DE1019922B - Hilfsluftbehaelter fuer schlauchlose Reifen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Hilfsluftbehälter für schlauchlose Reifen, die Gegenstand des Patentes 937 811 sind.

Das Hauptpatent 937 811 betrifft einen Hilfsluftbehälter für schlauchlose Reifen aus einer in den Reifen einsetzbaren, nach außen gewölbten Membran, welche mit ihren Randteilen durch den inneren Luftdruck zwischen dem Reifen und; der Felge luftdicht festgeklemmt wird und der im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die durch die Reifenränder festgeklemmten Randteile der Membran die Reifenränder bis über die äußere Andruckstelle der anliegenden Felgenflansche umgreifen und mit einem Wulst versehen sind, der bei aufgezogenem Reifen an den Außenkanten der Felgenflansche anliegt.

Die Erfindung ist eine Verbesserung des Hilfsluftbehälters nach dem Hauptpatent, die hauptsächlich darin besteht, daß nach der Erfindung der Außendurchmesser der Randteile in unmontiertem Zustand etwas größer ist als der Innendurchmesser der Reifenwülste, so· daß die Randteile nach der Montage auf den Reifenwülsten in Umfangsrichtung zusammengepreßt und dadurch dicht gegen den Innenumfang der Wülste gepreßt werden.

Vorzugsweise weist der an die Membran anschließende Teil der Membranverlängerung eine Verdickung auf.

Diese Verdickung ist im allgemeinen im Querschnitt keilförmig, wobei der dickste Teil an die Membran angrenzt.

Der Hilfsluftbehälter nach der Erfindung kann sowohl bei gewöhnlichen, sonst mit einem Luftschlauch verwendeten Reifen als auch bei sogenannten schlauchlosen Reifen benutzt werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor, in welcher ist

Fig. 1 der Querschnitt durch einen Teil einer Reifen- und Felgenverbindung mit einer Hilfsluftkammermembran,

Fig. 2 ein Fig. 1 ähnlicher Querschnitt in Umrißlinien, welcher die Wirkung der Membran zwischen einer Felge und einem Reifen zeigt,

Fig. 3 ein Wulstende der Membran in Umrißlinien in ungespannter Form dieser Membran,

Fig. 4 eine Ouerschnittsansicht, welche die Zusammendrückung des unter dem Reifenwulst liegenden Teiles der Membran nach der Montage des Reifens erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein gewöhnlicher Reifen bezeichnet, der sonst mit einem Innenschlauch verwendet wurde. Der Reifen befindet sich auf einer in der Mitte vertieften Felge 2. Die Felge hat Wulstsitze 3, auf welchen die Wülste 4 des Reifens ruhen,

Hilfsluftbehälter für schlauchlose Reifen

Zusatz zum Patent 937 811

Anmelder:

Wingfoot Corporation, Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 9. August 1954

sowie Seitenflansche 5, welche die Wülste auf der Felge halten.

Der Reifen ist nicht dafür bestimmt und geeignet, Luft zu halten, und wird normalerweise mit einem aufblasbaren. Innenschlauch versehen. Es ist bekannt, daß Butylgummischläuche die Luft praktisch unbegrenzt halten. Deshalb werden Schläuche dieser Gattung jetzt bevorzugt. Aus dem gleichen Grund hat man, um den normalen Reifen undurchlässig zu machen, so¹ daß er auch ohne einen Schlauch auf eine Felge montiert werden kann, die innere Oberfläche des Reifens ebenfalls schon mit Butylgummi oder anderem luftdurchlässigen Material ausgekleidet. Bei der Erfindung ist angenommen, daß hierfür Naturgummi, Butylgummi oder anderes undurchlässiges oder im wesentlichen luftundurchlässiges Material benutzt wird.

Wie die Zeichnung zeigt, sind zwei kombinierte im Querschnitt im wesentlichen C-förmige Membranen vorgesehen, die durch den Sitz des Reifens auf der Felge wie im Hauptpatent in ihrer Stellung festgehalten werden.

Obwohl in Fig. 1 nur eine teilweise Querschnittsansicht gezeigt ist, entspricht die vollständige Mem- bran derjenigen nach dem Hauptpatent, überspannt das Innere des Reifens und zeigt an den beiden gegenüberliegenden Rändern die Ausbildung wie in Fig. 1. Der Reifen 1 hat einen Wulstteil 4 und die Felge 2 den Wulstsitz 3 und den Flansch 5. Die innere Mem-

709 80S/56

bran 7 enthält zwei Schichten aus verstärkenden zugwiderstandsfähigen Elementen, vorzugsweise Nyloneinzelfäden oder ein- oder vielsträngigen Fäden, wobei diese verstärkenden Elemente in jeder Schicht von Wulst zu Wulst reichen und mit Bezug aufeinander gekreuzt sind, ähnlich den beiden Schichten bei in Reifenkonstruktionen gebrauchtem Cordgewebe. Die Winkel der dem Zug widerstehenden Elemente entsprechen beide einem Winkel zwischen 20 und 50° mit der Umfangsmittellinie der Membran. Vorzugsweise soll der Winkel etwa 35° betragen, weil dieser Winkel die Schwierigkeiten verhindert, die bei der Formung der Membran aus einem flachen Band auftreten. Er ist noch ausreichend, um das Spitzwerden des Mittelteiles der Membran infolge der Zentrifugalkraft auf ein Minimum zu verringern, die im Betrieb auf die Membran wirkt. Mit dem Spitzwerden ist d!ie Vergrößerung der äußeren Umfangsgestalt der Membran an ihrem Mittelteil unter der Zentrifugalkraft gemeint.

Die vorerwähnten Spannungselemente sind mit einem biegsamen Gummi oder einer gummigleichen Verbindung bedeckt und haben dazwischen vorzugsweise ein Gummipolster. Obwohl mehrere Schichten der dem Zug widerstehenden Elemente gezeigt sind., kann auch nur eine Schicht gebraucht werden.

Wie Fig. 1 zeigt, endet die Außenkante der Gewebeschicht in der Membran an einem Punkt 8, der nach einwärts von der freien Kante 9 der Membran unter einer der äußersten Dichtungsrippen 10 liegt. Dies ist wichtig, um einen Luftverlust durch Aussickern oder Durchlaß zu verhindern. Beim Formen der Membran besteht die Möglichkeit, daß die dem Zug widerstehenden Elemente zu dicht an der Oberfläche des umgebenden Gummis liegen und sogar, wenn die Membran fertig ist, frei liegen können. Auch können nach einer gewissen Zeitdauer durch die reibende Wirkung zwischen dem Reifen oder der Felge die angrenzenden Teile der Membran unter dem Wulst abgenutzt werden, so daß dann die dem Zug widerstehenden Elemente frei liegen. Die Luft in dem Reifen kann dann längs dieser Elemente zu dem Punkt wandern, wo sie frei liegen, so daß ein Luftverlust im Reifen eintritt. Durch das Aufhörenlassen der Gewebelage kurz vor der Außenkante der Membran, jedoch an einem Punkt unter der Kante des Felgenflansches, wird jedes Entweichen von Luft aus dem Reifen verhindert, und zwar durch den nur aus Gummi bestehenden Teil der Membran auswärts von •den Enden der Gewebeschicht oder der Gewebeschichten. Dadurch wird ein Auslaß an Luft aus dem Reifen verhindert, wohingegen, wenn die Gewebeschicht sich bis über die letzte der Dichtungsrippen oder den Dichtungsbereich (wenn keine Dichtungsrippen benutzt werden) erstreckt, die Luft nach außen entweichen kann und der Reifen Druck verliert.

In Fig. 3 ist in Umrißlinien die allgemeine Ouerschnittsgestalt einer der U-förmigen Ränder der Membran gezeigt. An der Innenkante des U-förmigen Teiles ist die Membran bei 11 verdickt. Diese Stelle ist im wesentlichen keilförmig und verdickt sich von annähernd dem Punkt, der bei 12 angedeutet ist, allmählich bis zur Innenkante der Membran. Wenn die Membran montiert ist, liegt dieser Teil nach einwärts von dem verstärkenden Element im Reifenwulst und der Zweck der Verdickung der Membran an dieser Stelle ist der, im wesentlichen so viel Abdichtung unter der Zahl des Wulstes zu sichern wie unter den verstärkenden Elementen des Wulstes selbst. Der Zehteil 13 des Reifens wird normalerweise radial in einem größeren Ausmaß nachgeben als der Teil unter den Halteelementen des Wulstes und kann deshalb größere Dicke aufweisen. Wenn nun die Dicke der Membran in diesem Flächenbereich vergrößert ist, wird an diesem Punkt eine bessere Dichtungswirkung erzielt. Durch die Benutzung der verschiedenen gezeigten Barrieren, um das Entweichen der Luft aus dem Reifen zu verhindern, kann eine bessere Abschlußwirkung erzielt werden.

ίο Die größte Dichtungswirkung wird an der Abschlußfläche nächst den Rippen 10 an der Membran erzielt, weil der Axialdruck der Reifenluft die Wülste gegen die Seitenflansche preßt, obwohl auch unter der Wulstfläche eine beträchtliche Kraft vorhanden ist, mindestens ursprünglich, wenn der Reifen und die Membran auf der Felge montiert sind. Diese ursprüngliche Kraft unter dem Wulst kann später geringer werden, insbesondere, wenn sich das Material der Membran abnutzt, wohingegen der Druck auf die Verschluß rippen 10 nicht verringert wird, weil dort irgendeine Abnutzung nicht wie in einer Dichtungsfläche auftritt.

Das eigentliche und wichtigste Merkmal der Erfindung ist in Fig. 2 und 4 erläutert. In Fig. 2 sind die Membran und ein Reifen gezeigt, die wie in Fig. 1 auf einer Felge montiert sind. Die Gewebeschichten und anderen in Fig. 1 gezeigte Einzelheiten sind der Einfachheit halber nicht gezeichnet. Die Membran und der Reifen sind in vollen Linien in ihrer Montagestellung gezeigt. Der normale Außendurchmesser des Grundteiles 14 der Membran ist jedoch größer als der innere Wulstdurchmesser des Reifens. Dies ist durch gestrichelte Linien in Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise wird es nötig, wenn die Membran in den Reifen gesetzt wird, den Unterteil der Membran in Umfangsrichtung zusammenzudrücken, um ihn in die Stellung zu bringen, wie es in Fig. 1 und durch volle Linien in Fig. 2 gezeigt ist. Hieraus ergibt sich eine Umfangszusammendrückung des Grundteiles der Membran, wie es schematisch und nur an einem Teil in Fig. 4 dargestellt ist, in welcher der obere gestrichelte Teil 14' die Lage der Fäden in dem Gewebe des Unterteiles anzeigt, bevor die Membran auf den Reifen montiert ist. Der hier dargestellte Teil ist also der Teil der Membran, der unter den Wulst gelangt. Der Bodenteil nach Fig. 4, der durch das Bezugszeichen 14 bezeichnet ist, zeigt den zusammengedrückten Zustand desselben Teiles nach der Montierung. In dieser Ansicht ist der Gummi in Umfangsrichtung zusammengedrückt, was umgekehrt eine radiale Verdickung dieses Teiles verursacht.

Die Fäden sind dichter zusammengerückt, und der Drang des Materials des Grundteiles der Membran in Umfangsrichtung bringt eine Spannung in den Gummi, welche den Gummi dicht gegen den Umfang des Wulstes drückt und die Dichtungswirkung auch unter der Wulstfläche des Reifens verstärkt.

Diese Umfangszusammendrückung des Membrangrundteiles erzeugt auch eine nach einwärts gerichtete radiale Kraft, die auf den auslaufenden Teil der Membran wirkt, der zwischen dem Seitenflansch der Felge und dem Reifenwulst liegt. Diese sucht den auslaufenden Teil in eine senkrechte Ebene abzubiegen, so daß er axial gegen den Reifenwulst bewegt wird, wodurch er den Wulst dicht anschmiegend umfaßt. Dies und die Tatsache, daß sich die Membran an dem Grundteil unter der Umfangszusammendrückung befindet, welche auch eine nach auswärts wirkende radiale Kraft entwickelt, die dazu neigt, den Unterteil der Membran gegen den Grund des

Reifens zu halten, sorgt dafür, daß, wenn der Reifen montiert wird, die Membran ihre Stellung in bezug auf dem Reifen beibehält. Der Reifen wird nämlich mit der darauf angebrachten Membran zuerst mit diesen Teilen in dem tiefen Mittelteil der Felge auf der Felge montiert. Wenn darauf der Luftdruck die Wülste und die entsprechenden Teile der Membran auf die Felgensitze drückt, besteht für die Membran die Gefahr, unter dem Wulst herausgezogen zu werden. Je größer aber die Kraft ist, welche die Mem- ίο bran anschmiegend gegen den Reifen hält, desto größer ist der Widerstand gegen das Verschieben der Membran aus ihrer richtigen Stellung auf dem Wulst. Es ist dabei auch für die genaue Montage des Reifens wichtig, daß sich der Gewebeteil der Membran nach aufwärts in den Teil rund um den Hacken des Wulstes und angrenzend an die Außenoberfläche der Wulstfiäche erstreckt. Sonst würde dieser Teil, welcher zwischen dem Felgenflansch und dem Reifenwulst liegt, sich während der Montageoperation zu strecken suchen, wohingegen das Gewebe diesen Teil der Membran im wesentlichen undehnbar macht.

Der Durchmesser in der an den Wulst angrenzenden Fläche steht also unter einer Umfangszusammendrückung, so daß die Membran fester gegen den Reifen gehalten wird als dort, wo die Membran in einer Größe hergestellt ist, die etwas kleiner ist als der innere Wulstdurchmesser des Reifens oder genau von der gleichen Größe. Die Übergröße des Grundteiles 14 soll mit Bezug auf den Innendurchmesser der Wülste in der Nähe von etwa 9,5 cm liegen. Dies reicht aus, um einen festen Sitz der Membran über den Wülsten zu erhalten, während es andererseits nicht ausreicht, um ein Buckeln des Gewebes in der Membran zu verursachen. Der um 9,5 cm größere Durchmesser ist etwa richtig für Personenfahrzeugreifen, die auf 15- oder lözöllige Felgen montiert werden. Für größere Reifen kann dieser Durchmesser etwas vergrößert werden.

Der U-förmige Teil der Membran, der den Reifenwulst aufnimmt, ist vorzugsweise etwas breiter als die normale Breite des Wulstes am Boden desselben. Dies ergibt ein Spiel 18 zwischen dem Wulst und der angrenzenden Oberfläche der Membran, wenn der Wulst nicht breit genug ist, um den U-förmigen Teil zu füllen. Das ist wichtig, weil es dafür sorgt, daß der Wulst vollständig auf dem angrenzenden Teil der Membran aufsitzt, wohingegen, wenn der Versuch gemacht würde, den Wulst und den wulstaufnehmenden Teil der Membran in der gleichen Abmessung herzustellen, Schwierigkeiten auftreten können. Erstens sind Wülste nicht immer von der gleichen Breite und variieren etwas, besonders zwischen Reifen von verschiedenen Herstellern. Auf diese Weise kann auch eine einzelne Membran einer gegebenen Größe bei verschiedenen Größen von Reifen benutzt werden, die in einer gegebenen Grenze verschiedene Wulstbreiten haben. Bei Reifen verschiedener Größen haben auch die Wülste verschiedene Breiten. Gewöhnlich werden aber nicht mehr als drei Größen von Membranen erforderlich sein, um eine vollständige Auskleidung von Personenfahrzeugreifen zu schaffen, wobei alle von ihnen geeignet sind, auf ein Rad mit gleichem Durchmesser montiert zu werden. Mit anderen Worten sind Personenfahrzeugreifen im allgemeinen für gewisse Raddurchmesser hergestellt, und dies macht es möglich, eine einzige Membran für verschiedene Reifen zu benutzen, die verschiedene Querschnitte und etwas verschiedene Wulstbreiten haben. Wenn der Wulst des Reifens schmaler ist als der Kanal in der Membran, wird der Spielzwischenraum 18 im wesentlichen wegen der Zentrifugalwirkung auf die Membran verschwinden oder auch im Falle einer Entleerung, wo der Druck nur in der Innenkammer vorhanden ist.

Die Überdicke des Gummis an dem inneren Zehteil des Membranunterteiles verstärkt auch die Membran an diesem Punkt, so· daß, wenn die Membran auf einen Reifen montiert ist, dort nur geringe Neigung für die dem Zug widerstehenden Elemente besteht, zu reißen oder zu brechen. Zumindest wird diese Gefahr des Brechens am Zeh des Reifens geringer sein, wegen der Tatsache, daß der zusätzliche Gummi daraufhin wirkt, daß das Gewebe, welches den Zeh des Wulstes umrundet, selbst mehr in einem leichten Bogen verläuft als in einem rechten Winkel.

Das in dieser Membran benutzte Material sollte ein solches sein, in dem sich vorzugsweise eine geringere Cordfadenzahl befindet als eine große Fadenzahl. Die benutzte Fadenzahl wird aber in hohem Ausmaß durch die Festigkeitserfordernisse bestimmt, wobei die geringere Fadenzahl gestattet, mehr Gummi oder gummigleiches Material zwischen den Fäden für eine bessere Dichtungs- oder Polsterwirkung anzubringen. Je größer der Durchmesser des dem Zug widerstrebenden Elementes ist, desto geringer sollte die Fadenzahl sein.

Man kann einen einfädigen Nyloncord benutzen, aber auch andere zugwiderstandsfähige Elemente. Es ist wichtig, daß der Durchmesser der Fäden in Übereinstimmung mit der gewünschten Festigkeit so gering wie möglich gehalten wird, um nicht die Dicke des Grundteiles der Membran über die hinaus zu verstärken, die es möglich macht, bei Reifen und Felgen von Standardgrößen verwendet zu werden, die dazu bestimmt sind, normalerweise mit einem Innenschlauch benutzt zu werden.

Es ist verständlich, daß diese Membranen bei Reifen gebraucht werden sollen, die normal hergestellt sind, um ziemlich fest auf die W^rulstsitze einer Felge zu passen, und daß irgendeine übermäßige Dicke des Teiles der Membran, der sich unter den Wulst erstreckt, die richtige Anbringung des Reifens und der Membran auf der Felge verhindert.

Der Auskleidungsteil 6 kann fortfallen, wenn er nicht gewünscht wird, und das ist der Fall, wo der Reifen selbst so konstruiert ist, daß er die Luft ohne wesentlichen Verlust hält, wie in dem Falle, wo es sich um einen sogenannten schlauchlosen Reifen handelt.

In den Zeichnungen ist die Dicke der dem Zug widerstehenden Elemente und der Gummibekleidung in bezug auf die Verhältnisse des Wulstes und der Felge übermäßig vergrößert dargestellt, um die Darstellung zu erleichtern.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Hilfsluftbehälter für schlauchlose Reifen aus einer in den Reifen einsetzbaren, nach außen gewölbten Membran, die mit ihren Randteilen durch den inneren Luftdruck zwischen dem Reifen und der Felge luftdicht festgeklemmt wird, nach Patent 937 811, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Randteile (14) in unmontiertem Zustand etwas größer ist als der Innendurchmesser der Reifenwülste, so daß die Randteile (14) nach der Montage auf den Reifenwülsten in Umfangsrichtung zusammengepreßt und da-

durch dicht gegen den Innenumfang der Wülste gepreßt werden.

2. Hilfsluftbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Membran anschließende Teil der Membranverlängerung eine Verdickung (11) aufweist.

3. Hilfsluftbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (11) im Quer-

schnitt keilförmig ist, wobei der dickste Teil an die Membran angrenzt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 512 945.

Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 937 811.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen