DE102012011471A1

DE102012011471A1 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102012011471A1
Application number: DE201210011471
Authority: DE
Inventors: James Alfred Benzing II; Wesley Glen Sigler
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2012-12-20
Also published as: ZA201204430B; IL220265A0; US20140230977A1; BR102012014949A2; CN102825978A; AR088128A1; AU2012203308A1; US20120318418A1; US8720504B2; LU92023B1; IN2012DE01702A; US9016336B2

Abstract

Es wird ein Reifen umfassend eine Vielzahl von Federn vorgeschlagen. Jede Feder (55, 310) umfasst einen ersten Endteil (315), einen zweiten Endteil, und einen sich wölbenden Mittelteil. Jede Feder (55, 310) ist mit mindestens einer anderen Feder (55, 310) verwoben, wodurch eine kreisringförmige Struktur gebildet wird, die sich um einen bevorzugt vollständigen Umfang des Reifens (300, 600) erstreckt. Die kreisringförmige Struktur is zumindest teilweise mit einem Elastomer, wie etwa Urethan, überzogen ist und ein Endteil (315) mindestens einer Feder (55, 310) ist um eine erste Wulststruktur (18) herumgeschlagen.

Description

Diese Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen bzw. ein Tragmittel, und spezieller einen nichtpneumatischen Reifen bzw. ein Tragmittel eines Fahrzeugs und ein Verfahren zur Konstruktion eines solchen nichtpneumatischen Reifens.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche nichtpneumatische Vollgummireifen sind bereits vor Pneumatikreifen verwendet worden. Als die Fahrzeuggeschwindigkeiten stiegen und Fahrmerkmale an Bedeutung zunahmen, ergab sich der Bedarf an einer pneumatischen Struktur. Der Pneumatikreifen stellte eine Lösung für die Probleme und Einschränkungen nichtpneumatischer Vollreifen bereit.
Der herkömmliche Pneumatikreifen ist eine effiziente Struktur, die als Lösung für herkömmliche Fahrzeuganforderungen von Bestand war. Der herkömmliche Pneumatikreifen ist eine „Zugstruktur”. „Zugstrukturen” enthalten eine Kompressionsstruktur zur Bereitstellung einer Zugvorspannung in der Zugstruktur. Die Zugstruktur kann typischerweise keine Kompression aufnehmen und die Kompressionsstruktur keine Zugspannung. Bei Pneumatikreifen sind Korde die Zugstruktur und ist Druckluft die Kompressionsstruktur.
Ein Nachteil eines herkömmlichen Pneumatikreifens ist, dass er pneumatisch ist. Unter Druck enthaltene Luft kann, und wird typischerweise, zu ungelegenen Zeitpunkten entweichen, jedenfalls vom Gesichtspunkt eines Fahrzeuglenkers.
Ein nichtpneumatischer Reifen enthält keine Luft unter Druck. Es ist eine Reifenstruktur mit ähnlicher Leistung wie ein Pneumatikreifen, jedoch ohne unter Druck enthaltene Luft zu benötigen. Die Kommunikation eines nichtpneumatischen Reifens mit einer Fahrbahn- bzw. Kontaktfläche im Bereich der Reifenaufstandsfläche, oder dem Aufstandspunkt, stellt den einzigen Kraftbeitrag von der Kontaktfläche auf das Fahrzeug und die Handhabungskräfte und Last auf die Kontaktfläche bereit. Somit hat ein nichtpneumatischer Reifen diese grundlegenden Merkmale mit einem Pneumatikreifen gemein.
Ein herkömmlicher Pneumatikreifen verfügt über einzigartige Walk- und Lasttragmerkmale. Stöße und Durchbiegungen, obwohl sie örtlich in dem Bereich radial einwärts von der Aufstandsfläche auftreten, können global von der gesamten Reifenstruktur aufgenommen werden. Kurvenfahrmerkmale werden durch eine Kombination von Zunahmen und Abnahmen in der Spannung der Reifenseitenwand erzielt.
Ein herkömmlicher nichtpneumatischer Reifen muss gleichermaßen in der Lage sein, Stoßlasten zu widerstehen und absorbierte Energie abzubauen. Anders als ein Pneumatikreifen absorbiert jedoch ein nichtpneumatischer Reifen typischerweise örtlich in der Aufstandsfläche oder dem Aufstandspunkt Stöße und biegt sich dort durch. Eine solche lokalisierte Durchbiegung eines nichtpneumatischen Reifens muss daher auch hohe Dämpfungsmerkmale aufweisen.
Weiter muss jeder Reifen in einem Laufzustand fähig sein, Wärme abzubauen. Die Natur von Dämpfungslasten ist eine Form des Energieabbaus. Absorbierte Energie wird in Wärme umgewandelt. Wärme ihrerseits kann die Reifenleistung beeinträchtigen und kann zu vorzeitigem Reifenversagen führen. Somit ist ein effizienter Wärmeabbau essentiell für jeden Reifen. Idealerweise wird Energie von dem Reifen nur in dem Bereich radial einwärts von der Aufstandsfläche oder dem Aufstandspunkt absorbiert, sodass Energie während dem Rest der Umdrehung des Reifens aus solchem Bereich abgeführt werden kann.
Gummi ist jedoch ein schlechter Wärmeleiter. Je dicker der Gummi, desto größer der Wärmestau. Der Wärmestau kann durch dünne Materialquerschnitte mit hoher Luftzirkulation auf ein kontrolliertes Niveau abgemildert werden.
Urethanreifen können bei Temperaturen betrieben werden, die sich bis auf etwa 93°C belaufen. Temperaturen von mehr als 121°C für längere Zeiträume verursachen ein Erweichen des Urethans. Wenn die Temperatur eines Urethanreifens hoch genug steigt, kann ein vorzeitiges Versagen des Urethanreifens auftreten.
Ein herkömmlicher nichtpneumatischer Reifen bzw. Rad beinhaltet einen zentralen Teil aus elastischem Material, einen äußeren elastischen Laufflächenteil, und einen dazwischengesetzten Stoßdämpfungsteil, der eine Vielzahl gekreuzter Bahnen elastischen Materials umfasst, die mit dem zentralen und dem Laufflächenteil geformt sind. In dem inneren Teil des Stoßdämpfungsteils ist eine ringförmige Serie von Öffnungen ausgebildet. Die Öffnungen sind quer und leicht überlappend angeordnet. Jede Öffnung erstreckt sich über die gesamte axiale Breite des Stoßdämpfungsteils. Ein Paar Scheiben ist ebenfalls mit gleichartigen Öffnungen versehen. Eine Scheibe ist auf beiden Seiten des Reifens bzw. Rades positioniert, mit Öffnungen, die mit denen des Stoßdämpfungsteils gefluchtet sind. Bei der Formpressung wird eine integrale Einheit gebildet. Dieser Polsterreifen bzw. -rad eliminierte die Metallteile, die zur Befestigung eines pneumatischen oder Vollgummireifens an einem Rad verwendet wurden.
Solche herkömmlichen Versuche, einen nichtpneumatischen Reifen zu entwickeln, scheiterten daran, einen adäquaten Wärmeabbau zusammen mit adäquater Lasttragfähigkeit bereitzustellen. Da die Fahrzeuggeschwindigkeiten angestiegen sind, waren diese Konzepte nicht in der Lage, die Anforderungen der Personenkraftwagen- und Lastkraftwagenreifen zu erfüllen.
Ein anderer herkömmlicher nichtpneumatischer Reifen ist integral aus einem Elastomermaterial formgepresst, um eine unitäre Struktur zu bilden, die innere und äußere „Bänder” umfasst. Das äußere Band wird von einer Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten planaren Rippen und einer planaren zentralen Bahn, die die Bänder an ihrem umfangsgerichteten Zentrum verbindet, getragen und abgepolstert. Die Bahn liegt in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Reifens. Die Rippen erstrecken sich axial entlang den inneren und äußeren Bändern, wobei sie die Bänder mit Rändern der Rippen entlang entgegengesetzten Seiten der Bahn verbinden. Die planaren Rippen können an den radialen Enden unterschnitten sein, um Biegung und keine Knickung sicherzustellen, solange keine kritische Last überschritten wird.
Ein anderer herkömmlicher nichtpneumatischer Reifen hat eine Äquatorebene, eine Achse senkrecht zu der Äquatorebene, eine um die Achse rotierbare ringförmige Lauffläche, und einen ringförmigen Elastomerkörper, der aus einem Material hergestellt ist, das eine Shore A-Härte im Bereich von 60 bis 100 aufweist. Der Elastomerkörper hat eine erste und eine zweite voneinander beabstandete laterale Seite. Die Seiten sind abstandsgleich von der Äquatorebene beabstandet und erstrecken sich zwischen der Lauffläche und der Felge. Der Körper weist Öffnungen auf, die abstandsgleich von der Achse positioniert sind, wovon sich einige von der ersten Seite erstrecken, und andere, die sich von der zweiten Seite erstrecken, um einen ersten und einen zweiten Satz von Öffnungen zu bilden. Die Sätze von Öffnungen erstrecken sich von jeweiligen Seiten hin zur Äquatorebene. Die Öffnungen bilden gleich beabstandete Säulen aus Elastomermaterial in dem Körper. Die von dem ersten Satz von Öffnungen gebildeten Säulen sind zur radialen Richtung des Reifens geneigt, und die von dem zweiten Satz von Öffnungen gebildeten Säulen sind allgemein zur radialen Richtung des Reifens geneigt, weisen jedoch in Bezug auf die durch den ersten Satz von Öffnungen gebildeten Säulen eine entgegengesetzte Neigung auf.
Die Nationale US-Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA) hat Oberflächenfahrzeuge zur Unterstützung von Langstreckenerkundung auf dem Mond und der Entwicklung eines Vorpostens auf dem Mond entwickelt. Diese Fahrzeuge sind schwerer und legen größere Abstände zurück als das für das Apollo-Programm Ende der sechziger Jahre entwickelte Mondfahrzeug (Lunar Roving Vehicle, LVR). Folglich werden neue Reifen erforderlich sein, um bis zum Zehnfachen des Gewichts zu tragen und bis zu einhundert Mal die Wegstrecke auszuhalten, verglichen mit den an dem Apollo-LVR verwendeten, wobei sie Betriebsmerkmale gleichartig zu auf der Erde verwendeten Personenkraftfahrzeugen erfordern. Herkömmliche pneumatische Gummireifen können jedoch im Weltraum nicht akzeptabel funktionieren.
Beispielsweise schwanken Gummieigenschaften bedeutend zwischen den im Schatten (bis hinunter zu 40 K) erlebten Temperaturen und den heißen Temperaturen im Sonnenlicht (bis zu 400 K). Weiter zersetzt sich Gummi, wenn er direkter Sonnenstrahlung ohne atmosphärischen Schutz ausgesetzt ist. Schließlich ist ein luftgefüllter Reifen für bemannte Mondfahrzeuge aufgrund der Möglichkeit eines platten Reifens nicht zulässig. Zur Überwindung dieser Beschränkungen ist für das Apollo-LVR eine Reifenkonstruktion entwickelt worden und wurde bei den Apollo-Missionen 15, 16 und 17 erfolgreich eingesetzt. Dieser nichtpneumatische Reifen war aus Stahldraht gewebt, der widerstandsfähig gegen lunare Temperaturschwankungen und Sonnenstrahlung war, im Vakuum funktionierte und keine Luft zum Tragen von Last erforderte. Diese Struktur funktionierte weiter so, dass sie sich an das Mondgelände anpasste, was die Traktion erleichterte und die Übertragung von Vibrationen auf das Apollo-LVR reduzierte.
Wie oben dargelegt, war aufgrund der neuen Gewichts- und Abstandsanforderungen für Mondfahrzeuge ein Reifen mit größerer Festigkeit und Haltbarkeit erforderlich. Eine herkömmliche Anordnung aus Rad und nichtpneumatischem Reifen hat einen variablen Durchmesser, der, zusätzlich zur Änderung seines Durchmessers, auch seine Breite ändern kann, wodurch der am Boden angreifende Bereich des Rades vergrößert wird. Somit kann dieser nichtpneumatische Reifen eingerichtet werden, die Leistung eines Fahrzeugs entsprechend dem Gelände, über das es sich bewegt, zu erhöhen. Dieser Reifen bzw. Rad weist sich wölbende Elemente mit einem ersten und zweiten Ende auf, die an eine Radnabe anschließen. Die sich wölbenden Elemente erstrecken sich in einem Bogen zwischen dem ersten und dem zweiten Ende nach außen. Die sich wölbenden Elemente bilden eine Vielzahl flexibler Bänder, die in Umfangsrichtung um die Nabe beabstandet sind und sich von der Nabe radial auswärts erstrecken.
Spezifischer bildet dieser herkömmliche nichtpneumatische Reifen bzw. Rad einen Käfig, der aus achtunddreißig gleich beabstandeten, sich radial erstreckenden Bändern, die sich zwischen axial äußeren Felgen einer Nabe wölben, zusammengesetzt ist. Die Bänder bestehen aus schraubenförmigen Stahlfedern, die mit Drähten gefüllt sind die auf eine gewünschte Länge geschnitten und durch die Mitte der Federn gefädelt sind. Die herkömmliche Nabe kann axial expandiert bzw. zusammengezogen werden, um den Durchmesser des Reifens bzw. Rades zu variieren.
Es wurde festgestellt, dass die Drahtgeflechtkonstruktion des Apollo-LVR-Reifens nicht ohne weiteres skalierbar war. Spezifischer erzeugte der Anstieg des Drahtdurchmessers zur Erzeugung eines Reifens, der zehn Mal die Last der ursprünglichen Konstruktion trug, zwei signifikante Beschränkungen: 1. die Fähigkeit der Anpassung an das Gelände ging verloren, wodurch Traktion und Fähigkeit zur Isolation von Vibrationen eingeschränkt wurden; und 2. die erhöhten Drahtbeanspruchungen schränkten die Funktionsdauer ein.
Somit beinhaltet ein anderer herkömmlicher nichtpneumatischer Reifen bzw. Rad eine Vielzahl von Schraubenfedern. Jede Schraubenfeder beinhaltet einen ersten Endteil, einen zweiten Endteil und einen sich wölbenden Mittelteil, der den ersten Endteil und den zweiten Endteil miteinander verbindet. Jede Schraubenfeder ist mit mindestens einer anderen Schraubenfeder der Vielzahl verwoben oder verflochten, wodurch sie eine gewebte kreisringförmige Struktur bilden, die sich um einen gesamten Umfang des nichtpneumatischen Reifens bzw. Rades erstreckt. Eine Untergruppe von Schraubenfedern kann an einer ersten ringförmigen Felge eines Rades und/oder an einer zweiten ringförmigen Felge des Rades gesichert sein. Ein Rad mit einer ringförmigen Felge auf beiden axialen Seiten des Reifens kann den Reifen an dem Rad sichern. Im Vergleich zu Strukturen herkömmlicher Pneumatikreifen definiert somit die gewebte/geflochtene kreisringförmige Struktur miteinander verwobener Schraubenfedern eine erste Lage für den nichtpneumatischen Reifen. Eine zweite Lage kann die erste Lage radial überlappen. Eine solche zweite Lage kann die gleiche verwobene kreisringförmige Struktur wie die erste Lage umfassen.
Demzufolge ist ein verbesserter Reifen, spezieller ein verbesserter nichtpneumatischer Reifen, zur Verwendung in spezifischen Anwendungen wünschenswert.
Definitionen

„Ringförmig”

bedeutet, wie ein Ring geformt.

„Axial”

wird hierin verwendet, um auf Linien oder Richtungen zu verweisen, die parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen.

„Elastomer”

bedeutet ein elastisches Material, das zur Wiedererlangung von Größe und Form nach Verformung fähig ist.

Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Reifen in Übereinstimmung mit Anspruch 1.
Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Ein nichtpneumatischer Reifen in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Vielzahl von Federn. Jede Feder beinhaltet einen ersten Endteil, einen zweiten Endteil und einen sich wölbenden Mittelteil. Jede Feder ist mit mindestens einer anderen Feder verwoben, wodurch sie eine kreisringförmige Struktur bilden, die sich um einen gesamten Umfang des nichtpneumatischen Reifens erstreckt. Die kreisringförmige Struktur ist mindestens teilweise mit einem Elastomer überzogen. Ein Endteil mindestens einer Feder ist um eine erste Wulststruktur benachbart zu einer Felge herumgeschlagen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Endteil jeder Feder um die erste Wulststruktur oder eine zweite Wulststruktur herumgeschlagen und ist das andere Ende jeder Feder um keine der beiden Wulststrukturen herumgeschlagen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind beide Endteile jeder verwobenen Feder um die erste Wulststruktur und eine zweite Wulststruktur herumgeschlagen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Endteil mindestens einer Feder, der um die erste Wulststruktur herumgeschlagen ist, durch das Elastomer umhüllt.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist jeder Endteil jeder Feder durch das Elastomer umhüllt.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der andere Endteil der mindestens einen Feder nicht um eine zweite Wulststruktur herumgeschlagen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der andere Endteil benachbart zu der zweiten Wulststruktur angeordnet.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der andere Endteil durch das Elastomer gesichert.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Felge eine Standardfelge.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind beide Endteile jeder Feder an der ersten Wulststruktur und einer zweiten Wulststruktur gesichert.
In einem System in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die kreisringförmige Struktur eine kreisringförmige Karkassenlagenstruktur, die mindestens teilweise mit einem Elastomer überzogen ist, das vulkanisiert ist, um an der kreisringförmigen Karkassenlagenstruktur zu haften.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Elastomer ein Zweikomponenten-Polyurethan zum chemischen Vulkanisieren des Elastomers auf die kreisringförmige Karkassenlagenstruktur bei Umgebungstemperatur.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet das vulkanisierte Elastomer einen Laufflächenteil zur Erzeugung von Traktion des bevorzugt nichtpneumatischen Reifens über variierten Kontaktflächen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet die kreisringförmige Karkassenlagenstruktur eine anisotrope Struktur mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften in der Umfangsrichtung des bevorzugt nichtpneumatischen Reifens und der radialen Richtung des Reifens.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine segmentierte Formpresse zum Vulkanisieren des Elastomers an die kreisringförmige Karkassenlagenstruktur offenbart.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist jede Feder mit einer benachbarten Feder an einer ersten Seite der Feder verwoben und ist weiter mit einer benachbarten Feder an einer zweiten entgegengesetzten Seite der Feder verwoben, wobei sie eine kreisringförmige Karkassenlagenstruktur bilden, die sich um einen gesamten Umfang des nichtpneumatischen Reifens erstreckt.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Elastomer Urethan.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Struktur, Wirkungsweise und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher bei Erwägung der folgenden Beschreibung, betrachtet in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, worin:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Beispielreifens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 stellt eine schematische Querschnittsansicht des Beispielreifens von 1 dar.
3 zeigt schematisch einen ersten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt schematisch einen zweiten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt schematisch einen dritten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt schematisch einen vierten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt schematisch einen fünften Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt schematisch einen sechsten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt schematisch einen siebten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt schematisch einen achten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt schematisch einen neunten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt schematisch einen zehnten Schritt des Konstruierens eines nichtpneumatischen Reifens in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung.
13 stellt eine schematische Illustration einer herkömmlichen Drahtgeflechtplatte dar.
14 stellt eine Platte aus verwobenen Schraubenfedern zur Verwendung mit dem System der vorliegenden Erfindung dar.
15 stellt einen Zwischenschritt beim Formen der Platte von 14 dar.
16 stellt einen anderen Zwischenschritt beim Formen der Platte von 14 dar.
17 stellt einen Schritt beim aneinander Sichern zweier Platten dar, wie etwa der Platte von 14.
18 stellt ein Beispiel einer Schraubenfeder zur Verwendung mit dem System der vorliegenden Erfindung dar.
19 stellt die Schraubenfeder von 18 in einem durchgebogenen Zustand dar.
20 stellt eine schematische Illustration eines Beispiels für einen Reifen- und Radsatz in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung dar.
21 stellt einen durch Linie 21-21 in 20 genommenen Schnitt dar.
22 stellt einen durch Linie 22-22 in 21 genommenen Schnitt dar.
23 stellt eine schematische Perspektivansicht eines Beispielreifens zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung dar.
24 stellt eine schematische Orthogonalansicht des Reifens von 23 dar.
25 stellt eine schematische Querschnittsansicht des Reifens von 21 dar.
26 stellt ein Diagramm eines Beispiels einer Last/Durchbiegungskurve dar.
Detaillierte Beschreibung von Beispielen von Ausführungsformen des Systems der vorliegenden Erfindung
Ein System zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren 500 des Konstruierens eines Reifens zum nichtpneumatischen Tragen eines Fahrzeugs, einen nichtpneumatischen Reifen 100 zum Tragen eines Fahrzeugs, oder beides umfassen.
Das Verfahren 500 kann das Bereitstellen einer segmentierten zylindrischen offenendigen Formpresse 510, eines kreisförmigen Formpressendeckels 520, welcher der Formpresse entspricht, und eines aufblasbaren bzw. expandierbaren Balgs beinhalten. In einem ersten Konstruktionsschritt kann eine offenendige zylindrische Karkassenlage, beispielsweise die nachstehende, durch die Federn 310 definierte Karkassenlage, über den Balg 530 geschoben oder um diesen abgesenkt werden. In einem zweiten Schritt 502 sitzt ein erster kreisförmiger Wulst 541 in einer (nicht dargestellten) entsprechenden ersten kreisförmigen Nut in der Formpresse 510. In einem dritten Schritt 503 wird der Balg 530 teilweise aufgebläht, um eine vorgewölbte Lage zu bilden. In einem vierten Schritt 504 wird ein Elastomer 550, wie etwa Polyurethan, in die Formpresse 510 gegossen. In einem fünften Schritt 505 wird der Formpressendeckel 520 in Verschlusseingriff mit der Formpresse 510 abgesenkt, wodurch ein zweiter kreisförmiger Wulst 542 in eine (nicht dargestellte) entsprechende zweite kreisförmige Nut in dem Formpressendeckel gesetzt wird und auch die Wülste 541, 542 der Karkassenlage axial zusammengedrückt werden, unter Erzeugung einer kreisringförmigen Karkassenstruktur. In einem sechsten Schritt 506 wird der Balg 530 weiter aufgebläht, wodurch die Karkassenlage weiter expandiert wird und das Fließen des Elastomers 550 um die freiliegenden Oberflächen der Karkassenlage herum erleichtert wird. Luft und überschüssiges Elastomer 550 können während dieses sechsten Schritts 506 durch ein (nicht dargestelltes) Einweg-Rückschlagventil in der Formpresse bzw. dem Formwerkzeugdeckel aus dem Inneren der Formpresse bzw. des Formwerkzeugdeckels 510, 520 ausgestoßen werden.
In einem siebten Schritt 507 ist der Balg 530 vollständig aufgebläht, wodurch er in vollem Umfang Luft und überschüssiges Elastomer aus der Formpresse bzw. dem Formpressendeckel 510, 520 ausstößt.
Nachfolgend an diesen siebten Schritt 507 kann die Formpressen/Formpressendeckelanordnung 510, 520 an einen zweckdienlichen Standort verlagert werden, da die Anordnung an diesem Punkt in sich abgeschlossen ist. In einem achten Schritt, nach einer ausreichenden Vulkanisationszeit, wird der Balg 530 abgelassen, der Formpressendeckel 520 wird aus dem Eingriff mit der Formpresse 510 angehoben und die Formpressensegmente 511 werden voneinander und dem neu vulkanisierten Reifen 600 gelöst. In einem neunten Schritt 509 wird der Reifen 600 vollständig aus dem Eingriff mit dem Balg 530 gelöst und ist gebrauchsfertig.
Während des fünften, sechsten und siebten Schritts 505–507 bestimmen die tatsächlichen Abmessungen des Balgs 530, der Formpresse bzw. des Formpressendeckels 510, 520 und der Karkassenlage, ob die Karkassenlage vollständig durch das Elastomer 550 (25) umhüllt wird oder die innere Oberfläche der Karkassenlage die innere kreisringförmige Oberfläche des Reifens 600 bildet. Mit anderen Worten, der vollständig aufgeblähte Balg 530 wird entweder direkt an der inneren Oberfläche der Karkassenlage angreifen, die durch das axiale Konvergieren der Wülste 541, 542 expandiert ist, wodurch ein Reifen 600 gebildet wird, der eine innere kreisringförmige Oberfläche aufweist, welche die innere Oberfläche der Karkassenlage ist; oder der vollständig aufgeblähte Balg wird nicht die innere Oberfläche der Karkassenlage erreichen, wodurch zugelassen wird, dass das Elastomer in diesen Spalt fließt und eine vollständig umhüllte Karkassenlage bildet.
Ein Reifen 300, 600 zur Verwendung bei dem System der vorliegenden Erfindung kann eine verwobene oder verflochtene Vielzahl von vorzugsweise Schraubenfedern (d. h. spiralförmiger Drähte, die sich unter Last elastisch verformen, mit geringem Energieverlust) beinhalten. Der Reifen 300, 600 kann eine kreisringförmige Struktur zur Montage an einem Rad 200 definieren. Der Reifen 300, 600 kann sich an eine Oberfläche anpassen, an welcher der Reifen angreift, um die Traktion zu erleichtern, während er die Vibrationsübertragung auf ein entsprechendes Fahrzeug abmildert. Die bevorzugt schraubenförmigen Federn tragen und/oder verteilen eine Last des Fahrzeugs. Der Reifen 300, 600 kann pneumatisch oder nichtpneumatisch sein.
Unter dem Gewicht eines Fahrzeugs kann der Reifen 300, 600 angetrieben werden, gezogen werden oder Lenkung für das Fahrzeug bereitstellen. Die Schraubenfedern des Reifens 300, 600 können sich durch Walken und Bewegen in Bezug zueinander passiv an jedes Gelände anpassen. Die verwobene Struktur der Schraubenfedern sorgt für Stabilität für den Reifen 300, 600 und verhindert ein Kollabieren der Struktur, wenn der Reifen sich dreht und an variablem Gelände angreift.
Die Schraubenfedern des Reifens 300, 600 können durch einen finiten Verformungsbereich elastisch sein, und somit kann ein relativ starrer Rahmen, gleichartig einer Karkassenlage, verwendet werden, um übermäßige Verformung zu verhindern. Radial ausgerichtete Teile der Federn können verwendet werden, um den Reifen 300, 600 mit dem Rad 200 zu verbinden. Diese Federn können miteinander verwoben oder verflochten sein. Andere Federn können in gleich welchem Vorspannungswinkel, von radial bis umfangsgerichtet, bei dem Reifen eingebaut sein, mit dem Zweck der Lastverteilung. Diese anderen Federn können Schraubenfedern sein. Weiter können, als ein Beispiel, diese anderen Federn sich an einem radial äußeren Teil des Reifens 300, 600 in Umfangsrichtung um den Reifen erstrecken.
Es kann eine äußere Abdeckung irgendeiner Art (d. h., eine Lauffläche, ein Elastomer 550) hinzugefügt werden, um die Schraubenfedern teilweise oder vollständig vor Schlagbeschädigung zu schützen und/oder um die Fähigkeit des Reifens, zu schwimmen, zu verändern und Traktion zu erzeugen. Als ein Beispiel können vier Basisschritte genutzt werden, um eine Beispiel-Karkassenlagenstruktur für den Reifen 300, 600 zu fertigen: i) Miteinanderverdrillen von Schraubenfedern, um eine rechteckige Platte mit einer Länge, die dem gewünschten Reifenumfang entspricht, zu bilden; ii) Miteinanderverweben von Enden der rechteckigen Platte aus Federn, um einen Geflechtzylinder (4) zu bilden; iii) Zusammenklappen eines Endes des Geflechtzylinders und dessen Befestigen an einer Felge eines Rades 200; und iv) Wenden des anderen Endes des Geflechtzylinders von innen nach außen und dessen Befestigen an einer anderen axial gegenüberliegenden Felge des Rades 200.
Ein Reifen 300, 600 in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung kann auf der Erde, dem Mond, Mars und/oder jedem anderen Planetenkörper verwendet werden, da seine Elemente in atmosphärischen und Geländebedingungen dieser Planeten zuverlässig funktionieren. Der Reifen 300, 600 kann an sich genutzt werden oder kann als teilweise oder Hilfslasttrag- bzw. Verteilungssystem in einem anderen Typ von Reifen eingebaut werden. Der Reifen 300, 600 benötigt jedoch keine Luft, funktioniert in schwierigen Umgebungen und passt sich an alle Gelände an.
Der Reifen 300, 600 stellt eine Verbesserung gegenüber dem herkömmlichen nichtpneumatischen Drahtgeflechtreifen des Apollo-LVR bereit. Der Reifen 300, 600 stellt eine höhere Lastkapazität bereit, da die Drahtgröße der Schraubenfedern mit relativ geringer funktioneller Änderung erhöht werden kann. Der Reifen 300, 600 stellt eine längere Lebensdauer bereit, da Lastbeanspruchungen der Schraubenfedern gleichförmiger in der karkassenlagenartigen Struktur verteilt werden. Weiter stellt der Reifen 300, 600 ein relativ niedriges Gewicht je getragener Fahrzeuggewichteinheit bereit, da das verwobene Schraubenfedernnetzwerk (wie eine Karkassenlage) grundlegend stärker als das gecrimpte Drahtgeflecht ist. Zusätzlich sind Schraubenfedern fähig, sich zusammenzuziehen und zu verlängern, um Fertigungsschwankungen aufzunehmen. Schließlich sorgt der Reifen 300, 600 für eine verbesserte Konstruktionsvielseitigkeit, da Lastverteilungsfedern hinzugefügt werden können, um die Reifenstärke an verschiedenen Stellen und Richtungen des Reifens zu variieren.
Der Reifen 300, 600 kann weiter einen relativ niedrigen Energieverlust bereitstellen im Vergleich zu Reifen, die Reibungs- oder hysteretische Materialien in einer Karkasse verwenden, da die Schraubenfedern während Verformung nahezu null Energie verbrauchen. Der Reifen 300, 600 enthält überzählige Lasttragelemente und kann sogar nach erheblicher Beschädigung normal funktionieren. Ein Reifen 300, 600 in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung kann somit für niedrigen Fahrzeugenergieverbrauch verwendet werden, für ein eine kritische Bedrohung darstellendes Reifenversagen, zum Bewegen durch unwegsames Gelände, für extremen Temperaturen oder hohen Strahlungsniveaus Ausgesetztsein, und/oder für Gewehrfeuer oder Bombenexplosionen Ausgesetztsein.
Wie in 13 gezeigt, ist ein gewebtes Drahtgeflecht für einen herkömmlichen Mondreifen verwendet worden. Wie jedoch vorangehend erörtert, sind größere Stärke und Haltbarkeit erwünscht. 14 zeigt eine Geflechtplatte 50 aus miteinander verwobenen Schraubenfedern 55, die größere Stärke und Haltbarkeit bereitstellen können als das Drahtgeflecht. Die 15, 16 und 17 zeigen Zwischenschritte beim Formen einer Geflechtplatte 50, wie in 14 gezeigt. In 15 ist eine erste Schraubenfeder 55 gezeigt, die rotiert wird, wobei selbige erste Feder mit einer zweiten Schraubenfeder 55 ineinanderverwoben wird. In 16 ist eine dritte Schraubenfeder 55 gezeigt, die rotiert wird, wodurch diese dritte Feder mit der bereits verwebten ersten und zweiten Feder 55 ineinanderverwoben wird. In 17 ist eine Schraubenfeder 55 gezeigt, die rotiert wird, um zwei Geflechtplatten 50 (d. h. die Platte von 14) aus Schraubenfedern 55 zu verbinden. 18 zeigt eine einzige Schraubenfeder 55 zur Anwendung, wie vorangehend in den 14–17 beschrieben. 17 zeigt eine einzige Schraubenfeder 55, die zur Verwendung in einem Reifen, wie etwa den Reifen 300, 600, wie nachstehend beschrieben, durchgebogen ist.
Wie in den 20–22 gezeigt, beinhaltet eine Beispielanordnung 100 zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ein Rad 200 und einen Reifen 300. Das Rad 200 weist an jeder axialen Seite eine ringförmige Felge 202 auf, um den Reifen 300 an dem Rad zu sichern. Jede Felge 202 ist bezüglich der anderen Felge 202 befestigt. Jede Felge 202 kann eine Vielzahl von Stecköffnungen 204 zum Fluchten des Reifens 300 mit der Felge umfassen. Gleich welche anderen geeigneten Mittel können zum Sichern des Reifens 300 an der Felge 200 verwendet werden.
Der Reifen 300 kann eine Vielzahl von Schraubenfedern 310 beinhalten, die sich in einer sich wölbenden Konfiguration radial von dem Rad 200 weg und radial zurück zu dem Rad erstrecken. Jedes Ende 315 jeder Feder 310 kann an einer entsprechenden Felge 202 des Rades an dem Rad gesichert sein. Jede Feder 310 weist einen Mittelteil auf, der die Enden 315 miteinander verbindet. Jedes Ende 315 kann in einer axialen Orientierung (21) oder in einer angewinkelten Orientierung gesichert werden, wobei jede Feder 310 sich axial auswärts von einer Felge 202 erstreckt, dann weg von dem Rad, dann zurück über sich selbst, dann einwärts, und schließlich axial hin zu der anderen Felge 202. Jedes Ende 315 jeder Feder kann dabei koaxial (oder in einem Winkel) zu dem anderen Ende 315 der gleichen Feder ausgerichtet sein.
Weiter kann jede Feder 55 mit benachbarten Federn 55 (14) verwoben sein, was Lastverteilung zwischen Federn ermöglicht. Wie in 14 gezeigt, ist jede Feder 55 mit einer benachbarten Feder 55 an einer ersten Seite der Feder verwoben oder verflochten, und weiter mit einer benachbarten Feder 55 an einer zweiten, entgegengesetzten Seite der Feder verwoben. Somit erstrecken die Federn 310 sich radial und axial und bilden eine gewebte kreisringförmige Struktur, gleichartig der Karkassenlage eines Pneumatikreifens, die sich um einen vollständigen Umfang des Reifens 300 erstreckt (20–22).
Die Schraubenfedern 310 können von gleich welcher geeigneten Länge, Dickenmaß, Steigung und Form sein (d. h. ovale Federn, elliptische Federn usw.). Die Schraubenfedern 310 können im Wendeldurchmesser variieren (d. h., Tonnenfedern können verwendet werden), um Kontinuität in dem Geflecht durch den Bereich radialer Positionen in dem Reifen 300 zu erzeugen (d. h., engere Wendelweite an den Wülsten). Weiter können die Schraubenfedern 310 als zwei oder mehr Lagen strukturiert sein, wobei eine oder mehr radial innere Lagen radial von einer oder mehr radial äußeren Lagen überlappt werden. Weiter kann mindestens eine Schraubenfeder einer Lage mit mindestens einer Schraubenfeder einer anderen Lage verwoben werden, um auf vorteilhafte Weise die Stärke der Gesamtstruktur zu erhöhen. Die Schraubenfedern 310 können Ti-N-Legierung, Stahl, Titan, Polymer, Keramik oder jedes andere geeignete Material sein.
Die oben beschriebene rein metallische, nichtpneumatische Federreifen 300 ist für Weltraumanwendungen entwickelt worden. Die Struktur ist eine Serie miteinander verwobener Federn, wie in 22 ersichtlich. Diese Struktur war gut an Weltraumsituationen angepasst, wo Gummi aufgrund von Temperaturschwankungen (40 K bis 400 K) nicht zugelassen ist. Zusätzlich kann der Federreifen 300 ausgezeichnete Traktion erzielen, wo die Bodenzusammensetzung weicher Sand ist, wie etwa auf dem Mond.
Auf der Erde veranlasst jedoch die Vielfalt von Straßenoberflächen eine eingeschränkte Anwendung der rein metallischen Kontaktfläche des obengenannten Reifens 300. Auf Basis dieser eingeschränkten kommerziellen Anwendung kann, in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung, die verwobene Struktur des Reifens 300 für irdische Anwendungen verbessert werden.
Zur Erzielung von Traktion auf der breiten Vielfalt terrestrischer Straßenoberflächen kann zu dem Ganzmetallreifen 300 ein Polymer hinzugefügt werden, um als Lauffläche zu dienen. Für Schritt 504 des Verfahrens 500 ist eine Option, ein Zweikomponenten-Polyurethan zu verwenden, das in die Formpresse 510 gegossen werden kann, die den vormontierten Federreifen 300 enthält. Sobald die zwei Komponenten miteinander vermengt werden, findet eine chemische Reaktion statt, die das Polymer auf Umgebungstemperatur und -druck vulkanisiert. Sobald die Vulkanisation vollständig ist, wird der resultierende Reifen 300 aus der Formpresse entfernt und ist gebrauchsfertig.
In Labormustern wurde die Ermüdung für die Abmessungen der nachstehenden Tabelle 1 mit periodischem Durchlauf über eine Million Zyklen mit einer Durchbiegung von 1,5 Zoll geprüft. Auf Basis voraussichtlicher Lastanforderungen und Geländespezifikationen wurde auf einen polymerüberzogenen Reifen an einem Geländefahrzeug (ATV) abgezielt. Wie in den 23–25 gezeigt, wurde ermittelt, dass ein solcher Reifen 600 Last/Durchbiegungsmerkmale hatte, angedeutet durch die in 26 gezeigte Last/Durchbiegungskurve des nichtpneumatischen Reifens 600. Die strukturelle Steifigkeit des Reifens 600 war erheblich höher als von der Federstruktur an sich erwartet wurde. Das verwendete Polymer, Urethan, an sich trägt nicht nur eine gewisse Last bei Biegung, sondern schränkt auch die Federbewegung derart ein (z. B. Verhinderung von Verdrehung), dass die Biegesteifigkeit der Federn erhöht wird.

Außendurchmesser (mm) 6,985

Innendurchmesser (mm) 4,318

Drahtfilamentdurchmesser (mm) 1,397

Federsteigung (mm) 6,620

Tabelle 1: Federabmessungen für Labormuster
Wie in den 23–25 gezeigt, dürfen die für den Mond-Federreifen 300 verwendeten Felgen 202 nicht bei dem Verfahren 500 verwendet werden. Eine Felge gleichartig den für Standard-Pneumatikreifen verwendeten kann bei dem Verfahren 500, um den Reifen 600 zu produzieren, verwendet werden. Nur als Beispiel sind drei Optionen: 1. eine benutzerdefinierte Felge, die spezifisch für das jeweilige Fahrzeug und die jeweilige Betriebsanwendung gestaltet ist; 2. eine (kommerziell erhältliche) Standard-Felge, für leichte Einsätze; und 3. eine (kommerziell erhältliche) Standard-Felge, die so modifiziert ist, dass sie zulässt, dass mechanische Befestigungselemente den Reifenwulst an der Felge befestigen (da die Wülste 541, 542 keinen luftdichten Eingriff mit der Felge haben müssen).
Der Polymer-/Federreifen 600 zur Anwendung bei dem System der vorliegenden Erfindung hat somit seinen Lasttragmechanismus mit dem Mond-Federreifen 300 gemein (d. h., die karkassenartige Struktur aus verwobenen Federn). Zusätzlich wird die polymerumhüllte verwobene Federlage eine anisotrope Lage, mit verschiedenen Eigenschaften entlang den Achsen und quer zu den Federachsen. Anders jedoch als typische faserverstärkte Lagen verfügen die Verstärkungsfedern 310 selbst über eine Biegesteifigkeit, aufgrund der Breite der Wendeln jeder Feder, die größer als die Biegesteifigkeit der Verstärkungsfilamente oder Garne allein sein kann.
Diese zusätzliche Biegesteifigkeit trägt bedeutend zur Gesamtbiegesteifigkeit der ineinanderverwobenen Federlage bei. Da Biegesteifigkeit die auf den Federlagenreifen 300, 600 angelegte Last trägt, ist dies gegensätzlich zu einem herkömmlichen Pneumatikreifen, der Last in Spannung weg von der Aufstandsfläche in den Korden (Filamenten oder Garnen) des oberen Segments des Pneumatikreifens trägt. Andere herkömmliche Pneumatikreifen tragen ebenfalls Last durch Spannung in Elementen in einem oberen Abschnitt solcher Reifen. Somit ist ein verwobener Federreifen zur Anwendung bei dem System der vorliegenden Erfindung eine flexible, bodenbelastete Struktur, anders als herkömmliche Reifen. Wie in den 23–25 gezeigt, kann der Polymerüberzug der verwobenen Federlage ein Laufflächenprofil 601 bilden, das für Traktion gestaltet ist, wobei die Federlagenstruktur den Großteil der Last trägt.
Das Beispielpolymer 550 kann ein Elastomermaterial umfassen, das einen Elastizitätsmodul E von etwa 21 kg/cm² bis etwa 21.000 kg/cm² aufweisen kann. Der Zugmodul bei 300% kann 161 kg/cm² oder 915,9 MPa sein. Als andere Alternative kann ein Elastizitätsmodul von größer als 140 kg/cm² eine Mischung aus Polyurethan und Schnittfasern aus einem aromatischen Polyamid erfordern. Auch kann Bor mit Polyurethan gemischt werden.
Ein nichtpneumatischer Reifen, Verfahren und/oder System 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann sich radial erstreckende Endteile der ineinanderverwobenen Federn 310 beinhalten, die jedes um einen Wulstdraht, ein Bündel von Wulstdrähten, oder andere Wulststruktur 18 (1 u. 2) herumgeschlagen sind oder diese umgeben und an einer herkömmlichen Felge 5 gesichert sind, gleichartig zu der Schnittstelle von Wulststrukturen und Felgen herkömmlicher Pneumatikreifen. Somit können bei einem solchen nichtpneumatischen Reifen 1, 600 Standardfelgen 5 genutzt werden.
Endteile 20 jeder Feder 310 können um eine erste und zweite Wulststruktur 18 herumgeschlagen sein. Weiter können benachbarte Endteile 20 der Federn 310 abwechselnd (2 in der Umfangsrichtung) um die Wulststruktur 18 (linker Wulstbereich 20 in 1) herumgeschlagen sein und gerade benachbart zu dem Wulstdraht enden (rechter Wulstbereich 20 in 1), wobei das Polymer/Elastomer die Endteile dieser „losen” Federn umhüllt und/oder sichert. Diese abwechselnde Anordnung kann auch gestatten, dass eine zweite Lage 300 (wie vorangehend erläutert) abwechselnd um die Wulststruktur herumgeschlagen wird, wo die losen Enden nicht befestigt sind. Ein solcher Wulstteil 20 kann für verbesserten Wulstrückhaltedruck an der Schnittstelle von Reifen und Felge sorgen. Zwecks seitlichen Einstellens des Reifens 1 kann auch ein (nicht dargestelltes) Kernprofil zu dem Wulstbereich 20 hinzugefügt werden.
Nichtpneumatische Reifen (z. B. Reifen 300, 600) können minimale Haltekraft an einer herkömmlichen Felge bereitstellen. Für Hochgeschwindigkeits- oder Hochlastanwendungen kann der Wulstbereich Kontakt mit der Felge verlieren und sich selbst „von der Felge ziehen”. Ein Wulstbereich 20 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Haltekraft eines nichtpneumatischen Reifens an einer herkömmlichen Felge erhöhen, wodurch die Leistung bei hohen Geschwindigkeiten und/oder hohen Lasten verbessert wird.
Wie oben angegeben, produzieren eine Karkassenlagenstruktur 300 aus radialen Federn 310 zur Anwendung bei dem System der vorliegenden Erfindung, sowie die Wulststruktur 20 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, eine ausgezeichnete Lasttragleistung in dem nichtpneumatischen Beispielreifen 1, 300 oder 600. Diese Karkassenlagenstruktur 300 verbessert somit die Leistung des nichtpneumatischen Beispielreifens 1, 300 oder 600. Obwohl er nichtpneumatisch ist, produziert die Gleichartigkeit der Karkassenlagenstruktur 300 zu einer traditionellen Pneumatikreifen-Karkassenlage einen aufschlussreichen Vergleich.
Wenn die Struktur (d. h. Federsteifigkeit, Federdurchmesser, Federmaterial etc.) der Karkassenlagenstruktur 300 des nichtpneumatischen Beispielreifens 1, 300, 600 mit der Absicht der Verbesserung einer funktionellen Eigenschaft des nichtpneumatischen Reifens modifiziert wird, kann gleich welche Anzahl anderer funktioneller Eigenschaften inakzeptabel verschlechtert sein. Weiterhin kann die Wechselwirkung zwischen der Karkassenlagenstruktur 300 und dem vulkanisierten Elastomer 550 ebenfalls die funktionellen Eigenschaften des nichtpneumatischen Reifens inakzeptabel beeinträchtigen. Es kann sein, dass aufgrund dieser komplexen Wechselbeziehungen eine Modifikation der Karkassenlagenstruktur noch nicht einmal diese eine funktionelle Eigenschaft verbessert.
Somit macht die Komplexität der Wechselbeziehungen der mehreren Komponenten es unmöglich, das tatsächliche Ergebnis der Modifikation einer Karkassenlagenstruktur eines nichtpneumatischen Reifens, in Übereinstimmung mit dem System der vorliegenden Erfindung, aus den unendlichen möglichen Ergebnissen vorherzusagen oder vorherzusehen. Nur durch extensives Experimentieren wurden die Karkassenlagenstruktur 300 und das Elastomer 500 des Systems der vorliegenden Erfindung als ausgezeichnete, unerwartete und nicht vorhersagbare Option für einen nichtpneumatischen Reifen enthüllt.

Claims

Reifen, umfassend eine Vielzahl von Federn, wobei jede Feder (55, 310) einen ersten Endteil (315), einen zweiten Endteil, und einen sich wölbenden Mittelteil umfasst, wobei jede Feder (55, 310) mit mindestens einer anderen Feder (55, 310) verwoben ist, wodurch eine kreisringförmige Struktur gebildet wird, die sich um einen bevorzugt vollständigen Umfang des Reifens (300, 600) erstreckt, wobei die kreisringförmige Struktur mindestens teilweise mit einem Elastomer, wie etwa Urethan, überzogen ist und ein Endteil (315) mindestens einer Feder (55, 310) um eine erste Wulststruktur (18) herumgeschlagen ist.
Reifen nach Anspruch 1, wobei ein Endteil jeder Feder um die erste Wulststruktur oder eine zweite Wulststruktur herumgeschlagen ist und das andere Ende jeder Feder um keine der beiden Wulststrukturen herumgeschlagen ist; oder wobei beide Endteile jeder verwobenen Feder um die erste Wulststruktur und eine zweite Wulststruktur herumgeschlagen sind.
Reifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Endteil mindestens einer Feder, der um die erste Wulststruktur herumgeschlagen ist, durch das Elastomer umhüllt ist, oder wobei jeder Endteil jeder Feder durch das Elastomer umhüllt ist.
Reifen nach Anspruch 1, wobei der andere Endteil der mindestens einen Feder nicht um eine zweite Wulststruktur herumgeschlagen ist und/oder wobei der andere Endteil benachbart zu der zweiten Wulststruktur angeordnet ist.
Reifen nach Anspruch 1 oder 4, wobei der andere Endteil durch das Elastomer gesichert ist.
Reifen nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die kreisringförmige Struktur eine kreisringförmige Karkassenlagenstruktur ist, die sich um einen gesamten Umfang des nichtpneumatischen Reifens erstreckt, wobei die kreisringförmige Karkassenlagenstruktur mindestens teilweise mit einem Elastomer überzogen ist, das vulkanisiert ist, um an der kreisringförmigen Karkassenlagenstruktur zu haften.
Reifen nach Anspruch 1 oder 6, wobei das Elastomer ein Zweikomponenten-Polyurethan zum chemischen Vulkanisieren des Elastomers auf die kreisringförmige Struktur oder die kreisringförmige Karkassenlagenstruktur bei Umgebungstemperatur beinhaltet, wobei das vulkanisierte Elastomer bevorzugt einen Laufflächenteil des Reifens bildet.
Reifen nach Anspruch 1 oder 6, wobei die kreisringförmige Struktur oder die kreisringförmige Karkassenlagenstruktur eine anisotrope Struktur mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften in der Umfangsrichtung des Reifens und der radialen Richtung des Reifens bildet.
Reifen nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Reifen ein nichtpneumatischer Reifen ist.
Reifen nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der eine Endteil (315) mindestens einer Feder (55, 310) um eine erste Wulststruktur (18) benachbart zu einer Felge, bevorzugt einer Standardfelge, herumgeschlagen ist.