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Diese
Erfindung betrifft Radial-Luftreifen, die für Fahrzeuge verwendet werden,
und mehr im einzelnen die Konstruktion der unteren Seitenwand und des
Wulstbereiches eines Notlaufreifens, um den Kraftaufwand bei der
Montage des Reifens auf einer Standardfelge zu reduzieren und um
den Halt des Reifens auf der Standardfelge während Verlustes von Aufpumpdruck
zu halten.
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Das
Erfordernis, einen Reservereifen in einem Fahrzeug zum Ersetzen
eines platten Reifens mitzuführen,
oder allgemeiner das Erfordernis für die Betätigungsperson eines Fahrzeugs,
anzuhalten und einen platt gewordenen Reifen an einer unbequemen Stelle
zu ersetzen, war lange Zeit Sache der Bedienungsperson des Fahrzeugs.
Viele dieser Belange können
mit der Verwendung eines Notlaufreifens erledigt werden, um es der
Bedienungsperson zu gestatten, einen sicheren Platz oder eine Reparaturstation
zu erreichen, bevor sie einen Reifen ersetzen muß, der seinen Aufpumpdruck
verloren hat.
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Eines
der Probleme, die der Beibringung eines Notlaufreifens zugeordnet
sind, ist es, eine annehmbare Leistung des Notlaufreifens selbst
nach Druckverlust noch aufrecht zu erhalten. Wesentlich zur Lösung dieses
Problems ist es, einen Notlaufreifen bereitzustellen, der auf der
Felge bleibt und das Fahrzeug weiter unterstützt, so daß das Fahrzeug zu einer bequemeren
Stelle fahren kann, um den Reifen zu reparieren oder zu ersetzen.
Der Reifen wird im allgemeinen während
der normalen Fahrt des Fahrzeugs durch den Aufpumpdruck im Reifen
auf der Felge gehalten. Ein fehlender Aufpumpdruck trachtet danach,
der Reifen zu veranlassen, seinerseits von der Felge gelöst zu werden.
Dies gilt besonders während
seitlicher Manöver
des Fahrzeugs. Lösungen
zu diesem Problem des Lösens
vom Sitz umfassen die Bereitstellung einer Spezialfelge, die einen
Höcker oder
eine Vertiefung zum Erfassen des Notlaufreifens aufweist, der seinerseits
eine entsprechende, spezielle Wulstausbildung hat. Typische Kräfte zum Modifizieren
der Reifen-/Felgen-Grenzflächenprofile sind
in den US-Patenten Nr. 4 779 658, 5 263 526 und 5 427 166 offenbart.
Die Verwendung von Standardfelgen mit diesen speziellen Notlaufreifen
wird allerdings das Problem der den Sitz verlierenden Wülste nicht
lösen.
Zusätzlich
ist die Kraft, die erforderlich ist, diese speziellen Notlaufreifen
auf Felgen aufzusetzen, bei einer speziellen Reifen-/Felgen-Grenzfläche übermäßig.
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Ein
Teil der Probleme des Lösens
vom Sitz auf der Felge und der Handhabung des Fahrzeugs wurde durch
die Verwendung von Seitenwand-Verstärkungselementen im Notlaufreifen
gelöst,
um für seitlich
ausgesteifte Seitenwände
zu sorgen. Typische Notlaufreifen mit verstärkten Seitenwänden sind
offenbart in den drei US-Patenten Nr. 5 158 627, 5 368 082 und 5
511 599. Die halbmondförmigen
Seitenwand-Verstärkungselemente
sind wesentlich, um die Lauffläche
gegenüber
der Felge versetzt zu halten, um den Reifen zu veranlassen, auf
Fahrzeugmanöver
bei Verlust von Aufpumpdruck im Notlaufreifen anzusprechen. Reifen
mit Seitenwand-Verstärkungselementen
werden bei der verbesserten Sitzkonstruktion dieser Erfindung verwendet.
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Der
Schwerlast-Radialreifen des US-Patents Nr. 5 085 260 offenbart einen
kleinere Scheitel-Füllkörper, gemeinsam
mit einer Anzahl von Karkassenlagen, die rund um den Wulstkern nach
oben geschlagen sind. Die Länge
der aufgeschlagenen Karkassenabschnitte und die Position des Wulstkerns
in Zuordnung zur Höhe
des Felgenflansches ist verwendet, um die Festigkeit des Wulstes
zu erhalten. Genauigkeit bei der Anordnung der Endpunkte einer jeden
Karkassenlage ist in den Lehren dieses Patents aus dem Jahre 1992
wichtig.
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Ein Ändern von
Form, Abmessung und Materialeigenschaften von Komponenten in der
unteren Seitenwand und im Wulst eines Reifens kann ihre Fähigkeit
beeinträchtigen,
höheren
Kräften
und Momenten zu widerstehen. Der Notlaufreifen kann so ausgebildet
werden, daß er
einen Vorteil daraus zieht, Form, Abmessungen und Materialeigenschaften
zu ändern.
Eine Komponente, die mühelos
modifiziert werden kann, ist die Wulstfahne. Eine Wulstfahne, die
sich radial in den Bereich der Seitenwand erstreckt, ist in den
US-Patenten Nr. 4 640 329, 4 766 940 und 5 048 584 beschrieben.
Diese Verlängerung sorgt
beim Reifen für
verbesserte, quergerichtete und radiale Lastabstützungsfähigkeiten. Die Materialeigenschaften
der Fahne müssen
jedoch nahe dem Wulstkern anders als radial außerhalb in der Seitenwand sein,
um in diesen verschiedenen Stellen des Notlaufreifens unterschiedlichen
Lasten zu widerstehen und einen effizienten Reifen-Herstellungsprozeß zu erleichtern.
Die Offenbarungen der US-Patente Nr.
4 046 183, 4 120 338 und 4 508 153 sowie des japanischen Patents
Nr. 5-178 037 stellen den Gebrauch von Wulstfahnen dar, die zwei
Teile haben; hierbei ist ein Teil nahe einem Wulstkern, und ein
anderer Teil erstreckt sich in den Seitenwandbereich. Diese zweiteiligen
Wulstfahnen verwenden unterschiedliche Größe, Form und Materialeigenschaften für jeden
der beiden Teile. Die Wulstfahnen dieser Fundstellen erfordern aber
auch zusätzliche
Verstärkungsschichten,
die nahe den Wulstfahnen angeordnet werden, um die Haltbarkeit und
Festigkeit des Wulstbereichs des Reifens zu verbessern. Der Bedarf
verbleibt, den Gebrauch von zweiteiligen Wulstfahnen zu vereinfachen,
während
man ihre Vorzüge beibehält.
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Ein
anderer Konstruktionsparameter, der mit eingebracht werden kann,
um Lasten vom Fahrzeug über
den Notlaufreifen auf den Boden zu übertragen, ist die Verwendung
des Felgenflansches. Wenn ein Reifen veranlaßt werden kann, den Flansch
der Felge zu berühren,
können
die Fahrzeuglasten Lasten auf die Felge an ihrem Flansch übertragen.
Die Berührung
des Felgenflansches ist demnach zweckmäßig bei der Übertragung
von Lasten zwischen dem Reifen und der Felge, die es andernfalls
bewirken würden,
den Reifen aus dem Sitz auf der Felge zu lösen. Das Aufsitzen des Felgenflansches
auf dem Reifens ist in der Technik durchaus bekannt, wie es in den
US-Patenten Nr. 3 983 918, 4 203 481 und 5 033 524 offenbart ist.
Beide Patente, das
US 3 983 918 und
das
US 5 033 524 , offenbaren
die Verwendung eines zusätzlichen
Produkts im Reifen, um die Grenzfläche mit dem Reifenflansch herzustellen.
Ein Spalt zwischen der Felge und einem Widerlager auf dem Reifen
im Patent
US 3 983 918 wird
geschlossen, wenn das Widerlager den Felgenflansch berührt. Die
Berührung
des Reifens mit dem Felgenflansch trägt bekanntlich zu der Handhabung
des Fahrzeugs bei manchen Manövern
des Fahrzeugs bei und verschlechtert bekanntlich die Handhabung bei
anderen Manövern.
Es ist wesentlich, zu wissen, bei welcher Betriebsbedingung die
Grenzfläche
vom Reifen zum Flansch mit Vorteil benutzt werden kann. Das Erfordernis
verbleibt, es zu identifizieren, wann eine Berührung eines Notlaufreifens
mit einem Reifenflansch für
den nur teilweise aufgepumpten Notlaufreifen zweckmäßig sein
kann.
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Ein
weiteres Problem liegt beim Druck des Notlaufreifens auf den Felgensitzabschnitt
der Grenzfläche
vom Reifen zur Felge vor. Ein Reifen wird auf einer Felge mit einer
Kombination aus Aufpumpen und Schieben des Reifens an seinen ordnungsgemäßen Platz
auf der Felge montiert. Der Gummi, der in Berührung mit der Felge steht,
muß dauerhaft
und wirksam beim Abdichten des Übergangs
gegen Verlust von Aufpumpdruck sein, der verursacht wird durch Luft,
die aus der Innenseite des Reifens ausleckt. Es ist in der Technik
durchaus be kannt, eine zusätzliche
Gummischicht zu verwenden, um eine unmittelbare Berührung mit
dem Felgensitzabschnitt herzustellen. In der
US 5 511 599 , die dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 entspricht, wird eine Sitzlage verwendet, um eine
unmittelbare Berührung mit
dem Felgensitzabschnitt herzustellen. Wirtschaftlichkeit bei der
Herstellung des Notlaufreifens kann durch einen einzigen Wulst-Übergangsgummi
erreicht werden. Die Verwendung einer einzigen Gummikomponente für den Wulst-Übergangsgummi
ist offenbart in den US-Patenten Nr. 4 235 273, 4 790 364 und 5
033 524. Das Profil des innersten Bereiches des Wulst-Übergangsgummis
ist ebenfalls wesentlich, um erwünschte
Drücke
an der Grenzfläche vom
Reifen zur Felge vorzusehen. In den US-Patenten Nr. 4 554 960 und
5 464 051 ist ein Profil offenbart, um für einen ordnungsgemäßen Sitzbereich
am Übergang
vom Reifen zur Felge zu sorgen. Die Erstreckung eines einzigen Wulst-Übergangsgummis, der
auch für
einen Felgenflanschsitz und eine haltbare Wulstzehe sorgen kann,
bleibt von diesen Fundstellen ungelöst. Die Materialeigenschaften
dieses Wulst-Übergangsgummis
bleiben ebenfalls undefiniert.
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Selbst
bei den Verbesserungen der Fundstellen verbleibt das Erfordernis,
einen Aufbau von unterer Seitenwand und Wulst zu haben, der eine verbesserte
Wulst-Rückhaltefähigkeit
aufweist, ohne zu einem Kompromiß bei der Fähigkeit zum Abstützen der
selben Fahrzeuglasten zu führen,
und ohne das Erfordernis, Verstärkungsschichten
oder andere, nicht standardmäßige Reifenkomponenten
hinzuzufügen.
Ein gemeinsam vorliegendes Erfordernis ist es, imstande zu sein,
Notlaufreifen auf Standardfelgen zu verwenden, die im allgemeinen
zur gegenwärtigen
Zeit auf dem Ersatzteilmark vorliegen. Diese beiden Erfordernisse
sollten erzielt werden, während man
einen Herstellungsprozeß mit
begrenzten Änderungen
und bevorzugt niedrigeren Kosten für den Notlaufreifen vorsieht.
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Dementsprechend
ist es ein Ziel dieser Erfindung, für einen Notlaufreifen zu sorgen,
der ringförmige
Wülste
aufweist, die so aufgebaut sind, daß der Notlaufreifen mühelos auf
einer Standardfelge eines Fahrzeugs ohne übermäßige Überdrücke montiert werden kann.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, für einen
Notlaufreifen zu sorgen, der ringförmige Wülste aufweist, die so aufgebaut
sind, daß eine
gute Abdichtung zwischen dem Reifen und der Felge aufrechterhalten
wird, um einen Aufpumpdruck innerhalb des Reifens aufrecht zu erhalten.
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Ein
noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, für einen
Notlaufreifen zu sorgen, der ringförmige Wülste hat, die so aufgebaut
sind, daß sich
der Reifen kräftig
einer Entfernung von der Standardfelge während eines Verlustes von Aufpumpdruck
widersetzt.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Aufbau des
Wulstbereichs zu vereinfachen, um die Anzahl verschiedener Gummikomponenten
zu verringern, die in Wulstbereich verwendet werden, wenn der Notlaufreifen
hergestellt wird.
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Ein
noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Materialien
im Wulstbereich zu verwenden, die gegen Beschädigung resistent sind, wenn
man den Notlaufreifen auf einer Standardfelge montiert, und gegen
den Verlust von Luft zwischen dem Reifen und der Felge während des
normalen Betriebs des Notlaufreifens auf dem Fahrzeug resistent
sind.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein radialer Luftreifen zur Montage auf einer Felge
eines Fahrzeuges vorgesehen, um Fahrzeug lasten durch Berühren einer
Bodenfläche
an einer Aufstandsfläche
des genannten Reifens zu tragen, wenn er aufgepumpt ist, und auch
bei Verlust von Aufpumpdruck. Der Reifen weist eine Vielzahl von
Karkassenlagen auf, die rund um Seitenwand-Aussteifungselemente angeordnet
sind, um Fahrzeuglasten beim Verlust von Aufpumpdruck abzustützen. Ein
Paar aus gesonderten, beabstandeten, ringförmigen Wülsten ist miteinander durch
die genannten Karkassenlagen verbunden. Ein jeder der Wülste hat
einen Wulstkern, eine Wulstfahne und Felgen-Übergangskomponenten zur Montage
und Unterstützung
des Reifens auf einer herkömmlichen
Felge. Der Wulstkern hat eine kreisringförmige Wicklung aus Drahtfilamenten,
die einen polygonalen Querschnitt bilden und eine vorbestimmte Zugfestigkeit
sowie eine flache, innerste Oberfläche haben, die durch eine imaginäre Ebene definiert
ist, die die Filamente berührt.
Der Wulstkern weist einen Innendurchmesser auf, der an der genannten,
innersten Oberfläche
des Wulstkernes gemessen wird, wenn der Reifen ausvulkanisiert ist
und die Wülste
um einen axialen Abstand gesondert und beabstandet sind, der gleich
ist der Breite einer herkömmlichen
Felge, auf der der Reifen montiert werden soll, wobei der Innendurchmesser
des Wulstkerns etwa um 5 Millimeter größer ist als ein standardisierter
Felgendurchmesser einer herkömmlichen Felge.
Die Felgen-Übergangskomponenten
der Wülste
umfassen einen Zehenabschnitt, einen Felgensitzabschnitt und einen
Fersen-Flanschabschnitt. Die
Teile aus Elastomermaterial haben einen vorbestimmten Wert der Härte und
des Moduls an der Grenzufläche
mit einer herkömmlichen
Felge. Der Fersen-Flanschabschnitt der Felgen-Übergangskomponenten
weist ein Ferseneck auf, das radial zu einem Felgenflansch der genannten,
herkömmlichen Felge
beabstandet ist, und zwar über
im wesentlichen das gesamte Umfangsausmaß des genannten Fersen-Flanschabschnitts,
und ein radialer Spaltabstand weist einen Wert in der Größenordnung
von etwa 3 bis etwa 8 mm auf, wenn der Reifen 100 % eines gewöhnlichen
Aufpumpdrucks und eine herkömmliche,
maximale Reifenlast von den Fahrzeuglasten her aufweist. Der radiale
Spaltabstand weist einen Nullwert in der Nähe der Aufstandsfläche des Reifens
während
100 % der herkömmlichen
Belastung von den Fahrzeuglasten her auf, und zwar bei verringertem
Aufpumpdruck, der weniger als etwa 15 % des gewöhnlichen Aufpumpdrucks beträgt. Die Felgen-Übergangskomponenten
haben einen Sitzübergangsabstand,
radial zwischen der flachen, innersten Oberfläche eines jeweiligen Wulstkerns
und der innersten Oberfläche
des genannten Felgensitzabschnitts an einer seitlichen Mittellinie
des jeweiligen Wulstkerns des Reifens gemessen, nachdem der Reifen
ausvulkanisiert ist, im Bereich von Werten von etwa 4 bis etwa 6
mm. Hierbei wird der Reifen mühelos
auf der herkömmlichen
Felge montiert und verbleibt auch noch bei Verlust von Aufpumpdruck auf
der Felge.
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Bevorzugt
hat der Reifen eine Querschnittshöhe in aufgepumptem Zustand,
wenn er auf der Felge montiert ist und wenn er auf den gewöhnlichen Aufpumpdruck
aufgepumpt ist, und eine Querschnittshöhe bei Druck Null an der Mitte
der Aufstandsfläche,
wenn der Reifen auf der Felge montiert und bei Aufpumpdruck Null
von diesen Lasten mit der herkömmlichen,
maximalen Reifenlast beladen ist, wobei das Höhenverhältnis der Querschnittshöhe in aufgepumptem
Zustand zur Querschnittshöhe
bei Druck Null im Bereich von etwa 20 bis etwa 35 % liegt.
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Bevorzugt
weist der Notlaufreifen dieser Erfindung eine erste Karkassenlage
auf, die innerhalb der Gürtelpackung
angeordnet ist, sich von Wulst zu Wulst erstreckt und einen Karkassenaufschlag
bildet, der teilweise den jeweiligen Wulstkern umgreift und sich
radial nach außen
bis zu einem Endpunkt radial außerhalb
eines Flansches der Felge erstreckt, wenn der Notlaufreifen auf
der Felge montiert ist.
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Bevorzugt
erstreckt sich eine erste Wulstfahne eines jeden kreisförmigen Wulstes
vom Wulstkern nach außen.
Eine zweite Wulstfahne sitzt radial innerhalb der ersten Wulstfahne
und ist aus einem weicheren Material hergestellt als die erste Wulstfahne.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann, an den
sich die vorliegende Erfindung richtet, aus der Lektüre des folgenden
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ersichtlich, in denen:
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1 ein
Querschnitt eines Wulstbereichs eines Notlaufreifens nach dem Stand
der Technik ist und den Reifen zeigt, wie er auf einer Spezialfelge montiert
ist;
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2 und 2A Querschnitte
eines Wulstbereichs eines Notlaufreifens nach der Erfindung und einer
Standardfelge sind, wobei die Zuordnung des abgeformten Reifens
bezüglich
einer Standardfelge gezeigt ist, bevor er auf der Felge montiert
wird;
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3 ein
Querschnitt des Notlaufreifens dieser Erfindung ist, der auf einer
Standardfelge montiert und aufgepumpt ist, wobei der Reifen bezüglich einer
Mittelumfangsebene des Reifens symmetrisch ist; und
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4 ein
Querschnitt des Notlaufreifens dieser Erfindung ist, wie er auf
einer Standardfelge montiert ist, in Berührung mit einer Bodenfläche steht
und eine Fahrzeuglast trägt,
und zwar bei Verlust von Aufpumpdruck, wobei der Reifen bezüglich einer
Mittelumfangsebene des Reifens symmetrisch ist.
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Der Übergang
zwischen jedem ringförmigen Wulst
eines Notlaufreifens und der Felge eines Fahrzeugs, das Notlaufreifen
verwendet, ist kritisch für den
sicheren und wirksamen Betrieb des Fahrzeugs. Die vorangehende Erörterung
stellt dar, wie wesentlich es ist, den Notlaufreifen bei einem Verlust
von Aufpumpdruck auf der Felge montiert zu halten. Ein typischer
Notlaufreifen der Technik ist in 1 dargestellt.
Dieser Notlaufreifen hat eine Seitenwand (61) mit Seitenwand-Verstärkungsgliedern
(60), die kombiniert sind mit verstärkten Karkassenlagen (62),
(64) und (68), um die Last eines Fahrzeugs bei
Verlust von Aufpumpdruck im Notlaufreifen zu tragen. Andere Konstruktionen
von Notlaufreifen sind im einleitenden Teil dieser Erfindung offenbart,
sind in der Technik bekannt und sind dem typischen Notlaufreifen, der
hier verwendet ist, gleichartig. Der Notlaufreifen der 1 weist
die wesentlichen Komponenten eines Notlaufreifens auf, um die Verbesserungen
der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren.
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Ein
Seitenwandgummi (21) der Seitenwand (61) deckt
in typischer Weise die äußere Oberfläche des
Reifens ab und bewahrt die Karkassenlagen und die Verstärkungselemente
vor Schaden, wie in 1 dargestellt. Der Wulstbereich
(20) hat eine Anzahl von Komponenten, die eine Abstützung für die Lasten
liefern, die auf eine Felge (70) übertragen werden, und zur Bildung
eines Übergangs
mit der Felge. Eine Wulstfahne (24) ist vorgesehen, der
sich radial nach außen
von einem Wulstkern (22) aus erstreckt und zu einem der
Seitenwand-Verstärkungselemente wird.
Eine innere und äußere Karkassenlage
(68) und (64) erstrecken sich radial nach innen
zu Endpunkten (68a) bzw. (64a) nahe dem Wulstkern.
Die mittlere Karkassenlage (62) ist teilweise um den Wulstkern gewickelt
und bildet eine nach oben geschlagene Karkassenlage (66)
nahe dem Wulstfahne, um für
ein langes, überdeckendes
Ende mit der äußeren Karkassenlage
(64) zu sorgen. Drei verschiedene Gummikomponenten werden
zur Außenseite
der Karkassenlagen hin im Wulstbereich verwendet. Ein Felgensitzabschnitt
(26) ist zwischen einem Fersen-Flanschabschnitt (29)
und einem Zehenabschnitt (28) angeordnet. Eine verstärkte Sitzlage
(27) bildet einen Übergang
mit einer Spezialfelge (70). Der Wulstsitzabschnitt nahe
der Sitzlage trägt
dazu bei, daß die Sitzlage
einen gekrümmten
Bereich und einen äußersten,
flachen Bereich (76) der Felge berührt, um einen Übergangsdruck
zu entwickeln, um den Notlaufreifen auf der Felge zu halten. Der
Zehengummi (28) trägt
dazu bei, einen speziellen Höcker
(72) auf der Felge (70) an einem Höckerpunkt
(75) so zu halten, daß bei
Verlust von Aufpumpdruck der Notlaufreifen auf dem Sitz auf dem
Notlaufreifen verbleibt. Zusätzliche
Komponenten, die zur unteren Seitenwand und zum Wulstbereich des
Notlaufreifens hinzugefügt
sind, sind in der Technik bekannt, um den Sitz des Wulstes und lasttragende
Fähigkeiten
des Notlaufreifens zu verbessern. Diese zusätzlichen Komponenten umfassen
Reibschichten, verstärkte Lagen
und dergleichen, sind aber nicht auf diese beschränkt. Die
Erstreckung und die Anzahl verschiedener Komponenten in der unteren
Seitenwand des Wulstes und im Wulstbereich machen den Notlaufreifen
komplizierter in der Herstellung und weniger ökonomisch in der Produktion.
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Der
Notlaufreifen dieser Erfindung ist dazu geeignet, auf herkömmlichen
Felgen verwendet zu werden, und wurde durch Verwendung einer lediglich begrenzten
Anzahl von Komponenten im Bereich der unteren Seitenwand und des
Wulstes des Notlaufreifens vereinfacht. Größe und Form des vorliegenden Notlaufreifens
steuern auch die Fähigkeit
des Notlaufreifens, auf der herkömmlichen
Felge montiert zu werden und bei einem Verlust von Aufpumpdruck
auf der Felge zu verbleiben. Die Verwendung von Materialien für die verschiedenartigen
Komponenten des Wulstbereichs des Notlaufreifens dieser Erfindung fördern ferner
seine Leistung. Der Bereich der unteren Seitenwand und des Wulstes
eines Notlaufreifens (10) dieser Erfindung ist im Querschnitt
eines einzigen Wulstbereiches in 2 dargestellt.
Der Notlaufreifen wurde so abgeformt, daß er eine Form und Größe zur Montage
auf einer herkömmlichen Felge
(80) aufweist.
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Wulstbereiche
(30) für
den Notlaufreifen dieser Erfindung wurden so aufgebaut, daß sie mit
einem Notlaufreifen arbeiten, der Seitenwand-Aussteifungselemente (50),
ein Paar von Wulstkernen (32) und eine Vielzahl von Karkassenlagen
(40) aufweist. Der hier dargestellte Notlaufreifen hat
drei Seitenwand-Aussteifungselemente, die eine erste Wulstfahne
(34) umfassen. Die Aussteifungselemente erstrecken sich
vom Wulstbereich radial nach außen bis
in die Seitenwand, um Lasten von einer Bodenfläche her auf der Felge zu tragen,
wenn der Notlaufreifen auf der Felge montiert ist. Es gibt drei
Karkassenlagen, die der Darstellung nach eine innere Karkassenlage
(48), eine mittlere Karkassenlage (42) und eine äußere Karkassenlage
(44) umfassen. Die Karkassenelemente, die mit den Seitenwand-Aussteifungselementen
angeordnet sind, bilden den Notlaufreifen (10). Die Karkassenlagen
umfassen eine herkömmliche
Gummimatrix, die radial mit herkömmlichen,
parallelen Verstärkungselementen
oder synthetischen Cordfäden
verstärkt
sind, die sich im wesentlichen radial erstrecken, wobei sie unter
einem Winkel von weniger als etwa 15° erstrecken, von einer Radialebene
aus gerechnet, die die Drehachse A des Notlaufreifens enthält, wie
es durch den Querschnitt der 2 gezeigt
ist. Die Seitenwand-Unterstützungselemente
sind aus Gummimaterial hergestellt, das einen hohen Modul und eine
hohe Härte aufweist,
wie es in der Technik üblich
ist. Andere Seitenwand ausbildungen liegen innerhalb des Umfangs dieser
Erfindung, inklusive Notlaufreifen mit einem oder zwei Aussteifungselementen
und zwei Karkassenlageen.
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Bevorzugt
ist die Wulstfahne dieser Erfindung zweiteilig hergestellt, um den
Herstellungsprozeß beim
Erhalten einer guten Einbindung in den Wulstkern (32) zu
verbessern. Die erste Wulstfahne (34) erstreckt sich radial
nach außen
in die Seitenwand und sorgt für
eines der Seitenwand-Aussteifungselemente (50) auf jeder
seitlichen Seite des Notlaufreifens. Eine zweite Wulstfahne (37)
hat eine Querschnittsform eines Gummibonbons und sitzt radial außerhalb
des Wulstkerns, um für
ein weicheres Material mit einem niedrigeren Modul zu sorgen. Die weiche,
zweite Wulstfahne verbessert den Herstellungsprozeß, wenn
man den Reifen auf eine torusartige Form bringt. Dieses Material
mit niedrigerem Modul der zweiten Wulstfahne ermöglicht es auch dem Wulstkern,
besser mit der Form der Felge übereinzustimmen,
wenn man den Notlaufreifen montiert und wenn der Reifen unter Verlust
von Aufpumpdruck läuft.
Die erste Wulstfahne ist so ausgebildet, daß sie eine Shore-Härte A mit
einem Wert im Bereich von etwa 70 bis etwa 90 und einen Elastizitätsmodul
bei einem Einheitszug von 10 % mit einem Wert im Bereich von etwa
7 bis etwa 15 MPa aufweist. Die zweite Wulstfahne (37)
ist so ausgebildet, daß sie
eine Shore-Härte
A mit einem Wert im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 und einen kleineren
Modul als den Modul der ersten Wulstfahne aufweist. Die zweite Wulstfahne
hat einen Elastizitätsmodul
bei Zug von 10 % Spannung mit einem Wert von etwa 3 bis etwa 10
MPa.
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Die
Karkassenlagen des Notlaufreifens dieser Erfindung sind abgebrochen,
wenn sie sich dem Wulstkern (32) nähern. Eine Karkassenlage erstreckt sich
rund um den Wulstkern und kehrt nach oben um, um sich radial nach
außen
zur Seitenwand (41) hin zu erstrecken.
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Die
innere Karkassenlage (48) weist nach der Darstellung in 2 einen
aufgeschlagenen Abschnitt (46) auf, der die äußere Karkassenlage
(44) überdeckt.
Die mittlere Karkassenlage (42) ist beendet, wenn sie die äußere Karkassenlage
radial außerhalb
des Wulstkerns überdeckt.
Welche Karkassenlagen enden und welche um den Wulstkern nach oben
umgeschlagen sind, ist nicht kritisch. Die dargestellte und beschriebene
Ausführung
ist jedoch die bevorzugte Ausführung
für eine
verbesserte Leistung und für
eine ökonomiche
Herstellung des Notlaufreifens. Die äußere Karkassenlage (44)
endet mit einem Abstand C1 oberhalb einer Wulst-Bezugslinie R. Der Wulstbezug
ist durch eine imaginäre
Ebene definiert, die die Filamente (32a) auf der flachen,
inneren Oberfläche
(33) des Wulstkerns (32) berührt. Der Wulstbezug R ist parallel
zur Drehachse A des Notlaufreifens. Ein Endpunkt (44a)
der äußeren Karkassenlage
hat am Abstand C1 eine Endstelle, mit einem Wert im Bereich von
etwa 10 bis etwa 30 mm. Die mittlere Karkassenlage (42)
endet an einem Endpunkt (42a), der einen Abstand C2 radial
außerhalb des
Wulstbezugs R hat. Der Abstand C2 hat einen Wert im Bereich von
etwa 15 bis etwa 25 mm. Die Überdeckungsabstände L1 und
L2 sind bei der Karkassenlage (48) notwendig, bevor die
Karkassenlagen (42) und (44) beendet werden können. Die
Karkassenlagen (44) und (42) haben einen Überdekkungsabstand
L1 bzw. L2 mit einem Wert im Bereich von etwa 10 bis etwa 25 mm.
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Der
Wulstkern (32) des Wulstbereichs (30) ist bevorzugt
mit einer Vielzahl von Schichten hergestellt, die durch eine ringförmige Wicklung
aus Filamenten aus Draht oder synthetischen Cordfäden (32a)
gebildet ist, die aneinandergeschmiegt sind, wie es in 2 dargestellt
ist. In dieser bevorzugten Ausführung
ist jede Schicht so ausgebildet, daß sie in gleichem Abstand von
der Drehachse ist. Die Lage des Wulstkernes eines ausvulkanisierten
Reifens in Bezug auf die Felge (80), auf der er montiert
werden soll, ist zur Montage des Notlaufreifens und zum Halten des
Reifens auf seinem Sitz auf der Felge bei Verlust von Aufpumpdruck
innerhalb des Notlaufreifens kritisch. Die flache Innenoberfläche (33),
die durch die Bezugslinie R definiert ist, wird verwendet, um den
Wulstkern im ausvulkanisierten Reifen ordnungsgemäß anzuordnen.
Ein innerer Wulstkerndurchmesser TD wird zur Bezugslinie gemessen,
die die flache Innenoberfläche
definiert. Der innere Wulstkerndurchmesser wird gemessen, wenn der Reifen
ausvulkanisiert ist und die Wülste
(30) des Notlaufreifens axial um eine Strecke beabstandet sind,
die der Breite einer herkömmlichen
Felge entspricht, auf der der genannte Reifen montiert werden soll.
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Das
Definieren einer Zuordnung zwischen dem inneren Wulstdurchmesser
TD und dem Durchmesser RD einer herkömmlichen Felge stellt einen kritischen
Aufbauparameter dar, der für
die vorliegende Erfindung einzigartig ist. Herkömmliche Felgen sind hier so
definiert, daß sie
sich auf die Standard-Felgenkonturen (Standard Rim Contours) beziehen,
die im Jahrbuch 1997 der Tire and Rim Association, Inc. aus Copley,
Ohio, auf den Seiten 8-04 bis 8-09 definiert sind. Die Information
dieser Fundsstelle ist durch die Bezugnahme hierauf ein Teil dieser Offenbarung.
Der innere Wulstkerndurchmesser TD des Wulstkernes (32)
des Notlaufreifens dieser Erfindung ist etwa fünf Millimeter größer ausgebildet
als der Felgendurchmesser RD der Felge (80), auf der der
Notlaufreifen montiert werden soll.
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In
Kombination zu dem Verhältnis
des Wulstdurchmessers zum Felgendurchmesser ist die Fähigkeit
zur mühelosen
Montage des Notlaufreifens auf der Felge und zum Halten des Wulstbereiches
(20) auf seinem Sitz auf der Felge (80) bei Verlust
von Aufpumpdruck innerhalb des Notlaufreifens sehr wesentlich. Diese
Fähigkeit
wird teilwei se durch das Ausmaß und
die Art der Komponenten gesteuert, die zwischen dem Wulstkern und
der Felge anzuordnen sind. Diese Komponenten sind hier so definiert,
daß sie
Elastomerabschnitte (31) sowie jegliche Gummilage (inklusive
die Karkassenlagen) umfassen, die sich radial innerhalb der flachen,
innersten Oberfläche
(33) des Wulstkerns befinden. Ein Sitz-Übergangsabstand T ist so definiert,
daß er
ein Abstand ist, der radial zwischen der flachen, innersten Oberfläche und
dem innersten Oberflächenpunkt
(35) des Felgensitzabschnitts (31) längs einer
vertikalen Mittellinie V durch einen jeweiligen Wulstkern (32)
gemessen wird. Der Sitz-Übergangsabstand
T hat einen Wert im Bereich von etwa vier Millimetern bis etwa sechs
Millimetern. Bevorzugt ist der Sitz-Übergangsabstand so eingerichtet,
daß der
Gummifelgensitz-Gummiabschnitt mehr als 70 % des Übergangsabstands
T umfaßt.
Passend zum Sitz-Übergangsabstand
muß der
Gummi-Felgensitzabschnitt eine Shore-Härte A und einen Modul aufweisen,
die für
einen Übergangsdruck
zwischen der Felge und dem Notlaufreifen sorgen, um den Reifen festzuhalten,
wenn er aufgepumpt ist, und den Notlaufreifen auf seinem Sitz auf
der Felge zu halten, wenn der Reifen abgelassen ist. Der Felgensitzabschnitt
ist aus einem Elastomermaterial gebildet, das einen Wert einer Shore-Härte A im Bereich von etwa 50
bis etwa 80 und einen Elastizitätsmodul
bei einem Einheits-Zug von 10 % mit einem Wert im Bereich von etwa
5 bis etwa 9 MPa aufweist.
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Ein
anderer Aufbauparameter ist so definiert, daß der Wulstkern (32)
allgemein als nicht dehnbarer Kreisring angesehen werden kann, wenn
man den Notlaufreifen auf der Felge montiert. Es findet jedoch einiges
Dehnen des Wulstkerns statt, wenn der Notlaufreifen auf der Felge
montiert wird, und eine Änderung
in der Umfangslänge
führt zu
einer kleinen, aber bedeutenden Änderung
im Innendurchmesser TD des Wulstkerns. Um diese kleinen, aber wesentlichen Änderungen zu
steuern, ist der Wulstkern so ausgebildet, daß er eine Zugfestigkeit bei
einem Einheits-Zug von 1 % des Wulstkernes mit einem Wert im Bereich
von etwa 1100 bis 3000 N/inch2 aufweist. Eine
Torsionssteifigkeit des Wulstkerns ist ebenfalls wesentlich, um
den Notlaufreifen auf dem Sitz auf der Felge zu halten. Die Torsionssteifigkeit
wird in einem späteren
Abschnitt erörtert
und definiert.
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Die
Felgen-Übergangskomponenten
eines jeden Wulstes (30) umfassen Elastomerteile (31) ebenso
wie Karkassenlagen oder andere Verstärkungslagen, die rund um den
Wulstkern herumgewickelt sind. Felgen-Übergangskomponenten umfassen
jede Komponente, die sich zwischen dem Wulstkern (32) und
einem Felgensitz (86) erstreckt, sowie Komponenten, die
einen Felgenflansch (84) berühren. Felgen-Übergangskomponenten umfassen Elastomerabschnitte
(31), die ein Zehenabschnitt (38), ein Felgensitzabschnitt
(36) und ein Fersenflanschabschnitt (39) sind.
Elastomerabschnitte können getrennt
aufgebrachte Abschnitte sein, wenn man den Notlaufreifen herstellt,
aber sich bevorzugt kombiniert, so daß sie einen einzigen Einheitsaufbau
bei der Herstellung des Reifens bilden. Der Zehenabschnitt erstreckt
sich radial auf der axialen Innenseite des Notlaufreifens und überdeckt
einen Innenbeschichtungsgummi (49), um dazu beizutragen,
die Luft innerhalb des Notlaufreifens zu halten.
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Der
Notlaufreifen der 2 wurde hergestellt, um auf
einer herkömmlichen
Felge (80) montiert zu werden, wie sie in 2A dargestellt
ist. Eine Zuordnung zwischen dem Felgendurchmesser RB und dem Durchmesser
TD des Wulstkernes, gemessen an der innersten Oberfläche, die
von der Wulst-Bezugslinie R definiert ist, wurde erörtert. Im allgemeinen
ist bei allen Notlaufreifengrößen der
Felgendurchmesser etwa 5 mm kleiner als der Durchmesser des Wulstkerns.
Wenn der Notlaufreifen auf die Felge aufgesetzt wird, wird der Reifen übermäßig aufgepumpt,
wenn er axial nach außen über eine
abfallende Mitte (82) und auf die Felge gedrückt wird. Der
Felgensitzabschnitt (36) des Elastomerabschnitts (31)
der Felgen-Übergangskomponenten des
Notlaufreifens berührt
einen Felgensitz (86), und der Notlaufreifen sitzt auf
seinem Sitz auf. Der Felgensitzabschnitt wird gegen den Felgensitz
(86) der Felge (80) gedrückt, um für eine Dichtung zu sorgen, um
die Luft im Reifen zu halten. Ein Felgenflansch (84) der
Felge berührt
nicht den Notlaufreifen während
dieses Montageprozesses, sondern wird als Schwenkpunkt zur Verwendung
von Werkzeugen verwendet, um zur Montage des Reifens auf der Felge
beizutragen.
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Der
auf einer herkömmlichen
Felge montierte und aufgepumpte Reifen ist in 3 dargestellt. Der
Notlaufreifen (10) dieser Erfindung ist auf einem Felgensitz
(86) der Felge (80) montiert und auf einen gewöhnlichen
Aufpumpdruck für
die Verwendung bei einem Fahrzeug aufgepumpt. Der Querschnitt der 3 zeigt
nur die Hälfte
des Notlaufreifens, wobei der Notlaufreifen bezüglich einer Mittelumfangsebene
P des Notlaufreifens symmetrisch ist. Ein Innenbeschichtungsgummi
(49) ist auf der innenseitigen Oberfläche vorgesehen, um die Luft
innerhalb des Notlaufreifens zu halten. Der Scheitelabschnitt des Reifens
umfaßt
eine Lauffläche
(12), die eine Laufflächenoberfläche (14)
zur Berührung
mit einer Bodenfläche
aufweist, um ein Fahrzeug durch Übertragen von
Fahrzeuglasten von der Felge durch den Reifen auf die Bodenfläche abzustützen. Die
Lauffläche
wird von einer Vielzahl von Gürtellagen
(80) in einem Band rund um den Reifen innerhalb der Lauffläche abgestützt. Die
Gürtellagen
erstrecken sich seitlich über
den Scheitel des Reifens hinweg von einer Schulter (83)
zur anderen Schulter.
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Der
Notlaufreifen der 3 stellt ferner mindestens eine
Karkassenlage (48) dar, die sich von einem ringförmigen Wulst
(30) zum anderen ringförmigen
Wulst erstreckt. Andere Karkassenlagen (42) und (44)
enden bevorzugt an Enden (42b) und (44b), wenn
sie die Gürtellagen
an jeder Schulter (83) überdecken.
Die Karkassenlagen können
innerhalb des Umfangs dieser Erfindung sich alle von Wulst zu Wulst
erstrecken. Die Karkassenlageen sind mit Seitenwand-Aussteifungselementen
(50) angeordnet, die sich in jeder Seitenwand (40)
des Notlaufreifens von der Schulter zum ringförmigen Wulst erstrecken. Bevorzugt
enden zwei Karkassenlagen (42) und (44) an Punkten
(42a) und (44a) oberhalb des Wulstkerns (32)
eines jeden, ringförmigen
Wulstes. Die Seitenwand-Aussteifungselemente umfassen halbmondförmige Elemente
wie erste Halbmondelemente (54). Der erste Wulstfahne (34)
sorgt in dieser Ausführung der 3 auch
für eines
der Seitenwand-Aussteifungselemente. Andere bekannte Anordnungen
von Karkassenlagen und Seitenwand-Aussteifungselementen können innerhalb
des Umfangs dieser Erfindung verwendet werden. Wiederum trägt die Verwendung
einer zweiten Wulstfahne (37), die ein Material mit mehr
Flexibilität
als die erste Wulstfahne hat, sowohl zur Montage des Notlaufreifens
auf der Felge als auch zum Herstellungsprozeß bei.
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Die
zweite Wulstfahne (37), die in 3 gezeigt
ist, ist kleiner und weicher als die erste Wulstfahne (34),
um für
Vorteile bei der Formgebung eines grünen Notlaufreifens während des
Reifen-Aufbauprozesses und während
der Montage des ausvulkanisierten Notlaufreifens auf einer Felge
zu sorgen. Zusätzlich
kann die Leistung des Notlaufreifens während der Fahrt des Fahrzeugs
durch Zusatz der zweiten Wulstfahne verbessert werden. Die zweite
Fahne hat in der gezeigten Ausführung
eine bevorzugte Form eines Gummibonbons. Die Querschnittslänge und
-breite der zweiten Wulstfahne kann sich än dern, um die Herstellung des
Notlaufreifens und seine Verwendung bei einem Fahrzeug zu fördern. Die
zweite Wulstfahne ist im ausvulkanisierten Notlaufreifen in die
erste Wulstfahne und den Wulstkern eingebunden.
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Ein
Vorzug des Zusatzes der zweiten Wulstfahne radial außerhalb
eines jeden Wulstkerns (32) wird während eines herkömmlichen
Reifenaufbauprozesses gewonnen. Die zweite Fahne trägt beim Reifen-Aufbauprozeß zur Umformung
eines grünen Reifens
von einer zylindrischen Form in eine toroidartige Form bei. Die
härteren,
ersten Wulstfahnen werden anfangs auf eine zylindrisch geformte
Reifenaufbautrommel axial innerhalb der jeweiligen Wulstkerne aufgelegt.
Die weicheren zweiten Wulstfahnen werden radial außerhalb
des jeweiligen Wulstkerns aufgelegt. Der grüne Reifen wird von der zylindrischen
Reifenaufbautrommel entfernt und in eine torusartige Form umgeformt.
Während
der Formgebung der torusartigen Form wird die erste Fahne um den
ortsfesten Wulstkern gedreht, um in jedem Wulstbereich (30)
radial außerhalb
der zweiten Fahne und des Wulstkernes angeordnet zu werden. Die zweite
Fahne ist dazu ausgebildet, rund um den Wulstkern ortsfest zu bleiben,
wenn die erste Fahne schwenkt. Dieser Reifenaufbauprozeß hat den
Vorteil, es der ersten Wulstfahne zu ermöglichen, sich leicht von einer
Ausgangslage in eine verdrehte Lage zu drehen. Probleme, die einem
länglichen
oder ungewöhnlich
geformten Wulstkern zugeordnet werden, werden durch die zweite Wulstfahne
kompensiert. Zusätzlich
haben ungewöhnlich
geformte Wulstkerne aus der Technik häufig Probleme mit Hohlräumen neben
dem Wulstkern eines ausvulkanisierten Reifens. Hohlräume neben
dem Wulstkern werden aber im wesentlichen durch den Zusatz einer zweiten
Wulstfahne dieser Erfindung ausgeräumt.
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Ein
anderer Vorzug des Zusatzes einer zweiten Wulstfahne in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung wird dann erzielt, wenn ein ausvulkanisierter Notlaufreifen
auf einer Felge montiert wird. Die Flexibilität der weicheren zweiten Wulstfahne
ermöglicht es
dem Wulstkern, sich mehr an die ausgesteiften Seitenwände des
Notlaufreifens anzupassen. Der Wulstkern wird, ausgehend von seiner
kreisringförmigen
Ringform, verformt oder ausgelenkt, wenn der Notlaufreifen montiert
wird. Der Wulstkern wird durch den weicheren, federfähigeren
Gummi der zweiten Wulstfahne während
der Montage weniger belastet, so daß die Kräfte und Überdrücke, die verwendet werden,
um den Notlaufreifen zu montieren, als Ergebnis der zweiten Wulstfahne
verringert werden.
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Zusätzliche
Vorteile des Zusatzes des zweiten Wulstfahnes, der in 2, 3 und 4 dargestellt
ist, sind der Leistung eines Fahrzeuges zugeordnet, das über die
Notlaufreifen dieser Erfindung verfügt. Die Anwesenheit der zweiten
Wulstfahne wird einen Einfluß auf
den Fahrkomfort und die Handhabung des Fahrzeugs haben. Die Form
und das Ausmaß der
zweiten Wulstfahne im aufgeblasenen Notlaufreifen ist optimiert,
um den Fahrkomfort und die Handhabung zu verbessern. Beim Verlust
von Aufpumpdruck verformt sich der Notlaufreifen oder lenkt sich
aus, um das Fahrzeug durch die tragenden Seitenwände des Notlaufreifens zu tragen,
wie es in 4 dargestellt ist. Der Wulstbereich
biegt sich gemeinsam mit den Wulstfahnen, so daß der Notlaufreifen auf das
beste mit der Form der Felge übereinstimmt,
ohne den Wulstkern zu versetzen oder die Aufsitzdrücke am Übergang
vom Notlaufreifen auf die Felge in hohem Umfang zu reduzieren. Die
Fähigkeit
der Wulstfahne, dazu beizutragen, daß der Notlaufreifen mit der
Felge übereinstimmt,
wird durch den Zusatz der zweiten Wulstfahne noch gefördert. Das
Verbiegen des Wulstbereichs ist während Seitenmanövern des
Fahrzeugs kritischer, und Kurven fahrtmanövern durch das Fahrzeug werden
durch den Zusatz der zweiten Wulstfahne noch verbessert.
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Allgemein
gesprochen, führt
der Gesamtaufbau der ersten und des zweiten Wulstfahne, gemeinsam
mit dem Wulstkern, zu einem verbesserten Herstellungsprozeß des Notlaufreifens,
einer verbesserten Montage des Notlaufreifens auf einer Felge und verbesserten
Fahrleistungen des Fahrzeugs, wenn der Notlaufreifen aufgepumpt
ist, wie auch bei Verlust des Aufpumpdrucks.
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Eine
weiterer Vorteil der Erfindung ist durch den Spaltabstand G dargestellt,
der zwischen dem Felgenflansch (84) und einem Ferseneck
(31c) der Elastomerabschnitte (31) vorgesehen
ist, wie in 3 dargestellt. Ein Spaltabstand
ist bekanntlich notwendig für
den Aufgepumpten Notlaufreifen, um auf Fahrzeugmanöver anzusprechen
und eine gute Handhabungs- und Kurvenfahrtleistung aufrecht zu erhalten.
Ein anfänglicher
Spaltabstand ist für
den Notlaufreifen vorgesehen, wenn er auf einer herkömmlichen
Felge montiert ist und auf einen gewöhnlichen Aufpumpdruck aufgepumpt
ist. Der Spaltabstand G hat einen anfänglichen Wert in Bereich von etwa
3 bis etwa 8 mm, in Abhängigkeit
von der Größe des Notlaufreifens
und der anfallenden Felgenbreite. Dieser anfängliche Spaltabstand beginnt,
abzunehmen, wenn der Notlaufreifen beginnt, Aufpumpdruck zu verlieren.
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Der
Notlaufreifen dieser Erfindung ist so hergestellt, daß er einen
anfänglichen
Aufpumpdruck zum Aufsetzen des Reifens auf die Felge aufweist, wenn
der Notlaufreifen montiert wird. Der anfängliche Aufpumpdruck für den Notlaufreifen
(10) hat einen Mittelwert im Bereich von etwa 30 bis etwa
40 psi. Die Übergangsoberflächen der Übergangskomponenten (31)
des Reifens und der Felgensitz (86) der Felge werden üblicherweise
geschmiert, um den Kraftaufwand bei der Montage des Notlaufreifens
auf die Felge zu reduzieren. Der Zehenpunkt (85) des Wulstes muß auf dem
Reifen so positioniert werden, daß eine ununterbrochene Berührung zwischen
dem Notlaufreifen und der Felge hergestellt ist, wenn der Notlaufreifen
voll auf der Felge montiert ist.
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Das
Aufblasen des montierten Notlaufreifens dieser Erfindung auf einen
gewöhnlichen
Aufpumpdruck, der in der Technik bekannt ist, macht den Notlaufreifen
für den
Gebrauch an einem Fahrzeug fertig. Standard-Aufpumpdrücke sind
im Jahrbuch 1997 der Tire and Rim Association angegeben, auf das schon
vorher Bezug genommen wurde, und zwar für unterschiedliche Reifengrößen. Der
montierte und aufgepumpte Notlaufreifen dieser Erfindung resultiert in
einem durchschnittlichen Grenzflächendruck
zwischen dem Notlaufreifen und der Felge, der einen Wert im Bereich
von etwa 220 bis etwa 365 psi aufweist. Der bevorzugte, durchschnittliche
Grenzflächgendruck
für den
Notlaufreifen (10) auf einem Pkw hat einen Wert von etwa
290 psi, wenn der Notlaufreifen auf etwa 30 psi aufgepumpt ist.
Die Verteilung dieses Drucks wird durch den Notlaufreifen dieser
Erfindung so gesteuert, daß keine
ununterbrochene Berührung
am Übergang
zwischen dem Notlaufreifen und der Felge vorliegt. Dieser Druck
von 290 psi wird hier als der Fahrt-Grenzflächendruck bezeichnet. Der Fahrt-Grenzflächendruck
des Notlaufreifens dieser Erfindung stellt eine Zunahme von etwa
30 bis etwa 40 % über
dem für
herkömmliche
Reifen und Felgen der selben Größe und Lastkapazität dar. Der Fahrt-Grenzflächendruck
ist sehr wesentlich, um eine dichte Abdichtung zum Zurückhalten
von Luft innerhalb des Reifens sicherzustellen, und dazu beizutragen,
einen geeigneten Rückhalt
des Notlaufreifens auf der Felge bei Aufpumpdruck Null sicherzustellen.
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Der
Notlaufreifen dieser Erfindung, bei beladener Fahrt und Aufpumpdruck
Null, sowie in Berührung
mit einer Bodenoberfläche,
ist in 4 dargestellt. Diese Figur zeigt auch einen Querschnitt
nur der Hälfte
eines Notlaufreifens, der um die Mittelumfangsebene P symmetrisch
ist. Der Notlaufreifen ist auf einer Felge (80) montiert,
die mit der Last L als Ergebnis der Abstützung des Fahrzeuggewichts
beladen ist. Die Felgen-Grenzflächenkomponenten
(31) des Wulstbereichs (30) verbleiben in Berührung mit dem
Felgensitz (86), und der Zehenpunkt (85) verbleibt
auf dem Felgensitz. Der Wulstkern (32) war imstande, den
Notlaufreifen auf der Felge zu halten, und die Wulstfahnen (34)
und (37) haben sich, gemeinsam mit den anderen Seitenwand-Aussteifungselementen
(50) und den Karkassenlagen (40), als eine Einheit
verformt, um das Fahrzeug abzustützen. Eine
Bodenoberfläche
(90) berührt
die Laufflächenoberfläche (14)
der Lauffläche
(12). Gürtellagen
(80), die die Lauffläche
tragen, haben eine umgekehrte Krümmung,
um Lasten auf der Laufflächenoberfläche auf
jede Schulter (83) des Notlaufreifens zu übertragen.
Die Seitenwand-Aussteifungselemente und die Karkassenlagen wirken
als ein verformter Balken, um bei Verlust von Aufpumpdruck Lasten
auf die Felge zu übertragen.
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Ein
wesentliches Merkmal des Notlaufreifens dieser Erfindung ist die
Berührung
des Reifens mit dem Felgenflansch (84) der Felge, wie es
in 4 dargestellt ist. Diese Berührung zwischen dem Fersenflanschabschnitt
der Felgen-Grenzflächenkomponenten
(31) und dem Felgenflansch ermöglicht es den Lasten auf den
Notlaufreifen, unmittelbar auf den Felgenflansch übertragen
zu werden. Das Ferseneck (31c) ist wesentlich bei der Belastung
des Felgenflansches, ohne daß man
den Felgenflansch als Drehpunkt verwendet, um den Wulstkern (32)
vom Wulstsitz (86) wegzudrücken. In anderen Worten, die Last
wird vom Notlaufreifen unmittelbar auf den Felgenflansch übertra gen,
ohne eine Hebelwirkung einzubringen, wenn sich der Notlaufreifen
bei einem Verlust an Aufpumpdruck verformt. Ein Eckenwinkel CA am
Ferseneck wird als der Winkel gemessen, der von den geraden Tangenten
an der Seitenwand und an der Außenoberfläche des
Fersenflanschabschnitts hergestellt wird, wenn er sich um das Ferseneck
(31c) herum biegt. Der Eckenwinkel hat einen Wert von mindestens
30°, wenn
der Notlaufreifen ausvulkanisiert ist (2). Der
radiale Spaltabstand G (3) wurde bis auf Null geschlossen.
Dies findet jedoch statt, bevor der Aufpumpdruck innerhalb des Notlaufreifens
auf Null abgenommen hat. Der Fersenflanschabschnitt (38)
der Felgen-Grenzflächenkomponenten
stellt eine Berührung
mit dem Felgenflansch (84) her, wenn der Aufpumpdruck weniger
als etwa 15 % des herkömmlichen
Aufpumpdrucks des aufgepumpten Notlaufreifens wird. Dieses einzigartige
Merkmal des Notlaufreifens dieser Erfindung ermöglicht es dem Reifen, vor dem
gesamten Verlust von Aufpumpdruck auf der Felge voll aufzusitzen,
um eine ordnungsgemäße Abstützung des
Notlaufreifens von der Felge her sicherzustellen.
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Eine
weitere Ausführung
des Notlaufreifens dieser Erfindung wird dadurch verwirklicht, daß man Größe, Festigkeit
und Flexibilität
des Wulstkerns (32) definiert. Wie in 2 bis 4 dargestellt,
ist der Wulstkern eine grundlegende, bauliche Komponente in den
verschiedenen Stadien, einen Notlaufreifen vorzusehen, den Reifen
zu montieren und den Reifen auf der Felge zu tragen, und zwar bei
aufgepumptem wie auch bei abgelassenem Zustand des Notlaufreifens.
Die Zugfestigkeit des Wulstkerns ist oben in Zuordnung zur Montage
und zum Zurückhalten
des Notlaufreifens auf einer herkömmlichen Felge definiert. Die
Fähigkeit
des Wulstkerns, einer Verdrillung zu widerstehen, ist durch die
Torsionssteifigkeit quantifiziert. Die Torsionssteifigkeit des Wulstkerns
(32) ist sehr wesentlich, besonders wenn man bei Verlusts von
Aufpumpdruck den Notlaufreifen auf der Felge hält.
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Die
Torsionssteifigkeit des Wulstkerns (32), der aus einer
kreisringförmigen
Wicklung aus Drahtfilamenten hergestellt ist, wird durch Messung
des Moments oder Drehmoments realisiert, das erforderlich ist, um
eine 100 mm lange Testprobe des Wulstkerns (32) für den Notlaufreifen
dieser Erfindung zu verdrehen; sie sollte mindestens 100 Nm/rad
betragen und beträgt
bevorzugt etwa 200 Nm/rad. Zusätzlich
ist das Trägheits-Drehmoment
des Querschnittsbereiches des Wulstkernes so ausgebildet, daß es einen
Wert im Bereich von etwa 150 bis etwa 350 mm4 und
bevorzugt etwa 200 mm4 aufweist.
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Eine
ausreichende Rückhaltefähigkeit
des Notlaufreifens dieser Erfindung wurde demonstriert, wenn er
auf Standardfahrzeugen verwendet wurde. Beide Wülste blieben bei Aufpumpdruck
Null im Reifen auf ihrem Sitz auf der Felge, und zwar während aller
gemäßigten und
vieler harter Manöver,
inklusive der Bremsung bei fünfundvierzig
miles/h und Wendemanövern,
die in der Technik als Standard für die Entwicklung von Notlaufreifen
verwendet werden. Viele der industriellen Standardmanöver umfassen
Werte seitlicher Beschleunigung von mehr als dem 0,5-fachen der
Schwerkraftbeschleunigung (0,5 Gal). Der Notlaufreifen dieser Erfindung übertraf
alle Erfordernisse dieser Versuche.
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In
sehr harten Manövern
mit Standardfahrzeugen, die weit über Standard-Testmanöver hinausgingen,
verblieb der Notlaufreifen bei Aufpumpdruck Null noch auf der Felge,
wobei lediglich der innere Wulst auf dem Sitz auf der Felge aufsaß. Der Rückhalt des
Notlaufreifens, der an mindestens einer Seite der Felge aufsaß, ermöglichte
es dem Fahrzeug, sich von einem sehr harten Manöver wieder zu er holen, und
versah das Fahrzeug noch immer mit fortgesetzter Mobilität.