt ist.
Der Umfangszentrierrücken hat eine radiale Abmessung zwischen 5 und 20 mm und eine axiale Abmessung von wenigstens 10 mm und auf alle Fälle von nicht mehr als 60 mm.
Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn der Reifen ein Querschnittsverhältnis hat, das kleiner als 0,50 ist.
Gemäß einem weiteren vorzugsweisen Merkmal der Erfindung hat die Karkassenlage lang gestreckte Längenstücke, die am Umfang um die geometrische Achse des Reifens herum verteilt sind und von denen sich jedes in einer U-Form erstreckt und zwei Seitenabschnitte, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, und einen Kronenabschnitt bildet, der sich an einer radial äußeren Position zwischen den Seitenabschnitten erstreckt.
Vorteilhafterweise kann sich jedes der lang gestreckten Längenstücke in einer Ablegeebene erstrecken, die parallel bezüglich einer Meridianebene versetzt ist, die durch die geometrische Drehachse des Reifens hindurchgeht.
In diesem Fall kann der Seitenabschnitt eines jeden lang gestreckten Längenstücks vorteilhafterweise eine positive Neigung bezüglich einer zur geometrischen Achse des Reifens radialen Richtung haben, wobei die Kronenabschnitte jeweils in einer Ebene radial zur geometrischen Achse ausgerichtet sind.
Insbesondere können eine erste Reihe und eine zweite Reihe lang gestreckter Längenstücke in vorteilhafter Weise vorgesehen werden, die am Umfang in einer gegenseitigen abwechselnden Sequenz verteilt sind, wobei die Seitenabschnitte der Längenstücke, die zu der ersten Reihe bzw. der zweiten Reihe gehören, in jeweils gekreuzten Ausrichtungen angeordnet sind.
Es ist ebenfalls ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Felge für Reifen von Fahrzeugrädern bereitzustellen, die sich dadurch auszeichnet, dass jeder ihrer Eingriffssitze eine Anschlagfläche bildet, die radial von einer geometrischen Drehachse der Felge weg weist und eine Kegelstumpfform hat, die zu der geometrischen Achse hin weg von der diametralen Mittelebene der Felge konvergiert, und dass der Grundkörper wenigstens zwei gegenüberliegende radiale Schultern hat, die axial im Abstand voneinander so angeordnet sind, dass sie als Anschlag an dem wenigstens einen Umfangszentrierrücken wirken, der radial an dem Karkassenaufbau des Reifens nach innen vorsteht.
Zusätzlich und vorteilhafterweise ist nahe an den radialen Schultern dafür gesorgt, dass keine axialen Nuten für ein Zusammenwirken mit entsprechenden, an den Reifen ausgeführten Vorsprüngen angeordnet sind.
Die radialen Schultern begrenzen in vorteilhafter Weise eine Umfangsführungsrinne im Grundkörper, deren Form der des Umfangsrückens angepasst ist.
Insbesondere haben die radialen Schultern einen Außendurchmesser, die einen maximalen Durchmesser der Felge überschreitet, der nahe an wenigstens einem der Eingriffsitze messbar ist. In einer bevorzugten Lösung haben die radialen Schultern eine radiale Abmessung zwischen 5 und 20 mm und sind gegenseitig mit einer Abmessung beabstandet, die so groß wie wenigstens 10 mm ist und auf alle Fälle 60 mm nicht überschreitet.
Die radialen Schultern sind vorzugsweise auch so vorgesehen, dass sie in einer radialen äußeren Position an einem Umfangsvorsprung ausgebildet sind, der in dem Grundkörper vorgesehen ist.
Der Grundkörper hat vorteilhafterweise wenigstens eine Umfangsnut, die zwischen einem der Eingriffsitze und einer der radialen Schultern ausgebildet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der ins Einzelne gehenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform eines Reifens für Fahrzeugräder mit Selbsttragefunktion und einer entsprechenden Montagefelge nach der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Diese Beschreibung erfolgt hier unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen als nicht begrenzendes Beispiel, in denen
1 ein Halbquerschnitt nach der vorliegenden Erfindung montiert auf eine entsprechende Felge unter normalen Laufbedingungen ist, und
2 ein diametraler Halbschnitt des Reifens von 1 im platten Zustand ist.
In den Zeichnungen ist ein Reifen für Fahrzeugräder, der nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Der Reifen 1 hat einen Karkassenaufbau 2 mit wenigstens einer Karkassenlage 3, die wenigstens eine Torusform hat und die über ihre axial gegenüberliegenden Umfangsränder mit einem Paar von ringförmigen Verstärkungsaufbauten 4 in Eingriff steht, die axial voneinander beabstandet sind (in den Zeichnungen ist nur einer von ihnen gezeigt) und von denen jeder, wenn der Reifen fertig gestellt ist, sich in dem Bereich des Reifens 1 befindet, der gewöhnlich als „Wulst" bezeichnet wird und insgesamt das Bezugszeichen 5 hat.
Auf den Karkassenaufbau 2 ist an einer am Umfang äußeren Position ein Gurtaufbau 6 aufgebracht, der eine oder mehrere Gurtlagen aufweist. Auf den Gurtaufbau 6 ist am Umfang ein Laufflächenband 7 aufgelegt, dessen Seitenränder 7a einen so genannten Kronenabschnitt des Karkassenaufbaus 2 begrenzen, wobei der Kronenabschnitt in einer radial äußeren Position angeordnet ist. Das Laufflächenband 7 kann mit Längs- und/oder Quernuten versehen sein, die so ausgelegt sind, dass sie ein gewünschtes „Laufflächenmuster" bilden, das nach einem Formvorgang gebildet wird, der gleichzeitig mit der Reifenvulkanisierung ausgeführt wird.
Der Reifen 1 hat auch ein Paar von so genannten „Seitenwänden" 8, die seitlich auf den Karkassenaufbau 2 auf seinen gegenüberliegenden Seiten aufgebracht sind und von denen sich jede, nur als Hinweis, in den Bereich zwischen einem der Wulste 5 und einem entsprechenden Seitenrand 7a des Laufflächenbandes 7 erstreckt.
Der Karkassenaufbau 2 kann fakultativ an seinen Innenwänden mit einer so genannten „Auskleidung" 9 abgedeckt sein, die im Wesentlichen aus wenigstens einer Schicht aus einem luftdichten elastomeren Material besteht, das so ausgelegt ist, dass es die hermetische Abdichtung des Reifens gewährleistet, wenn er aufgepumpt ist.
Mit Ausnahme der in der folgenden Beschreibung detaillierteren Offenbarung erfolgt die Montage der erwähnten Bauelemente sowie die Fertigung von einem oder mehreren von ihnen, vorzugsweise nach den Lehren, die in einem oder mehreren der Dokumente WO 99/64225, WO 00/38906 und EP 976535 vorgeschlagen werden, die alle im Namen der Anmelderin stehen. Nach der Beschreibung in den erwähnten Dokumenten erhält man die Reifenbauelemente jeweils dadurch, dass auf einem torusförmigen Träger, dessen Form der Innenform des Reifens entspricht, ein oder mehrere Elemente abgelegt werden, die aus einem lang gestreckten Halbfabrikat erhalten werden, das in die Nähe des torusförmigen Trägers kontinuierlich zugeführt wird.
Insbesondere kann man die Auskleidung dadurch erhalten, dass ein fortlaufendes lang gestrecktes Element aus einem geeigneten elastomeren Material auf die Außenfläche des torusförmigen Trägers so gewickelt wird, dass eine Vielzahl von Windungen gebildet werden, die axial nahe beieinander und/oder radial aufeinander gelegt werden, so dass eine fortlaufende Schicht gebildet wird, die die Innenfläche des Reifens 1 vollständig abdecken kann.
Jede Karkassenlage 3 kann ihrerseits aus einer Vielzahl von lang gestreckten Längenstücken 10, 11 gebildet werden, die am Umfang um die geometrische Achse des Reifens 1 herum verteilt werden und von denen sich jedes in einer U-Form erstreckt, um zwei Seitenabschnitte 10a, 11a, die in Axialrichtung voneinander beabstandet sind, und einen Kronenabschnitt 10b zu bilden, der sich an einer radial äußeren Position zwischen den Seitenabschnitten 10a, 11a erstreckt.
Die aus gummiertem Gewebe hergestellten Längenstücke können zweckmäßigerweise dadurch angeordnet werden, dass sie ein fortlaufendes Band aus elastomerem Material, in dem ein oder mehrere verstärkende Textil- oder Metallkorde (vorzugsweise drei bis vierzehn) eingeschlossen sind, auf eine vorgegebene Größe geschnitten wird/werden, was im Einzelnen in der anhängigen Patentanmeldung WO 99/64225 beschrieben ist.
Insbesondere ist das Vorhandensein einer ersten Reihe von lang gestreckten Längenstücken 10 und einer zweiten Reihe von lang gestreckten Längenstücken 11 vorzugsweise vorgesehen, wobei die Reihen auf dem torusförmigen Träger in zwei Schritten in Folge abgelegt werden, und die jeweiligen Seitenabschnitte 10a, 11a durch Zwischenanordnung von einem oder mehreren der Bauelemente axial beabstandet sind, die zu den ringförmigen Verankerungsaufbauten 4 gehören. Die lang gestreckten Längenstücke 10, 11, die zu der ersten bzw. zweiten Reihe gehören, können entsprechend einer Umfangsteilung verteilt werden, die im Wesentlichen ihrer Breite entspricht, um zwei getrennte Karkassenlagen zu bilden. Alternativ können, wie bei dem gezeigten Beispiel in Betracht gezogen, die lang gestreckten Längenstücke 10, 11 einer jeden Reihe mit einer Umfangsteilung verteilt werden, die einem Mehrfachen ihrer Breite entspricht, so dass die Kronenabschnitte der Längestücke 11, die zu der zweiten Reihe gehören, jeweils zwischen den Kronenabschnitten 10b angeordnet sind, die zu zwei aufeinander folgenden Längenstücken der ersten Reihe 10 gehören, und so insgesamt eine einzige Karkassenlage 3 zu bilden.
Zusätzlich kann sich jedes der Längestücke, die zu der ersten und zweiten Reihe 10, 11 gehören, in einer Ablegeebene erstrecken, die parallel bezüglich einer Meridianebene versetzt ist, die durch die geometrische Drehachse des Reifens 1 hindurchgeht, wie es in der Patentanmeldung WO 00/38906 im Namen der gleichen Anmelderin beschrieben ist. In diesem Fall kann jeder Seitenabschnitt 10a, 11a in vorteilhafter Weise eine gewünschte Neigung bezüglich einer Richtung radial zur geometrischen Achse des Reifens 1 haben, während die Kronenab schnitte 10b jeweils in einer Ebene radial zur geometrischen Achse ausgerichtet gehalten werden. Durch Anordnen der Seitenabschnitte 10a, 11a, der mit der ersten bzw. zweiten Reihe 10, 11 gehörenden Längenstücke in einer jeweils gekreuzten Richtung ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Torsionsfestigkeit des Karkassenaufbaus 2 und des Reifens als Ganzen zu erhöhen, wodurch eine wirksame Übertragung der Drehmomente und/oder Bremsmomente zwischen den Wulsten 5 und der Anordnung aus Gurtaufbau 6 und Laufflächenband 7 gewährleistet wird.
Jeder der ringförmigen Verankerungsabschnitte 4 hat vorzugsweise einen versteifenden Abschnitt 12, der an der Karkassenlage 3 angebracht ist und ein Querschnittsprofil hat, das sich von der Drehachse des Reifens 1 weg erstreckt. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung hat ein Versteifungsabschnitt 12 ein erstes und ein zweites Versteifungselement 13, 14, die an einer axial inneren und einer axial äußeren Position jeweils an den Seitenabschnitten 10a der Längestücke 10 angebracht sind, die zu der ersten Reihe gehören.
Das erste Versteifungselement 13 kann direkt an der Oberfläche des torusförmigen Trägers gegebenenfalls nach dem Aufbringen einer Auskleidung 9 darauf während eines Schritts ausgebildet werden, der dem Ablegen der lang gestreckten Längenstücke unmittelbar voraus geht, die zu der ersten Reihe gehören. Das zweite Versteifungselement 14 kann seinerseits direkt an dem Seitenabschnitt 10a der Längenstücke 10, die zu der ersten Reihe gehören, während eines Schritts ausgebildet werden, der dem Ablegen der lang gestreckten Längenstücke 11 vorausgeht, die zu der zweiten Reihe gehören.
Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung eines jeden Versteifungselements 13, 14 durch Aufwickeln wenigstens eines fortlaufenden lang gestreckten Elements in Form eines einzigen Fadens oder Kords, beispielsweise aus textilem und/oder metallischem Material, um wenigstens eine Reihe von Windungen 13a, 14a auszubilden, die radial aufeinander gelegt und konzentrisch zur Drehachse des Reifens 1 sind.
Das fortlaufende lang gestreckte Element, das vorzugsweise mit einer dünnen Schicht aus elastomerem Material abgedeckt ist, wird vorzugsweise aus einem einzelnen Metalldraht mit einem Durchmesser hergestellt, der, lediglich als Hinweis, zwischen 0,7 und 1,3 mm liegt, jedoch gegebenenfalls eine Vielzahl von dünneren Drähten oder Fäden aufweisen kann, die in Form eines Kordes aus metallischem oder synthetischem Material parallel angeordnet oder verdrillt sind. Für diesen Zweck kann insbesondere ein Kord aus metallischem Material verwendet werden, der aus mehreren Litzen hergestellt ist, die miteinander vorzugsweise in einer Gegenrichtung verdrillt sind, d.h. in einer Richtung, die zur Verdrillrichtung der einzelnen Filamente einer jeden Litze entgegengesetzt ist. In diesem Fall wird ein Metallkord der Größe 7 × 4 × 0,28 bevorzugt, d.h. ein Kord, der aus sieben Litzen besteht, von denen jede aus vier Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,28 mm hergestellt ist. Alternativ kann ein textiler Kord mit einer Zuverlässigkeit verwendet werden, die mit der des vorstehend beschriebenen Metallkords vergleichbar ist. In diesem Fall wird der Einsatz einer Aramidfaser bevorzugt, die die im Handel unter dem Namen Kevlar^® bekannte Faser verwendet.
In Kombination mit wenigstens einem der Versteifungselemente 13, 14 oder anstelle wenigstens eines dieser Elemente kann der Versteifungsabschnitt 12 wenigstens einen Füllkörper 15 aus elastomerem Material aufweisen, der vorzugsweise eine Härte hat, die wenigstens so groß wie 60 Shore ist, wobei der Füllkörper 15 axial zwischen den Seitenabschnitten 10a, 11a der Längenstücke 10, 11 angeordnet ist, die zu der ersten bzw. zweiten Reihe gehören, und der so geformt ist, dass ein Querschnittsprofil sich von der Drehachse des Reifens weg verjüngt, wie es aus den beiliegenden Figuren zu sehen ist.
Der ringförmige Verankerungsaufbau 4 hat ferner einen am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Verankerungsabschnitt 16 mit einem Profil mit einer abgeflachten Form, der an einem Endabschnitt der Karkassenlage 3 angeordnet ist, der sich axial von der Äquatorialebene X-X des Reifens 1 weg erstreckt. Insbesondere erstreckt sich das Querschnittsprofil des Verankerungsabschnitts 16 axial von dem Versteifungsabschnitt 12 weg, vorzugsweise ausgehend von einem radial inneren Rand des Versteifungsabschnitts in eine Richtung, die zu der geometrischen Achse des Reifens 1 in einem Konvergenzwinkel konvergiert, der zwischen 5° und 25°, vorzugsweise bei 20° liegt, auch wenn Werte möglich sind, die sich von den angegebenen unterscheiden.
Der Verankerungsabschnitt 16 hat vorzugsweise eine erste ringförmige Verankerungseinlage 17, die von wenigstens einem fortlaufenden lang gestreckten Element in Form eines Fadens oder eines Kords aus textilem oder metallischem Material gebildet wird, das so gewickelt ist, dass es wenigstens eine Reihe von Windungen 17a bildet, die axial in einer Beziehung Seite an Seite in einer Richtung angeordnet sind, die dem vorstehend erwähnten Konvergenzwinkel entspricht. Vorzugsweise wird die erste ringförmige Verankerungseinlage 17 während eines Schritts ausgebildet, der unmittelbar auf das Ablegen der lang gestreckten Längenstücke 10 folgt, die zu der ersten Reihe gehören, und wird in einer radial aufeinander gelegten Beziehung mit Endabschnitten 10c angeordnet, die axial nach außen gebogen sind, d.h. von der Äquatorialebene X-X der lang gestreckten Längenstücke weg.
Es kann auch eine zweite ringförmige Verankerungseinlage 18 vorgesehen werden, die ebenfalls aus wenigstens einem fortlaufenden lang gestreckten Element gebildet wird, das so gewickelt ist, dass es wenigstens eine Reihe von Windungen 18a bildet, die axial in einer Beziehung Seite an Seite zueinander angeordnet und in einer parallelen und radialen aufeinander gelegten Beziehung zu den Windungen 17a angeordnet sind, die die erste Verankerungseinlage 17 bilden.
Vorzugsweise wird die zweite Verankerungseinlage 18 während eines Schritts ausgebildet, der unmittelbar auf das Ablegen der lang gestreckten Längenstücke 11 folgt, die zu der zweiten Reihe gehören und die radial auf die nach außen axial gebogenen Endabschnitte 11c aufgelegt sind, die zu den lang gestreckten Längenstücken gehören und gleichzeitig mit den Endabschnitten 10c der Längenstücke 10, die zu der ersten Reihe gehören, die Endabschnitte der Karkassenlage 3 als Ganzes bilden.
Es kann auch ein zusätzlicher Füllkörper 19 vorgesehen werden, gegebenenfalls anstelle einer der ringförmigen Verankerungseinlagen 17, 18. Der zusätzliche Füllkörper wird radial zwischen den Endabschnitten 10c, 11c der Längenstücke 10, 11 angeordnet, die zu der ersten und zweiten Reihe gehören. Wie aus den beiliegenden Figuren zu sehen ist, kann der zusätzliche Füllkörper 19 einen einstückigen Aufbau mit dem Füllkörper 15 haben, der zu dem Versteifungsabschnitt 12 gehört, so dass er sich axial zu einem radial inneren Rand des Füllkörpers 15 aus erstreckt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist dem Karkassenaufbau 2 auch wenigstens ein Umfangszentrierrücken 20 zugeordnet, der bei dem Reifen von dem Kronenabschnitt des Karkassenaufbaus radial nach innen vorsteht.
Vorzugsweise ist der Umfangszentrierrücken 20 symmetrisch zu der Äquatorialebene X-X angeordnet und kann eine radiale Abmessung – nur als Angabe – zwischen 5 und 20 mm und eine axiale Abmessung zwischen 10 und 60 mm haben.
Der Zentrierrücken 20 kann unmittelbar vor und unmittelbar nach oder gleichzeitig mit der Ausbildung der Auskleidung 9 hergestellt werden, vorzugsweise durch Legen eines fortlaufenden lang gestreckten Elements aus elastomerem Material in Windungen, die axial nahe beieinander und/oder radial aufeinander in einem formierenden Sitz angeordnet sind, dessen Form der des Zentrierrückens angepasst ist und der in dem rohrförmigen Träger angeordnet ist, der für den Aufbau des Reifens 1 verwendet wird. Das zur Herstellung des Zentrierrückens verwendete elastomere Material kann zweckmäßigerweise mit geeigneten Materialien, wie synthetischen Fasern, verstärkt sein, die in dem elastomeren Material oder dergleichen beispielsweise dispergiert sind. In diesem Zusammenhang hat die Anmelderin gefunden, dass die Verwendung von kurzen Aramidfasern mit Fibrillenstruktur zu bevorzugen ist, die auf dem Reifenmarkt unter den Namen Kevlar^®-Pulpe oder Twaron^®-Pulpe bekannt und verfügbar sind. Kevlar und Twaron sind eingetragene Marken, die DuPont bzw. Akzo gehören.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Zentrierrücken 20 eine radial inneren Fläche 20a und Seitenflächen 20b, die sich am Umfang erstrecken und im Wesentlichen glatt und durchgängig sind, d.h. frei von irgendeiner Greifverzahnung oder irgendeiner anderen Art von Flächenvorsprüngen und/oder Ausnehmungen, die dazu ausgelegt sind, die Übertragung von Kräften durch mechanischen Eingriff in einer Umfangsrichtung herbeizuführen.
Wie vorstehend erwähnt ist dem Karkassenaufbau 2 ein Gurtaufbau 6 zugeordnet, der an den Kronenabschnitten angeordnet ist, die von den lang gestreckten Längenstücken 10, 11 gebildet werden. Ein solcher Gurtaufbau 6 kann in für den Fachmann herkömmlicher Weise hergestellt sein und wird deshalb nicht weiter beschrieben.
Dann werden das Laufflächenband 7 und die Seitenwände 8 auf den Karkassenaufbau 2 aufgebracht. Die können ebenfalls in einer für den Fachmann zweckmäßigen Weise erhalten werden.
Beispielsweise Ausführungsformen eines Gurtaufbaus, von Seitenwänden und eines Laufflächenbandes, die in vorteilhafter Weise für einen vollständigen Aufbau des Reifens 1 auf einem torusförmigen Träger verwendet werden können, sind in dem Dokument EP 919 406 in Namen der gleichen Anmelderin beschrieben.
Wenn der Bau des Reifens 1 abgeschlossen ist, lässt sich der Reifen einem Vulkanisierschritt unterwerfen, der in jeder herkömmlichen Weise ausgeführt werden kann.
Bei dem Reifen 1 nach der vorliegenden Erfindung hat jeder der Wulste 5 eine Auflagefläche 5a an einer radial inneren Position von ihm, die im Wesentlichen parallel zu dem Verankerungsabschnitt 16 oder wenigstens zu der ersten Verankerungseinlage 17 ist, die Teil des jeweiligen ringförmigen Verankerungsaufbaus 4 ist. Die Auflagefläche 5a eines jeden Wulstes bildet deshalb in einer Diametralschnittebene des Reifens 1 ein Profil, das zu der Drehachse des Reifens hin und weg von einer Äquatorialebene X-X des letzteren konvergiert. Genauso wie vorstehend unter Bezug auf den Verankerungsabschnitt 16 beschrieben ist, ist die Auflagefläche 5a vorzugsweise bezüglich der Drehachse des Reifens 1 in einem entsprechenden Winkel geneigt, der, nur als Hinweis, 20° entspricht und vorzugsweise zwischen 5° und 25° liegt, auch wenn Werte außerhalb des speziellen Bereichs möglich sind.
Wie in den beiliegenden Figuren gezeigt ist, eignet sich der Reifen 1 für die funktionsmäßige Zuordnung zu einer entsprechenden Felge 21, um damit ein bereiftes Rad zu bilden, das insgesamt mit 22 bezeichnet ist.
Die Felge 21 hat einen Grundkörper 23 mit einer im Wesentlichen Ringform und trägt an axial voneinander beabstandeten Stellen zwei Umfangseingriffssitze 24, von denen jeder mit einem der Wulste 5 des Reifens 1 koppelbar ist.
Für diesen Zweck hat jeder Eingriffssitz 24 eine Anschlagfläche 24a, die radial von der geometrischen Drehachse der Felge 7 weg weist, die mit der Achse des Reifens 1 zusammenfällt. Die Anschlagfläche 24a hat eine Kegelstumpfform und konvergiert zur Drehachse der Felge 21 hin und weg von einer diametralen Mittelebene des letzteren, die mit der Äquatorialebene X-X des Reifens 1 zusammenfällt, und zwar in einem Winkel, der beispielsweise einen Wert von 20° und vorzugsweise einen Wert zwischen 5° und 25° hat, auch wenn Werte außerhalb des spezifizierten Bereichs möglich sind.
Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, wird die Anschlagfläche 24a eines jeden Eingriffssitzes 24 zwischen einem axial äußeren Vorsprung 24b, der an einem Seitenrand der Felge 21 ausgebildet ist, und einem axial inneren Vorsprung 24c begrenzt, der einen äußeren Umfangsrand der Felge bildet. Der axial äußere Vorsprung 24b und der axial innere Vorsprung 24c wirken seitlich gegen den Wulst an den gegenüberliegenden Enden der Auflagefläche 5a, so dass Seitenverschiebungen des Wulstes bezüglich der Felge 21 unterbunden sind.
An dem Grundkörper der Felge 21 ist vorzugsweise an einer symmetrischen Position bezüglich der Mittelebene, die mit der Äquatorialebene X-X des Reifens 1 zusammenfällt, wenigstens eine Umfangsführungsrille 25 ausgebildet, die in der Form dem Umfangszentrierrücken 20 entspricht, der an dem Reifen angeordnet ist. Die Führungsrille 25 ist axial zwischen zwei zueinander gegenüberliegenden radialen Schultern 26 begrenzt, die voneinander vorzugsweise mit einer Abmessung beabstandet sind, die so groß wie oder etwas größer ist als die axiale Abmessung des Zentrierrückens 20, die beispielsweise zwischen 10 mm und 60 mm liegt. Die radialen Schultern 26, die vorzugsweise eine radiale Abmessung haben, die so groß ist wie oder etwas kleiner ist als die radiale Abmessung des Zentrierrückens 20 und in jedem Fall beispielsweise zwischen 5 und 20 mm liegt, sind so ausgelegt, dass sie als Anschlag an den Seitenflächen 20b des Zentrierrückens 20 wirken, wenn, was nachstehend näher erläutert wird, der Reifen 1 in plattem Zustand verwendet wird.
Die Umfangsführungsrille 25 und somit die von ihr gebildeten Schultern 26 sind vorzugsweise an einer radial äußeren Position an einem in dem Grundkörper 23 gebildeten Umfangsvorsprung 27 vorgesehen. Der Umfangsvorsprung 27 und somit die darin gebildeten radialen Schultern 26 können vorteilhafterweise einen Außendurchmesser haben, der im Wesentlichen so groß ist wie und in jedem Fall nicht größer ist als ein Maximaldurchmesser der Felge gemessen an dem axial inneren Vorsprung 24c von wenigstens einem der Umfangssitze 24. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Vorhandensein des Umfangsvorsprungs 27 und/oder der radialen Schultern 26 die Vorgänge nicht behindert, die für die Montage des Reifens 1 auf einer Felge 21 nötig sind, bei der einer der Reifenwulste 5 über die axial inneren Vorsprünge 24b der Umfangseingriffsitze 24 und den Umfangsvorsprung 21 geführt werden muss.
Vorteilhafterweise hat der Grundkörper 23 der Felge 21 auch wenigstens eine Umfangsnut 28, die axial zwischen dem Umfangsvorsprung 27 und einem der Eingriffsitze 24 begrenzt ist. Bei dem gezeigten Beispiel, bei welchem die Eingriffsitze 24 den gleichen Durchmesser haben können, sind vorzugsweise zwei Umfangsnuten 28 vorgesehen und auf axial gegenüberliegenden Positionen bezüglich des Umfangsvorsprungs 27 angeordnet.
Jede der Umfangsnuten 28 ist so ausgelegt, dass sie einen der Wulste des Reifens 1 aufnimmt, so dass dieser eine Schrägausrichtung bezüglich der Felge 21, auf der montiert wird, einnehmen kann.
Zusätzlich erzeugt das Vorhandensein einer jeden der Umfangsnuten 28 ein zusätzliches Volumen in dem Reifen 1 für die Luft oder ein anderes Aufpumpfluid, das gewöhnlich in dem Reifen vorgesehen wird. Dieses Mittel ist besonders vorteilhaft, wenn die Erfindung bei Reifen mit besonders niedrigem Querschnitt ausgeführt wird, bei denen das Verhältnis der Querschnittshöhe „H" gemessen zwischen der Basis der Wulste 5 und der Mitte des Laufflächenbandes 7 sowie der maximalen Reifenbreite „L" etwas kleiner als 0,50 ist. Bei Reifen dieses Typs sind die Selbsttragefähigkeit und demzufolge der Laufkomfort tatsächlich durch das relativ geringe Volumen beeinträchtigt, das für die Luft oder ein anderes Aufpumpfluid in dem Reifen zur Verfügung steht. Die zusätzlichen Volumina, die sich aus der Anordnung der Nuten 28 ergeben, ermöglichen deshalb eine Vergrößerung des verfügbaren Volumens für das Aufpumpfluid, was ein Vorteil für die Selbsttragefähigkeit und den Laufkomfort ist.
Das gegenseitige Zusammenwirken zwischen dem Verankerungsabschnitt 16, dem Versteifungsabschnitt 12 und den übrigen Komponenten des Karkassenaufbaus 2 ist vorteilhafterweise so beschaffen, dass die Versteifungs- und Verankerungsabschnitte miteinander im Wesentlichen in einer steifen Weise verbunden sind.
Das heißt mit anderen Worten, dass sich jeder der ringförmigen Verankerungsaufbauten 4 von einem Funktionsgesichtspunkt aus wie ein im Wesentlichen L-förmiger monolithischer Aufbau verhält, der einen geometrischen Schwerpunkt G hat, der sich an einer axial äußeren Position bezüglich des Versteifungsabschnitts 12 und an einer axial inneren Position bezüglich des axial äußeren Endrandes des Verankerungsrandes 16 befindet.
Der Aufpumpdruck des Reifens 1 lässt eine Zugspannungswirkung an der Karkassenlage 3 längs der lang gestreckten Elemente entstehen, die in die Längenstücke der ersten und zweiten Reihe 10, 11 eingeschlossen sind.
Wie im Einzelnen in dem Dokument WO 99/64225, auf das für weitere mögliche Erläuterungen Bezug genommen werden soll, beschrieben ist, erzeugt die Zugspannung ein Moment im Gegenuhrzeigersinn um den Schwerpunkt G in Bezug auf die beiliegenden Figuren, wodurch die Auflagefläche 5a des Wulstes 5 nahe an seinem äußeren Rand gegen die Anschlagfläche 24a des jeweiligen Eingriffssitzes 24 gedrückt wird. Eine solche Druckwirkung lässt sich durch die Wirkung einer weiteren Zuspannung erhöhen, die an der Karkassenlage 3 durch die Slipdrucke erzeugt wird, die über das Laufflächenband 7 und den Gurtaufbau 6 übertragen werden.
2 zeigt den Reifen während des Eingriffs in voll plattem Zustand. In diesem Fall ergibt sich, wie leicht zu sehen ist, unter der Bodenkontaktfläche der Eingriff des Umfangszentrierrückens 20 in die Führungsrille 25 in der Felge 21. Zusätzlich wird der Karkassenaufbau 2 an den Seitenwänden 8 mit der Neigung zu einem Kollabieren auf sich selbst verformt, wodurch die Größe des Moments um den Schwerpunkt G gesteigert wird, was die Druckwirkung der Auflagefläche 5a an den Anschlagflächen 24a der jeweiligen Eingriffssitze 24 verursacht.
In dieser Situation ist die Aufrechterhaltung einer korrekten Koppelungsbeziehung der Wulste 5 in den Eingriffsitzen 24 absolut gewährleistet, auch bei einem vollständigen Fehlen eines Aufpumpdrucks im Reifen 1. Tatsächlich ist zu vermerken, dass das Kegelstumpfprofil der Anschlagflächen 24a eine ausreichend hervorgehobene radiale Schulter bildet, die verhindern kann, dass der Wulst 5 für den axial inneren Vorsprung 24b unter der Wirkung von axialen Drucken rutscht, die zu der Äquatorialebene X-X gerichtet sind. Die Phänomene, dass der Wulst von seinem Sitz aufgrund von Axialkräften entfernt wird, die zur Äquatorialebene X-X gerichtet sind, sind deshalb ausgeschlossen, auch wenn derartige axiale Kräfte einen großen Wert unter der Wirkung von Slipdrucken annehmen, die auf den Wulst 5 übertragen werden, der eine äußere Position bezüglich einer von dem Fahrzeug durchfahrenen Kurve hat. Im Gegensatz begünstigen die vorstehenden Drucke weiterhin das Festhalten der Wulstposition in dem Eingriffsitz 24.
Den von der Äquatorialebene X-X weg gerichteten axialen Kräften, die andererseits eine geringere Größe haben und gewöhnlich zu dem Wulst 5 übertragen werden, der eine innere Position bezüglich zu der von dem Fahrzeug durchfahrenen Kurve hat, wirken wiederum der Druck des axial äußeren Vorsprungs 24b des jeweiligen Eingriffsitzes 4 wirksam entgegen. Die Erhöhung des Drucks, der von dem Wulst 5 an der Anschlagfläche 24a aufgrund der Verformung der Seitenwand 8, wie vorstehend beschrieben ausgeübt wird, unterbindet weiterhin die Möglichkeit, dass der Wulst über den axial inneren Vorsprung 24c rutscht.
Zu erwähnen ist, dass die Größe der axialen Kräfte, die auf die Wulste 5 durch die Wirkung der Slipdrucke übertragen werden, vorteilhafterweise aufgrund des Eingriffs des Umfangszentrierrückens 20 in der Führungsrille 25, die mithilfe der radialen Schultern 26, die gegen die Seitenflächen 20a des Zentrierrückens drücken, den größten Teil der Spannungen aushält und neutralisiert, die axiale Verschiebungen des Reifens 1 bezüglich der Felge 21 verursachen möchten, stark reduziert wird.
Zusätzlich ermöglicht das Aufliegen des Umfangsvorsprungs 27 der Felge 21 an der Innenfläche des Reifens 1 an dem Zentrierrücken 20, dass die Wulste 5 bei radialen Belastungen aufgrund des Fahrzeuggewichts geschützt werden.
Die Aufrechterhaltung einer effizienten Koppelung zwischen den Wulsten 5 und den Eingriffsitzen 24 ermöglicht im platten Zustand des Reifens eine Übertragung der Tangentialkräfte, die erforderlich ist, um den Vorwärtslauf des Fahrzeugs sowie dessen Verlangsamung beim Bremsen bei Abhängigkeit von den und bei Verlassen auf die Wulste zu gewährleisten, ohne dass es dafür erforderlich ist, Greifzähne zwischen dem Reifen 1 und der Felge 21 nahe an dem Zentrierrücken 20 anzuordnen. Gemäß einem vorzugsweisen Merkmal der Erfindung haben im Gegensatz sowohl der Zentrierrücken 20 als auch die radialen Schultern 26 der Felge 21 glatte und durchgehende Umfangsflächen, die frei von irgendwelchen Greifzähnen sind, so dass gegenseitige Rutschhübe in Längsrichtung möglich sind, die Unterschiede in der Umfangserstreckung ausgleichen können, die zwischen dem Zentrierwulst und den radialen Schultern auftreten können.
Zur Begünstigung der Rutschhübe können auch geeignete Schmiermittel zwischen den Flächen der Führungsrille 25 und des Zentrierrückens 20 und/oder Antifriktionsmaterial auf einer oder beiden Flächen vorgesehen werden.
Im Gegensatz zu den Ergebnissen, die unter Bezug auf die in den Dokumenten DE 3617381 und US 4 572 262 beschriebenen Lösungen gefunden wurden, steht für den Reifen nach der vorliegenden Erfindung, vor allem für den Niederquerschnittstyp, keine Gefahr dafür, dass sich der Eingriff des Umfangszentrierrückens 20 aus der jeweiligen Führungsrille 25 während des Laufs löst. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die baulichen Merkmale der ringförmigen Verankerungsstrukturen 4 so beschaffen sind, dass die übrigen Bauelemente des Reifens 1 in wirksamer Weise in einer zentrierten Position bezüglich der Felge 21 auch über der gesamten Länge der Umfangserstreckung gehalten werden, die nicht von der Bodenkontaktfläche beeinflusst wird, und wo durch das Fehlen der vertikalen Belastungen aufgrund des Fahrzeugsgewichts ein Wegbewegen und demzufolge eine Eingriffslösung des Zentrierwulstes 20 aus der Führungsrille 25 herbeigeführt wird.
Als Schlussfolgerung ergibt sich, dass die ursprüngliche synergistische Auskleidung der von den Wulsten für Reversflansch-Felgen erzeugten Effekte und der Effekte, die durch den Eingriff des Umfangsreifenrückens in die Führungsrille an der Felge erreicht werden, den Reifen in die Lage versetzt, die gewünschten Selbsttragefunktionen zu besitzen, ohne dass seine Laufkomforteigenschaften unter Normallaufbedingungen absolut beeinträchtigt werden.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die beabsichtigten Selbsttragefunktionen erreicht würden, ohne zusätzliche Einlagen einzuführen, die die Reifenseitenwände steifer machen und die Torsionssteifigkeit zu stark erhöhen würden.
Es hat sich gezeigt, dass sich die Erfindung für eine effiziente Ausführung ohne eine wesentliche Steigerung der Reifenherstellungskosten eignet. Tatsächlich kann, wie vorstehend beschrieben, der Umfangszentrierwulst leicht bei dem Herstellungsprozess erhalten werden, der auf einem torusförmigen Träger ausgeführt wird, auf dem der ganze Reifen in vorteilhafter Weise ausgebildet werden kann.
Somit sind alle Probleme beseitigt, die in Verbindung mit Herstellung, Lagerung und Handhabung von Halbfabrikaten bestehen, die für Reifenherstellungsprozesse nach herkömmlichem Konzept üblich sind.

Claims

Rad mit einem Reifen (1) und einer Felge, – wobei die Felge – einen Grundkörper (23) mit im Wesentlichen einer Ringform aufweist, der an axial voneinander beabstandeten Seitenrändern zwei Umfangssitze (24) trägt, von denen jeder für einen Eingriff mit einem entsprechenden Wulst (5) des Reifens (1) angeordnet ist, und – jeder seiner Eingriffssitze (24) eine Anschlagfläche (24a) bildet, die radial von einer geometrischen Drehachse der Felge (21) weg weist und eine Kegelstumpfform hat, die von einer diametralen Mittelebene der Felge weg konvergiert, und – wobei der Reifen – einen Karkassenaufbau (2), der wenigstens eine Karkassenlage (3) mit axial gegenüberliegenden Umfangsrändern hat, die in Eingriff mit entsprechenden ringförmigen Verstärkungsaufbauten (4) stehen, die in einer koaxialen Beziehung zu der Drehachse des Reifens (1) an Positionen axial im Abstand voneinander angeordnet sind und von denen jeder in einen Reifenwulst (5) eingeschlossen ist, – einen Gurtaufbau (6), der auf den Karkassenaufbau (2) an einer radial äußeren Position von ihm aufgebracht ist, – ein Laufflächenband (7), das auf den Gurtaufbau (6) an einer radial äußeren Position von ihm aufgebracht ist, und – wenigstens ein Paar von Seitenwänden (8) aufweist, von denen sich jede zwischen den Wulsten (5) und einem Seitenrand (7a) des Laufflächenbandes (7) an einer axial äußeren Position bezüglich des Karkassenaufbaus (3) erstreckt, – wobei jeder der Wulste (5) an einer radial inneren Position eine Auflagefläche (5a) hat, die in einer diametralen Schnittebene des Reifens ein Profil bildet, das zu der Drehachse des Reifens (1) hin und von seiner Äquatorialebene weg konvergiert, dadurch gekennzeichnet, – dass dem Karkassenaufbau (2) zusätzlich wenigstens ein Umfangszentrierrücken (20) zugeordnet ist, der radial von dem Reifen (1) nach innen von einem Kronenabschnitt des Karkassenaufbaus aus vorsteht, der axial zwischen den gegenüberliegenden Seitenrändern (7a) des Laufflächenbandes (7) begrenzt ist, – dass der Grundkörper (23) wenigstens zwei gegenüberliegende radiale Schultern (26) hat, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind, so dass sie als Anschlag an dem wenigstens einen Umfangszentrierrücken (20) wirken, und – dass die radialen Schultern (26) einen Außendurchmesser haben, der einen maximalen Durchmesser der Felge nicht überschreitet, der nahe an wenigstens einem der Eingriffsitze (24) messbar ist.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem jeder der ringförmigen Verstärkungsaufbauten (4) – wenigstens einen Versteifungsabschnitt (12), der an wenigstens einer Karkassenlage (3) anliegt und ein Querschnittsprofil hat, das sich von der Drehachse des Reifens (1) weg erstreckt, und – wenigstens einen am Umfang nicht dehnbaren Verankerungsabschnitt (16) mit einem Querschnittsprofil mit abgeflachter Form aufweist, der sich axial von dem Versteifungsabschnitt (12) in eine Richtung weg erstreckt, die zu der geometrischen Drehachse des Reifens (1) hin und von seiner Äquatorialebene (X-X) weg konvergiert.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem der Verankerungsabschnitt (16) an einem Endabschnitt (10c, 11c) der Karkassenlage (3) anliegt, der sich axial von der Äquatorialebene (X-X) des Reifens (1) weg erstreckt.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem nahe an dem wenigstens einen Umfangsrücken (20) keine weiteren Quervorsprünge für einen Eingriff mit entsprechenden, an der Montagefelge (21) des Reifens (1) angeordneten Sitzen vorhanden sind.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem der Umfangsrücken (20) dadurch erhalten wird, dass wenigstens ein fortlaufendes langgestrecktes Element in Windungen gelegt wird, die axial nahe aneinander und/oder radial aufeinander in einem formenden Sitz angeordnet sind, der sich in einem torusförmigen Träger befindet, dessen Form der inneren Oberflächenerstreckung des Reifens (1) entspricht.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem das Querschnittsprofil des ringförmigen Verstärkungsaufbaus (4) einen geometrischen Schwerpunkt (G) hat, der an einer solchen Position angeordnet ist, dass ein axial äußerer Endrand der Auflagefläche (5a) zu der Drehachse des Reifens (1) hin als Folge einer Zugspannung gedrückt wird, die längs wenigstens einer Karkassenlage (3) erzeugt wird.
Rad nach Anspruch 2, bei welchem das Querschnittsprofil des ringförmigen Verstärkungsaufbaus (4) einen geometrischen Schwerpunkt (G) hat, der an einer axial äußeren Position bezüglich des Versteifungsabschnitts (12) und an einer axial inneren Position bezüglich eines axial äußeren Endrandes des Verankerungsabschnitts (16) angeordnet ist.
Rad nach Anspruch 2, bei welchem der Verankerungsabschnitt (16) im Wesentlichen nahe an einem radial inneren Rand des Versteifungsabschnitts (12) angeordnet ist.
Rad nach Anspruch 2, bei welchem der Verankerungsabschnitt (16) wenigstens ein fortlaufendes langgestrecktes Element (17, 18) aufweist, das in Windungen (17a, 18a) gelegt ist, die axial in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet sind.
Rad nach Anspruch 2, bei welchem der Versteifungsabschnitt (12) wenigstens ein fortlaufendes langgestrecktes Element (13, 14) aufweist, das in radial aufeinandergelegte Windungen (13a, 14a) gelegt ist.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem der Umfangszentrierrücken (20) eine radiale Abmessung von 5 bis 20 mm hat.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem der Umfangszentrierrücken (20) eine axiale Abmessung von 10 bis 60 mm hat.
Rad nach Anspruch 1, welches ein Querschnittsverhältnis von weniger als 0,50 zeigt.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem die wenigstens eine Karkassenlage (3) langgestreckte Längenstücke (10, 11) aufweist, die am Umfang um die geometrische Achse des Reifens (1) herum verteilt sind und von denen sich jedes in einer U-Form erstreckt und zwei Seitenabschnitte (10a, 11a), die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, und einen Kronenabschnitt (10b) bildet, der sich an einer radial äußeren Position zwischen den Seitenabschnitten (10a, 11a) erstreckt.
Rad nach Anspruch 14, bei welchem jedes der langgestreckten Längenstücke (10, 11) sich in einer Ablegeebene erstreckt, die parallel bezüglich einer Meridianebene versetzt ist, die durch die geometrische Drehachse des Reifens (1) hindurchgeht.
Rad nach Anspruch 15, bei welchem der Seitenabschnitt (10a, 11a) eines jeden langgestreckten Längenstücks (10, 11) eine vorgegebene Neigung bezüglich einer zur geometrischen Achse des Reifens (1) radialen Richtung hat, wobei die Kronenabschnitte (10b) jeweils in einer Ebene radial zur geometrischen Achse ausgerichtet sind.
Rad nach Anspruch 16, welches eine erste Reihe (10) und eine zweite Reihe (11) von langgestreckten Längenstücken aufweist, die am Umfang in einer gegenseitigen abwechselnden Sequenz verteilt sind, wobei die Seitenabschnitte (10a, 11a) der Längenstücke, die zu der ersten Reihe (10) bzw. der zweiten Reihe (11) gehören, in jeweils gekreuzten Ausrichtungen angeordnet sind.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem nahe an den radialen Schultern (26) für das Fehlen axialer Nuten, die angeordnet sind, um mit entsprechenden, von dem Reifen (1) getragenen Vorsprüngen zusammenzuwirken, gesorgt ist.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem die radialen Schultern (26) eine Umfangsführungsrinne (25) in dem Grundkörper begrenzen, deren Form an die des Umfangsrückens (20) angepasst ist.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem die radialen Schultern (26) eine radiale Abmessung von 5 bis 20 mm haben.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem die radialen Schultern mit einer axialen Abmessung von 10 bis 60 mm voneinander beabstandet sind.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem die radialen Schultern (26) in einer radial äußeren Position an einem Umfangsvorsprung (27) ausgebildet sind, der in dem Grundkörper (23) vorgesehen ist.
Rad nach Anspruch 1, bei welchem der Grundkörper (23) wenigstens eine Umfangsnut (28) hat, die zwischen einem der Eingriffsitze (24) und einer der radialen Schultern (26) ausgebildet ist.
Felge – mit einem Grundkörper (23) mit im Wesentlichen einer Ringform, der an axial voneinander beabstandeten Seitenrändern zwei Umfangssitze (24) trägt, von denen jeder für den Eingriff mit einem entsprechenden Wulst (5) eines Reifens (1) angeordnet ist, – wobei jeder seiner Eingriffssitze (24) eine Anschlagfläche (24a) bildet, die radial von einer geometrischen Drehachse der Felge (21) weg weist und eine Kegelstumpfform hat, die von einer diametralen Mittelebene der Felge weg konvergiert, dadurch gekennzeichnet, – dass der Grundkörper (23) wenigstens zwei gegenüberliegende radiale Schultern (26) hat, die axial voneinander beabstandet sind und in Anlage an wenigstens einem Umfangszentrierrücken (20) wirken, der radial nach innen von einem Karkassenaufbau (2) des Reifens (1) vorsteht, und – dass die radialen Schultern (26) einen Außendurchmesser haben, der einen maximalen Durchmesser der Felge nicht überschreitet, der nahe an wenigstens einem der Eingriffssitze (24) messbar ist.
Felge nach Anspruch 24, bei welcher nahe an den radialen Schultern (26) für ein Fehlen irgendwelcher axialer Nuten, die angeordnet sind, um mit entsprechenden, von dem Reifen (1) getragenen Vorsprüngen zusammenzuwirken, gesorgt ist.
Felge nach Anspruch 24, bei welcher die radialen Schultern (26) eine Umfangsführungsrinne (25) in dem Grundkörper begrenzen, deren Form an die des Umfangsrückens (20) angepasst ist.
Felge nach Anspruch 24, bei welchem die radialen Schultern (26) eine radiale Abmessung von 5 bis 20 mm haben.
Felge nach Anspruch 24, bei welcher die radialen Schultern mit einer axialen Abmessung von 10 bis 60 mm voneinander beabstandet sind.
Felge nach Anspruch 24, bei welcher die radialen Schultern (26) in einer radial äußeren Position an einem Umfangsvorsprung (27) ausgebildet sind, der in dem Grundkörper (23) vorgesehen ist.
Felge nach Anspruch 24, bei welcher der Grundkörper (23) wenigstens eine Umfangsnut (28) hat, die zwischen einem der Eingriffssitze (24) und einer der radialen Schultern (26) ausgebildet ist.