GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifen mit eingebautem Schlauch, der
aus einem Reifen besteht, der um einen Außenumfang einer Felge herum
montiert ist, sowie einem Schlauch, der in einem durch die Felge und den
Reifen definierten Raum untergebracht ist und der mit einer mit Luft zu
füllenden Luftkammer und einer mit Dichtmittel gefüllten Dichtmittelkammer
ausgebildet ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
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Wenn in einem gewöhnlichen Reifen mit eingebautem Schlauch der Schlauch
durch einen Nagel oder dgl. eine Stichverletzung bekommt, tritt Luft in dem
Schlauch aus der Stichverletzung durch einen kleinen Spalt zwischen dem
Reifen und dem Schlauch und über eine Nippelbohrung in der Felge zur
Außenseite aus, und der Reifen wird platt.
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Im Hinblick auf die obigen Umstände ist in der japanischen Patentanmeldungs-
Offenlegung Nr. 54-38007 ein Reifen mit eingebautem Schlauch
vorgeschlagen worden, worin der Innenraum in dem Schlauch durch eine
Trennwand in eine mit Luft gefüllte Luftkammer und eine mit Dichtmittel
gefüllte Dichtmittelkammer unterteilt ist. Auch wenn in diesem Reifen mit
eingebautem Schlauch der Schlauch durch einen Nagel oder dgl. eine
Stichverletzung bekommt, kann diese Stichverletzung durch das in die
Dichtmittelkammer gefüllte Dichtmittel repariert werden, um hierdurch den
Luftaustritt aus der Luftkammer zu verhindern.
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Wenn der Schlauch in den Reifen eingesetzt wird, wird der Schlauch entleert
und in dem Reifen montiert, und dann wird Luft in die Luftkammer gefüllt,
damit sich die Luftkammer ausdehnt. Durch das Einfüllen der Luft wird hierbei
das Volumen der Luftkammer in dem Schlauch vergrößert, und aus diesem
Grund wird in dem Reifen, in dem die Innenseite des Schlauchs in die
Luftkammer und die Dichtmittelkammer unterteilt ist, die Trennwand durch die
Volumenvergrößerung der Luftkammer gestreckt, um eine Spannung zu
erzeugen. Wenn die Trennwand in diesem Zustand eine Stichverletzung
bekommt, soll die Trennwand durch diese Spannung kontrahiert werden, um
die Luftkammer zusammenzudrücken, und daher besteht die Möglichkeit, dass
die Luft in der Luftkammer durch die Stichverletzung in die Dichtmittelkammer
hinausgedrückt wird, wodurch die Luft in das Dichtmittel hineingelangt, was
zu einer reduzierten Dichtleistung führt.
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Die FR-A-567685 offenbart einen Reifen mit eingebautem Schlauch nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu verhindern, dass
Luft in der Luftkammer in das Dichtmittel in der Dichtmittelkammer
hineingelangt, wenn die Trennwand eine Stichverletzung bekommt.
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Zur Lösung der obigen Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung ein
Reifen mit eingebautem Schlauch angegeben, umfassend: einen Reifen, der
um einen Außenumfang einer Felge herum montiert ist, sowie einen Schlauch,
der in einem durch die Felge und den Reifen definierten Raum untergebracht
ist und der mit einer mit Luft zu füllenden Luftkammer und einer mit
Dichtmittel gefüllten Dichtmittelkammer ausgebildet ist, wobei das Verhältnis
der Querschnittsfläche einer Kontur des Schlauchs in einem mit Luft gefüllten
Zustand zu einer Querschnittsfläche einer Kontur des Schlauchs in einem
nicht mit Luft gefüllten Zustand in einen Bereich von 100% bis 110% gelegt
ist.
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Mit der obigen Anordnung ist das Verhältnis der Querschnittsfläche der
Kontur des Schlauchs im mit Luft gefüllten Zustand zu der Querschnittsfläche
der Kontur des Schlauchs im nicht mit Luft gefüllten Zustand in einen Bereich
von 100% bis 110% gelegt, und wenn daher Luft in die Luftkammer gefüllt
wird, kann die auf die Trennwand ausgeübte Spannung reduziert werden.
Auch wenn daher die Trennwand eine Stichverletzung bekommt, wird die
Tendenz der Trennwand, die Luftkammer durch die Spannung zu verkleinern,
gesenkt, und im Ergebnis ist es schwierig, dass die Luft in der Luftkammer
durch die Stichverletzung in die Dichtmittelkammer hineinfließt. Somit lässt
sich vermeiden, dass die Luft in das Dichtmittel hineingelangt, um eine
Reduktion der Dichtleistung zu verhindern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 bis 3 stellen eine Ausführung der vorliegenden Erfindung dar;
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Rads, an dem ein Reifen mit
eingebautem Schlauch montiert ist;
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Fig. 2 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise in einem Zustand,
in dem das Rad auf ein Hindernis gefahren ist;
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Fig. 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn ein
Schlauch eine Stichverletzung bekommt; und
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Fig. 4 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn der
herkömmliche Schlauch eine Stichverletzung bekommt.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Felge R eines Rads für ein Kraftrad mit einer
Nabe (nicht gezeigt) durch Drahtspeichen verbunden. Ein Reifen T mit
eingebautem Schlauch ist auf der Felge R montiert. Der Reifen T enthält einen
Reifen 1 und einen in dem Reifen 1 aufgenommenen Schlauch. Die Felge R
enthält einen ringförmigen Felgenkörper 11, der sich über den Umfang des
Rads erstreckt, sowie ein Paar von Flanschabschnitten 12, die von axial
entgegengesetzten Enden des Felgenkörpers 11 radial nach außen abstehen,
um den Umfang des Reifens 1 zu halten. Ein Luftventil 4, um Luft in eine in
dem Schlauch 2 gebildete Luftkammer 3 zu füllen, ist so montiert, dass es
sich durch einen Luftventilmontageabschnitt 13 hindurch erstreckt, der an
einer Stelle in Umfangsrichtung des Felgenkörpers ausgebildet ist, und ist
durch Muttern 14 und 15 an dem Luftventilmontageabschnitt 13 fixiert.
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Die Innenseite des Schlauchs 2 ist durch eine Trennwand 20 in die an einer
radialen Innenseite angeordnete Luftkammer 3 und eine an der radialen
Außenseite angeordnete Dichtmittelkammer 7 unterteilt. Ein bekanntes
Flüssigdichtmittel 8 ist zuvor in die Dichtmittelkammer 7 eingefüllt worden.
Ein Paar erster dicker Abschnitte 21 ist integral an einer Oberfläche der
Trennwand 20 ausgebildet, die zu der Luftkammer 3 weist. Ein Paar zweiter
dicker Abschnitte 22, die sich gegen die ersten dicken Abschnitte 22
abstützen können, sind integral an dem Schlauch 2 an Stellen nahe dem Paar
von Flanschabschnitten 12 der Felge R ausgebildet. Die Dickte t&sub1; jedes der
ersten und zweiten dicken Abschnitte 21 und 22 ist etwa 1,5-3,0 Mal
größer als die Dicke t anderer Abschnitte des Schlauchs 2.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise dieser Ausführung beschrieben.
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Die Dichtmittelkammer 7 in dem Schlauch 2 wird in einer Form, die sich
entlang einer Innenoberfläche des Schlauchs 2 erstreckt, durch einen
Luftdruck in der Luftkammer 3 gehalten. Auch wenn somit durch die Drehung
des Rads eine Zentrifugalkraft ausgeübt wird, bewegt sich das in der
Dichtmittelkammer 7 eingeschlossene Dichtmittel 8 nicht von der Seite zum
Außenumfang des Schlauchs 2. Auch wenn daher die Dichtmittelkammer 7 in
dem Schlauch 2 durch einen Nagel oder dgl. radial oder seitlich eine
Stichverletzung bekommt, füllt das Dichtmittel 8 diese Stichverletzung sofort
zur Reparatur des Schlauchs 2, um hierdurch den Luftaustritt aus der
Luftkammer 3 zu verzögern.
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Das Dichtmittel 8 ist in der Dichtmittelkammer 7 aufgenommen und kann
nicht zu der Luftkammer 3 hin fließen, und daher werden das Luftventil 4 und
ein auf das Luftventil 4 aufgesetzter Druckmesser nicht mit dem Dichtmittel
8 verstopft.
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Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, der Reifen T mit eingebautem Schlauch auf ein
Hindernis 18 auf der Straßenoberfläche fährt, wird eine Stoßlast auf den
Reifen ausgeübt, wobei Abschnitte des Reifens 1 und des Schlauchs 2 durch
diese Last radial zusammengedrückt werden. Hierbei werden der Reifen 1 und
der Schlauch 2 unter Druck zwischen dem Hindernis 18 und den radial
auswärts vorstehenden Flanschabschnitten 12 der Felge R unter Druck
abgefangen, sodass die ersten und zweiten dicken Abschnitte 21 und 22 des
Schlauchs 2 aneinander abgestützt werden. Die ersten und zweiten dicken
Abschnitte 21 und 22, die eine hohe Festigkeit haben, können nicht
beschädigt werden. Zusätzlich sind die dünneren Abschnitte 23, die sich
gegen die ersten dicken Abschnitte 21 abstützen, vor Beschädigung
geschützt, weil die Last auf die ersten dicken Abschnitte 21 verteilt wird.
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Somit ist es möglich, das Entstehen einer Stoßverletzung mittels einer
einfachen Struktur dadurch zu vermeiden, dass die ersten und zweiten dicken
Abschnitte 21 und 22, die einen größeren Durchmesser haben als jene der
anderen Abschnitte, lediglich in einem Teil an dem Schlauch 2 ausgebildet
werden. Darüber hinaus können das Gewicht und die Herstellungskosten des
Reifens T mit eingebautem Schlauch nicht stark ansteigen.
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Fig. 3A zeigt einen Zustand, in dem der Schlauch 2 in dem Reifen 1 montiert
worden ist, jedoch noch keine Luft in die Luftkammer 3 eingefüllt worden ist
und der Schlauch 2 noch nicht ausgedehnt ist. Hierbei existiert ein Spalte α
zwischen der Außenwandfläche des Schlauchs 2 und der Innenwandfläche
des Reifens 1. Fig. 3B zeigt einen ausgedehnten Zustand, in dem Luft in die
Luftkammer 3 in dem Schlauch 2 durch das Luftventil 4 gefüllt worden ist. In
diesem Zustand sind die Außenwandfläche des Schlauchs 2 und die
Innenwandfläche des Reifens 1 durch die Ausdehnung der Luftkammer 3 in
engen Kontakt miteinander gebracht worden, um zu bewirken, dass der Spalt
α verschwindet.
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Die Querschnittsausdehnungsrate R des Schlauchs 2 wird angegeben durch
eine Rate (R = B/A) der Querschnittsfläche des Schlauchs 2 im ausgedehnten
Zustand (Fläche B des schräg linierten Bereichs, in Fig. 3B gezeigt) zur
Querschnittsfläche des Schlauchs 2 im freien Zustand (Fläche A des schräg
linierten Bereichs, in Fig. 3A gezeigt). Die Querschnittsausdehnungsrate R
des herkömmlichen Schlauchs, wie er in den Fig. 4A bis 4 gezeigt ist,
beträgt etwa 120% bis 135%, wohingegen die
Querschnittsausdehnungsrate R des Schlauchs 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung auf 105% gesetzt ist, was kleiner ist als jene des herkömmlichen
Schlauchs. Wenn man daher die Spannung der Trennwand 20 des Schlauchs
2 im Betriebszustand betrachtet, ist die Spannung der Trennwand in dem
herkömmlichen Reifen in Fig. 4B höher, worin die Luftkammer 3 stark
ausgedehnt worden ist, während die Spannung der Trennwand in der
Ausführung in Fig. 3C niedriger ist, in der die Luftkammer 3 weniger
ausgedehnt ist.
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Wenn Nägel oder ähnliches den Reifen 1 und den Schlauch 2 durchstechen,
sodass die Dichtmittelkammer 7 Stichverletzungen a und b an zwei Stellen
bekommt, wie in den Fig. 3C und 4C gezeigt, wird die Trennwand 20,
wenn sich das Rad dreht, durch Zentrifugalkraft zur Dichtmittelkammer 7 hin
vorgespannt, und daher kann Luft in der Luftkammer 3 nicht durch die
Stichverletzung B in die Dichtmittelkammer 7 hinausfließen. Wenn jedoch im
Stand der Technik, wie in Fig. 4C gezeigt, die Drehung des Rads gestoppt
ist und die Zentrifugalkraft aufgehoben ist, soll die Trennwand 20 mit der an
sie angelegten großen Spannkraft zu der Luftkammer 3 hin kontrahiert
werden, und daher fließt die Luft in der Luftkammer 3 durch die
Stichverletzung b in die Dichtmittelkammer 7, wo sie sich mit dem Dichtmittel
8 vermischt. Wenn die Luft auf diese Weise in das Dichtmittel 8
hineingelangt, wird das Dichtmittel 8 durch die Luft zerstört, wodurch es
schwierig ist, die Stichverletzungen a und b zu erreichen, oder die
Fließfähigkeit des Dichtmittels 8 herabgesetzt ist, was zu einer reduzierten
Dichtleistung führt.
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Im Gegensatz hierzu hat in der Ausführung des in Fig. 3C gezeigten Reifens
die Trennwand 20, auf die nur eine geringe Spannung ausgeübt wird, eine
schwache Tendenz, sich zu der Luftkammer 3 hin zu kontrahieren, sodass die
Luft in der Luftkammer 3 kaum in die Dichtmittelkammer 3 hinein fließt. Somit
wird eine Minderung der Dichtleistung des Dichtmittels 8 aufgrund einer
Vermischung des Dichtmittels 8 mit der Luft verhindert.
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Obwohl die Ausführung der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben
worden ist, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
oben beschriebene Ausführung beschränkt ist und verschiedene
Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Gegenstand und
Umfang der in den Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
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Z. B. ist in der Ausführung der Querschnittsausdehnungsrate R auf 105%
gesetzt worden, wobei aber die Querschnittsausdehnungsrate R im Bereich
von 100% bis 110% liegen kann, und wenn sie in diesem Bereich liegt, ein
gewünschter Effekt erreicht werden kann.