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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Pneumatik-Radialreifen und das Problem der Zenitabhebung
(Aufwärtsverziehen
der Lauffläche),
wenn ein Reifen aufgepumpt, zu wenig aufgepumpt oder, im Fall von
Reifen mit Notlaufeigenschaften, unaufgepumpt ist. Spezieller betrifft
die vorliegende Erfindung Laufflächen-Unterlagen,
die zur Versteifung der Lauffläche
und Verbesserung des Handhabungsverhaltens sowohl von Reifen ohne
Notlaufeigenschaften als auch Reifen mit Notlaufeigenschaften während des
Betriebs in aufgepumptem, zu wenig aufgepumptem oder unaufgepumptem
Zustand dienen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
typischer Fahrer kann normalerweise spüren, wenn die Handhabung eines
Personenkraftwagens oder Lieferwagens sich verschlechtert, wenn ein
oder mehr Reifen (sowohl Reifen mit als auch ohne Notlaufeigenschaften)
zu geringen Druck haben oder zu wenig aufgepumpt sind. Während des Betriebs
mit zu geringem Druck verändert
sich der Kontaktbereich zwischen Straße und Reifenlauffläche auf
unerwünschte
Art und Weise. Spezieller neigt der zentrale Bereich des Bodenaufstandsteils
der Lauffläche
dazu, vom Boden abzuheben oder sich nach oben zu wölben, wodurch
der Kontaktbereich der Lauffläche
mit dem Boden verringert wird, was die Fahrzeughandhabung beeinträchtigt.
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Ein
mit dem Betrieb in zu wenig aufgepumptem Zustand zusammenhängendes
zusätzliches Problem
ist das zyklische Durchbiegen des Bereichs des Bodenaufstandsteils
des Zenits und der Seitenwände
des Reifens, was insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu
Erhitzung und zu Ermüdungsdefekten
der Reifenkomponenten und -struktur führen kann, sodass ein Zenitdefekt
des Reifens die Folge sein kann.
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Das
Problem des Zenitabhebens ist insbesondere relevant für die Gestaltung
von Reifen mit Notlaufeigenschaften, auch als Reifen für erweiterte Mobilität (Extended
Mobility Tires/EMTs) bekannt, die dazu entworfen sind, eine fortgesetzte
Betriebsleistung zu verschaffen, wenn sie zu wenig aufgepumpt sind
oder selbst wenn sie unaufgepumpt sind.
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Man
glaubt, dass das Problem des Laufflächenabhebens auch für die Gestaltung
von nicht-EMTs relevant ist, die ebenfalls unter Handhabungsproblemen
leiden können,
wenn sie in zu wenig aufgepumptem Zustand betrieben werden, insbesondere
während
Hochgeschwindigkeitsbetriebs, wenn das Problem der Durchbiegung
und durch Durchbiegung verursachter Erhitzung am größten ist.
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Daher
beinhalten die Ziele des Reifengestaltung verschiedene strukturelle
Gestaltungsformen, die das Aufwärtswölben des
zentralen Teils des Bodenaufstandsteils der Lauffläche minimieren,
um die Fahrzeughandhabung unter allen Umständen zu verbessern, einschließlich dessen,
wenn der Reifen auf normalem Betriebsdruck ist, wenn der Reifen
einen Teil seines Pneumatikdrucks verliert, oder, im Fall von EMTs,
wenn der Reifen seinen gesamten Aufpumpdruck verliert.
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Im
allgemeinen bedeutet der Begriff „Reifen mit Notlaufeigenschaften", wenn er auf einen
EMT angewendet wird, dass die Reifenstruktur allein über ausreichende
Stärke
verfügt,
um die Fahrzeuglast zu tragen, wenn der Reifen im unaufgepumpten
Zustand betrieben wird. Das heißt,
die Seitenwand und Innenflächen
des Reifens kollabieren nicht oder werden nicht auf die extreme
Art und Weise auf sich selbst gestaucht, wie dies bei unaufgeblasenen
konventionellen Reifen der Fall ist. Die gegenwärtige EMT-Gestaltung ist eher
auf das Verschaffen starrer Seitenwände und Zenitstrukturen gerichtet
als auf die Einarbeitung innerlicher Stützstrukturen und -vorrichtungen,
um das Kollabieren des Reifens zu verhindern. Jedoch wird bei der
Gestaltung oft auch das Verstärken
des Zenitbereichs berücksichtigt.
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Somit
ist unter den Zielen der Verbesserung der Reifengestaltung, sowohl
von EMTs als auch Nicht- EMTs,
auch dasjenige der Versteifung des Zenitbereichs gegen unerwünschte Durchbiegung
während
Niederdruck- oder drucklosem Betrieb. Unter den Möglichkeiten
der Versteifung des Zenits ist auch die der Einarbeitung einer Unterlage
unter der Lauffläche,
in radialer Richtung nach innen in Bezug zu den Gürteln und
in radialer Richtung nach außen
in Bezug zu den Kordlagen der Karkasse.
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Beispielsweise
beschreibt Cluzel in US-A-5.996.662, entsprechend der Einleitung
von Anspruch 1, eine „aus
zumindest zwei gekreuzten Arbeitslagen und zumindest einer Lage
umfangsgerichteter Kabel, die über
der Karkassenkordlage angeordnet sind" zusammengesetzte „Schwerfahrzeug" verstärkung.
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Jardine
et al. beschreiben in EP-A-1.075.468, entsprechend der Einleitung
von Anspruch 7, eine Karkassenunterlagenstruktur auf null Grad,
radial nach innen in Bezug zur radialen Kordlage angeordnet.
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Colom,
US-A-6.082.426, beschreibt die Einarbeitung einer „Zenitverstärkung mit
zumindest zwei Zenitarbeitslagen, gemacht aus unausdehnbaren Kabeln,
die von einer Lage zur anderen gekreuzt sind und Winkel zwischen
10° und
45° mit
der Umfangsrichtung bilden" und „einer
zusätzlichen,
axial durchlaufenden Lage, die aus Metallelementen gebildet ist, die
im Wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung ausgerichtet sind ...
radial zwischen den Arbeitslagen plaziert" und sich seitlich bis auf 1,05 Mal
die Breite der Zwischenbaulage(n) erstreckend.
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Abe
et al. beschreiben in US-A-4.506.718 einen Geländewagenreifen mit einer Extralage
verstärkten Zenitmaterials,
die entworfen ist, um der Durchbohrung durch scharfe Gegenstände zu widerstehen.
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Costa
Pereira et al. beschreiben in US-A-6.199.612 eine „Einzelschicht
einer Polsterverbindung zwischen den Korden der Karkassenverstärkung, die
im Zenit in radialer Richtung am weitesten nach außen gelegen
sind, und den Korden des Gürtels,
die im Zenit in radialer Richtung am weitesten nach innen gelegen
sind", zum Zweck
der Erhöhung der
Zenitsteifigkeit, ohne Verluste an Hysterese aufzugeben; jedoch
sind in dieser Gestaltung von Pereira et al. keine Verstärkungskorde
deutlich.
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Southarewsky
zeigt in US-A-5.759.314 eine Zenitverstärkung für einen Diagonalreifen, worin
die Verstärkung
aus „einem
zwischen einer ersten Karkasse und einer zusätzlichen Karkasse im Zenitbereich
des Reifens angeordneten Element zur Begrenzung des Umfangswachstums
des Reifens. Das Verstärkungselement
umfasst eine auf null Grad ausgerichtete Vielzahl von Korden. Die
gesamte umfangsgerichtete Stärke
des Verstärkungselements
beträgt etwa
20% bis 250% der umfangsgerichteten Stärke der Karkassenkordlagen."
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Ein
weiteres Ziel ist die Minimierung des Gewichts solcher Zenitverstärkungen,
insbesondere unter den Gegebenheiten, dass sie, da sie in radialer Richtung
von der Rotationsachse weg gelegen sind, das Trägheits-Rotationsmoment des
Reifens um seine Hauptrotationsachse erhöhen, was durch sowohl das überschüssige Gewicht
und das erhöhte
Trägheitsmoment
als auch den Hitzeaufbau aufgrund der Durchbiegung des zusätzlichen
Materials die Fahrzeugbeschleunigung verringert. Die ideale zenitversteifende
Erfindung hat ein minimales Gewicht. Bei EMT-Reifen neigen die Seitenwandverstärkungen dazu,
während
Niederdruck- und
drucklosen Betriebs unerwünschte
Biegebeanspruchungen auf den Zenitbereich zu übertragen, wobei diesem durch
die Zenitverstärkung
auch widerstanden werden soll, um bei Betrieb unter weniger als
optimalem Druck eine verstärkte
Reifenlebensdauer zu ergeben.
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In
Bezug auf konventionelle Nicht-EMT-Reifen glaubt man, dass der Vorteil
eines Zenit- und Laufflächenbereichs,
der gegen Aufwärts-Durchbiegung
oder Abheben während
des Betriebs in zu wenig aufgepumptem Zustand beständig ist,
natürlich eine
verbesserte Fahrzeughandhabung während
des Zeitraums ist, bis der Reifen wieder auf vollen Druck aufgepumpt
oder anderweitig repariert und wieder auf den vollen vorgesehenen
Druck aufgepumpt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Pneumatik-Radialreifen mit einer Lauffläche, einer Karkasse
mit zwei Seitenwänden,
zwei unausdehnbaren ringförmigen
Wülsten,
einer Radialstruktur, einer zwischen der Lauffläche und der Radialstruktur befindlichen
Gürtelstruktur
und einer luftundurchlässigen
Innenisolierung. Zusätzlich
ist eine zenitversteifende Unterlagenstruktur in radialer Richtung nach
innen und benachbart zur Gürtelstruktur
und in radialer Richtung nach außen und benachbart zur Radialstruktur
angeordnet. Die Unterlagenstruktur besteht aus einem einzigen flachen
Materialstreifen, der in einer Vielzahl beabstandeter umfangsgerichteter
Windungen um die Reifenkarkasse angebracht ist. Der flache Streifen
besteht aus einer Vielzahl im Wesentlichen unausdehnbarer Korde
mit hohem Modul, die mehr oder weniger parallel zueinander in eine Elastomermasse
eingebettet sind.
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Die
im Wesentlichen unausdehnbaren Korde mit hohem Modul sind aus einem
Material gefertigt, das aus einer Materialgruppe gewählt ist,
welche beispielhaft durch Nylon, Rayon, Polyester, Aramid, Metall
und Glas vertreten wird. Die seitliche Gesamtbreite der Unterlagenstruktur
beträgt
weniger als die seitliche Breite der Zwischenbaulagenstruktur. Die
in der Elastomermasse der Unterlagenstruktur eingebettete Vielzahl
im Wesentlichen unausdehnbarer Korde kann in regelmäßigen Abständen von
etwa 10 cm bis 20 cm abgeschnitten sein oder nicht, um eine Längenzunahme
des Unterlagenstreifens zu ermöglichen,
um den Umfangsanstieg aufzufangen, wenn die unvulkanisierte Reifenkarkasse
zu einer ringförmigen
Karkassenform aufgeblasen wird. Die Korde werden durchschnitten,
wenn die Aufblaseveränderung
des Durchmessers des Unterlagenstreifens größer ist als die begrenzte Dehnbarkeit
des Kords.
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In
einer zweiten Ausführung
betrifft die vorliegende Erfindung einen Pneumatik-Radialreifen
mit einer Lauffläche,
einer Karkasse mit zwei Seitenwänden,
zwei unausdehnbaren ringförmigen
Wülsten,
einer Radialstruktur, einer zwischen der Lauffläche und der Radialstruktur
befindlichen Gürtelstruktur
und einer luftundurchlässigen
Innenisolierung. Der Reifen besitzt eine zenitversteifende Unterlagenstruktur,
die in radialer Richtung nach innen und benachbart zur Gürtelstruktur
und in radialer Richtung nach außen und benachbart zur Radialstruktur
angeordnet ist. Die Unterlagenstruktur besteht aus einem einzigen flachen
Materialstreifen, der in einer Vielzahl beabstandeter umfangsgerichteter
Windungen um die Reifenkarkasse angebracht ist. Der flache Streifen besteht
aus einer Vielzahl im Wesentlichen unausdehnbarer Korde mit hohem
Modul, die mehr oder weniger parallel zueinander in eine Elastomermasse eingebettet
sind, und einem aus Elastomermaterial gefertigten Balken, der an
die Elastomermasse angrenzt, worin die im Wesentlichen unausdehnbaren Korde
mit hohem Modul eingebettet sind. Die im Wesentlichen unausdehnbaren
Korde mit hohem Modul sind aus einem Material gefertigt, das aus
einer Materialgruppe gewählt
ist, welche beispielhaft durch Nylon, Rayon, Polyester, Aramid,
Glas und Metall vertreten wird. Die seitliche Gesamtbreite der Unterlagenstruktur
beträgt
weniger als die seitliche Breite der Zwischenbaulagenstruktur. Die
in der Elastomermasse der Unterlagenstruktur eingebettete Vielzahl im
Wesentlichen unausdehnbarer Korde kann in regelmäßigen Abständen von etwa 10 cm bis 20
cm abgeschnitten sein oder nicht, um eine Längenzunahme des Unterlagenstreifens
zu ermöglichen,
um den Umfangsanstieg des Aufblasens der unvulkanisierten Reifenkarkasse
zu einer ringförmigen
Karkassenform aufzufangen. Die Korde werden durchschnitten, wenn
die Aufblaseveränderung
des Durchmessers des Unterlagenstreifens größer ist als die begrenzte Dehnbarkeit
des Kords. Der Balken ist aus Elastomermaterial gefertigt, das einen
Elastizitätsmodul aufweist,
der gleich oder größer ist
als der Elastizitätsmodul
des Elastomermaterials, worin die im Wesentlichen unausdehnbaren
Korde eingebettet sind. Der Balken hat eine Dicke von etwa 1 mm
bis 10 mm und meistbevorzugt eine Dicke von etwa 3 mm bis 7 mm.
Der Balkenteil der Unterlagenstruktur ist in Bezug zum Hauptkörper der
Unterlagenstruktur in radialer Richtung nach innen oder in Bezug
zum Hauptkörper
der Unterlagenstruktur in radialer Richtung nach außen positioniert.
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In
einer dritten Ausführung
betrifft die vorliegende Erfindung einen Pneumatik-Radialreifen
mit einer Lauffläche,
einer Karkasse mit zwei Seitenwänden,
zwei unausdehnbaren ringförmigen
Wülsten,
einer Radialstruktur, einer zwischen der Lauffläche und der Radialstruktur
befindlichen Gürtelstruktur
und einer luftundurchlässigen
Innenisolierung. Der Reifen besitzt eine zenitversteifende Unterlagenstruktur,
die in radialer Richtung nach innen und benachbart zur Radialstruktur
und in radialer Richtung nach außen und benachbart zur Innenisolierung
angeordnet ist. Die Unterlagenstruktur besteht aus einem einzigen flachen
Materialstreifen, der in einer Vielzahl beabstandeter umfangsgerichteter
Windungen um die Reifenkarkasse angebracht ist. Der flache Streifen besteht
aus einer Vielzahl im Wesentlichen unausdehnbarer Korde mit hohem
Modul, die mehr oder weniger parallel zueinander in eine Elastomermasse eingebettet
sind. Die im Wesentlichen unausdehnbaren Korde mit hohem Modul sind
aus einem Material gefertigt, das aus einer Materialgruppe gewählt ist, welche
beispielhaft durch Nylon, Rayon, Polyester, Aramid, Metall und Glas
vertreten wird. Die seitliche Gesamtbreite der Unterlagenstruktur
beträgt
weniger als die seitliche Breite der Zwischenbaulagenstruktur. Die
in der Elastomermasse der Unterlagenstruktur eingebettete Vielzahl
im Wesentlichen unausdehnbarer Korde kann in regelmäßigen Abständen von
etwa 10 cm bis 20 cm abgeschnitten sein oder nicht, um eine Längenzunahme
des Unterlagenstreifens zu ermöglichen,
um den Umfangsanstieg der unvulkanisierten Reifenkarkasse zu der
ringförmigen
Karkassenform beim Aufblasen aufzufangen. Die Korde werden durchschnitten,
wenn die Aufblaseveränderung
des Durchmessers des Unterlagenstreifens größer ist als die begrenzte Dehnbarkeit
des Kords.
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In
einer anderen Ausführung
betrifft die vorliegende Erfindung einen Pneumatik-Radialreifen
mit einer Lauffläche,
einer Karkasse mit zwei Seitenwänden,
zwei unausdehnbaren ringförmigen
Wülsten,
einer Radialstruktur, einer zwischen der Lauffläche und der Radialstruktur
befindlichen Gürtelstruktur
und einer luftundurchlässigen
Innenisolierung. Der Reifen besitzt eine zenitversteifende Unterlagenstruktur,
die in radialer Richtung nach innen und benachbart zur Radialstruktur
und in radialer Richtung nach außen und benachbart zur Innenisolierung
angeordnet ist. Die Unterlagenstruktur umfasst einen einzigen flachen
Materialstreifen, der in einer Vielzahl beabstandeter umfangsgerichteter
Windungen um die Reifenkarkasse angebracht ist. Der flache Streifen
umfasst eine Vielzahl im Wesentlichen unausdehnbarer Korde mit hohem
Modul, die mehr oder weniger parallel zueinander in eine Elastomermasse
eingebettet sind, und einen aus Elastomermaterial gefertigten Balken, der
an das Elastomermaterial angrenzt, worin die im Wesentlichen unausdehnbaren
Korde mit hohem Modul eingebettet sind. Die im Wesentlichen unausdehnbaren
Korde mit hohem Modul sind aus einem Material gefertigt, das aus
einer Materialgruppe gewählt
ist, welche beispielhaft durch Nylon, Rayon, Polyester, Aramid,
Glas und Metall vertreten wird. Die seitliche Gesamtbreite der Unterlagenstruktur
beträgt weniger
als die seitliche Breite der Zwischenbaulagenstruktur, und die in
der Elastomermasse der Unterlagenstruktur eingebettete Vielzahl
im Wesentlichen unausdehnbarer Korde kann in regelmäßigen Zwischenabständen von
etwa 10 cm bis 20 cm durchschnitten sein oder nicht, um eine Längenzunahme
des Unterlagenstreifens zu ermöglichen,
um den Umfangsanstieg der unvulkanisierten Reifenkarkasse zu einer
ringförmigen
Karkassenform beim Aufblasen aufzufangen. Die Korde werden durchschnitten,
wenn die Aufblaseveränderung
des Durchmessers des Unterlagenstreifens größer ist als die begrenzte Dehnbarkeit
des Kords. Der Balken ist aus Elastomermaterial gefertigt, das einen
Elastizitätsmodul
aufweist, der gleich oder größer ist
als der Elastizitätsmodul
des Elastomermaterials, worin die im Wesentlichen unausdehnbaren
Korde eingebettet sind, und er hat eine Dicke von etwa 1 mm bis
10 mm und meistbevorzugt eine Dicke von etwa 3 mm bis 7 mm. Der
Balkenteil der Unterlagenstruktur ist in Bezug zum Hauptkörper der
Unterlagenstruktur in radialer Richtung nach innen oder in Bezug
zum Hauptkörper
der Unterlagenstruktur in radialer Richtung nach außen positioniert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Struktur,
Funktionsweise und Vorzüge
der Erfindung werden deutlich bei Inbetrachtziehen der nachfolgenden
Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, worin:
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1 eine
Querschnittsansicht einer EMT-Gestaltung
des Standes der Technik, die verstärkte Seitenwände aufweist,
ist;
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2A eine
Querschnittsansicht eines EMT, der die vorliegende Erfindung verkörpert, ist;
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2B eine
Querschnitts-Detailansicht der Unterlage gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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3A ein
schematisches Diagramm einer verformten Reifenlauffläche im Bereich
der Aufstandsfläche
des Reifens ist;
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3B ein
schematisches Diagramm ist, das die Beanspruchungen in dem sich
aufwärts
biegenden Teil der Aufstandsfläche
des Reifens zeigt;
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3C ein
schematisches Diagramm ist, das die Beanspruchungen in dem sich
abwärts
biegenden Teil der Aufstandsfläche
des Reifens zeigt;
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4A eine
schematische Ansicht der Unterlage gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, angebracht an einem Reifenrohling auf der Aufbautrommel, wobei
die Korde durchschnitten wurden;
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4B eine
schematische Ansicht ist, die die Form der Unterlage gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, nachdem der Reifenrohling in die Laufflächeneinheit
aufgeblasen wurde, wo die Korde durchschnitten wurden;
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4C eine
schematische Ansicht ist, die die Form der Unterlage gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, nachdem der Reifenrohling in die Laufflächeneinheit
aufgeblasen wurde, wo die Korde nicht durchschnitten wurden;
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5 eine
Querschnittsansicht der Unterlage gemäß der vorliegenden Erfindung,
angebracht zwischen der Innenisolierung und der in radialer Richtung
am meisten nach innen gelegenen Radiallage, ist;
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6 eine
schematische Ansicht der grundlegenden Unterlagenerfindung mit einem
zusätzlichen
Gummi-„Balken"-Element ist; diese
Figur muss modifiziert werden, um den Balken unter mehr als einem
Streifen zu zeigen;
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7A eine
Querschnittsansicht der Unterlage mit Balken gemäß der vorliegenden Erfindung, angeordnet
zwischen der Innenisolierung und der in radialer Richtung am meisten
nach innen gelegenen Radiallage, ist, wobei das Balkenelement in
Bezug zu dem kordverstärkten
flachen Streifen radial nach innen gelegen ist;
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7B eine
Querschnittsansicht der Unterlage mit Balken gemäß der vorliegenden Erfindung, angeordnet
zwischen der Innenisolierung und der in radialer Richtung am meisten
nach innen gelegenen Radiallage, ist, wobei das Balkenelement in
Bezug zu dem kordverstärkten
flachen Streifen radial nach außen
gelegen ist; und
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7C ein
schematisches Diagramm ist, das die Zug- und Kompressionsbeanspruchungen
eines gebogenen Reifenzenits zeigt und die Position der Unterlagenerfindung
in Bezug zur neutralen Biegeachse des Reifenzenits zeigt.
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DEFINITIONEN
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„Axial" bedeutet die Linien
oder Richtungen, die parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen.
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„Wulst" oder „Wulstkern" bedeutet allgemein denjenigen
Teil des Reifens, der ein ringförmiges
Zugelement aus radialen inneren Wülsten umfasst, die dem Festhalten
des Reifens an der Felge zugeordnet sind; wobei die Wülste durch
Lagenkorde eingehüllt sind
und geformt sind, mit oder ohne andere Verstärkungselemente, wie etwa Kernfahnen,
Wulstverstärker,
Kernprofile oder Kernreiter, Zehen-Gummistreifen und Wulstschutzbänder.
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„Gürtelstruktur" oder „Verstärkungsgürtel" bedeutet zumindest
zwei ringförmige
Schichten oder Lagen paralleler Korde, gewebt oder nicht gewebt, die
unter der Lauffläche
liegen, nicht am Wulst verankert, und die in Bezug zur Äquatorebene
des Reifens sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich von
17° bis
27° aufweisen.
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„Zwischenbaulagen" oder „Reifen-Zwischenbaulagen" bedeutet dasselbe
wie Gürtel
oder Gürtelstruktur
oder Verstärkungsgürtel.
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„Karkasse" bedeutet die Reifenstruktur
außer
der Gürtelstruktur,
Lauffläche,
Unterlauffläche, über den
Kordlagen, jedoch einschließlich
der Wülste.
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„Umfangsgerichtet" bezieht sich auf
kreisförmige
Linien oder Richtungen, die sich entlang dem Außenumfang der Laufflächen-Oberfläche parallel zur Äquatorrichtung
erstrecken.
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„Kord" bezieht sich auf
im Wesentlichen unausdehnbare Hochmodul-Fasern, die aus Einzeldrähten oder
-fasern oder verdrehten Vielfachsträngen von Fasern oder Drähten gefertigt
sind.
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„Äquatorebene" bedeutet die Ebene
senkrecht zur Rotationsachse des Reifens und durch das Zentrum seiner
Lauffläche
verlaufend; oder die Ebene, die die umfangsgerichtete Mittellinie
der Lauffläche
enthält.
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„Aufstandsfläche" bedeutet die Kontaktstelle oder
den Kontaktbereich der Reifenlauffläche mit einer flachen Oberfläche bei
Nullgeschwindigkeit und unter normaler Last und Druck.
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„Innenisolierung" bedeutet die Lage
oder Lagen aus Elastomer oder anderem Material, die die Innenfläche eines
schlauchlosen Reifens bilden und die das Aufpumpfluid innerhalb
des Reifens enthalten.
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„Seitlich" bedeutet eine Richtung
parallel zur axialen Richtung, wie etwa quer über die Breite des Laufflächen- oder
Zenitbereichs.
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„Normaler
Aufpumpdruck" bedeutet
den durch die geeignete Normenorganisation für die Betriebsbedingung des
Reifens zugeordneten spezifischen Aufpumpdruck bzw. -last.
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„Lage" bedeutet eine kordverstärkte Lage aus
gummibeschichteten, radial entfalteten oder anderweitig parallelen
Korden.
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„Radial" bedeutet Richtungen
in radialer Richtung zur oder weg von der Rotationsachse des Reifens.
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„Radialstruktur" bedeutet die eine
oder mehr Karkassenlagen, wovon zumindest eine Lage Verstärkungskorde
aufweist, die in einem Winkel von zwischen 65° und 90° in Bezug zur Äquatorebene des
Reifens ausgerichtet sind.
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„Radialreifen" bedeutet einen mit
Gürteln versehenen
oder umfangsgerichtet eingeschränkten Pneumatikreifen,
wobei zumindest eine Lage Korde aufweist, die sich von Wulst zu
Wulst erstrecken und in Kordwinkeln zwischen 65° und 90° in Bezug zur Äquatorebene
des Reifens gelegt sind.
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„Seitenwand" bedeutet denjenigen
Teil des Reifens zwischen der Lauffläche und dem Wulst.
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„Reifenzenit" bedeutet die Lauffläche, Laufflächenschultern
und benachbarte Teile der Seitenwände.
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„Keileinsatz" bedeutet die bogen-
oder keilförmige
Verstärkung,
die typischerweise zur Verstärkung
der Seitenwände
von Reifen mit Notlaufeigenschaften verwendet wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-FORMEN
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Während die
Hauptgestaltungsziele einer Zenitverstärkung diejenigen der Beständigkeit
gegen Laufflächenabhebung
während
Niederdruck- und Nulldruckbetriebs sowohl bei EMTs als auch Nicht-EMTs
sind, sind Nebenziele gleichzeitig die Verbesserung der Fahrzeughandhabung
und Reifenhaltbarkeit bei normalem, voll druckbeaufschlagtem Betrieb.
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In
Anbetracht dieser Erwägungen
betrifft die vorliegende Erfindung eine zenitverstärkende oder zenitversteifende
Unterlagenstruktur, die leichtgewichtig ist und vielfache, beabstandete,
flache spiralförmige
Bandwicklungen eines zwischen den Lagen der Karkasse und der Zwischenbaulagenpackung unterhalb
der Lauffläche
oder, alternativ, zwischen der Innenisolierung und der in radialer
Richtung am meisten nach innen gelegenen Radiallage angeordneten
kordverstärkten
Elastomerstreifens umfasst.
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In
einem allgemeinen Sinn gibt es zwei grundlegende Teile von an Personenwagen
und Lastkraftwagen verwendeten Pneumatik-Radialreifen. Ein Teil
ist die Karkasse, einschließlich
der Kordlagen, zweier unausdehnbarer ringförmiger Wülste, der Seitenwände, der
Innenisolierung und des Elastomermaterials, d.h., Gummis, der diese
Komponenten zusammenhält,
nachdem der Reifen zusammengebaut und der Gummi ausgehärtet ist.
Der andere Teil ist der Zenit, der die Lauffläche und die darunterliegenden
Gürtel
oder Zwischenbaulagen umfasst, die ebenfalls durch eine Masse ausgehärteten Gummis
zusammengehalten werden.
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Das
Aufteilen des Reifens in zwei solche Teile spiegelt die Fertigungsabfolge
wieder, wobei der Zenit- oder Laufflächenteil getrennt von der Karkasse zusammengebaut
wird, wobei letztere auf einer zylindrischen Bautrommel zusammengebaut
wird, bevor sie in die Laufflächen-/Zwischenbaulageneinheit „aufgeblasen" und damit verbunden
wird, bevor sie unter Druck in einer beheizten Presse ausgehärtet wird,
die sowohl den Gummi aushärtet
als auch das Profilmuster in den in radialer Richtung ganz außen befindlichen
Gummi eindrückt
und auch den Seitenwänden
Form, Textur und andere Muster mitteilt.
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In
einem solchen generalisierten oder generischen Reifen stellen die
Gürtel
oder Zwischenbaulagen, die meistens aus Stahl oder anderem im Wesentlichen
unausdehnbaren Material gefertigt sind, einen Teil der Zeniteinheit
dar und sind direkt benachbart zu, jedoch in radialer Richtung nach
außen
davon, den Lagen der Karkasse angeordnet.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung erwägt
die Anbringung vielfacher Wicklungen flacher Streifen kordverstärkten Elastomers,
die eine Unterlagenstruktur umfassen, die an der in radialer Richtung
nach innen in Bezug zu den Zwischenbaulagen im Zenitbereich und
in radialer Richtung nach außen in
Bezug zu den Lagen der Karkasse gelegenen Stelle angeordnet sind.
Eine alternative Ausführung
erwägt
auch das Anordnen der Zenitverstärkung
der vorliegenden Erfindung in dem in radialer Richtung nach innen
in Bezug zu den Lagen und in radialer Richtung nach außen in Bezug
zu der Innenisolierung befindlichen Bereich. Noch eine andere Ausführung erwägt die Hinzufügung eines
Elastomer-„Balkens", der weiter zur
Steifigkeit des vorgenannten kordverstärkten flachen Streifens beiträgt.
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DIE GRUNDLEGENDE
ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist in Querschnittsansicht
ein Segment eines typischen Reifens mit Notlaufeigenschaften des
Standes der Technik oder EMT-Radialreifens 100 dargestellt,
mit einer Lauffläche 114,
die durch eine in radialer Richtung äußerste Zwischenbaulage 116 und
eine innere Zwischenbaulage 118, eine äußere Radiallage 120,
eine innere Radiallage 122, die zusammen eine Radialstruktur 123 umfassen,
und eine Innenisolierung 124 unterlegt ist. Der Reifen 100 besitzt
auch Seitenwände 112a und 112b und
zwei äußere Seitenwand-Keileinsätze 113a und 113b und
zwei innere Seitenwand-Keileinsätze 115a und 115b.
Obwohl 1 eine EMT-Gestaltung zeigt, liegt es auch innerhalb der
Reichweite der vorliegenden Erfindung, sie sowohl bei EMT- als auch
bei Nicht-EMT-Gestaltungen anzuwenden.
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2A zeigt
in Querschnittsansicht ein Segment eines Reifens mit Notlaufeigenschaften
oder EMT-Radialreifens 200,
der einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert, wobei er eine Lauffläche 224 aufweist,
die mit einer in radialer Richtung äußersten Zwischenbaulage 226 und
einer inneren Zwischenbaulage 228 unterlegt ist, die zusammen eine
Zwischenbaulageneinheit 227 bilden. Es sind auch eine äußere Radiallage 230,
eine innere Radiallage 232, eine Innenisolierung 234 und
Seitenwände 233a und 233b,
verstärkt
durch einen äußeren Seitenwand-Keileinsatz 235a beziehungsweise 235b,
und einen inneren Seitenwand-Keileinsatz 237a beziehungsweise 237b,
dargestellt. Es ist auch eine Unterlagenstruktur 238 dargestellt,
die in der vorliegenden Erfindung als sechs umfangsgerichtete schraubenförmige Windungen
des Unterlagenstreifens 240 umfassend dargestellt ist.
Das heißt,
die Unterlagenstruktur 238 ist eine einzige beabstandete schraubenförmige Windung
eines flachen Materialstreifens 240, der umfangsgerichtet
um die Karkasse des Reifens in dem in radialer Richtung von den
Karkassenlagen 230, 232 nach außen gelegenen
und in radialer Richtung von den Zwischenbaulagen 226, 228 nach
innen gelegenen Bereich angeordnet ist. Die gesamte seitliche Breite „TW" der Windungen des
Unterlagenstreifens 240 der Unterlagenstruktur 238 beträgt weniger
als die Breite „bw" der Zwischenbaulagenstruktur 227.
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2B ist
eine Nahaufnahmen-Querschnittsansicht einer Windung des Streifens 240 der
Zenitversteifungs-Unterlagenstruktur 238 (dargestellt in 1A) gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Komponenten des Unterlagenstreifens 240 stellen eine
Vielzahl im Wesentlichen unausdehnbarer Korde 242 mit hohem
Modul dar, die in eine Elastomermasse 244 eingebettet sind.
Der Unterlagenstreifen 240 hat eine Breite „W" von etwa 6 mm bis
20 mmm und vorzugsweise etwa 10 mm. Der Unterlagenstreifen 240 hat
eine Dicke „t" von mehreren Millimetern. Die
Korde 242 sind Mehrstrang- oder Einzeldrähte oder
-fasern, die aus Materialien der Klasse von Hochmodul-Materialien
gefertigt sind, die Rayon, Nylon, Polyester, Metall, Aramid und
Glas einschließt, jedoch
nicht darauf beschränkt
ist. Das heißt,
die Unterlagenstruktur 238 besteht aus einem einzigen flachen
Materialstreifen 240, der in einer Vielzahl beabstandeter,
umfangsgerichteter Windungen um die Reifenkarkasse angeordnet ist.
Der flache Streifen 240 besteht aus einer Vielzahl im Wesentlichen
unausdehnbarer Korde mit hohem Modul, die mehr oder weniger parallel
zueinander in die Elastomermasse 244 eingebettet sind.
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FUNKTIONSPRINZIP
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Wie
hierin vorangehend festgestellt, ist das Gestaltungsziel der vorliegenden
Erfindung das Versteifen des Zenits und das Verhindern des Laufflächenabhebens,
wenn ein Reifen, EMT oder Nicht-EMT,
auf einem inneren Pneumatikdruck betrieben wird, der geringer ist
als der Entwurfsdruck.
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Bezugnehmend
auf 3A ist dort schematisch ein Teil des Laufflächen-Außenumfangs 300 eines
Reifens 302, der auf einer Straßenoberfläche 304 fährt, dargestellt.
Die Ansicht ist parallel zur Achse des Reifens, d.h. die Sicht ist
von der Seite, die mehr oder weniger die Äquator- oder Zentralebene des
Reifens 302 in dem Bereich, wo die Laufflächenanhebung
am größten sein
wird, zeigt. Der Reifen 302 ist mit verformter Aufstandsfläche dargestellt, was
auf die Befüllung
mit weniger als dem optimalen inneren Druck zurückzuführen ist, sodass der Aufstandsflächenbereich 306 der
Lauffläche 300 in
dem zentralen Bereich, der der Äquatorebene
des Reifens am unmittelbarsten benachbart ist, nach oben verformt
ist.
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Der
nach oben gewölbte
Bereich 308 der Lauffläche 300 in
dem mit den Buchstaben „A" und „A'" markierten Bereich ist detailliert
in 3B dargestellt, welche eine schematische Ansicht
der sich von der Lauffläche 300 zur
Innenisolierung 310 radial nach innen erstreckenden Lagen
ist. Die neutrale Biegeachse 312 markiert die Trennung
des zugbeanspruchten Bereichs 314 von dem kompressionsbeanspruchten
Bereich 316. Die Buchstaben „C" und „T" bezeichnen jeweils Kompressions- und
Zugbeanspruchungen in den Reifenkomponenten. Da die innerhalb der
laufflächenversteifenden
Unterlage der vorliegenden Erfindung enthaltenen Korde 318 (vergleiche 242)
auf der Zugbeanspruchungsseite 314 der neutralen Achse 312 liegen,
tragen sie Zugbeanspruchungen bei, die Steifigkeit hinzufügen und
der Biegeverformung der Lauffläche 300 widerstehen.
In 3B trennt der Abstand „d" die neutrale Biegeachse vom Verstärkungskord 318;
dieser Trennungsabstand „d" entspricht einem
zeitweiligen Momentarm, durch den die auf das Kord 318 einwirkenden
Zugkräfte
wirken, um dem Verbiegen des Laufflächen- und Zenitbereichs des
Reifens zu widerstehen.
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Unter
Berücksichtigung
der in 3A dargestellten beiden sich
nach oben biegenden Bereiche 320 der Lauffläche 300 zeigt
die Detailansicht von 3C die entsprechenden „T"-Zug- und „C"-Kompressionsbeanspruchungen in Bezug
auf die neutrale Biegeachse 312, über der die Korde 318 der
Unterlage der vorliegenden Erfindung liegen. In diesem Fall sind
die Korde 318 in Kompression, jedoch, da sie aus einem
Material mit hohem Elastizitätsmodul sind,
das die seitliche Unterstützung
durch eine Elastomermasse 244 (dargestellt in 2B)
hat, sind die Korde 318 gegen die besondere Art von Kompressionsversagen
gestützt,
die als Säulenversagen
der Sorte bekannt. ist, die angetroffen wird, wenn lange und dünne strukturelle
Elemente entlang ihrer Länge einer
Kompressionsbelastung unterzogen werden. Das Ergebnis ist, dass
die Verstärkungskorde 318 eine
Kompressionskraft beitragen, um der Durchbiegung des Zenits und
der Lauffläche
zu widerstehen, wodurch diese gegen Laufflächenabhebung versteift werden.
Anzumerken ist, dass, wie in dem in 3B abgebildeten
Zugkraftfall, 3C denselben Abstand „d" zeigt, der die neutrale
Biegeachse von dem Verstärkungskord 318 trennt
und, wie in dem Zugkraftfall oben, der Trennungsabstand „d" einem effektiven
Momentarmabstand entspricht, durch den die auf die Korde 318 einwirkenden
Kompressionskräfte wirken,
um dem Verbiegen des Laufflächen-
und Zenitbereichs des Reifens zu widerstehen.
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Sowohl
in 3B als auch 3C, die
Abwärtsbeziehungsweise
Aufwärtsbiegemodi
zeigen, trägt
das Vorhandensein der Korde 318 zu einem Anstieg im Biegemodul
der Gesamtstruktur des Laufflächenbereichs 300 bei,
d.h. zum Versteifen des Zenits.
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ANBRINGUNG
DER UNTERLAGE
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Bezugnehmend
auf 4A ist eine noch aufzublasende unvulkanisierte
Reifenkarkasse 400 dargestellt, wie sie auf einer Bautrommel
erscheinen würde
(nicht dargestellt). Die Unterlage 402 besteht aus mehrfachen
spiralförmigen
Windungen 404 (vergleiche 240 des in 2B im
Querschnitt gezeigten Unterlagentyps). Die Anzahl der spiralförmigen Windungen 404 liegt
im Bereich von zwischen vier und dreißig, abhängig von der Laufflächenbandbreite, meistbevorzugt
ausreichend zum Abdecken der zentralen zwei Drittel der Laufflächenbandbreite.
Es können
kleine Einschnitte oder Trennungen in den Windungen 404 an
regelmäßig beabstandeten
Stellen 406 vorhanden sein oder nicht. Während sie
nicht eingeschränkt
sind, sind die Einschnitte vorzugsweise beispielsweise mit etwa
10 bis 20 Zentimeter-Abständen
dazwischen in den Korden mit hohem Modul beabstandet (vergleiche 242 von 2B).
Die Einschnitte oder Trennungen an den beabstandeten Stellen 406,
wie an der unvulkanisierten Reifenkarkasse 400 gezeigt,
ermöglichen
es dem Unterlagenstreifen, das Aufblasen der unvulkanisierten Reifenkarkasse
zu der ringförmigen
Karkassenform 408, wie in 4B gezeigt,
aufzufangen; die Hochmodulkorde innerhalb der individuellen Windungen 404 der Unterlage 402 fangen
somit den Aufblaseprozess auf. Einschnitte sind nicht notwendig,
wenn die Aufblasemenge nicht die Dehnbarkeitsgrenze der Korde überschreitet.
Die Beabstandung der Einschnitte 406 in dem nicht aufgeblasenen
Reifen 400 ist derart, dass sie die Bildung unregelmäßig beabstandeter Trennungen 410 gestattet,
sodass die Trennungen sich über
alle Teile der Windungen 404 nicht seitlich überlappen,
in jeder willkürlichen,
seitlich orientierten Linie, wie mit den Buchstaben „X-X" markiert. Diese Beabstandung
bewahrt die laufflächenversteifenden Eigenschaften
der Unterlage mehr oder weniger einheitlich um den Umfang der aufgeblasenen
Reifenkarkasse 408 herum.
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Unter
Bezugnahme auf 4C ist eine aufgeblasene unvulkanisierte
Reifenkarkasse 420 gezeigt. Die Unterlage 422 besteht
aus vielfachen spiralförmigen Windungen 424 (vergleiche 240 des
in 2B im Querschnitt gezeigten Unterlagentyps). Die
Anzahl spiralförmiger
Windungen 424 liegt im Bereich von vier bis dreißig, abhängig von
der Laufflächenbandbreite,
meistbevorzugt ausreichend, um die mittleren zwei Drittel der Laufflächenbandbreite
abzudecken. Der Unterlagenstreifen 422 ist ausreichend
elastisch, um das Aufblasen der unvulkanisierten Reifenkarkasse 420 zur
ringförmigen
Karkassenform, wie in 4C gezeigt, aufzufangen; die
Hochmodulkorde innerhalb der individuellen Windungen 424 der
Unterlage 422 gestatten somit den Aufblaseprozess. Einschnitte,
wie in den 4A und 4B gezeigt,
sind nicht erforderlich, da die Aufblasemenge die Dehnbarkeitsgrenze
der Korde nicht übersteigt.
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ZWEITE AUSFÜHRUNG
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Eine
zweite Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist durch ihren Ort gekennzeichnet, nämlich in
radialer Richtung weiter nach innen von der vorgenannten Stelle
zwischen einer Zwischenbaulagenpackung 504 und den Radiallagen
eines Reifens 500. Spezieller sind die zenitversteifenden,
kordverstärkten
flachen Streifen Laufflächenunterlagen-Elastomermaterials,
wie oben beschrieben, in radialer Richtung nach innen von der innersten
Radiallage und in radialer Richtung nach außen von der Innenisolierung
aus angeordnet. 5 illustriert die Stelle der zweiten
Ausführung
in einem Reifen 500 mit einer Lauffläche 502, einer Zwischenbaulagenpackung 504,
die aus einer in radialer Richtung äußeren Zwischenbaulage 506 und
einer in radialer Richtung inneren Zwischenbaulage 508 besteht.
Der Reifen 500 weist eine Zwischenbaulagenpackung 504,
Seitenwände 512a, 512b,
eine äußere Lage 514,
eine innere Lage 516 und eine Innenisolierung 518 auf.
Das in 5 gezeigte Reifensegment hat eine EMT-Gestaltung,
jedoch beabsichtigen die Erfinder, dass die vorliegende Erfindung
auch bei Nicht-EMT-Gestaltungen Anwendung finden soll, in im Wesentlichen
derselben Form wie gezeigt, jedoch ohne die Seitenwändeneinsätze 520a, 520b beziehungsweise 522a, 522b,
wie im Zusammenhang mit diesem illustrativen EMT-Beispiel. Die Windungen 524 (vergleiche 240 der
Unterlage der vorliegenden Erfindung, dargestellt in 5)
befinden sich zwischen der Innenisolierung 518 und der
in radialer Richtung innersten Lage 516.
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Ein
Vorzug dieser in radialer Richtung nach innen gelegenen Stelle,
wie in 5 in Bezug auf die Stelle der ersten Ausführung gezeigt,
ist der größere mechanische
Vorteil der Unterlage beim Versteifen von Zenitbereich und Lauffläche. Der
mechanische Vorteil wird deutlich bei der Betrachtung der 3B und 3C,
wobei der Abstand „d" zwischen der neutralen
Biegeachse und den in dem Unterlagenstreifen eingebetteten Korden 318 ansteigt,
was bedeutet, dass der Momentarmabstand, d.h. „d", zwischen dem Kord und der neutralen
Biegeachse in dieser zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung
vergrößert ist;
dieser Anstieg des Trennungsabstandes „d" zwischen der neutralen Achse und dem Verstärkungskord 318 (3B, 3C)
wird um eine Menge, die annähernd
gleich der Dicke der Lagen 514, 516 ist, größer, wodurch
sich bei dem Beitragen zu dem Gesamtbiegeträgheitsmoment des Zenit- und
Laufflächenbereichs
eines Reifens, worin diese Erfindung eingearbeitet ist, ein erhöhter effektiver
,Momentarmabstand „d"' ergibt.
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DRITTE AUSFÜHRUNG
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6 illustriert
in Querschnittsansicht eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung, worin der kordverstärkte flache Streifen 600,
der aus einer Vielzahl von in einer Elastomermatrix 604 (vergleiche 244)
eingebetteter Verstärkungskorde 602 (vergleiche 242)
und darin einem „Balken" genannten zusätzlichen
Gummipolster 606 besteht, das an die anderen Komponenten
des flachen Streifenteils der Erfindung, wie hierin vorangehend
beschrieben, angrenzt. Es ist anzumerken, dass der Balken 606 unter jeder
Windung des flachen Streifens 600 angeordnet ist. Der Balken 606 hat
eine Dicke „u" und eine Breite „v", wobei letztere
kleiner ist als die Breite „w" des kordverstärkten flachen
Streifens 600. Der Balken 606 hat eine Dicke „u" von zwischen etwa
1 Millimeter und 10 Millimetern und meistbevorzugt eine Dicke von
zwischen etwa 3 mm und 7 mm. Der Balken 606 ist aus Elastomermaterial
mit einem Elastizitätsmodul
nach Vulkanisieren, das größer oder
gleich dem Elastizitätsmodul
der Masse 604, worin die Korde 602 eingebettet
sind, ist.
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Der
Balken 606 hat den Vorteil, dass er zu den laufflächen- und
zenitversteifenden Fähigkeiten der
vorliegenden Unterlagenerfindung mittels zweier Methoden beiträgt: (1)
aufgrund der innewohnenden Starrheit des Balkens 606, und
(2) aufgrund der Dicke „u" des Balkens beim
Wegbewegen des Kompressions- und Zugbeanspruchungen tragenden Teils
des Hauptkörpers
des Streifens, d.h. der die Verstärkungskorde 602 umfassenden
Elastomermasse 604, radial weiter nach außen von
der neutralen Biegeachse des Zenit-/Laufflächenbereichs des Reifens, das
Wegbewegen der Unterlage, insbesondere seiner Hochmodul-Kordkomponenten,
von der neutralen Biegeachse noch weiter steigert, was dadurch noch
weiter zu einem Anstieg des Biege-Trägheitsmoments des Zenit-/Laufflächenbereichs
des Reifens beiträgt.
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BALKEN UNTER
DER UNTERLAGE
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Die 7A und 7B zeigen
in Querschnittsansicht zwei Reifen 700 und 702,
die im Wesentlichen dieselben sind, außer der Orientierung der Unterlagen 704 beziehungsweise 706 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Spezifischer sind die jeweiligen Balken 708 und 710 der
Unterlagen 704 und 706 in den jeweiligen 7A und 7B in
unterschiedlichen Ausrichtungen angeordnet. Jeder der Reifen 700 und 702 hat
im allgemeinen eine identische Konstruktion (und daher verweist
die Verwendung gleichartiger Referenzziffern zwischen den 7A und 7B auf
im Wesentlichen dieselben Komponenten), außer den Unterlagen 704 und 706,
wie zuvor erörtert
und wie hierin im folgenden detaillierter beschrieben. Die Reifen 700 und 702 besitzen
jeder eine Lauffläche 712 und
eine aus zwei Zwischenbaulagen 715, 716 bestehende
Zwischenbaustruktur 714, Seitenwände 718a, 718b,
eine in radialer Richtung äußere Radiallage 720,
eine in radialer Richtung innere Radiallage 722 und eine
Innenisolierung 724.
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In 7A sind
die Windungen der sechs Windungen der Unterlage 704 mit
dem Balken 708 so ausgerichtet, dass der Balkenteil 708 (vergleiche 606 in 6) in
Bezug zu dem kordverstärkten
Elastomerteil der in 6 gezeigten Unterlage 600 radial nach
innen gelegen ist.
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In 7B sind
die sechs Windungen der Unterlage 706 mit dem Balkenteil 710 (vergleiche 606 in 6)
so ausgerichtet, dass der Balkenteil in Bezug zu dem kordverstärkten Elastomerteil
der Unterlagenstruktur 706 radial nach außen gelegen
ist.
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7C ist
eine schematische Seitenansicht (d.h. eine Ansicht parallel zur
Rotationsachse der Reifen 700 und 702) eines nach
oben (oder radial nach innen) gebogenen Teils des Laufflächen- und Zenitbereichs 730 der
Reifen 700 und 702, wie dieser in dem nach oben
gewölbten
Teil der Laufflächen-Aufstandsfläche vorgefunden
werden würde, wenn
der Reifen zur Aufrechterhaltung einer meisterwünschten Aufstandsfläche auf
einem Innendruck betrieben würde,
der weniger als optimal ist. Der äußere Teil des Reifens 700,
d.h. der Laufflächenbereich 732,
und der Innenteil des Reifens, d.h. der Innenisolierungsbereich 734,
stellen eine Struktur dar, die derart gebogen ist, dass die in radialer
Richtung nach innen gelegene Innenisolierungsseite 734 in
die Spannung T versetzt wird, während
die radial nach außen
gelegene Laufflächenbereichsseite 732 Kompressionskräfte C erfährt. Die
zwei Bereiche von Spannung T und Kompression C werden durch die neutrale
Biegeachse 736 getrennt. In der in 7C gezeigten
Ansicht ist die Unterlage 738 (die jeweilige Unterlagen 704 und 706 in
den 7A und 7B darstellt)
als durch einen variablen Abstand „vd" von der neutralen Biegeachse 736 getrennt
dargestellt, welcher Abstand variabel genannt wird, da er für spezifische
Reifengestaltungen, die größere oder
kleinere Mengen an Zenitversteifung erfordern, variiert werden kann.
Beispielsweise wird in 7A, wo der Balkenteil 708 in
radialer Richtung nach innen vom Hauptkörper des kordverstärkten Elastomerteils
der Unterlage 704 angeordnet ist, das Hinzufügen des Balkens
verursachen, dass der Abstand „vd" größer ist
als wenn der Balken nicht vorhanden wäre, d.h. ohne den Balken wäre der Reifen
so wie oben unter Verweis auf die 3B und 3C beschrieben.
Mit der Hinzufügung
des Balkenteils 708 kann jedoch der Abstand „vd" gemäß der Dicke „u" (siehe 6)
des Balkenteils und/oder im Verhältnis
zu dem Elastizitätsmodul
der Gummiverbindung, aus der der Balkenteil zusammengestellt ist,
vergrößert werden. Je
größer der
Abstand „vd", desto größer wird
das Biege-Trägheitsmoment
des Zenitbereichs des Reifens sein, aus den hierin vorangehend beschriebenen
Gründen.
Alternativ kann die Unterlage mit Balken so montiert werden, dass
der Balkenteil in radialer Richtung nach außen in Bezug zu dem kordverstärkten Elastomerteil
liegt, wie in 7B gezeigt, in welchem Fall
die im Wesentlichen unausdehnbaren Korde (vergleiche 602 in 6)
um die Dicke „u" des Balkens 710 weiter
von der neutralen Biegeachse 736 entfernt sein werden,
wodurch der variable Abstand „vd" vergrößert wird
und somit auch ein Anstieg des Biege-Trägheitsmoments
des Reifenzenits über und
höher als
die in Bezug auf die 3A bis 3C illustrierten
beigetragen wird.
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Schließlich stellen
die Erfinder sich weiterhin die Entfaltung der hierin beschriebenen
Unterlage mit Balken in dem in radialer Richtung in Bezug zu den Lagen
nach innen gelegenen und in radialer Richtung in Bezug zu der Innenisolierung
(nicht dargestellt) nach außen
gelegenen Bereich vor, wodurch noch größere Anstiege der Zenitsteifigkeit
erhalten werden, wie dies bei verschiedenen EMT- und Nicht-EMT-Reifengestaltungen
benötigt
wird. An einer solchen Stelle könnte
der Balkenteil der Unterlage, wie der Gestaltungsbedarf es erfordert,
in Bezug zu dem hauptsächlichen
kordverstärkten
flachen Streifenteil dieser Unterlagenerfindung radial nach innen
oder radial nach außen
gelegen sein.
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STRASSENTESTS
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Test
der Unterlagenerfindung zeigen, dass die Fahrzeugsteuerung bei Geradeausfahrt
verbessert ist und in Kurven nicht verschlechtert wird. Weiterhin
hat es sich gezeigt, dass ein Auto mit diesen Reifen, die mit der
vorliegenden Erfindung ausgestattet sind, auf relativ weichen Asphaltteermakadamstraßen (die
oft dazu neigen, mit Schwerlastverkehr zusammenhängende Spurrillen zu entwickeln) weniger
dazu neigt, von den Rillen negativ beeinflusst zu werden, was eine
verbesserte Spurhaltung ergibt.