EP0473617A1

EP0473617A1 - Tiefrillen-reifen, aqua-planing-verhinderungs-reifen

Info

Publication number: EP0473617A1
Application number: EP19900906887
Authority: EP
Inventors: Klaus Debus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1992-03-11
Also published as: WO1990014239A1; DE3916711A1; JPH04506643A

Description

Beschreibung :

TIEFRILLEN - REIFEN,

AQUA-PLANING-VERHINDERUNGS-REIFEN.

Das Aqua-Planing-Problem ist seit etwa zwei Jahrzehnten bekannt. Man bezeichnet damit das Endstadium sich allmählich verschlechternder Bodenhaftung bei Nässe, Regen, Straßenüberflutungen, Pfützen, etc. Gelegentlich wird auch vom Wasserski-Effekt gesprochen oder Wasserglätte. Die Resthaftung entspricht etwa derjenigen von Glatteis, d.h. einer Reibzahl von 0,1 bis 0,2.

Für das Aqua-Planing wie auch seine Verhinderung sind mehrere Parameter wichtig: die Geschwindigkeit, die Höhe des Wasserfilms, und ganz wesentlich das Profil mit mehreren Teilpa rametern, z.B. Restprofiltiefe, Profilnegativ, geometrische Ausbildung der Drainage u.a., sowie als weiterer, wesentlicher Parameter die Straßenoberflache, ebenfalls mit div. Teilas pekten.

Alle Verbesserungen im Detail, einschließlich neuester Laufflächenmischungen, sogenannter Regenmischungen, konnten die Bodenhaftung bei starken Regenfällen zwar verbessern, das Aqua- Planing-Verhalten in höhere Geschwindigkeitsbereiche verschieben, aber nicht soweit, daß man von einer Lösung des Problems sprechen könnte. Außerdem zeigen die bisherigen Verbesserungen zusätzlich sehr negative Resultate. Bei Breitreifen mußten z.B. die Profilnegative gegenüber früheren Normalreifen verdoppelt werden und damit die Lebenserwartungen entsprechend absinken, umgekehrt proportional zu den Motorleistungen. Die besten

Breitreifen sind daher in Punkto Aqua-Planing und Lebenserwartung die schlechteren Reifen. Die öffentliche Diskussion läuft sogar auf eine Anhebung der Mindestprofiltiefe hinaus - eine weitere Ressourcen-Verschwendung. Dem Stand der Technik folgend, gibt es heute Lösungen, die einen Verbesserungs-Effekt durch erheblichen Aufwand erreichen. So wer den Doppelreifen auf einer Felge vorgesehen. Eine Doppelreifen- Lösung wird von J.J. Juhan in Europa angeboten. Auf einer Spe- zial-Alufelge werden zwei gleiche Reifen montiert. Wie bei einem Zwillingsreifen entsteht zwischen den beiden schmalen Reifen ein tiefer Hohlraum, der eine hervorragende Mittendrainage zuläßt. Das System scheitert z.Zt. neben den hohen Kosten an Randbedingungen.

Ferner gehören zum theoretischen Stand der Technik Reifen mit zwei, oder mehreren, nebeneinander befindlichen Laufflächen, die über einen dritten, oder weitere Kerne gehalten werden z.B.AS 23 28 081 eines Reifenherstellers. Diese Reifen sind aber nicht befriedigend zu fahren, weil sie sich spreizen und eine exzentrische Stellung einnehmen (Seite 7) .Aufgrund unserer gleichen praktischen Erfahrungen wurden die später erwähnten erfindungsgemäßen Lösungen entwickelt.

Auch wird in OS 21 03 665 für einen ähnlichen Effekt, eine

Rille, ein mehrschichtiges Tragband anstelle obigen Zusatzkerns benutzt. Auch diese Lösung hat den erwähnten Unbrauchbarkeitsaspekt.

Einen Vorläufer kann man in der US-Patentschrift 2.990.869 erkennen, die mehrer Reifen über kernähnliche Vorschläge verbindet und damit 1961 einen Low Sektion Reifen anstrebte.

Im französischen Patent 1.237.239 werden Diagonal-Zwillingsreifen mit einer Verstärkung im Laufstreifenbereich geschlossen und eine Vertiefung und Rille erzeugt

In der OS 24 12 280 wird ein asymmetriecher Universal-Diagonalreifen beschrieben, der im Profil eine breite Nut hat, in welche ggfs. Ringe eingelegt weren können, mit Haftelementen. Sie geht nicht nach innen in den Reifen durch die Karkasse hindurch und löst das eigentliche Problem der Relativbewegungen ebenfalls nicht. In der OS 1975 084 wird ähnlich der vorhergehenden eine Nut im Profil vorgesehen, die ebenfalls nicht ins Innere vordringt, aber auch Einlegeringe vorsieht, mit Traktionshilfen.

Das gleiche gilt in der eleganten Form mit Luftzuführung zum Aus-und Einziehen der Traktionselemente, OS 38 00 326 A₁, aber ebenfalls ohne die gewaltigen Relativbewegungnen zu beherrschen, an denen schon Pirelli mit den auswechselbaren Laufstreifen/Ringen gescheitert war.

Bisher war die weltweit übliche praktische Grenze dieser Drai- nage-Rillen die Tiefe des Profils bis zum Gürtel bzw. seiner Schutzzone. Bei Sommerreifen etwa 7 bis 9 mm. Die Breite solcher Drainage-Rillen wird dagegen kaum begrenzt und ist etwa bei Rennreifen für Regen extrem breit.

Die vorliegende Erfindung erlaubt es dagegen, die Tiefe dieser Längsrille bzw. Längsrillen im Rahmen bestimmter physikalischer Grenzen mindestens zu verdoppeln ggfs. zu verdreifachen, ohne daß sie durch überhitzung versagen. Bei sehr breiten Reifen oder bei Spezialreifen wie Regenreifen ist es möglich, diese neue Rille doppelt oder bei Rennreifen sogar mehrfach vorzusehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Tiefrillen verbundene radiale Querschnittsvergrößerung des Laufstreifenpaketes einschließlich Gürtel und Karkasse mit ihrer resultierenden Zunahme der Wiiderstandmomente (3.Potenz)

bzw. Trägheitsmomente (4. Potenz) so auf die Abroll-Neutrale zu konzentrieren, daß Kräfte und Momente und damit die Erwärmung selbst bei Höchstgeschwindigkeit praktikabel bleiben. Dazu erscheint die Einführung eines theoretischen Drehpunktes/Drehachse der Brückenglieder quer zum Umfang des Reifens sinnvoll, um den sich die Brückenglieder einige Grad beidseitig der Ausgangslage gegenüber den benachbarten Gliedern bewegen können. Die spezielle Aufgabe ist es, Brückenglieder so zu konzipieren, daß ihr praktischer Drehpunkt in die Abrollneutrale fällt, bzw. so nah als möglich.Dies betrifft die Einlaufzone mit Stauchung, die Latschzone mit Dehnung, gefolgt von der Auslaufzone mit Stauchung und Rückkehr zur Ausgangsläge.Wo dies bei Dritt-Kernlösungen nicht möglich ist, besteht die erfindungsgemäße Aufgabe in einer Kompensation und Störbegrenzung auf diese Zonen.

Die Vorteile der Erfindung sind die verbesserte Drainage. Beispielhaft soll eine angenommene, auf bestimmte Randbedingungen bezogene Grenze von heute 130 km/h auf über 200 km/h hinausgeschoben werden. Für Rennfahrzeuge sind Sonderkonstruktionen möglich, die einen noch höheren Bereich erreichen. Das gleiche gilt für Flugzeugradialreifen im Bereich um 300 km/h.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine hohe Mittendrainage für jeden Breitreifen ohne wesentliche Änderung der bisherigen Reifenkonzeption und unter Beibehaltung der heutigen Felgen. Ganz besonders kommt diese verbesserte Drainage aber zusätzlich der Wirtschaftlichkeit solcher Reifen zugute. Sie sind auch mit Mindestprofiltiefe noch sicher Beispiel : Rillenbreite 5 mm,Tiefe 7mm Restvolumen = 5 ; dagegen bei Tiefrille 2o mm Restvolumen = 70 ,das 14-fache. Sie gewinnen erheblich an Laufleistung und das Profilnegativ kann kleiner gehalten werden, was ebenfalls sich zur Laufleistung addiert. Gleichzeitig profitieren die Handling- Eigenschaften eines solchen Reifens. Dieses Plus steht

alternativ ggfs. auch als Zuwachs beim Komfort zur Disposition. Die Vorteile der Erfindung gehen über die ausgezeichnete Drainage und die Verbesserung des Aqua-Planing-Verhaltens hinaus. Ein Reifen mit erfindungsgemäßen Ausbildung hat eine wesentlich bessere Wintertauglichkeit. Sie sind in Seitenführung und

Traktion im Tiefschnee weit überlegen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bei der Anwendung auf Spezial M + S- Reifen gestattet sogar erstmals, voll ausfahrbare und versenkbare Hilfsmittel vorzusehen, wie Klauen, Krallen, u. Spikes. Die Herstellung dieser Gürtel-Varianten ist mit den heutigen Reifenfertigungs-Maschinen und geringen Anpassungsänderungen durchführbar. Das betrifft sowohl die 1 Stage TAM (Tire Assembly Machine) wie die Heizpresse. Auch ändert sich in der Montage nichts, weder im Handel noch an den Automobil-Bandautomaten (Glocken) (Ausnahme eine spezielle zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung).

Um eine Vertiefung der Längsrille (n) und damit eine erhebliche Vergrößerung des Drainage-Querschnittes in radialer Richtung bei modernen Gürtelreifen, vorzugsweise Breitreifen, durchführen zu können, bedarf es der erfindungsgemäßen Mittel und Maßnahmen, die im folgenden beispielhaft beschrieben und durch weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten ergänzt werden.

Beispielhaft wird von einem Stahlgürtelreifen mit Textilkakasse ausgegangen: Ein Zweilagen-Stahlkordgürtel wird durch eine ein- oder zweilagige 0 Grad Abdeckung umhüllt. Die Abrollneutrale, der wesentliche Parameter liege etwa zwischen erster und zweiter Gürtellage. Trennt man den Gürtel und den Reifen in der Mitte längs in zwei Hälften, so müssen erhebliche Zugkräfte übernommen werden. Leitet man diese Zugkräfte nach innen um, zum Zwecke der Vertiefung der Rille, entstehen darüber hinaus erhebliche

Momente. Erfindungsgemäß werden hierfür sogenannte Brücken glieder vorgesehen. Sie bestehen vorzugsweise aus sehr dünnem Blech, welches hoch elastisch im Sinne hoher Wechselbeanspruch ungen ist, aber ausreichend verformbar, damit die sehr

komplizierten und anspruchsvollen biegesteifen "Kastenprofile" gestanzt und gepreßt werden können. Die beidseitigen geraden Verlängerungen haben die Funktion von Zugankern und werden als Zungen zwischen die Stahlcordgürtellagen gelegt und beim

Heizprozeß mit diesen zusammenvulkanisiert, wobei die üblichen Maßnahmen für gute Haft-Bindung angewandt werden. Um hohe

Biegesteifigkeiten zu erzielen, werden die Brückenglieder durch bekannte Blechverarbeitungsmethoden wie Tiefziehen, Abknickung, Sickenbildung, etc. versteift und verformt. Die Flanken müssen so gestaltet werden, daß Federungszonen für das Auseinander- bzw. Zueinander-Federn der Brückenglieder möglich werden, wie dies beim Ein- und Auslauf und in der Aufstansflache geschieht, wenn diese ihren Drehpunkt in der Abrollneutralen haben .

Die Wärme-Entwicklung und damit Dauerhaltbarkeit dieser Zone wird hierdurch entscheidend bestimmt. Im radial außenliegenen Teil kann die Null-Abdeckung in die Rille mit eingefügt werden, ggfs. mit einer zusätzlichen Schutzschicht. Sinnvoll kann es sein, sie jedoch beidseitig der Rille zu verstärken, z.B. durch dickere Ausführung.

Diese Brückenglieder sind zur Verarbeitung zweckmäßigerweise durch eine zusätzliche Reihung etwa mit Textilcord endlos zusammenzuhalten, oder durch eine beim Stanzen erzeugte minimale Steg Verbindung, zweckmäßigerweise im Bereich der Zuganker. Werden aus besonderen Gründen, z.B. bei sehr breiten Reifen, zwei oder mehr Längsrillen gewünscht, so ist dies in gleicher Weise möglich. In einem solchen Falle können dann die einzelnen in Betracht kommenden Zuganker miteinander verbunden bleiben und die dabei entstehende zusätzliche Versteifung durch dünnere Gürtel-Cord-Wahl kompensiert werden. Im Sinne der Erfindung kann die Ober- und Unter- seite der Zuganker in Richtung der

Stahlcord-Lagen ganz minimal vorgeprägt werden, um die Einbettung zu optimieren.

Die entscheidende Maßnahme der Erfindung ist die Fixierung der Drehpunkte der Brückenglieder : auf der Neutralen und alle konstruktiven Gestaltungen haben sich ihr unterzuordnen. Der erfindungsgemäß entstehende Hochleistungs-Drainage-Kanal kann in seiner Wirkung auch noch dadurch unterstützt werden, daß der Profilgrund mit einer sehr glatten und dennoch widerstandsfähigen Schicht aus Gummi ausgekleidet wird, oder z.B. Vulkollan/Polvure than oder sehr glatten Kunststoffmaterialien. Im Sinne der Erfindung ist es nicht notwendig, die Brückenglieder allein aus Stahl, der sich als Federstahl gut bewährte, Alu oder anderen Metallen zu fertigen. Es bieten sich ebenso hochwertige Kunststoffe an, die ggfs. noch leichter und widerstands fähiger sein können. So wird vorgeschlagen, sämtliche Brückenglieder zusammenhängend in einem einzigen Spritzguß herzustelle und als geschlossenen Ring mit leichter Dehnung in der Produktion zu verarbeiten. Vor allem könnten sich auch Verbundwerkstoffe, etwa faserverstärkte Kunststoffe, bestens eignen, sowie selbstbindende/ vulkanisierende Kunststoffe, die bei der Vulkanisation dies mit Gummi tun (z.B. Vestoran, Firma Hüls).

Bei sehr hoch beanspruchten Reifen wie etwa Flugzeugreifen mit 15 bis 20 Bar Innendruck, bieten sich Verbundbrückenglieder an. In der einfachsten Form können sie so gestaltet sein, daß z.B. ein Vierlagen-Gürtel zwischen jeder Lage ein Brückenglied (3) erhält, deren Zwischenräume durch Gummi ausgefüllt werden. Auch sind Brückenglieder in Sandwich-Bauweise vorgesehen. Die Erhöhung des Wärmegradienten durch die höheren Biege-und Widerstandsmomente zum Drehpunkt, kann für die relativ kurzen Start-und Landephasen in Kauf genommen werden.

Die Form der Rille kann verschieden gestaltet sein. Im Normalfall bei PKW's wird sie zweckmäßigerweise sich leicht konisch nach außen öffnen, um das "Steinesammeln" zu minimieren. In speziellen Fällen ist aber auch eine umgekehrte Konizität oder Verjüngung nach außen möglich, z.B. bei Flugzeugreifen, um den hohen Drainage-Effekt mit großem Abriebsvolumen zu verbinden (das Problem der Hinterschneidung wird dazu gesondert gelöst). Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung schafft die oben erwähn te Voraussetzung für neuartige M + S-Reifen mit ausfahrbaren Spi es oder ähnlichen ausfahrbaren zusätzlichen Traktions-Hilfs- mitteln.

Hierzu werden vorzugsweise breitere Brückenglieder verwendet, die auch in ihrer Gesamtbelastbarkeit robuster, also höher beanspruchbar sind. Sie übernehmen nicht nur die horizontale Zugkraft, sondern zeitweise die punktförmige Spitzenbelastung von z.B. Spikes. In dieser breiten Rille (Wulst) befindet sich nun ein aufblasbarer Schlauch. Auf seinem außenliegenden Umfang befinden sich fest verankerte (z.B.) Spikes auf einem dehnbaren Gürtel.Die Festigkeitsträger dieses Schlauches sind so abgestimmt, daß mit der Steigerung des Innendruckes dieser äußere Umfang stetig größer wird, bis die Spikes (etc.) die Reifenaußenfläche überragen. Der Anschluß dieses Schlauches wird mittels eines dünnen Füllschlauches in das Reifeninnere geleitet und dort zu einem zweiten, um 180° versetzten Ventil oder zu einem Doppelventil. Nach Bedarf kann nun jede Einsatzart durch Luftdruckänderung, auch unterwegs bei kurzem Stop, eingestellt werden (z.B. durch Preßluftflasche oder einfach Luftpumpen mit Anschluß an Zigarrenanzünder. Zum Ablassen genügt die einfache Öffnung des Ventils).

Solche Einlagen, Ringe etc. sind schon oft beschrieben und erfolglos probiert worden, weil das Gesetz der Abrollneutralen und Abrolldynamik unbeachtet blieb .

In Verbindung mit der europäischen Patentanmeldung 87 901 053.3 und deutsche Anmeldung DE 360 1316 AI, die als EURAD (Register Trade Mark) in Fachzeitschriften und anderen beschrieben wurde, kann dies auch automatisch - dank eingebauter Druckbehälter-Kom binationsfelge - erfolgen. Der für diesen Spezialschlauch zur A Wendung kommende Luftdruck kann denjenigen des Reifens übersteigen. Die Festigkeitsträger dieses Spezialschlauches (z.B.

äußerer Gürtel) werden derart gestaltet, daß ihre Abrolldynamik mit der des Gürtels übereinstimmt bzw. nur geringfügig differiert. Konstruktionsziel ist gleiche Abrollumfänge. im Einsatz. Um die Antriebs- und Bremsmomente von den z.B. Spikes auf den Reifen ohne Schlupf zu übertragen, sind auf beiden Seiten des Schlauches formschlüssige, gleitfähige, in radialer Richtung, d.h. von innen nach außen verschiebbare Verzahnungen oder ähnliche Hinterschneidungen vorgesehen. Diese sind überproportional konisch, damit in Nullage, luftleer, die Brückenglieder Drehfreiheit bekommen. Ebenso wird das Reifenprofil so ausgestaltet, daß es für die höchste Stellung als Endanschlag dient.

Eine Ausgestaltung sieht statt eines Einkammer-Schlauches eine Doppelkammer vor. Desgleichen, statt einer Längsreihe deren zwei oder mehrere. Erstmals wird es möglich, über die Wahl des Druckes straßenschonende Spikes zu fahren, oder sie optimal den Win terverhältnissen anzupassen.

Mit eingezogenen Spikes ist der Reifen keinen Spikes- Geschwin- dig-keitsbeschränkungen unterworfen. Es ist auch möglich, Sommerreifen mit Drainagerille plus versenkten Spikes zu bauen, so daß eine neue Form des Ganzjahresreifens entsteht.

Diese bisher in mehreren Varianten beispielhaft beschriebene Tiefrillen-Technologie kann auch noch auf andere Bereiche angewandt werden. Z.B. können statt der Vollgummirollen an Seilbahnen der verschiedensten Art erstmals Luftreifenrollen mit gleicher Sicherheit und wesentlich erhöhtem Komfort eingesetzt werden. Ferner wird es bei Reifen möglich, statt kurzen Zungen - insbesondere, wenn 2 oder mehrere Tiefrillen vorgesehen werden, diese Zungen zu verlängern und von einer Seite des Gürtels bis zur anderen aus einem Stück auszubilden. Damit entfällt die Notwendigkeit, 2 Gürtellagen zu verwenden. Man kann stattdessen eine 0° Gürtellage aus Stahl oder auch aus anderem Material, z.B. Kevlar, etc., wählen. Sie kann nach innen unter den Brücken- gliedern vorgesehen werden, so wie außen, über den Brücken gliedern, die z.Zt. übliche Nylon-Abdeckung.

Außerdem ist es möglich, statt der beispielhaft beschriebenen Längsrillen und Wulste die einzelnen Brückenglieder aus Metall oder Kunststoff so zu versetzen, daß Pendellinien oder andere, als sinnvoll angestrebte Linien erzeugt werden. Dies kann besonders dann angezeigt sein, wenn Schwingungserscheinungen, Geräuschbilder oder Brems- und Führungs-Verbesserungen solche Zusatzmaßnahmen erforderlich machen. Selbst die Aqua-Planing-Verhinderung kann hierdurch profitieren, da die Entvässerungs-Kanallänge wächst und bei geschickter Anordnung insbesondere bei mehreren - die durchschnittliche Weglänge für das zu verdrängende Wasserelement zur Drainagerille kürzer werden kann.

Ebenso kann zur Minderung der Wärmeentwicklung im Glieder-Wulst, insbesondere der Reifeninnenseite, die Karkasslage unterbrochen werden, so daß sich hier nur noch ein hochelastisches Zwischengumi, ggfs. aus Poren- oder Zellgummi und die Innenseele befindet.

Eine bekannte Variation (AS 2328o81) der Mittenentwässerung stellt die Erzeugung einer sehr breiten und tiefen Rille mittels der Radialkarkasse selbst dar. Hier wird der Festigkeitsträger der Karkasse, hier der Seitenwände innen, zu einer gemeinsamen Mittenverbindung vereinigt und um einen dritten Mittelkern gelegt. Die Fahrversuche zeigten jedoch, daß der Eigenbewegung des dritten Mittelkerns sowie der Spreizung und Exzentrizität begegnet werden muß. Hierfür sind erfindungsgemäß sogenannte dynamisch arbeitende Rückhaltesysteme oder Verankerungen am Felgen-Tiefbett vorzusehen. Hierdurch wird der Reifen zwar aufwendiger und komplizierter zu montieren, kompensiert dies jedoch durch bessere Seitenführung in der höchstbeanspruchten Kurvenlage (Fahrzeug-Außen-Kurve, mit Sitz des Tiefbettes).

Sehr dünne Zuganker, z.B. hochwertige, nicht rostende Feder- Stahldrähte oder Drahtseile, können zusätzlich in der Abrollneutralen, z.B. zwischen den beiden Gürtellagen, diese über ihre Bindekräfte mittels Gummi-Metall-Vulkanisation dort verbinden. Zur Vereinfachung der Produktion können auch nur kleine Ösen, oder Haken an beiden Seiten über Anker eingebettet werden, die nachträglich mit diesen zugfesten dünnen Bindegliedern in größeren Abständen versehen werden. Letzteres hat den Vorteil, daß sie nach einer evtl. Zerstörung auch erneuert werden können. Selbstverständlich sind hierzu auch hochfeste Kunststoffe bestens geeignet, z.B. Kohlefaser, etc.

Ausführungsbeispiele zeigen die folgenden Figuren.

Fig. 1 Lauffläche mit einer Mittelrille

Fig. 2 Lauffläche mit zwei Tiefrillen

Fig. 3 Tiefrillen M + S-Reifen mit ausgefahrenen Spikes

Fig. 4 Tiefrillen M + S-Reifen mit eingezogenen Spikes

Fig. 5 Typisches Brückenglied aus Stahlblech

Fig. 6 Brückenglieder rohrförmig, radial/meridial geschnitten.

Fig. 7 Brückenglieder tiefgezogen, bandartig ; Perspektive.

Fig. 8 Kunststoff-Brückenglieder.

Fig. 9 Verankerungen des dritten Kerns von Fig. 10 und 11.

Fig.10 Lauffläche, bei der die Mittelrille durch dritten Kern gebildet wird.

Fig.11 Mittelrille wie Fig. 3, aber aus 2 Kernen gebildet. Fig. 1 zeigt eine z.Zt. typische Gürtel (Breitreifen) -Konstruktion. Unter dem Profil 1 befindet sich 1 - 2 Lagen Null-Grad- Abdeckung 2, dann folgen 2 Stahlcordgürtellagen 3 und schließlich die gestrichelt angedeutete Radialkarkasse mit 1 oder 2 Lagen (ggfs. mit leichter Kreuzung) . Die Tiefrille 12 wird durch ein sogenanntes Brückenglied 5 gebildet, welches durch die beiden waagerechten Ausläufer, die sogenannten Zungen, zwischen den beiden Gürtellagen fixiert wird. Sie sitzen dazwischen, weil unterstellt ist, daß in dieser Höhe, in etwa, die Abroll-Neu- trale liegt. Liegt sie defacto höher oder niedriger, können die Zungen auch über oder unter den Cordlagen fixiert werden. Die Minimierung der Kalkenergie bleibt, auch darüber hinaus, oberstes Ziel. Z.B. können die Zungen dafür, statt gerade, im Radius des Reifens an dieser Stelle leicht gebogen sein (Fig. 5, 26). Im Rillengrund (wie auch ggfs. in den Rillenseiten) kann die Null-Grad-Abdeckung eingebettet (53) sein. Sie übernimmt hier die anteilige Spannung und sorgt für Elastizität .Günstiger kann die Verstärkung im angrenzenden Bereich sein (54)

Fig. 2 zeigt den gleichen Reifenaufbau jetzt mit 2 Tiefrillen , wobei sich die genaue Lage im Querschnitt aus der optimalen Drainagewirkung ergibt, dem Optimum der kürzesten Entwässerungs-Strecken im Profil. Die Zungen 4 sind hier mit Mittenverbindung gezeichnet. Es bietet sich an, diese Brückenglieder in einem Arbeitsgang mit einem Blech zu fertigen und dies auch bei der Wahl anderer Materialien und Herstellungsverfahren, wie Spritzguß und ähnlichem. Auch sind dreifache und mehrfache

Tiefrillen bei sehr breiten Reifen oder etwa Rennreifen vorgesehen. Es empfiehlt sich den Zufluß zu den Tiefrillen durch Schrägen (52) zu verbessern.

Fig. 3 zeigt einen M ⁺ S-Reifen mit Tiefrille, der zusätzlich in der Tiefrille eine ausfahrbare Spikes-Reihung aufweist im ausgefahrenen Zustand. Bei M - S-Reifen sind die Brückenglieder und damit auch die Wangen 39 breiter und robuster ausgebildet. Innerhalb der Brückenglieder befindet sich ein leicht quadratischer Schlauch (33) mit dem Hohlraum (34), der an seiner

Außenseite eine dehnbare Armierung (35) besitzt, die z.B. wie ein Gürtel mit Null- Grad-Abdeckung ausgebildet sein kann. Diese Versteifung trägt den Spikes (38) mit seiner Umhüllung (37), wie sich diese Ausgestaltung bisher bewährt hat. Es können aber auch andere Traktionshilfen angewandt werden, z.B. Rechteckkörper. Im Hohlraum (34) befindet sich Preßluft, die durch den dünnen

Schlauch (32) zugeführt wurde. Für die Durchführung sind 1 - 3 Spezialbrückenglieder vorgesehen, die den Durchbruch ohne Festigkeitseinbußen an dieser Stelle geringer Relativbewegung gestatten. Um die hohen, möglichen Tangential (Umfangs)-Kräfte übertragen zu können, sind Verzahnungen (36), beispielsweise, vorgesehen. Es sind aber auch zusätzliche Konizitäten denkbar, die nach außen hin immer höhere Pressungen erzeugen.

Fig. 4 zeigt den eingezogenen Zustand der Spikes oder vergleichbarer Traktionshilfen. Der Hohlraum (34) ist durch Druckablaß zu sammengeschrumpft. Der Festigkeitsträger (35) ist ebenfalls geschrumpft und dabei an den Hinterschneidungen (36) geführt worden. Die Spannung des Schlauches und Festigkeitsträgers ist in dieser Lage noch so groß, daß die Maximal-Fliehkräfte

kompensiert werden. Die Führungen sind so gewählt, daß im Einsatz (55) enges und in Ruhelage (56) großes Spiel herrscht.

Fig. 5 zeigt zwei typische Brückenglieder in diesem beispielhaften Fall aus Metall, z.B. Federstahl-Blech oder Alu-Blech. Die Konstruktion ergibt sich aus den hohen Zugbeanspruchungen, welche zum Profilgrund stetig wachsende Biegemomente erzeugen. Die Wangen 21 sind daher sehr stark ausgeprägt. Dieses hohe Widerstandsmoment wird noch verstärkt durch die in die gleiche

Richtung gehende Mittenausprägung (22) . Deutlich und wichtig ist auch, daß sichdie Brückenglieder nach innen verjüngen, und zwar über die radiale Verjüngung hinaus, wie oben begründet. Diese Brückenglieder pro Reifen mehrere Hundert, können für die Fertigung durch geeignete Maßnahmen gereiht werden (z.B. Tesaband, Magnetband, etc.). Im Beispiel sind sie mit Reststegen 23 versehen, mittels derer auch der Einbau-Abstand fixiert werden kann und/oder mit nicht gezeichneten Abstandserhebungen oder Ausbildungen. Die Zungen (20) können zur Gewichtserleichterung und zur besseren Verankerung Lochungen/Stanzungen wie (24) oder (25) und andere zweckdienliche erhalten.Die Abrollneutrale wird durch die Mantelfläche (57) angedeutet .Versteifungen durch Sicken (62). Im folgenden werden spezielle Ausgestaltungen der Brückenglieder bzw. Brückenbänder beschrieben. Es zeigen:

Fig. 6 Brückenglieder aus Hohlprofilen (z.B. dünnwandigem Rohr) Fig. 7 Ein kontinuierliches, sogenanntes Wellenband

Fig. 8 Ein Vollprofil z.B. im Spritzgußverfahren gefertigt.

Fig. 6 Die Zungen des Brückengliedes (4) sind plattgedrückt und erweitern sich nach unten zu den Wannen hin immer stärker, bis sieam tiefsten Punkt Rohrquerschnitte (42) mit Hohlräumen (44) bil den. Die Zungen sind, wie in vorherigen Figuren, zwischen den beiden Gürtellagen 3 eingebettet. Im Profilgrund ist mit (41) eine Nylon-Abdeckung angedeutet, mit (6) die sich leichtwellig verfor mende Karkasslage und dem Innenliner. Zwischen den Brückengliedern und den beiden zuletzt erwähnten Begrenzungen befindet sich ein Füllmaterial, z.B. Zellgummi (43). Es ist denkbar, die

Hohlräume (44) mit geeignetem, widerstandsfähigem Material zu füllen. Die Flanken der Brückenglieder sind spitzer als es der radialen Seg mentierung entspricht, so daß sie sich

gegeneinander zu- und weg- bewegen können.

Fig. 7 zeigt ein Brückenband, welches zweckmäßigerweise wie ein Wellblech ausgebildet ist, so daß die Bewegungsfreiheit im Profilgrund möglich ist (46). Die Zunge oder die Zungen (45) können als Band gestaltet sein, oder aber Aussparungen entsprechend Fig. 5 enthalten. Dies hängt auch von der zugelassenen

Restdehnung des Gürtels ab. Es ist aber auch denkbar, die Zungen als sehr feinge welltes Band darzustellen, so daß eine minimale Elastizität da durch erreicht wird. Ohne daß allerdings im

Verbund mit den Gürtellagen eine zu große Steifheit entsteht. Fig. 8. Hier ist skizzenhaft ein Vollprofil (47) mit ganz geringem Wangenüberstand (48) gezeichnet. Auch hier erfolgt der allmähliche Übergang zu den Zungen (50), entsprechend dem

Verlauf des Biegemo- mentes, was bei Spritzgußteilen

hervorragend erreicht werden kann. Ebenso können zwischen den Brückengliedern Verbindungen entstehen, die eine Restdehnung im Gürtel zulassen. Auch können die Zungen mit Öffnungen, etc., wie Fig. 5, und weiteren Profilversteifungen, etwa in Form der

Wangen (21) oder Ausprägungen (22), versehen werden. Die

Brückenglieder eines ganzen Reifenumfanges können auf diese Weise in einem einzigen Spritzguß hergestellt werden und dank ihrer Dehnung zwischen den Zungen auch so als Ring

fertigungstechnisch und vollautomatisch montiert werden. Es versteht sich, daß hierfür sich besonders Kunststoffe eignen, die neben ihrer hohen Festigkeit und Zähigkeit, ggfs. mittels Füller, z.B. Kohlefasern, Glasfasern, aus einem, mit Gummi selbstvulkanisierendem Material bestehen, z.B. Vestoran, Firma Hüls, oder ähnlichem. Es ist hier auch denkbar, daß ein Grundgerüst aus Metall existiert, in welches in einer Art Sandwich-Bau- weise der entsprechende Kunststoff eingespritzt wird. Es ist ferner nicht ausgeschlossen, daß die Heizform für den Reifen so ausgebildet wird, daß die Kunststoff-Brückenglieder bzw. -Bänder während dieses Fertigungsschrittes eingespritzt werden, wie es bisher für einfacherere Teile bereits Stand der Technik ist (Firma Hüls).

Fig. 9 zeigt zwei hauptsächliche Verankerungen. Die Verankerung 9 besteht aus vielen zugfesten Seilen, z.B. Nylonseilen, Drahtseilen, Kohlefasern, Glasfasern, etc., die an einem Ringseil 40 befestigt sind. Während der Montage ist dieses Ringseil 40 offe und wird nach der Montage mittels eines Spezialschlosses durch das ausgeschraubte Ventil hindurch oder den halbmontierten Reifen geschlossen und gleichzeitig fest gespannt. Eine

Zusatzverankerung 28 erlaubt eine zusätzliche Zugversteifung be sehr sportlichen Reifen.

Eine andere beispielhafte Verankerung stellt die Querverankerun (27) zu beiden Reifenwülsten dar. Sie durchschneiden am Hump (30) die Wulszehe leicht und sind an einem, um die Wulstferse gelegten, sehr dünnen Ring (31) befestigt, der z.B. klebend ode kaltvulkanisierend verbunden sein kann. Der Finger der

Montagemaschine muß für diese Montage variiert werden sonst aber treten keine größeren Schwierigkeiten auf bzw. sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.

Besonders diese Ausführung besitzt mit dem dritten Kern eine Notlauffähigkeit als direkte Funktion der Steifheit dieses dritten Kerns. Zur Ausbildung als länger wirksames Notlaufsyste über Hunderte von Kilometern sind daher nur Optimierungen im Sinne dieser Dauerhaltbarkeit notwendig, wie sie z.T. Stand der Technik sind: Wärmeabfuhr, hochtemperaturbeständige Werkstoffe, etc. Fig.10 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der

Tiefrille (13). Die Seitenwände werden, wie üblich, durch die Cordkarkasse gebildet und durch einen dritten Kern (7), um den sich die Karkasse als gestrichelte Linie herumlegt, was mit leichten Änderungen an heutigen Aufbaumaschinen möglich ist. Ein Innenring (8) mit Ösen ermöglicht beispielsweise eine

Verankerung (9) des dritten Kernes aus den oben beschriebenen Gründen.

Fig.11 zeigt die Ausführung des "dritten Kernes" mittels zweier Kerne (14) und eines U-Ringes (16). Diese Variante ermöglicht es, beide Hälften für sich zu fertigen und dann zusammenzufügen, was bei kleinen Serien geringere Investitionen ermöglicht. Das Kar- kassende wird, wie üblich, als Fahne (15) hochgeführt. Die Tief rille (13) kann am Grund je nach Füllung variiert werden. Die Verankerung (9) zur Felge erfolgt über ein Loch sitzend im U-Profil mit Kopf-Halterung(17).

Die weitestgehende Ausgestaltung der Erfindung ist die automatische Erzeugung der Tiefrille in Abhängigkeit von der Temperatur. Bei trockener Straße dient die aufgeklappte Rille als Verbreiterung des Breitreifens mit exzellentem, sportlichen Handling-Ei- genschaften. Bei Abkühlung durch Wasser, Regen, nasse Fahrbahn oder in der kalten Jahreszeit, zieht sie sich als Tiefrille zusammen und prägt diese aus. Jetzt dient sie der Entwässerung bzw. besseren Matsch- und Schnee-Eigenschaften. Dies kann durch die konstruktiv sinnvolle Nutzung des reversiblen Verhaltens einiger Metalle - z.B. Bio-Metall (Mitsubishi) oder Memory Alloy oder anderer - erreicht werden und ist durch Anspruch 8 präzisiert.

Claims

Patentansprüche

1.

Luftreifen, vorzugsweise Breitreifen in Radialbauweise und neueren Varianten (wie Quergürtel, Kunststoffgürtel etc.) mit umlaufender Längsrille oder mehreren Längsrillen, die durch die Gürtellagen- Linie hindurch bis merklich unter den Gürtel und die Karkass-Linie ins Reifeninnere ragen dadurch gekennzeichnet, daß

Zugfeste-und Bogensteife Brückenglieder (5) in der Abrollneutralen (57) um wenige Winkelgrade drehbar fixiert sind und Zuganker (4) (Zungen, Bänder) aufweisen und nach innen innerhalb der Radial- Segmente (60) sich verjüngende Querschnitte (Fig.6;7;8) (61) besitzen, und deren Reifen-innerster Teil gegenüber benachbarten Brückengliedern durch weiche/elastische dämpfungsarme Füllung (43) im Sinne der Drehungbewegung stauch- und dehnbar ist.

2.

Konstruktive zentripetale Einbringung der Brückenglieder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

die Nullabdeckung (54) neben der Rille verstärkt wird und/oder im Tiefrillengrund (53); und/oder die Zuganker zum Brückenglied versteift sind (z.B.durch Sicken (62) etc.) und/oder die

Brückenglieder gemeinsam einen Umfangs - Endanschlag besitzen (z.B.durch ihre Verbindung (23))

Brückenglieder nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dünwandigem Rohr gefertigt sind (Metall oder Kunststoff (Fig.6)).

4. Brückenglieder nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß sie zu Bändern vereinigt oder als Bänder gefertigt werden z.B. Fig.7.

5.

Brückenglieder nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Ebenen von Brückengliedern übereinander

vorgesehen werden (Sandwich), deren Zwischenräume vorzugsweise mit elastischem Füllmaterial versehen werden und die durch gemeinsame sich verjüngende Flanken nach innen begrenzt bleiben und ggfs. über dem Drehpunkt (Neutralen) umgekehrt auch nach außen sich verjüngen.

6.

Brückenglieder nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Tiefrillen die Brückenglider aus einem zusammen hängendem Teil Fig.2 (4) gefertigt sein können.

7.

Reifen nach obigen Ansprüchen mit dehnbaren Einlege-Ringen (Fig.3

(33-36)) für Traktionshilfen durch Luftdruckbetätigung (32) dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollneutralen (Abrollumfänge) von Einlegering und Reifen im Einsatz etwa gleich sind (57) und

Umfangs-Endanschläge vorgesehen sind und in Ruhelage im radial inneren Bereich die Drehbarkeit der Brückenglieder durch sich nach innen öffnende konische Gestaltung der Verzahnung erhalten bleibt

Fig.4 (55 u.56).

8.

Brückenglieder nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Bio-Metall oder Memory-Alloy oder ähnlichem reversiblen

Material bestehen und derart gestaltet sind, daß sie sich im

Aggregatzustand 1 in der Rille öffnen und damit den Reifen

verbreitern (Sommerreifen) und bei Abkühlung Aggregatzustand 2

(B.Regen /Matsch und Schnee) sich zur Tiefrille zusammenziehen

(Regenreifen,M+S-Reifen, Ganzjahresreifen).

9 .

Reifen mit Brückengliedern nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die ins Reifeninnere ragenden Flächen bei

notlauffähigen Reifensystemen (z.B.CTS von Continental, oder Eurad von Innotech US Pat.4, 892,129 u.ähnl.) gleitfähig und so

ausgebildet werden, daß sie in einer breiten Rille des

felgenseitigen Notlaufringes/Mantels (bei CTS auch Hochbett genannt) sich abstützen.

10.

Luftreifen wie in Anspruch 1 beschrieben in welchen zusätzlich ein dritter Kern zur Karkassenfixierung eingebaut ist (AS 23 28 081 u. andere) dadurch gekennzeichnet, daß in der Ebene der

Abrollneutralen statt Brückengliedern Zuganker in größerem

Abstand auf dem Umfang vorgesehen sind, die wahlweise nachträglich eingebracht werden können Fig. 10; 11; ( 10 u.11) und/ oder von dem 3. Kern zur Felge Verankerungen eingebracht werden Fig.9; 10; 11; (9).