DE2714054C3 - Faltbarer Fahrzeugluftreifen auf Tiefbettfelge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen faltbaren Fahrzeugluftreifen auf Tiefbettfelge, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Derartige Faltreifen sind beispielsweise aus der DE-AS 16 05 690 bekannt. Ihr besonderer Vorteil liegt als Reserveluftreifen in der möglichen raumsparenden Unterbringung. So können derartige Reifen einfach mittels einer Preßluftflasche oder anderen zur Verfugung stehenden Aufpumpvorrichtungen schnell in den Ciebrauchszustand übergeführt werden. Nach den Lehren des Standes der Technik werden jedoch die faltbaren Reifen derart vulkanisiert und montiert, daß die Wulstbereiche schon im flachen, noch nicht aufgepumpten Zustand ihren endgültigen Paßsitz aiii der Felge annehmen und diesen Paßsitz auch nicht während des Aufblasens verändern. Hierdurch treten jedoch ungünstige Spannungsverhältnisse im unteren Seitenwandbereich auf. Im Faltzustand besteht nämlich an dem am Wulst angrenzenden unteren Seitenwandbereich eine Knickstelle oder Krümmung, die hohe Spannungen hervorruft, wenn der Reifen aufgeblasen wird.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, einen gut faltbaren Fahrzeugluftreifen zu schaffen, der im Gebrauchszustand Normalreifen vergleichbare Fahreigenschaften aufweist, mit geringer Wärmeentwicklung arbeitet und der zudem im unteren Seitenwandbereich weder im toroidförmigen Gebrauchszustand oder zusammengefalteten Zustand noch während des Aufpumpens in den Gebrauchszustand Vorspannungen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Maßnahmen bei einem faltbaren Fahrzeugluftreifen nach der Gattung gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und die Verschwenkbarkeit um den Wulstkern wird ein Faltreifen geschaffen, der die oben aufgezeigten Nachteile des Standss der Technik überraschenderweise völlig vermeidet, wobei die Drehung des Reifenkörpers ungefähr 90° im Wulstbereich beträgt.

Der erfindungsgemäße Reifen wird mit seinen Wulstbereichen und unteren Seitenwandbereichen in einer Ebene geheizt, die zumindest im wesentlichen parallel zur Drehachse des Reifens liegt, wenn er in seinem Gebrauchszustand ist. Der Reifen wird dann auf die Felge aufgezogen, wobei die Wulstbereiche und die untere Seitenwand in der gleichen Anordnung gehalten werden, bevor aufgepumpt wird, wodurch der Buckel oder die Krümmung des Standes der Technik vermieden und der erfindungsgemäße Reifen einen noch geringeren Gesamtdurchmesser im Falt/.ustand annehmen kann.

Spannungen im erfindungsgemäßen Reifen während des Aufpunpens werden in dem Wulstbereich erzeugt, der dann fest an der Felge anliegt. Diese Spannungen, falls vorhanden, werden durch die Drehung bzw. Verschwenkung der Wulstbereiche um die Mitte des Wulstkernes erzeugt und sind als solche für die Leistungsfähigkeit des Reifens nicht schädlich.

Um diese Drehung im Wulstbereich zu erreichen, erfolgt die Verwendung eines Kabelwulstkernes, der als mögliche Aufbauart einen festen Metalldrahtkern mit einzelnen Strängen dünnerer Drähte enthält, die schraubenförmig um den Kern herumgewickelt sind. Der standardmäßige Wulstbündelaufbau enthält hingegen Lagen paralleler Drähte. Der Kabelaufbau gestattet eine Drehung der dünneren äußeren Drähte um den schwereren Drahtkern herum, so daß die Drehung im Inneren des Wulstkernes abläuft, im Gegensatz zur Standardkonstruktion, bei der sich das Gewebe außen um den Wulstkern herumdreht.

Der erfindungsgemäße Reifen kann dabei alternativ einen Wulstkern umfassen, der aus einem aramidartigen Material besteht. Derartige Wulstkerne sind flexibler als die bekannten Drahtwulstkerne und besitzen trotzdem eine ausreichende Festigkeit.

Der erfindungsgemäße Reifen besitzt ferner einen bekannten Unterbau mit schräg verlaufenden und sich kreuzenden C'ordfäden und kann ggf. einen Zwischen-

bau enthalten, um dem Laufflachenbereich eine größere Festigkeit und Tragfähigkeit zu verleihen. Der Reifenunierbau muß flexibel genug sein, um dem Reifen die Faltung zu gestatten. Die Cordfäden, die im Unter- und Zwischenbau verwendet werden, können standardmäßig, z. B. Reyon, Polyester, Nylon oder Aramid, stahl- und ggf. fiberglasartig sein.

Der Winkel der Cordfäden im Unterbau sollte in der Größenordnung von 55 bis 60° zur Umfangsrichtung sein, wenn der Reifen geformt wird, und muß derart sein, daß ein Pantographieren von diesem Winke! bis zu einem Winkel von 30 bis 35° nach dem Aufpumnen des Reifens zu seiner toroidartigen Betriebsform möglich ist, wobei eine Ausdehnung in der Größenordnung von 30 bis 40% auftritt.

Der erfindungsgemäße Reifen erlaubt die Verwendung des üblichen Heizverfahrens. Der Wulstbereich wird dabei zumindest im wesentlichen in der gleichen Gestalt geheizt, in der er aufgebaut worden ist. Der Laufflächenbereich dagegen wird bei einem Durchmesser ausgeheizt, der etwa 30% größer ist als der Durchmesser beim Aufbau. Das bedeutet, daß während des Formverfahrens eine Expansion auftritt, die eine geringe Verschiebung der Gewebeeinlagen des Unterbaus, eine geringfügige Drehung des Wulstaufbaus sowie eine geringe Winkelveränderung der Fäden des Unterbaus bewirkt.

Die Erfindung verwendet das Konzept der Kabelwülste in einer Weise, wie es nicht durch den Stand der Technik nahegelegt worden ist. Die innere Drehung erfolgt nur in einem unbedeutenden Ausmaß vor dem Heizverfahren, entscheidend hingegen während des Aufblasschrittes, nachdem der Reifen geheizt und aufgezogen worden ist

Ferner kann man das gleiche Konzept mit Gewebewülsten verwirklichen, d. h. bei Wülsten, die aramidartige oder fiberglasartige Cordfäden besitzen. Weitere vorteilhafte Merkmale gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 im Detail beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt eines Reifens πτ. fertiggeheizten Zustand,

Fig. 2 einen Querschnitt eines auf eine Felge aufgezogenen Reifens im Faltzustand.

F i g. 3 einer. Querschnitt eines Reifens im Gebrauchszustand.

In F i g. I wird der Reifen 10 im Querschnitt in seiner Form nach der Vulkanisation gezeigt, bevor irgendwelche äußeren Kräfte auf ihn ausgeübt werden. Der Reifen besitzt zwei Gewebeeinlagen des Unterbaus 11 und 12. die mit ihren Enden 13 bzw. 14 um die Drahtwulstkerne 15 herumgewickelt sind, einen Zwischenbau 16, eine Lauffläche 17 und Seitenwände 18. Obwohl zwei Gewebeeinlagen des Unterbaus in den Figuren gezeigt werden, kann deren Anzahl selbstverständlich verändert werden.

Der Winkel der Cordfäden in der Gewebeeinlage des Unterbaus wird von einer Gewebeeinlage zur anderen verändert, wie es in der Technik gut bekannt ist, wobei die Cordfäden in der ersten Lage 11 einen Winkel vorzugsweise von 55 bis 6<V zur Umfangsrichtung und die Cordfäden der äußeren Lage 12 einen identischen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Winkel bilden und wobei der Winkel innerhalb des Bereiches von 50 bis 65° liegen kann.

Fig. I zeigt den Reifeiv mit einem Zwischenbau 16.

der im Reifenbereich radial nach innen von der Lauffläche 17 und radial nach außen von den Lagen des Unterbaus angeordnet ist und wiederum aus parallelen Cordfäden besteht, die auf beiden Seiten mit einer dünnen Gummischicht überzogen sind. Der Winkel dieser Cordfäden zur Umfangsrichtung muß derart sein, daß die radiale Ausdehnung nicht behindert wird, sondern eine Zunahme im Gesamtdurchmesser des Reifens in der Größenordnung von mindestens 30% gestattet. Es wird bevorzugt, daß der Winkel in der Größenordnung von 90° beträgt, jedoch können ggf. auch andere kleinere Winkel verwendet werden.

Die Seitenwände 18 des Reifens und die Lauffläche 17 müssen flexibel genug sein, um diese Abmessungsänderungen zu gestatten, die auftreten, wenn er von seiner geheizten Form in den Faltzustand und dann in seinen aufgepumpten Gebrauchszustand gebracht wird. Die Laufflächendicke ist dabei geringer als bei Standardreifen der gleichen Größe.

In Fi g. 1 .bestehen die Wulstkerne 15 des Reifens aus einem festen Metalldrahtkern 19 mit »v.-izelnen Strängen dünnerer rvietaüdrähte 20, die schraubenförmig daruffigewickelt sind. Dieses ist ein Kabelwulst, der in der Technik bekannt ist und die Drehung einzelner Stränge 20 um den Kern 19 herum erlaubt. Die Figuren zeigen zehn Svänge 20, jedoch kann diese Anzahl in Abhängigkeit von der Größe des Reifens und der benötigten Wulstfestigkeit verändert werden.

Der Abschnitt des Reifenwulstbereiches, der als Wulstzehe 21 bezeichnet wird, und der Abschnitt, der als Wulstferse 22 bezeichnet wird, sind gemäß F i g. 1 nach axial außen angeordnet.

Die Wulstzehe 21 wird in den Figuren mit einer Wulstsohle 23 und einer Kante 24 gezeigt, die die Abdichtung zwischen dem Wulstbereich und der Felge während der Verschwenkung beim Aufpumpen des Reifens erleichtert. Selbstverständlich kann auf dieses Merkmal verzichtet werden, zum Beispiel dadurch, daß der Bereich halbkreisförmig hergestellt wird.

F i g. 2 zeigt den Reifen, nachdem er auf eine Felge aufgezogen worden ist, jedoch vor dem Aufpumper,. Die^e Figur stellt eine Querschnittsform des erfindungsgemäßen Reifens dar. wie er in seiner platzsparenden Position gelagert wird.

Die Felge wird generell mit 30 bezeichnet und besitzt ein Tiefbett 31, das an die Sitzflächen 32 angrenzt, die wiederum an die Felgenhörner 33 angrenzen. Das Tiefbettgebiet ist notwendig, um ein Aufziehen des Reifens auf die Felge zu erleichtern, wie es gut in der Technik bekannt ist.

Fig. 2 zeigt, wie der Reifen mit der Felge vor dem Aufpumpen in Kontakt steht. In dieser Form liegen der Fersen- und Zehen-Abschnitt 22 bzw. 21 axial nach außer

Die Dichtung zwischen dem Wulstbereich und der Felge ist weiter dadurch erleichert, daß dor Wulstbereich einen Druck axial nach außen auf den Felgenrand ausübt, da der Reifen derart aufgebaut ist, daß die axiale Entfernung zwischen seinen Wulstbereichen größer als die axiale Breite de, Felge ist.

Die Seite.iwände 18 sind gemäß Fig. 2 axial nach innen aufeinander unter Ausbildung von Fa/'en 25 zusammengefaltet.

F i g. 2 zeigt den Reifen zwar mit einer axialen Breite geringer als die der Felge, jedoch kann die Reifenbreite selbstverständlich aucf, größer als die Felgenbreite sein.

F i g. 3 zeigt den Reifen in seiner aufgepumpten betriebsbereiten Form, indem die Wulstbereiche um den

Wulstkern als Ergebnis des Aufpumpens über einen Bogen in der Größenordnung von 90" oder mehr verschwenkt worden sind, so daß die Wulstzehe 21 axial nach innen und die Wuistferse 22 axial in der üblichen festliegenden Beziehung zur Felge nach außen angeordnet sind.

Ein D 78-14 Reifen wurde aufgebaut, bei dem die Gewebeeinlagen des Unterhaus aus Polyestercord Γ3ΟΟ/3 den und des Zwischenbaus aus Polyene, cord 1000/2 den. der Kabelwulst aus einem Drahtkern von 0.254 cm Durchmesser und acht schraubenförmig darumgewickelten Stahldrähten von 0.127 cm Durchmesser bestehen. Der Reifen wurde auf einer üblichen Flachtrommel aufgebaut und in einer Form geheizt, die die in F i g. I abgebildete Gestaltung ergibt. In dieser gezeigten Gestaltung betrug der Durchmesser der Lauffläche in der Mitte 48.285 cm und an der Schulter 49,!!&crn. Der Innendurchmesser Jc, \V;;!v,kcrnc', betrug 37.846 cm.

Der Reifen wurde auf eine .Standardfeige mit einem Sitzdurchmesser von 35.56 cm und einer Maulweite von 12.7 cm aufgezogen. Der Durchmesser des Reifens in dieser zusammengefalteten Stellung betruti 48.971 cm. gemessen an beiden l.aufflächenschultern und der Laufflächenmitte. Die Gesamtbreitc des Reifens in seiner zusammengefalteten Anordnung war geringer als die Felgenmaulweite, so daß der Reifen praktisch innerhalb der Felge lagern kann.

Der Reifen wurde danach aufgepumpt bis zum üblichen Druck von 1.68 kg/cm- und nahm die in Fi g. 3 gezeigte Gestalt an. In dieser Anordnung betrug der Außendurchmesser des Reifens an der Mitte der Lauffläche 62.662 cm. Während des Aufpumpens rollte bzw. drehte sich der Reifenwulstbereicli um den inneren Kern des Wulstkernes um annähernd 105". wobei sich der Cordwinkel des Unterhaus von ungefähr 56" auf ungefähr 36" veränderte.

Bei der Beobachtung des Aufpumpvorganges ergab sich einwandfrei, daß keine Faltungen im unteren Seitenwandbereich auftreten im Gegensatz zum Stand der Technik. Dies zeigt, daß die unteren Seitenwände einem geringeren Ausmaß von Spannungen beim Aufpumpen unterworfen werden und daß die ggf. noch vorhandenen .Spannungen in dem Bereich des Reifens auftreten, der unterhalb des Felgenhornes liegt und nicht für die Leistungsfähigkeit nachteilig sind. Die Luft wurde dann noch abgelassen und der Reifen nahm leicht

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wieder an. wobei lediglich ein geringes Ausmaß äußeren Drucks angewendet wurde. Wenn schließlich der Reifen von der Felge nach diesen Schritten entfernt wird, nimmt er wieder die in Fig. 1 gezeigte Form an. ohne permanente Fallungen in den Seitenwänden. Der Reifen konnte nunmehr mittels leichter Handhabung wieder in die in F i g. 2 gezeigte zusammengefaltete Stellung gebracht werden.

De- erfindungsgemäßi: Reifen ist besonders als Ersatzreifen bei PKW geeignet, jedoch kann er auch zum Beispiel bei Flugzeugen und Lastwagen verwendet werden.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Faltbarer Fahrzeugluftreifen auf Tiefbettfelge, der unter elastischer Verformung von seinem einen geringen Platzbedarf aufweisenden Fallzustand durch Innendruck in den üblichen toroidförmigen Gebrauchszustand bzw. durch Ablassen des Innendrucks wieder in den Faltzustand überführbar ist, wobei die Lauffläche unter Beibehaltung einer zumindest im wesentlichen zylindrischen Form eine entsprechende Durchmesserveränderung erfährt, mit der Lauffläche zusammenhängende Seitenwände sich entsprechend falten und entfalten und in Faltzustand zum Reifeninnern gerichtete und etwa parallel zur Drehachse verlaufende Falten bilden sowie die unteren Bereiche der Seitenwände in Wulsten enden, die mit zumindest im wesentlichen undehnbaren Wulstkernen versehen sind, an denen der Cordunterbau des Reifens verankert ist, und die jeweils über Wulstzehe, -sohle und -ferse an Sitzfläche aod Horn der Felge abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Wulstferse (22), Wulstsohle (23) und Wulstzehe (21) zumindest annähernd gleichen Abstand vom Mittelpunkt (19) des Wulstkernes (15) aufweisen und daß der untere Bereich der Seitenwand (18), der durch die Verlängerung der Wulstferse bis zur Falte (25) gebildet ist, im Faltzustand zumindest annähernd geradlinig in Richtung der Drehachse verläuft und zum Übergang in den Gebrauchszustand um den Mittelpunkt des Wulstkernes (15) verschwenkbar ist.

2. Faltreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ur.tere Tiitenwand (18) im Faltzustand im wesentlichen auf der Wulstzehe (21) ruht.

3. Faltreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulstzehe (21) eine ringförmige Kante (24) zur Erleichterung des Aufpumpens umfaßt.

4. Faltreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der Seitenwand (18) im Faltzustand eine im wesentlichen nach außen gerichtete Kraft auf die Felgenränder (33) ausüben.

5. Faltreifen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zwischenbau (16) zwischen Lauffläche (17) und Karkasse.

6. Faltreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulstkerne (15) aus einer aramidartigen Faser bestehen.

7. Faltreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulstkerne (15) Metalldrähte in kabelartigem Aufbau besitzen.