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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Nachverfestigungsaufpump-Felge (nachstehend als eine "PCI-Felge" bezeichnet)
für einen Reifen für Fahrzeuge.
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Für das Karkassenmaterial eines Reifens ist die Verwendung
von Nylon, Polyester oder dergleichen weit verbreitet. Die
Temperatur eines Reifens eben nach der Vulkanisation in
seiner Form ist sehr hoch, und wenn der Reifen so gelassen
wird, wie er ist, tritt Kontraktion im Karkassenmaterial
auf, und der Reifen ist signifikant verformt.
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Angesichts dieses Problems wird der Reifen, und zwar eben
nach der Vulkanisation und während der Reifen sich noch auf
einer hohen Temperatur befindet, auf eine PCI-Felge
(verschieden von den Feigen, die in einem tatsächlichen Fahrzeug
verwendet werden) aufgezogen, um den Reifen während des
Abkühlens zu halten. Ein konstanter Luftdruck wird auf die
Anordnung aufgebracht, so daß Verformung und dergleichen
verhindert werden.
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Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Reifenwulstes,
der eine PCI-Felge m UND EINEN REIFEN t zeigt, die sich
miteinander in Eingriff befinden. Wie in Fig. 4 gezeigt ist,
ist eine PCI-Felge herkömmlicherweise so entworfen worden,
daß der Flanschradius r&sub1; kleiner (beispielsweise 5 mm) und
die Flanschhöhe li klein (beispielsweise 10,5 mm) für
leichte Reifenabnehmbarkeit oder breite Anwendbarkeit auf
unterschiedliche Reifen für PCI-Felgen unterschiedlichen
Durchmessers ist.
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Die US-A-4 169 698 offenbart eine
Reifen-Nachverfestigungsaufpumpvorrichtung mit Dichtringen gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1. Die Dichtringe weisen eine gestufte konische
Oberfläche auf, um Reifen unterschiedlicher Wulstdurchmesser
aufzunehmen, wobei jede Stufe einen Flansch mit einer
geraden Schräge unter einem Winkel von 45º aufweist, die eine
Störung durch die Reifenseitenwand vermeidet, wodurch ein
richtiger Sitz des Reifens in der Vorrichtung gewährleistet
ist.
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In dem Fall jedoch, wo ein Reifen t eben nach der
Vulkanisation mit der PCI-Felge m zusammengesetzt wird, die wie
vorstehend erwähnt entworfen ist, wird der Reifen so
aufgezogen, daß der Teil von der Krümmung a zur Seitenwand b in der
Richtung des Pfeils e geneigt ist. Dies ist durch die
durchgezogene Linie in Fig. 4 gezeigt. Eine imaginäre Linie in
Fig. 4 zeigt die ideale Form eines zusammengesetzten Reifens
ohne die Neigung.
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Aus diesem Grund, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wenn der Reifen
t auf einer Fahrzeugfelge n zur Verwendung an einem
tatsächlichen Fahrzeug montiert ist, bleibt ein breiter Spalt f
zwischen der Ferse d des Reifenwulstes c und der Felge n
zurück. Dieser breite Spalt f bewirkt, daß der Eingriff
zwischen dem Reifen t und der Fahrzeugfelge n ungleichförmig in
der Umfangsrichtung und demgemäß die FV (Kraftvariation)
groß wird. Dies bringt Reifenvibration bei Rotation im
Gebrauch mit sich.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, das vorstehend
erwähnte Problem zu lösen, nämlich eine PCI-Felge zu schaffen,
welche den Spalt zwischen der Ferse eines Reifens und seiner
Straßen- oder Fahrzeugfelge reduziert.
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Gemäß Anspruch 1 umfaßt eine PCI-Felge einen Wulstsitz 3 und
einen Flansch 4, um mit einem Reifenwulst eines Reifens T in
Eingriff zu gelangen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß
eine Kante des Flansches gerundet ist und der Flanschradius
R1 des Flansches im Bereich von 7,5 mm bis 12 mm liegt, die
Flanschhöhe L des Flansches im Bereich von 14 mm bis 25 mm
liegt und der Wulstsitzradius R2 des Wulstsitzes im Bereich
von 4,5 mm bis 7,0 mm liegt.
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Mit der PCI-Felge der vorliegenden Erfindung, in den
Zuständen, in denen ein heißer Reifen eben nach der Vulkanisation
mit der Felge zusammengesetzt wird, wird der
Reifenkrümmungsteil gehalten, ohne nach außen geneigt zu werden.
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Wenn der abgekühlte Reifen später an einer Fahrzeugfelge für
ein tatsächliches Fahrzeug montiert ist, ist der Spalt
zwischen dem Reifenwulst und der Felge kleiner als im Fall
eines herkömmlichen Reifens. Dank dieses Umstandes ist die
Kontaktfläche zwischen dem tatsächlichen Felgenfahrzeug und
dem Reifenwulst vergrößert, und der Eingriff des Reifens mit
der Felge variiert viel weniger in der Umfangsrichtung des
Reifens.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung lediglich mittels eines Beispieles in Verbindung
mit den diagrammatischen Zeichnungen ersichtlich werden, in
welchen
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Fig. 1 ein vergrößerter Querschnitt eines Wulstes
und eines PCI-Felge-Wulstsitzes der
vorliegenden Erfindung ist,
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Fig. 2 ein Querschnitt eines Reifens und einer
PCI-Felge ist,
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Fig. 3 ein vergrößerter Querschnitt eines Wulstes
und einer Felge 35 ist, wenn ein Reifen an
einer Radfelge für ein tatsächliches
Fahrzeug montiert ist,
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Fig. 4 ein vergrößerter Querschnitt eines Wulstes
und einer PCI-Hauptfelge des Standes der
Technik ist, und
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Fig. 5 ein vergrößerter Querschnitt eines Wulstes
und einer Straßenfelge ist, worin der in
Fig. 4 gezeigte Reifen an einer Feige für
ein tatsächliches Fahrzeug montiert ist.
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Die PCI-Felge der Fig. 1 & 2 umfaßt ein Paar erster und
zweiter scheibenartiger Felgen 2a und 2b. In den Fig. 1 und
2 repräsentiert das Symbol Q die Zentrumsachse eines Reifens
T und einer PCI-Felge 1, und das Symbol TC repräsentiert die
Äquatorialebene des Reifens T senkrecht zur Achse Q.
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Auf einer äußeren Umfangsfläche der ersten Feige 2a sind ein
geneigter Wulstsitz 3 und ein gekrümmter Flansch 4
vorgesehen. Die zweite Feige 2b ist auch ähnlich zur ersten Felge
2a aufgebaut.
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Der Reifen T, der auf den Feigen 2a und 2b zu montieren ist,
wird eben nach der Vulkanisation genommen, und er ist somit
heiß. In der Tat ist er so heiß, daß dann, wenn man ihn
abkühlen ließe, Wärmekontraktion den Reifen verformen würde.
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Beide Reifenwülste 5 des Reifens T befinden sich auf einem
der Wulstsitze 3 und dem Flansch 4 in Eingriff, und ein
konstanter Luftdruck wird im Inneren des Reifens T aufgebracht.
Dieser Innendruck P bewirkt, daß die Ferse 6 des
Reifenwulstes
5 in engem Kontakt mit dem Wulstsitz 3 und dem Flansch
4 steht.
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In diesem Stadium, wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich
der Reifen T in einem Zustand, in dem die Region von der
Krümmung 7 zur Seitenwand 8 lediglich geringfügig in der
Richtung des Pfeils E im Vergleich zu dem Zustand gekrümmt
ist, der durch die imaginäre Linie angedeutet ist und in dem
der Reifen T auf ideale Weise ohne zusätzliche Neigung
geformt ist.
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Danach wird der Reifen T, der auf der PCI-Felge 1 montiert
ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode gekühlt. Somit kann
signifikante Verformung, die durch Wärmekontraktion bewirkt
wird, verhindert werden, und ein Reifen T nahezu ohne
Deformation, wie in Fig. 1 gezeigt, ist realisiert.
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Nachdem der Reifen T abgekühlt ist, wird der Innendruck P
abgelassen und der Reifen T von der PCI-Felge 1 abgenommen.
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Fig. 3 zeigt den Reifen T in einem auf einer
Straßenfahrzeugfelge 9 für ein tatsächliches Fahrzeug montierten Zustand.
In diesem Zustand ist der Reifenwulst des Reifens T auf
einem Wulstsitz 10 und einem Flansch 11 der Fahrzeugfelge 9
montiert, wobei Innendruck P des Reifens T bewirkt, daß der
Reifen T daran angepaßt ist.
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Das Symbol F repräsentiert einen maximalen Spalt zwischen
dem Flansch 11 und dem Fersenteil des Reifenwulstes 5.
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Um den Spalt F in der PCI-Feige m, die in Fig. 1 gezeigt
ist, zu minimieren, muß die Neigung der Region vom
Krümmungsteil 7 zur Seitenwand 8 in der Richtung des Pfeils E durch
Stützen des Reifenwulstes 5 mit dem Flansch gehemmt werden.
Zu diesem Zweck sind der Flanschradius R&sub1;, der
Wulstsitzradius
R&sub2; und die Flanschhöhe L jeweils in den folgenden
Abmessungsbereichen eingestellt:
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1. 7,5 mm ≤ R&sub1; ≤ 12 mm
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2. 4,5 mm ≤ R&sub2; ≤ 7,0 mm
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3. 14 mm ≤ L ≤ 25 mm
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Der Flanschwinkel θ&sub1; und der Wulstsitzwinkel θ&sub2; sind in den
folgenden Bereichen eingestellt. Hinsichtlich des Symbols X,
dieses ist die Basislinie, die den Felgendurchmesser
anzeigt, und zwar parallel zur Achse Q. Die Basislinie X
kreuzt die Flanschbasislinie Y senkrecht.
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4. -2º ≤ θ&sub1; ≤ 2º
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5. 5º ≤ θ&sub2; ≤ 20º
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Vergleichsdaten zwischen Spalt F-Resultaten von der
Verwendung der PCI-Felge der vorliegenden Erfindung und Spalt f
(siehe Fig. 5, Resultate von einer herkömmlichen PCI-Felge)
und Vergleichsdaten zwischen Verschiebungen auf Felgen für
tatsächliche Fahrzeuge von zwei Reifen, die jeweils den
Spalt F und den Spalt f aufweisen, sind jeweils in den
folgenden Tabellen 1 und 2 für unterschiedliche Reifengrößen
gezeigt. Die Verschiebung der Felge für das tatsächliche
Fahrzeug bedeutet die Umfangsverschiebung eines Reifens
relativ zur Fahrzeugfelge, die auftritt, wenn schnelle
Beschleunigung und schnelles Bremsen mit einer vorbestimmten
Häufigkeit wiederholt werden.
TABELLE 1
Vergleichsdaten für Reifengröße 195/70R14
Herkömmliche PCI-Felge
PCI-Felge der vorliegenden Erfindung
Spezifizierung von PCI/Felge
Spalt (f,F)
Verschiebung von Felge für tatsächliches Fahrzeug
TABELLE 2
Vergleichsdaten für Reifengröße 205/65ZR15
Herkömmliche PCI-Felge
PCI-Felge der vorliegenden Erfindung
Spezifizierung von PCI-Felge
Spalt (f, F)
Verschiebung von Felge für tatsächliches Fahrzeug
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Wie aus den Tabellen 1 und 2 hervorgeht, beträgt in der
vorliegenden Erfindung der Spalt F etwa ein Viertel bis zur
Hälfte und die Verschiebung auf der Fahrzeugfelge etwa ein
Achtel bis zur Hälfte im Vergleich zum Stand der Technik.
Somit sind sie in der vorliegenden Erfindung signifikant
reduziert und auf signifikanten niedrigen Werten gehalten.
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Wie vorstehend erläutert wurde, wird der Spalt F kleiner,
und die Kontaktfläche zwischen dem Flansch 11 der
Fahrzeugfeige 9 und dem Reifenwulst 5 des Reifens T ist vergrößert,
wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dies gewährt einen
vereinheitlichten Umfangseingriff des Reifens T mit der Fahrzeugfelge 9.
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Das Einstellen der PCI-Felgenspezifikation auf die
vorstehend erwähnten Größen 1 bis 3 gewährt den maximalen Effekt
der vorliegenden Erfindung.
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Wenn die Felgenspezifikation außerhalb des Größenbereichs 1
bis 5 liegt, bringt das die folgenden Probleme mit sich.
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Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, wenn der Flanschradius
R&sub1; mehr als 12 mm beträgt, unterscheidet sich der Radius R&sub1;
beträchtlich vom Flanschradius R&sub3; der Fahrzeugfelge 9, und
wenn der Flanschradius R&sub1; kleiner als 7,5 mm ist, kann die
Neigung des Krümmungsteils 7 in der Richtung des Pfeils E
kaum gehemmt werden.
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Wenn der Wulstsitzradius R&sub2; mehr als 7 mm beträgt, wird der
Spalt F weiter vergrößert, und wenn der Wulstsitzradius R&sub2;
kleiner als 4,5 mm ist, kann geeigneter Kontakt mit Druck
zwischen dem Reifenwulst 5 und der Fahrzeugfelge 9 nicht
erwartet werden.
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Wenn die Flanschhöhe L mehr als 25 mm beträgt, ist der Spalt
(nicht gezeigt), der zwischen dem Krümmungsteil 7 und dem
Flansch 4 der PCI-Felge gebildet ist, wenn der Reifen T an
der PCI-Felge montiert ist, vergrößert, und wenn die
Flanschhöhe L kleiner als 14 mm ist, ist der Krümmungsteil 7 weiter
signifikant in der Richtung des Pfeils E geneigt, und dies
bringt einen weiter vergrößerten Spalt F mit sich.
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Wenn der Flanschwinkel θ&sub1; mehr als 2º beträgt, wenn der
Reifen an der Fahrzeugfelge 9 montiert ist, kontaktiert der
Krümmungsteil 7 den gekrümmten Teil des Radius R&sub3; zu früh.
Dies vergrößert das Anfangsvolumen von eingefangener Luft.
Wenn der Flanschwinkel θ&sub1; kleiner als -2º ist, tritt
Felgenscheuern auf. Felgenscheuern ist ein Phänomen, bei dem der
Reifenwulst 5 und der Flansch 11 der Felge 9 während des
Straßenlaufens aneinander reiben.
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Wenn der Wulstsitzwinkel θ&sub2; mehr als 20º beträgt oder der
Wulstsitzwinkel θ&sub2; kleiner als 5º ist, kann die Feige 9 den
Reifen nicht in zufriedenstellender Weise aufnehmen, so daß
ein vereinheitlichter Umfangseingriff des Reifens T mit der
PCI-Feige 1 nicht realisiert werden kann.
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Da die vorliegende Erfindung die vorstehend erwähnte
Struktur aufweist, können sich die folgenden signifikanten
Effekte ergeben.
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Der Spalt F in einem Reifen kann im Vergleich zu dem Fall
einer herkömmlichen PCI-Felge signifikant reduziert werden.
Dies bringt einen vereinheitlichten Umfangseingriff des
Reifens T mit der Felge 9 mit sich, so daß FV signifikant
gehemmt werden kann. Weitere Vibrationsprobleme, die durch
Reifenrotation verursacht werden, auf der Felge werden
verhindert, und Verschiebung auf der Felge wird reduziert.