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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein bereiftes Rad für
Fahrzeuge, d. h. auf die Anordnung, welche eine Montagefelge, die
für die
Verbindung mit einer Nabe des Fahrzeugs ausgelegt ist, einen Reifen,
der auf der Montagefelge montiert ist, und einen inneren Schlauch
aufweist, der in den Reifen eingelegt und für ein Auffüllen mit einem Druckfluid über eine
spezielle Füllvorrichtung
ausgelegt ist.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere, wenn
auch nicht ausschließlich,
auf ein bereiftes Rad zur Verwendung an Kraftfahrzeugen mit Höchstleistungseigenschaften,
d. h. an Fahrzeugen, die in der Lage sind, ein hohes Antriebsdrehmoment
zu erzeugen und hohe Geschwindigkeiten sowohl auf geraden Straßenabschnitten
als auch in Kurven zu erreichen.
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Die bereiften Räder der beschriebenen Art müssen in
der Lage sein, verschiedenen Anforderungen, die auch teilweise im
Gegensatz zueinander stehen und die von dem heutigen Markt geforderten Leistungsprofilen
zugeordnet sind, vollständig
zu genügen.
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Insbesondere müssen sie in der Lage sein, dem
Fahrzeug ein ausgezeichnetes Handling-Verhalten zu geben, insbesondere
hinsichtlich Richtungs- und Querstabilität, Straßenhaftung und Traktion auf
jeder Art von Untergrund, Widerstand gegen Aquaplaning, Komfort
sowie die Fähigkeit,
die Fahrt über
eine vernünftige
Distanz auch im Falle eines teilweisen oder vollständigen Luftverlustes
(Plattzustände)
ohne die Gefahr einer "Sitzlösung" fortzusetzen, d.
h. des Zustandes, in dem sich ein oder beide Reifenwulste aus dem
an der Felge ausgebildeten zugehörigen
Sitz lösen.
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Die Anmelderinnen haben beobachtet,
dass diesen Anforderungen bisher individuell durch ein einziges
Bauteil von denjenigen allgemein genügt wird, die das Rad bilden.
Somit hat man das Handling den Leistungseigenschaften des Reifens
zugeteilt, während
man den Widerstand gegen ein "Sitzlösen" mit Hilfe einer
geeigneten Formgebung der Wulstsitze zu erreichen versuchte. Was
die so genannte "Plattlauffähigkeit" angeht, so hat man
diese bei einem ersten Verfahren durch Modifizieren des Karkassenaufbaus
und Verstärken
der Seitenwände
des Reifens erreicht, um ihm so eine Eigenabstützungsfähigkeit zu geben. Alternativ
wird diese Fähigkeit
bei schlauchlosen Reifen von geeigneten Haltern gebildet, die an der
Felge montiert ins Innere des Reifens eingeführt werden, während in
Reifen mit inneren Schläuchen
eine Luftkammer oder ein innerer Schlauch verwendet wird, der in
eine Vielzahl von voneinander unabhängigen Umfangs- oder Querkammern
unterteilt ist.
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Das Vorhandensein von mehreren unabhängigen Kammern
erlaubt es, den Reifen mit einem ausreichenden Aufpumpdruck und
somit der Notlauffähigkeit
zu versorgen, auch wenn eine der Kammern platt geworden ist.
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Es hat sich gezeigt, dass alle diese
Lösungen
verglichen mit den gebotenen Vorteilen auch verschiedene Nachteile
haben, so dass das erhaltene Gesamtergebnis schlechter gestellt
ist.
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Insbesondere hat die Anmelderin beobachtet,
- – dass
die Zunahme der strukturellen Steifigkeit der Seitenwände zu einem
größeren Gewicht
des Reifens und zu einer größeren Steifigkeit
in allen Richtungen, nämlich
längs,
quer und vertikal führt, was
einen negativen Effekt auf die Fahrleistung unter normalen Bedingungen
und auf den Komfort hat,
- – dass
die Verwendung eines Halters innerhalb des Reifens das Gewicht des
Reifens erhöht
und keine Garantie bezüglich
eines langen Widerstands während
Plattlaufbedingungen bietet, wenn das Gewicht des Wagens auf den
Halter mit einem Reibkontakt zwischen der radial inneren Fläche des
Reifens und der radial äußeren Fläche des
Halters übertragen
wird, und
- – dass
die Lösung
mit dem inneren Schlauch bei so genannten Niederquerschnittsreifen
unpraktisch ist, d. h. bei Reifen, die längs der Drehachsen einen langgestreckten
elliptischen Querschnitt haben, wobei Schwierigkeiten sowohl hinsichtlich
Einlegen als auch im Einsatz auftreten.
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Die Anmelderin konnte nun nachweisen, dass
das Einlegen des inneren Schlauchs zwischen Reifen und Felge umso
schwieriger ist, je niedriger der Querschnitt des Reifens ist. Zusätzlich dazu
nehmen herkömmliche
innere Schläuche
während
des Aufpumpens ein Profil an, das im Querschnitt im Wesentlichen
kreisförmig
ist und sich nicht richtig mit dem elliptischen Profil des Niederquerschnittsreifens zusammenschließt, was
zu Falten führt,
die sich aufeinander bilden, und ein genaues und vollständiges Erstrecken
der Wände
des inneren Schlauchs an der Innenfläche des toroidförmigen Hohlraums,
insbesondere längs
der Seitenwände
des Reifens, verhindern. Auf diese Weise wird der toroidförmige Hohlraum
nicht richtig ausgefüllt,
wodurch sich ein schädigender
Zustand der inneren Spannungen in der Wand des Innenschlauches ergibt,
was seine Lebensdauer nachteilig beeinflusst.
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Wie die Anmelderin weiterhin erkannte,
ergeben sich weitere Probleme daraus, dass herkömmliche innere Schläuche mit
einem Aufpumpventil versehen sind, das einen Schaft hat, der durch die
Felge für
eine Verbindung mit der Außenumgebung
außerhalb
des Rads hindurchgeht. Bei speziellen Ausfertigungen des Reifens
stellt dies eine Gefahr dar, die gegenwärtig noch nicht beseitigt worden ist.
Es hat sich gezeigt, dass im Falle plötzlicher Beschleunigungen oder
Verzögerungen
des Fahrzeugs, wie sie beispielsweise von Hochleistungsfahrzeugen erzeugt
werden, die auf den Boden sehr hohe Drehmomentwerte übertragen,
ein Verrutschen des Reifens bezüglich
der Felge eintreten kann, was das Aufreißen des inneren Schlauchs an
der Basis des Ventils oder ein Abscheren des Ventilschafts zur Folge
hat. Wenn dies der Fall ist, stellt sich ein unmittelbares Plattwerden
des Reifens und der zugeordnete Stabilitätsverlust des Fahrzeugs mit
einer ernsthaften Gefahr für
das Leben des Fahrers und der Insassen des Fahrzeugs ein.
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Auch der jüngste Vorschlag zur Verbesserung
des Verhaltens der oben erwähnten
bereiften Räder
hinsichtlich der Plattlauffähigkeit
und des Widerstands gegen ein Sitzlösen hat nicht zu einem Abgehen
vom Stand der Technik geführt,
der eine massive Einlage innerhalb des Hohlraums vorsieht, der von
der Anordnung aus Felge und Reifen gebildet wird.
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Zur Vereinfachung der Beschreibung
ist hier anzuführen,
dass diese Anordnung eine Montagefelge hat, den mit konischen Wulstsitzen
versehen ist, deren axial äußeres Ende
einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der des axial inneren
Endes, und der ein Gürtelkarkassenreifen
zugeordnet ist, dessen Wulste an die jeweiligen Sitze der Felge
angepasst sind, während
die Karkasse im Querschnitt ein Meridianprofil mit einer konstanten
Richtung der Krümmung
hat, deren Tangente in der Nähe
der Wulstkerne im Wesentlichen parallel zur Äquatorialebene ist.
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Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung
hat die Felge Wulstsitze mit unterschiedlichem Durchmesser, und
der Wulstsitz mit größerem Durchmesser
ist in einer axial inneren Position durch eine Schulter begrenzt,
die eine beträchtliche
Höhe hat, so
dass eine Sitzlösung
auf dieser Seite verhindert wird, die jedoch schwierig zu überwinden
ist. Das Rad ist durch einen Laufflächenhaltering vervollständigt, der
sich radial über
etwa die halbe Querschnittshöhe
des Reifens erstreckt. Der Ring ist an der Felge in der Nähe des Wulstsitzes
mit kleinerem Durchmesser festgelegt und arretiert im Falle eines
Plattwerdens des Reifens den angrenzenden Wulst in einer Position,
wodurch eine Sitzlösung
des Reifens auf der entsprechenden Seite verhindert wird. Dieses Rad
ist im Einzelnen beispielsweise in dem US- Patent 5,634,993 beschrieben, auf das
für weitere
Informationen Bezug genommen werden sollte.
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Die GB 2,104,012 A offenbart einen
inneren Schlauch für
einen Luftreifen, der in drei Ringkammern durch zwei Trennwände unterteilt
ist, die einen balgartigen Aufbau haben, so dass sie in der Lage sind,
durch Abdichten an der Außenwand
des Reifens im Falle eines Plattwerdens der Kmmern anzuliegen. Für ein gleichzeitiges
Aufpumpen und Ausgleichen der Kammern über Einlässe ist ein Ventil vorgesehen.
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Die
US
4,216,809 offenbart einen Plattlauf-Einlagenaufbau für einen
Luftreifen, bei dem der Einlagenaufbau ein homogenes elastomeres
Material aufweist, voll umschlossen und pneumatisch aufgebläht ist.
Während
des entleerten Zustand des Reifens stützt der Einlagenaufbau den
Reifen und seine Belastung bei einer Durchbiegung, die eine übermäßig schnelle
Zerstörung
des Reifens verhindert, während
er im entleerten Plattlaufzustand läuft.
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Die Anmelderin hat vermerkt, dass
diese Lösungen
im Hinblick auf die hohen Standards von Qualität und Leistung, die neuerdings
vom Markt verlangt werden, d. h. von den Fahrzeugherstellern, von den
Reifenhändlern
und von den Verbrauchern auch nicht vollständig zufrieden stellend sind.
Insbesondere haben sie erkannt, dass die Version ohne Laufflächenhalter
zu der Rückkehr
zu Reifen mit verstärkten selbsttragenden
Seitenwänden
führt,
während
der innere massive Haltering das Volumen der Aufpumpluft verringert,
das bei Niederquerschnittsreifen bereits klein ist, wodurch der
Komfort reduziert wird, die vertikale Verformbarkeit des Reifens
begrenzt wird, was die Fahrleistung nachteilig beeinflusst, die
thermische Masse, die eine schädliche
Sperre für
die Abfuhr der während
des Einsatzes erzeugten Wärme bildet,
erhöht
wird und eine spezielle Bauform der Felge benötigt wird, was zu der Notwendigkeit
eines unterschiedlichen Durchmessers der Wulstsitze der Felge führt, wodurch
die Montage und Demontage insbesondere des Rings und der Radanordnung
insgesamt schwierig macht.
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Nachdem dies festgestellt worden
ist, hat die Anmelderin festgestellt, dass die Leistungseigenschaften
eines bereiften Fahrzeugrads durch Verwendung einer Anordnung von
teilweise bekannten und teilweise neuen Elementen weiter verbessert werden
können,
wodurch ein Reifensystem gebildet wird, das in der Lage ist, eine
gegenseitige Interaktion zwischen den Elementen zu entwickeln, was
zu einem neuen bereiften Fahrzeugrad führt, das gleichzeitig und optimal
den Leistungseigenschaften genügt,
die moderne Fahrzeuge benötigen.
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Das vorher erwähnte Rad hat im Wesentlichen
eine Radfelge mit Wulstsitzen, die zur Drehachse hin geneigt sind
und sich axial nach außen
weg von der Äquatorialebene
fortsetzen, einen Reifen, der mit Wulsten, die außen in der
Weise der entsprechenden Sitze an der Felge geformt sind, und mit
einem Karkassenprofil versehen ist, das im Querschnitt gesehen eine
maximale axiale Breite im Bereich der Wulste hat, die vorzugsweise
mit einem neuartigen Aufbau zur Befestigung der Karkassenlage an
dem Wulstverstärkungskern
ausgebildet sind, sowie einen inneren Schlauch, der vorzugsweise
einen elliptischen Querschnitt hat und mittels einer Füllvorrichtung
aufgepumpt werden kann, die für
eine Verbindung mit der Umgebung außerhalb des Rads und insbesondere
für den
Durchgang durch die Wand der Felge keinerlei Bauteil hat.
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Die Erfindung bezieht sich somit
auf ein bereiftes Rad für
Fahrzeuge nach Anspruch 1.
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Das vorstehend erwähnte bereifte
Rad ist auf der Felge mit Einrichtungen zum Einführen und Entfernen von Druckfluid
in den toroidförmigen
Hohlraum bzw. aus ihm versehen, der zwischen dem Reifen und der
Felge gebildet wird.
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Vorzugsweise liegt der Winkel am
Scheitel der konischen Flächen
der Wulstsitze zwischen 8° und
60°. Die
oben erwähnten
Wulstsitze sind axial zu der Außenseite
jeweils durch einen Flansch begrenzt, der in einer Richtung radial
nach außen
von der Felge divergiert und bezüglich
der Äquatorialebene
mit einem Winkel zwischen 40° und
50° geneigt ist,
während
sie nach innen hin jeweils durch eine Schulter axial begrenzt sind,
deren axial äußere Fläche zu der Äquatorialebene
in eine Richtung radial nach außen
von der Felge konvergiert und bezüglich der Ebene mit einem Winkel
zwischen 0° und
30° geneigt
ist.
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Stärker bevorzugt wird, dass die
Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser des zentralen Abschnitts
auf der radial äußeren Fläche des oben
genannten zylindrischen Gehäuses
und dem minimalen Durchmesser der Wulstsitze zwischen 10% und 20%
des Wertes des minimalen Durchmessers der Wulstsitze beträgt, während die
Differenz zwischen dem Außendurchmesser
des Flansches und dem minimalen Durchmesser des entsprechenden Wulstsitzes
zwischen 1% und 5% des Wertes des minimalen Durchmessers beträgt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht
sich die Erfindung auch auf ein bereiftes Rad, wie es beschrieben
ist, bei welchem die Wulstsitze eine unterschiedliche Entfernung
von der Drehachse des Rades haben, wobei die Differenz zwischen
dem minimalen Durchmesser des Wulstsitzes mit dem größeren Durchmesser
und dem maximalen Durchmesser des Wulstsitzes mit dem kleineren
Durchmesser, der sich axial gegenüberliegend befindet, zwischen
3% und 6% des Wertes des maximalen Durchmessers beträgt.
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In diesem Fall ist die Felge vorzugsweise
für ein
solches Anbringen an dem Fahrzeug ausgelegt, dass der Wulstsitz
mit dem größeren Durchmesser dem
Fahrzeug zugewandt ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt bezieht
sich die Erfindung auf ein bereiftes Rad der beschriebenen Art,
das mit einem Reifen versehen ist, bei welchem der den Wulst verstärkende Kern
wenigstens zwei radial übereinander
gelegte Lagen von Metalldrähten
aufweist, die in Windungen gelegt sind, die axial längs einander
angeordnet sind und sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Erstreckung
des entsprechenden Wulstsitzes erstrecken und im Wesentlichen parallel
zur Oberfläche
des Wulstsitzes angeordnet sind, wobei der minimale Durchmesser der
radial innersten Lage nicht kleiner ist als der Durchmesser des
angrenzenden Flansches, während
ihr maximaler Durchmesser nicht größer als der Durchmesser der
angrenzenden Schulter ist.
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Die Lagen werden vorzugsweise von
Drähten
aus Stahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt gebildet und können aus
einer Wendel eines einzigen Metalldrahts bestehen, der einen Durchmesser
zwischen 0,9 mm und 1,5 mm hat, oder aus einer Wendel eines verlitzten
Metallkords, wobei das Basisfilament der Litzen einen Durchmesser
von vorzugsweise zwischen 0,22 mm und 0,38 mm hat.
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Der Wulstkern kann entweder Lagen
bestehend aus Basisfilamenten oder Lagen aus Korden oder Kombinationen
dieser Lagen aufweisen.
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Bei dieser Art eines Wulstkerns ist
vorzugsweise das Ende der Karkassenlage axial von innen nach außen zwischen
die erwähnten
Lagen eingelegt.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung,
bei der das Ende der Karkassenlage zwei axial getrennte Gewebeabschnitte
aufweist, ist ein erster Gewebeabschnitt in einer Position radial
innerhalb der radial innersten Lage von Metalldrähten angeordnet, während ein
zweiter Gewebeabschnitt in einer Position radial innerhalb der radial äußersten
Lage der Drähten
eingelegt ist, die von der radial innersten Lage durch eine Einlage
aus elastomerem Material getrennt ist, die sich radial über das
axial innere Ende der Lagen aus Metalldrähten hinaus zu der Seitenwand
des Reifens erstreckt und die eine Shore-A-Härte von nicht weniger als 70° hat.
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Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht
sich die Erfindung auf ein bereiftes Rad, wie es beschrieben ist,
bei welchem der innere Schlauch mit einer Toroidform ausgeformt
und vulkanisiert ist, die ein Innenvolumen hat, das nicht kleiner
als ein Drittel des Einsatz-Endvolumens
ist, und vorzugsweise mit einer elliptischen Form ausgeformt und
vulkanisiert ist.
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Der innere Schlauch hat wenigstens
zwei Umfangsräume,
die getrennt und unabhängig
voneinander sind, wobei die Trennung durch eine Längswand
erfolgt, die sich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Rads
erstreckt, und jeder Raum mit einer Füllvorrichtung versehen ist.
Diese Wand hat eine Steifigkeit, die größer ist als die des axial äußersten
Teils, d. h. der Seitenwände
des inneren Schlauchs. Zusätzlich
oder alternativ enthält
diese Wand wenigstens einen Kanal, der sich innen über den
ganzen radialen Verlauf der Wand erstreckt und sowohl auf der außen liegenden
Fläche
als auch auf der innen liegenden Fläche des inneren Schlauchs mündet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht
sich die Erfindung auf ein bereiftes Rad, wie es beschrieben ist,
bei welchem die Füll-
und Entleervorrichtung ein starres Gehäuse mit einem Füllventil,
einem Kalibrierventil und einem Auslassventil aufweist.
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Auf jeden Fall lässt sich nun die Erfindung besser
unter Bezug auf die folgende Beschreibung und die beiliegenden Figuren
verstehen, die lediglich beispielsweise angegeben werden und die
in keiner Weise beschränken
sollen. Dabei zeigen
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1 einen
Teilquerschnitt des Rads nach der Erfindung in einer bevorzugten
Ausgestaltung mit einem neuen Wulstaufbau für den zugehörigen Reifen,
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2 das
Rad nach 1 ohne inneren Schlauch
in einer zweiten Ausgestaltung sowohl der Felge als auch der Wulste
des Reifens,
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3 wieder
im Querschnitt ein Beispiel einer bevorzugten Ausgestaltung des
inneren Schlauchs nach der Erfindung,
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4 das
Rad nach der Erfindung nach der Montage der Bauelemente vor dem
Aufpumpen des inneren Schlauchs, und
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5 bis 7 in drei unterschiedlichen
Ansichten einen axialen Querschnitt bzw. zwei gesonderte Schnitte
senkrecht zu der Achse einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung
zum Aufpumpen des inneren Schlauchs.
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Das Rad nach der Erfindung von 1 hat eine Montagefelge 1,
auf der ein Reifen 2 montiert ist. Der zwischen der Innenfläche des
Reifens und der radial äußeren Fläche der
Felge gebildete toroidförmige
Hohlraum enthält
einen inneren Schlauch 3, der mit wenigstens einer Füllvorrichtung 4 versehen
ist, die mit Hilfe der Einführung
von Luft von außerhalb der
Felge über
ein spezielles Ventil 5 gefüllt werden kann. Der oben erwähnte innere
Schlauch, der aufgrund der Wirkung des Aufpumpdrucks aufgeweitet ist,
nimmt den gesamten Hohlraum ein und liegt an den vorstehend erwähnten Flächen des
Reifens und der Felge an.
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Die Felge 1 hat einen im
Wesentlichen zylindrischen Körper 12,
dessen Achse (nicht gezeigt) die Drehachse des Rads bildet und der
mit einer Scheibe 13 verbunden ist, die in einer Ebene
senkrecht zur Drehachse liegt und die Funktion der Festlegung der Felge
und somit des Rads an einer Nabe des Fahrzeugs hat.
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Die radial äußere Fläche des erwähnten Körpers hat zwei Seitenabschnitte 11,
die so ausgelegt sind, dass sie die Wulstsitze für den Eingriff mit den entsprechenden
Wulsten des Reifens bilden und die jeweils entsprechend einer konischen
Fläche
angeordnet sind, deren Scheitel auf der Drehachse in einer Position
axial außerhalb
des Sitzes bezogen auf die Felge liegt, und einen radial weiter
inneren zentralen Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser hat,
der kleiner ist als der minimale Durchmesser der Wulstsitze.
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Genauer gesagt, der radial äußere Durchmesser
Dc des axial äußeren Endes des Wulstsitzes 11 bestimmt
den Aufpassdurchmesser des Reifens und ist der Nenndurchmesser der
Felge. Die radial äußere Fläche des
oben erwähnten
zentralen Abschnitts der Felge hat einen Durchmesser dc mit
einem Wert, der vorzugsweise zwischen 80% und 90% von Dc liegt.
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Vorzugsweise liegt der Winkel des
Scheitels der konischen Flächen
der Wulstsitze zwischen 8° und
60°, d.
h. der Winkel w der konischen Flächen bezogen
auf die Drehachse liegt zwischen 4° und 30°. In dem dargestellten Beispiel
beträgt
er 15° und ist
für beide
Sitze gleich. Darüber
hinaus kann der Winkel des einen Sitzes von dem des anderen Sitzes verschieden
sein, wenn sich dies als vorteilhafter erweisen sollte, obwohl er
vorzugsweise immer in dem probenspezifizierten Wertebereich liegt.
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Die Wulstsitze sind axial nach außen hin
jeweils durch einen Flansch 14 begrenzt, der vorzugsweise
in eine Richtung radial von der Felge nach außen divergiert und bezogen
auf die Äquatorialebene mit
einem Winkel x geneigt ist, der vorzugsweise zwischen 40° und 50° liegt und
bei dem gezeigten Beispiel 45° beträgt, wobei
er für
beide Flansche gleich ist. Darüber
hinaus kann sich der Winkel des einen Flansches von dem des anderen
Flansches auch unterscheiden, wenn dies vorteilhafter ist, obwohl
er bevorzugt immer in dem oben spezifizierten Wertebereich liegt.
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Der radial äußere Durchmesser dF des
Flansches geht über
den Nenndurchmesser der Felge um einen Wert von vorzugsweise zwischen
1% und 5% des Nenndurchmessers hinaus.
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Die Wulstsitze sind axial nach innen
jeweils durch eine Schulter 15 begrenzt, wobei eine axial äußere Fläche vorzugsweise
zur Äquatorialebene
in eine Richtung radial von der Felge nach außen konvergiert und bezogen
auf diese Ebene in einem Winkel y geneigt ist, der vorzugsweise
zwischen 0° und 30° liegt und
bei dem gezeigten Beispiel 15° beträgt und für beide
Schultern der gleiche ist. Darüber
hinaus kann der Winkel einer Schulter sich von dem der gegenüberliegenden
Schulter unterscheiden, wenn dies vorteilhafter sein sollte, obwohl
er bevorzugt immer in dem oben spezifizierten Wertebereich liegt.
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Der Wert des radial äußeren Durchmessers dR der Schultern liegt vorzugsweise zwischen
106% und 108% des Wertes des Nenndurchmessers.
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Der radial weiter innere zentrale
Abschnitt der Felge ist mit den oben erwähnten Wulstsitzen mittels zweier
Wände 10 verbunden,
die vorzugsweise divergieren und sich radial nach außen erstrecken und
zusammen einen Kanal bilden, der die Montage des Reifens und des
inneren Schlauchs auf der Felge erleichtert. In einer Wand des Kanals
ist vorteilhafterweise ein Loch ausgebildet, in dem ein Füllventil 5 in einer üblicherweise
bei schlauchlosen Reifen verwendeten Bauweise montiert ist.
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Der maximale axiale Abstand zwischen
den oben erwähnten
Flanschen 14 bildet die Breite L der Felge.
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Der Reifen 2 hat eine toroidförmige Karkasse mit
einem Umfangsabschnitt 21 und zwei axial gegenüberliegenden
Seitenwänden 22,
die in einem Paar von Wulsten 23 enden, von denen jeder
mit wenigstens einem verstärkenden
Wulstkern 24 für
die Festlegung des Reifens an der entsprechenden Montagefelge 1 versehen
ist.
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Am Umfang der Karkasse befindet sich
ein Laufflächenband 26,
das mit einem Reliefmuster ausgeformt ist, welches Nuten 27 und
Einschnitte 28 in an sich bekannter Weise aufweist, die
sich abhängig von
der in Betracht gezogenen Einsatzart des Reifens ändernd angeordnet
sind.
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Die Karkasse ist mit wenigstens einer
verstärkenden
Lage 29 versehen, die sich von Wulst zu Wulst erstreckt,
wobei ihre Enden an den vorher erwähnten Wulstkernen festgelegt
sind.
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Bei einem Reifen in Gürtelbauweise
liegen die verstärkenden
Korde der oben erwähnten
Lage im Wesentlichen in Ebenen, die die Drehachse des Reifens enthalten.
Darüber
hinaus ist zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband ein Gurtaufbau eingefügt, der
vorzugsweise wenigstens zwei radial aufeinander gelegte Lagen 201 und 202 von
Metallkorden aufweist, die in jeder Lage parallel zueinander sind
und die sich mit denjenigen der benachbarten Lage schneiden und
die vorzugsweise symmetrisch bezogen auf die Äquatorialebene des Reifens
geneigt sind. Besonders bevorzugt hat der erwähnte Aufbau in einer radial äußeren Position
ebenfalls eine zusätzliche
Lage aus Textilkorden 203, die vorteilhafterweise aus einem
wärmeschrumpfbaren
Material hergestellt und parallel zur Äquatorialebene angeordnet sind.
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Der Neigungswinkel der Korde der
sich kreuzenden Gurtlagen liegt bezogen auf die Äquatorialebene vorzugsweise
zwischen 5° und
30°. In
Verbindung mit speziellen Ausgestaltungen des Gurtaufbaus und/oder
des Reifens kann der erwähnte
Winkel auch in den beiden Lagen einen unterschiedlichen Wert haben.
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Der oben erwähnte Reifen hat seine maximale
Breite LP an der Stelle, die der maximalen
axialen Erstreckung der Wulste entspricht. Diese Breite ist wenigstens
gleich der maximalen Breite LC gemessen
an den Seitenwänden
des Reifens, jedoch vorzugsweise größer als diese.
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Mit anderen Worten erstreckt sich
das Außenprofil
des Querschnitts des Reifens axial nicht über den Außenrand des Flansches 14 einer
Montagefelge hinaus.
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Der Wulst des Reifens ist außen so geformt, dass
er wenigstens an das Profil des Wulstsitzes und der angrenzenden
Wände des
Flansches und der Schulter angepasst ist. Vorzugsweise erstreckt
er sich jedoch in Axialrichtung so nach außen, dass er auch die radial äußere Fläche des
Flansches 14 abdeckt.
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Der Innenaufbau des Wulstes kann
einen verstärkenden
Wulstkern 24 aufweisen, der in einer von verschiedenen
bekannten Bauweisen ausgeführt ist,
beispielsweise in Bündelbauweise
oder verdrillter Bauweise. In jedem Fall muss der radial innere Durchmesser
de des Wulstkerns einen Wert haben, der nicht kleiner als dF und nicht größer als dR ist.
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1 zeigt
auf der linken Hälfte
eine spezielle bevorzugte Ausgestaltung eines Wulstaufbaus nach
der Erfindung.
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Bei dieser Ausführungsform hat der Wulstkern
wenigstens zwei radial aufeinander liegende Lagen 241 und 242 von
Metalldrähten,
die in Windungen gelegt sind, die längs einander axial angeordnet sind
und sich im Wesentlichen über
die gesamte axiale Erstreckung des entsprechenden Wulstsitzes erstrecken,
während
das Ende der Karkassenlage axial von der Innenseite zur Außenseite
zwischen die oben erwähnten
Lagen eingeführt
ist.
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Die Lagen sind parallel zur Drehachse
oder stärker
bevorzugt im Wesentlichen parallel zum Wulstsitz angeordnet. Für die radial
innerste Lage gilt der bereits für
den herkömmlichen
Wulstdraht beschriebene Zustand ebenfalls: Grundsätzlich darf
ihr minimaler Durchmesser nicht kleiner als dF und ihr maximaler
Durchmesser nicht größer als
dR sein.
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Die Lagen werden von Drähten gebildet,
die aus Stahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt (Typ HT, d. h. mit
einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,8%) hergestellt sind. Jede
Lage kann von einer Wendel eines einzigen Metalldrahts mit einem
Durchmesser zwischen 0,9 mm und 1,5 mm gebildet werden. Vorzugsweise
wird die Lage bei einer Wendel aus einem verlitzten Metallkord mit
vorzugsweise sieben Litzen und jede mit drei Grundfilamenten gebildet.
Das Grundfilament der Litzen hat vorzugsweise einen Durchmesser,
der zwischen 0,22 mm und 0,38 mm liegt, und noch bevorzugter 0,28
mm oder alternativ 0,36 mm entspricht. D. h. mit anderen Worten, dass
die bevorzugten Korde für
die Bildung der Lagen nach dem üblichen
Identifikationsverfahren in dem Sektor 7 × 3 × 0,28 und 7 × 3 × 0,36 sind.
Der Wulstkern kann entweder Lagen von einzelnen Metalldrähten oder
Lagen von Korden oder eine Kombination der Lagen aufweisen.
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Bevorzugt wird die Ausführungsform
mit Metallkorden, um dem Wulstkern die erforderliche Flexibilität während der
Montage und der Demontage des Reifens auf die Felge und von ihr
zu geben, damit der Flansch 14 der Felge überwunden
werden kann, ohne strukturelle Schäden zu erleiden.
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2 zeigt
eine zweite vorteilhafte Ausführungsform
des Rads nach der Erfindung, das sich von dem bereits beschriebenen
dadurch unterscheidet, dass die Wulstsitze einen unterschiedlichen Durchmesser
haben. Insbesondere liegt die Differenz zwischen dem Durchmesser
DMIN des Wulstsitzes mit dem größeren Durchmesser
und des Durchmessers DMAX des Wulstsitzes
mit dem kleineren Durchmesser, der axial gegenüberliegt, zwischen 3% und 6% des
Werts des Nenndurchmessers.
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Bei dieser Ausgestaltung wird der
Minimaldurchmesser des Wulstsitzes mit kleinerem Durchmesser als
Nenndurchmesser der Felge genommen, und das Rad wird vorzugsweise
an dem Fahrzeug so montiert, dass sich der Wulstsitz mit dem größeren Durchmesser
auf der Fahrzeugseite befindet.
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Die Figur zeigt auch eine andere
Ausgestaltung des Wulstes des Reifens, die sich dadurch unterscheidet,
dass die verstärkende
Karkasse zwei Karkassenlagen aufweist oder auf jeden Fall das Ende
der Lage in zwei axial gesonderte Abschnitte des Gewebes getrennt
ist. In diesem Fall ist ein erster Gewebeabschnitt in einer Position
radial innerhalb der radial innersten Schicht der Metalldrähte angeordnet,
während
der zweite Gewebeabschnitt in einer Position radial innerhalb der
radial äußersten
Lage der Drähte
eingeführt
ist, die von der radial innersten Lage durch eine Einlage aus elastomerem
Material mit einem hohen Härtefaktor
getrennt ist, die sich radial über
das axial innere Ende der Lagen der Metalldrähte hinaus zu der Seite des
Reifens erstreckt. Die Härte
der Einlage ist vorzugsweise 70° Shore
A oder, stärker
bevorzugt, größer als
dieser Wert.
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Was die Durchmesser der radial innersten Lage
angeht, so gelten die gleichen Bedingungen, wie sie bereits bei
der Veranschaulichung der Ausführungsform
von 1 erwähnt sind.
Der in 1 und 3 gezeigte innere Schlauch 3 ist
vorzugsweise ein innerer Schlauch, der aus einem elastomeren Material
hergestellt und in wenigstens zwei voneinander getrennte Teile unterteilt
ist, d. h. einen zentralen Kern mit einer Wand 31 und einem
Paar von Seitenwänden 32.
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Mit anderen Worten, der innere Schlauch weist
zwei Umfangsräume 3a und 3b auf,
die separat und unabhängig
sind und durch eine Längswand 31 getrennt
sind, die sich in einer Ebene vorzugsweise senkrecht zur Drehachse
des Rades, und stärker
bevorzugt in der Äquatorialebene
erstreckt.
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Diese Wand und auch die Zonen, die
sie unmittelbar umgeben, haben eine Steifigkeit, die größer ist
als die des axial äußersten
Teils, d. h. der Seitenwände 32 des
inneren Schlauchs, so dass während des
Aufpumpens des Schlauchs innerhalb des Reifens die Expansion des
Schlauchs in der Axialrichtung größer ist als in der Radialrichtung.
Auf diese Weise kommt der zentrale Abschnitt des inneren Schlauchs
zur gleichen Zeit in Kontakt mit der Laufflächenzone wie die Seitenwände voll
zum Anliegen an den Seitenwänden
des Reifens kommen, wodurch das Eintreten anomaler Spannungen innerhalb der
Wände des
inneren Schlauchs unterbunden wird.
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Weitere charakteristische Merkmale
des inneren Schlauchs, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner
Herstellung sowie seine Verwendung in Kombination mit einem gattungsgemäßen Reifen sind
voll im Einzelnen in der anhängigen
Patentanmeldung EP-B-1
030 789 im Namen der Anmelderinnen beschrieben. Demzufolge wird
hier ein bevorzugtes Beispiel seiner Ausgestaltung vorgesehen, und
es sollte auf die Veröffentlichung
dieser Anmeldung für
weitgehendere Informationen Bezug genommen werden.
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Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen,
dass innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung der innere
Schlauch nicht notwendigerweise elliptisch oder mit unabhängigen Räumen versehen
sein muss. Mit anderen Worten, das Rad nach der Erfindung kann genauso
gut auch einen inneren Schlauch mit einem im Wesentlichen kreisförmigen und/oder Einzelraumquerschnitt
haben.
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Insbesondere ist der gezeigte innere Schlauch
besonders für
Reifen mit einem elliptischen Querschnitt geeignet, bei dem die
Abmessung der kleineren, zur Äquatorialebene
parallelen Achse kleiner ist als die Abmessung der größeren, zur
Drehachse parallelen Achse ist, d. h. für die so genannten "Niederquerschnitt"-Reifen, bei denen
das Verhältnis zwischen
der Querschnittshöhe
gemessen zwischen der Basis der Wulste und der Oberseite der Lauffläche sowie
der maximalen Breite des Reifens 0,7 oder weniger ist.
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Bei der speziellen Ausgestaltung
des Reifens, wie sie vorstehend anhand von 2 beschrieben und dort gezeigt ist, muss
der durch dieses Verhältnis
ausgedrückte
Zustand längs
der Mittellinie des Reifens verwirklicht sein, der mit der Seitenwand mit
größerer radialer
Erstreckung versehen ist.
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Besonders bevorzugt ist, dass der
zentrale Kern aus der Wand 31 besteht, von deren Enden
sich zwei Flansche, ein radial äußerer Flansch 33 (Außenflansch)
bzw. ein radial innerer Flansch 34 (Innenflansch) senkrecht
zu ihr in axial entgegengesetzte Richtungen über einen Abschnitt vorgegebener Breite
erstrecken.
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Die angrenzenden Enden der Seitenwände und
die Flansche sind miteinander verbunden, die einen in einer radial äußeren Position
längs der
Umfangsverbindungslinien 35 und die anderen in einer radial
inneren Position längs
der Umfangsverbindungslinien 36. Die Verbindung wird vorzugsweise mittels
einer chemischen Haftbindung in Form einer Vulkanisierung verwirklicht.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung hat man die Herstellung des inneren Schlauchs mit unterschiedlicher
Steifigkeit der separaten Abschnitte in Betracht gezogen und insbesondere
genau mit dem Kern, der eine Steifigkeit hat, die größer ist
als die der Seiten. In einer bevorzugten Ausgestaltung, die in 3 dargestellt ist, bei der
verschiedene Teile des inneren Schlauchs aus dem gleichen elastomeren
Material hergestellt worden sind, hat man die größere Steifigkeit des Kerns
verglichen mit den Seitenwände
durch geeignete Erhöhung
des Querschnitts (Dicke) des Kerns bezogen auf den der Seitenwände erhalten.
Das Verhältnis
zwischen dem Mittelwert der Dicke des Kerns und dem der Seitenwände kann
bei der bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung zwischen 1 und 4 variieren.
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Insbesondere hat bei dem Beispiel
von 3 der innere Schlauch
eine konstante Dicke von 5 mm längs
der Wand 31, die in der Verbindungszone zwischen Wand und
Flanschen größer ist,
sich dann verjüngt,
bis sie die Dicke von 2 mm an der Verbindungszone mit den Seitenwänden erreicht,
und dann in den Seitenwänden
konstant bleibt.
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Bei einer zu der erwähnten Lösung alternativen
Lösung
erhält
man die größere Steifigkeit
des Kerns verglichen mit der der Seitenwände mit Hilfe von Materialien,
die voneinander verschieden sind, wobei man für den Kern ein elastomeres
Material mit einem Modul, der größer ist
als der des Materials der Seitenwände, verwendet. In diesem Fall
kann die Dicke des Kerns gleich der der Seitenwände oder verschieden von ihr
sein.
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Bei den bevorzugten alternativen
Ausgestaltungen nach der Erfindung kann das Verhältnis zwischen den Modulen
der Materialien des Kerns bzw. der Seitenwände im Bereich von Werten zwischen
1 und 10, und besonders bevorzugt zwischen 1 und 5 liegen.
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Der Wert des Moduls des Materials
des Kerns liegt vorzugsweise zwischen 1,5 und 10 N/mm2.
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Zu erwähnen ist hier, dass "Modul" den Nominalwert
der Kraft bedeuten soll, die einer Längsverformung von 100% entspricht.
Die Messung des Wertes des Moduls wird nach der Norm ISO 37 (Ringtyp A)
ausgeführt.
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Vorzugsweise können die Seitenwände des inneren
Schlauchs auf einem Butylkautschuk oder Butylhalogenkautschuk basieren,
während
der zentrale Kern auf Dien-Elastomeren,
wie u. a. Styrolbutadien, Polybutadien und Naturkautschuk basieren kann.
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Bei einer weiteren Lösung kann
die größere Steifigkeit
des Kerns verglichen mit den Seitenwänden mit Materialien der gleichen
oder unterschiedlicher Zusammensetzung erreicht werden, die die
gleiche oder eine unterschiedliche Dicke haben, indem geeignete
Verstärkungsfüllstoffe
in die Materialien eingebracht werden. Bei einer bevorzugten Lösung gehören zu diesen
Füllstoffen
kurze Fasern (Abmessungen von 7 mm oder weniger), insbesondere solche,
die man durch Mahlen von Aramidfasern erhält (Abmessungen von 1 mm oder
weniger), die als "Aramidpaste" bekannt sind (beispielsweise
Kevlar®-Paste
oder Twaron®-Paste),
wobei Kevlar und Twaron eingetragene Marken der Firmen DuPont bzw.
AKZO sind.
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Vorzugsweise liegt die Menge der
kurzen Fasern zwischen 1 und 5 phr (Teile pro hundert Teile Kautschuk).
In einer speziellen bevorzugten Ausgestaltung enthält nur das
elastomere Material des Kerns solche Faserverstärkungsfüllstoffe.
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Vorzugsweise sind auch die unterschiedlichen
Teile des zentralen Kerns mit einer unterschiedlichen Steifigkeit
versehen, wobei im einen Fall der Innenflansch die maximale Steifigkeit
erhält
verglichen mit der Steifigkeit der Wand und des Außenflansches,
um so in optimaler Weise die Expansion der Wände des inneren Schlauchs während des
Aufpumpens zu steuern und so eine vollständige Anpassung dieser Wände an die
Innenfläche
des Reifens zu ermöglichen.
Für diesen
Zweck wird vorzugsweise der innere Schlauch mit einer Toroidform
ausgeformt und vulkanisiert, die ein Innenvolumen hat, das nicht
kleiner als ein Drittel des End-Einsatzvolumens ist, wobei besonders
bevorzugt der innere Schlauch mit einer elliptischen Form ausgeformt
und vulkanisiert ist. Noch stärker
bevorzugt ist, dass die Wand 31 wenigstens einen Kanal 37 erhält, der
innen über
die gesamte radiale Erstreckung der Wand verläuft und sowohl auf der Außenfläche als
auch der Innenfläche des
inneren Schlauchs mündet.
Vorzugsweise hat der innere Schlauch eine Vielzahl von diesen Kanälen, die
am Umfang gleichförmig
im Abstand zueinander, d. h. mit dem gleichen Winkelbetrag gegenseitig versetzt
angeordnet sind.
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Vorzugsweise gibt es wenigstens drei
dieser Kanäle,
besonders bevorzugt ist jedoch die Anzahl größer, ganz besonders sind es
sechs Kanäle,
die vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 3 mm und 15 mm, und
besonders bevorzugt von 12 mm haben.
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Aufgrund des Vorhandenseins dieser
Kanäle kann
während
des Aufpumpens des inneren Schlauchs die Luft, die zwischen der
radial äußeren Fläche (Außenfläche) des
inneren Schlauchs und der radial inneren Fläche des Umfangsabschnitts des Reifens
eingeschlossen bleibt, zu dem Raum zwischen der radial inneren Fläche (Innenfläche) des
inneren Schlauchs und der zugewandten Fläche der Felge abfließen und
von da zu der Außenumgebung mit
Hilfe des sich in der Offenstellung befindenden Füllventils 5.
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Gemäß der Erfindung ist der hier
beschriebene innere Schlauch mit einer in seine Wand, vorzugsweise
die Innenwand, eingesetzten Füllvorrichtung 4 ohne
irgendein Verbindungselement mit der durch die Felge gehenden Außenumgebung
versehen.
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Verschiedene charakteristische Merkmale und
Ausgestaltungen der Vorrichtung dieser Bauweise sowie ihrer Verwendung
in Kombination mit einem gattungsgemäßen bereiften Rad wurden vollständig in
einer anhängigen,
jedoch noch nicht veröffentlichten
Patentanmeldung im Namen der Anmelderin beschrieben und dargestellt,
so dass ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
davon hier gezeigt wird, wobei in Verbindung damit zur weitgehenderen
Information in Bezug auf die Veröffentlichung
der Anmeldung genommen werden sollte.
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Insgesamt hat die vorstehend erwähnte Füll- und
Entleervorrichtung ein starres Gehäuse 41, das vorzugsweise
aus Kunststoff hergestellt und mit einer Gruppe von Ventilen versehen
ist, von denen jedes von einem Gehäuse begrenzt ist, in dessen
Innenraum der zugehörige
Aktivierungsmechanismus angeordnet ist, d. h. der Teil des Ventils,
der jeweils zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung so
wirkt, dass er den Druckluftstrom in jeder der beiden Richtungen
durch das Gehäuse
zulässt
oder verhindert.
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Insbesondere weist die Gruppe drei
Ventile auf, nämlich
zum Füllen,
Kalibrieren und Entleeren, und ermöglicht die Ausführung von
wenigstens drei Arbeitsweisen, die wesentlich sind, um dem Reifen den
richtigen Betriebsdruck zu geben, nämlich ein schnelles Füllen auf
einen Überdruck,
das Erreichen (Kalibrierung) des gewünschten Druckwerts und ein schnelles
Entleeren des inneren Schlauchs.
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Das starre Gehäuse 41, das vorzugsweise eine
zylindrische Form hat, ist innerhalb einer speziellen Büchse 42 angeordnet,
die eine kreisförmige durchgehende Öffnung bildet,
die in der Wand des inneren Schlauchs ausgebildet ist, vorzugsweise
auf der radial inneren (innenseitigen) Fläche.
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Vorzugsweise hat das erwähnte starre
Gehäuse
einen Ringabschnitt an seiner Außenfläche, der mit einem Gewinde,
damit er in die Büchse 42 geschraubt
werden kann, und einem Bodenflansch 40 versehen ist, der
die Fixierung seiner Position bezüglich der Büchse ermöglicht.
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Wie deutlich aus 1 und 4 zu
sehen ist, sind das vorstehend erwähnte starre Gehäuse 41 und
die darin enthaltene Gruppe von Ventilen vollständig von der Außenumgebung
abgetrennt und haben deshalb kein Element für eine Verbindung der Umgebung
außerhalb
des Rads, die durch die Wand der Felge geht. Darüber hinaus kann sich der mit
einer solchen Vorrichtung versehene innere Schlauch frei in jede
Position innerhalb des Hohlraums bewegen, der von dem Reifen und
der Oberfläche
der Felge begrenzt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung führt
ein einziges Ventil alle drei in Betracht gezogenen Funktionen aus,
nämlich
das Füllen,
das Kalibrieren und das Entleeren, mit der Folge, dass die Vorrichtung
leicht und kompakt ist und einen begrenzten Raum einnimmt.
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Dieses Ventil (5) hat vorzugsweise ein zylindrisches
Gehäuse 60,
das an dem Ende angeflanscht ist, das von dem Innenschlauch nach
außen vorsteht
und das mit einem Außengewinde 61 oder einer
anderen geeigneten Befestigungsform (Schnellkupplung, usw.) in der
Nähe des
Flanschendes für
eine Anbringung innerhalb der bereits beschriebenen Büchse 42 versehen
ist.
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Innerhalb des Flanschendes ist durch
Verschrauben oder auf andere vorteilhafte Weise ein Ring 62 angebracht
und mit wenigstens zwei, jedoch vorzugsweise drei oder mehr Vorsprüngen 63 (6) versehen, die radial
zur Innenseite vorstehen.
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Das axial gegenüberliegende Ende des zylindrischen
Gehäuses 60 ist
durch eine Kreiskrone 64 (7)
geschlossen, die ein Stück
mit einem Kanal 65 bildet, der auf die axial innere Fläche der
Krone geschweißt
und mit zwei Öffnungen
versehen ist, nämlich
einer Öffnung 66 auf
der Seitenfläche
des zylindrischen Gehäuses
und einer Öffnung 67 auf
der Sei tenfläche
des Kanals, die zu dem Flanschende des Gehäuses gerichtet und vorzugsweise
koaxial dazu ist.
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Auf die Kreiskrone 64 ist
ein schüsselförmiger Käfig 68 geschraubt
oder auf andere Weise in einer koaxialen Position ausgelegt, während ein
linsenförmiges
Element 69, dessen Konkavität zum zylindrischen Gehäuse gerichtet
ist, innerhalb des Käfigs bewegbar
ist und auf der Kreiskrone liegt.
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Innerhalb des zylindrischen Gehäuses 60 ist ein
koaxialer Schaft 70 angeordnet, der zwischen den Vorsprüngen 63 des
Rings 62 axial verschiebbar und insbesondere geführt ist.
Die axiale Fläche
des Schafts, die zur Kreiskrone gerichtet ist, bildet ein Stück mit einer
Scheibe 71, die vorzugsweise einen Durchmesser hat, der
größer ist
als der des Schafts 70, und besonders bevorzugt mit Laschen 72 versehen
ist, die radial kragarmartig vom Umfang der Scheibe vorstehen. Der
erwähnte
Schaft 70 ist vorzugsweise ein Permanentmagnet aus einer
Sinterlegierung, die vorzugsweise ferromagnetisches Material aufweist.
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Schließlich umgibt den Schaft 70 eine
Druckfeder 73, die an einem Ende an dem Ring 62 und
am anderen Ende an dem vorstehenden Rand der Scheibe 71 und/oder
an den Laschen 72 anliegt.
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Die Druckkraft der Feder wird auf
der Basis des Betriebsdrucks des Reifens und somit des inneren Schlauchs
kalibriert.
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Während
des Füllstadiums
strömt
die zur Außenseite
des inneren Schlauchs wirkende Druckluft in das zylindrische Gehäuse, geht
zwischen der Seitenfläche
des Schafts 70 und dem Ring 62 hindurch und von
da durch die Scheibe 71 und strömt durch die Kreiskrone 64,
verdrängt
das linsenförmige
Element 69 aus seiner Ruhestellung an der Felge und tritt
in den inneren Schlauch ein, wobei sie durch den Käfig 68 hindurchgeht,
der ausschließlich
die Funktion ausübt,
das linsenförmige
Element in einem vorgegebenen Abstand zu halten.
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Sobald der innerhalb des Innenschlauchs wirkende
Druck den Wert des Außendrucks überschreitet,
wird das linsenförmige
Element gegen die Kreiskrone gepresst, wodurch ihr zentrales Loch
geschlossen wird, so dass der Luftdurchgang von der Innenseite zur
Außenseite
des inneren Schlauchs unterbunden wird.
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Wenn der Wert des Innendrucks einen
Kalibrierwert der Feder übersteigt,
drückt
die Druckluft, die sich in dem Kanal befindet, in Verbindung mit
dem inneren Schlauch über
das Loch 66 die Feder zusammen, verschiebt die Scheibe 71 und
den zugehörigen Schaft 70 weg
von dem Kanal, so dass die Luft durch das Loch 67 zum Flanschende
des zylindrischen Gehäuses
hin und von da in die Außenumgebung
strömen
kann.
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Sobald der Innendruck, dessen Wert
abnimmt, kleiner als der Kalibrierwert der Feder wird, dehnt sich
letztere aus und bringt die Scheibe 71 unmittelbar zum
Kanal 65 zurück,
wodurch das Loch 67 geschlossen wird.
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Wenn man ein schnelles Entleeren
des inneren Schlauchs herbeiführen
möchte,
genügt
es, ein Magnetfeld anzulegen, das auf den Schaft 70 wirkt und
ihn zu dem Flanschende des zylindrischen Gehäuses hin zieht, wodurch die
Scheibe 71 verschoben und das Loch 67, wie bereits
beschrieben, geöffnet
wird.
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Das Magnetfeld hält den Stift in der Offenstellung
des Lochs während
des ganzen Zeitraums, den die Bedienungsperson benötigt.
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Der Fachmann, der nun die Erfindung
kennt, ist in der Lage, andere Arten von Ventilen, die keine Elemente
für eine
Verbindung mit der Außenumgebung
haben, nach der Erfindung zu konstruieren und zu bauen, und die
in der Lage sind, wenigstens die drei hier beschriebenen Funktionen
auszuführen.
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Beispielsweise könnte es möglich sein, die einfache magnetische
Betätigungseinrichtung
des Entleerventils durch eine aktive Vorrichtung, beispielsweise
durch ein miniaturisiertes Solenoidventil und einen Radiowellen-
oder Ultraschallempfänger auszutauschen,
der so ausgelegt ist, dass er das Solenoidventil nach Empfang eines
geeigneten codierten Signals in Betrieb setzt.
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Das Solenoidventil könnte eine
elektromagnetische Bauweise oder phasenändernde Betätigungseinrichtungen, schmelzbare
Membranen, aus Formhaltematerial hergestellte Komponenten, elektrische
Mikromotoren, piezoelektrische Betätigungseinrichtungen oder andere ähnliche
Vorrichtungen aufweisen.
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Der Betriebsmodus der Radanordnung
und die durch sie erreichten vielen Vorteile lassen sich nun leicht
verstehen.
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Zuerst ermöglicht bei normalen Laufbedingungen
das spezielle Karkassenprofil, das durch die maximale axiale Breite
im Bereich der Wulste erzeugt wird, dass der Reifen den Slip-Druck
maximiert, was einen vorteilhaften Effekt auf die Qualität der Fahrleistung
hat.
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Hinsichtlich der Fähigkeit,
ein Lösen
vom Felgensitz zu verhindern, muss zunächst vor allem in Erinnerung
gerufen werden, dass während
Plattlaufbedingungen, insbesondere längs einer gekrümmten Bahn,
ein sehr hoher Axialdruck, der zur Innenseite des Reifens gerichtet
ist, auf den Wulst an der Außenseite
der Kurve wirkt, während
ein zur Außenseite
hin gerichteter Druck mit einem jedoch begrenzteren Wert auf den
Wulst auf der Innenseite der Kurve wirkt.
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Bei dem Rad nach der Erfindung wird
dem Druck zur Innenseite hin durch die Schulter 15 wirksam
entgegengewirkt, die nicht über
den Wulst geführt
werden kann, da der Minimaldurchmesser des verstärkten Wulstkerns kleiner ist
als der Durchmesser der Schulter. Andererseits ist der radial äußere Durchmesser
des Flansches 14 im Wesentlichen genauso groß wie oder
kleiner als der minimale Durchmesser des Wulstkerns, jedoch weicht
in dieser Richtung, d. h. axial zur Außenseite hin, der begrenzte Wert
des auf den Wulst aufgebrachten Drucks angesichts der Steifigkeit
und der daraus folgenden Nicht-Verformbarkeit des Aufbaus des Wulstes
als Ganzes nicht aus, den Wulst dazu zu bringen, aus seinem Sitz
verdrängt
zu werden und über
den Flansch 14 hinüberzugehen.
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Diese Abmessungen der Schulter und
des Flansches an den Wulstsitzen bilden jedoch kein Hindernis für die Montage
und Demontage des Reifens, die im Gegensatz verglichen mit Rädern nach
dem Stand der Technik leichter ausgeführt werden können.
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Zu dem Verfahren zum Montieren und
Füllen des
Reifens 2 auf der Felge 1 gehört zunächst der Schritt, einen ersten
Wulst auf die Felge aufzupassen, bis er in dem zugehörigen Wulstsitz
angeordnet ist.
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Der erste Wulstsitz des Reifens wird über die beiden
Schultern dadurch geführt,
dass der Wulstkern oval gemacht wird, wobei der zentrale Kanal genutzt
wird, der an der Felge vorhanden ist, um die Achse des Reifens bezüglich der
der Felge zu versetzen. Dann wird der innere Schlauch, der bereits
mit der Füllvorrichtung
versehen ist, in den noch nicht geschlossenen, zwischen dem Reifen
und der Felge begrenzten Raum eingeführt, wonach der zweite Wulst
auf die Felge durch Einführen
in seinen zugeordneten Wulstsitz aufgepasst wird.
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Das Führen des zweiten Wulstes über den Flansch
wird durch den Wert des Verhältnisses
zwischen den gegenseitigen Durchmessern erleichtert.
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Die in 2 gezeigte
Ausführungsform
erleichtert die Montage des Rads mit einem Niederquerschnittsreifen
weiter. Das Führen
des inneren Schlauchs durch den Raum, der zwischen einem Wulst des
Reifens und dem Flansch des entsprechenden Wulstsitzes begrenzt
ist, könnte
sich im Falle einer symmetrischen Felge als schwierig erweisen. Stattdessen
wird bei dem asymmetrischen Rad nach der Erfindung während des
Aufpassens des Reifens auf die Felge der Wulst mit maximalem Durchmesser zuerst
in den Wulstsitz mit minimalem Durchmesser eingeführt, wobei
dieser größere Raum
zwischen dem Wulstsitz der Felge und dem Wulst des Reifens ein leichteres
Einführen
des inneren Schlauchs in den Radhohlraum ermöglicht.
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Vorteilhafterweise führt das
erleichterte Einführen
des inneren Schlauchs in den oben erwähnten Hohlraum zu einer beträchtlichen
Zeiteinsparung und zu einer größeren Attraktivität des Produkts
für das Personal,
die Wartung und Austauschvorgänge
ausführen.
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Bei dem Rad nach der Erfindung hat
die Einrichtung zum Einführen
und Entfernen von Luft das übliche
Ventil zum Füllen
von schlauchlosen Reifen, die im Wesentlichen aus einem rohrförmigen Element 51 besteht,
das den Aktivierungsmechanismus für die Füll- und Entleervorgänge enthält und dessen eines
Ende in einem Kautschukstopfen 52 eingeschlossen ist, der
in luftdichter Weise innerhalb eines entsprechenden Lochs in der
Felgenwand eingesetzt und am gegenüberliegenden Ende mit einer
speziellen nicht gezeigten Schließkappe versehen ist.
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Um das Rad nach der Erfindung aufzupumpen,
wird die Kappe von dem rohrförmigen
Element 51 entfernt und unter Verwendung irgendeines Werkzeugs,
beispielsweise einer üblichen,
mit einem Manometer versehenen Druckluft-Zuführpistole, Druckluft in den
Innenraum zwischen dem Reifen und der Felge eingeführt.
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Der Druckwert der eingeführten Luft
wird so gewählt,
dass er ausreichend hoch ist und vorzugsweise zwischen 150% und
200% des Betriebsdrucks liegt. Sobald der festgelegte Druckwert
erreicht ist, der durch Verwendung bekannter Vorrichtungen (Druckmesser)
leicht gemessen werden kann, wird die Zuführung von Druckluft unterbrochen.
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Der hohe Druck verformt anfänglich den
inneren Schlauch und presst ihn hauptsächlich auf ihn selbst. Der
innere Schlauch, der vorteilhafterweise mit einer Torusform ausge formt
worden ist, speichert diese Form und reagiert auf die Verformung,
wobei innere Spannungen erzeugt werden, die ihn seine toroidförmige Gestalt
wieder annehmen lassen.
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Diese Kompressionsreaktion wird weiter
begünstigt
durch das Vorhandensein des zentralen Kerns, der eine größere Steifigkeit
als die Seitenwände
hat.
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Unter diesen Bedingungen wird ein
Druck innerhalb des inneren Schlauchs erzeugt, der geringer ist
als der Außendruck
des Hohlraums, mit der Folge, dass Luft zur Innenseite des Schlauchs über die
Füllvorrichtung
nach der Erfindung strömt.
Wenn das Innenvolumen des Schlauchs allmählich mit Druckluft gefüllt wird,
weitet sich der Schlauch allmählich
auf und kehrt in seine ausgeformte Gestalt zurück, bis er nach einem bestimmten
Zeitraum ein Druckgleichgewicht zwischen der Innenseite des Schlauchs
und dem äußeren Hohlraum
zwischen Reifen und Felge erreicht.
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Jetzt wird das Lufteinführwerkzeug
von dem schlauchförmigen
Element 51 entfernt, so dass die ganze in dem Hohlraum
enthaltene Druckluft durch letzteren abgeführt wird, so dass dieser Hohlraum den
Wert des Atmosphärendrucks
annimmt.
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Die Druckdifferenz zwischen der Innenseite des
inneren Schlauchs und dem Hohlraum vervollständigt die Ausdehnung des inneren
Schlauchs 3, bis die Innenfläche des letzteren an der Bodenfläche der
Felge anliegt.
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Da der innerhalb des inneren Schlauchs
erreichte Druck größer ist
als der vorgegebene Betriebsdruck, öffnet das Kalibrierventil,
wie oben beschrieben, und schließt dann wieder, wodurch der
Innenraum des inneren Schlauchs von der Außenumgebung getrennt wird,
wenn die Differenz zwischen dem Druck innerhalb und dem Druck außerhalb
des inneren Schlauchs, der Atmosphärendruck entspricht, da die
Kappe des Ventils 5 entfernt worden ist, dem Arbeitsdruck
entspricht, auf dessen Basis die Kalibrierung der Füllvorrichtung
durchgeführt
wurde.
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Wenn der Füllvorgang des inneren Schlauchs
und die Kalibrierung des Drucks auf den vorgegebenen Wert ausgeführt worden
sind, wird die Schließkappe
auf das rohrförmige
Element 51 aufgebracht, wodurch auch der Radhohlraum von
der Außenumgebung
getrennt wird.
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Wenn der Druck innerhalb des inneren
Rohrs erhöht
werden muss, beispielsweise um den Wert des Arbeitsdrucks wiederherzustellen,
wird der oben beschriebene Füllvorgang
vom Anfang an wiederholt.
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Ein schnelles Entleeren des inneren Schlauchs
wird, wie bereits zu sehen war, dadurch ausgeführt, dass eine Verschiebung
des Verschlusses der Vorrichtung aus seiner Schließstellung
herbeigeführt
wird.
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Die Füll- und Entleervorrichtung
nach der Erfindung bietet zahlreiche Vorteile verglichen mit Ventilen,
die einem inneren Schlauch nach dem Stand der Technik zugeordnet
sind.
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Der Grund dafür besteht darin, dass er wegen
des Fehlens von Elementen, die den inneren Schlauch und die Umgebung
außerhalb
des Rads verbinden, die Vorrichtung immer intakt und perfekt funktionell
bleibt, wobei ein Entleeren ausgeschlossen wird, das durch Rutschen
des Reifens auf der Felge oder durch andere zufällige Faktoren verursacht wird,
beispielsweise Stöße auf den
von der Felge vorstehenden Teil von herkömmlichen Ventilen gegen Hindernisse
auf der Straße
oder anderer Probleme, wie das Verlorengehen der Schließkappe.
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Darüber hinaus wird ein richtiges
Füllen
des inneren Schlauchs vorteilhafterweise durch die Tatsache gewährleistet,
dass die Kalibrierfunktion nicht länger von Hand durch eine Bedienungsperson
ausgeführt
wird, stattdessen einer automatischen Vorrichtung zugeordnet ist,
die genau vorher definierte Arbeitsdruckwerte gewährleistet,
die immer die gleichen für
jeden Füllvorgang
des inneren Schlauchs sind.
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Darüber hinaus hat die Füllvorrichtung
nach der Erfindung keine dem inneren Schlauch zugeordnete und von
der Felge vorstehende Teile, so dass der innere Schlauch schnell
und ohne Verdrehung innerhalb des Hohlraums zwischen Reifen und
Felge angeordnet werden kann.
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Tatsächlich schließt die vorliegende
charakteristische Ausgestaltung des Füllventils die komplexen und
schwierigen Vorgänge
aus, die bei herkömmlichen
Ventilen nach dem Stand der Technik erforderlich sind, um den Schaft
des Ventils des inneren Schlauchs von innerhalb des Hohlraums zwischen
dem Reifen und der Felge zur Außenseite durch
eine geeignete, in der Felge vorgesehene Öffnung einzuführen.
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Der innere Schlauch mit wenigstens
zwei unabhängigen
Kammern bildet eine Sicherheitsvorrichtung, die in der Lage ist,
dem Reifen Stabilität
und Stützeigenschaften
auch dann zu geben, wenn eine der Kammern teilweise oder vollständig aufgrund
eines Lochs platt wird. Das Vorhandensein von mehreren unabhängigen Kammern
ermöglicht
es, den Reifen auf einem ausreichenden Fülldruck zu halten, der geeignet
ist, gute Fahreigenschaften (Geschwindigkeit, Entfernung und Komfort)
auch während
Notlaufbedingungen zu gewährleisten.
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Vorzugsweise ist in diesem Fall jede
Kammer mit ihrer eigenen Vorrichtung versehen, wie sie vorstehend
beschrieben und gezeigt wurde.
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Vorteilhafterweise erhält man aufgrund
der charakteristischen Merkmale der Erfindung ein schnelles und
leichtes Herausnehmen des inneren Schlauchs aus dem Rad, wenn es
zum Austausch des Reifens, des inneren Schlauchs oder seiner Füllvorrichtung
erforderlich ist, die in der Wand des Schlauchs so angebracht ist,
dass sie von ihr leicht getrennt werden kann.