DE2544167A1

DE2544167A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE2544167A1
Application number: DE19752544167
Authority: DE
Inventors: John Todd Alden; Michael Grant Miller; Stephen Charles Sabo
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1974-10-09
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1522843A; IT1047393B; CA1051330A; FR2287350A1; AU8505175A; US4067374A; JPS5164203A; BR7506496A

Description

Dipl. - Met. Goldbach Dipl.-lng. Schieferdecker

Patentanwalt· Dr.H./Pr.

Θ05 OFFENBACHAMMAIN
Hfenroatraße 37 · Telefon 88 83 84

The B.F. Goodrich Company, 500 South Main Street, Akron, Ohio 44 518 - V.St.A.

Luftreifen.

Die Erfindung "betrifft Luftreifen und insbesondere einen neuen und verbesserten Sicherheitsreifen zur Verwendung in entleertem Zustand und selbstdichtende Reifen.

Wenn ein konventioneller Reifen nicht aufgepumpt ist, so werden die Reifenwandungen zwischen dem Rad und dem Strassenbelag gequetscht. Hierdurch wird das Kordgewebe und die angrenzende Kautschukmasse stark abgebogen und gebuckelt. Diese sehr hohen Beanspruchungen bewirken einen Wärmestau und eine entsprechende Zerstörung des Reifens. Zusätzlich kann sich der Reifen von der Felge trennen und

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damit dem Fahrer die Beherrschung des Fahrzeuges unmöglich machen.

Gemäss der Erfindung ist der Reifen so konstruiert, dass selbst bei plötzlichem Druckverlust im Reifen der Reifen selbst seine normale komfortable Abfederung des Fahrzeugs behält, sodass der Fahrer das Fahrzeug mit beträchtlichem Aktionsradius weiterfahren kann, ohne dass der Reifen verletzt oder das Fahrzeug unbeherrschbar wird.

Gemäss der Erfindung sind die Seitenwände des Reifens von beträchtlicher Dicke und haben eine Kordverstärkungslage, welche sich von der Wulstkante des Reifens zu einem Punkt dicht unter der Aussenfläche der Seitenwand in ihrem Mittelpunkt und von dort wieder gegen die Innenfläche des Reifens bis zu ihrer Schulter erstreckt, dort dicht unter der Innenfläche der Reifenkrone liegt und in gleicher Weise zum gegenüberliegenden Wulst verläuft. D.h., dass die Kordverstärkungslage innerhalb der Seitenwand so orientiert ist, dass der dickste Teil des Seitenwandkautschuks zwischen der Innenfläche und der Kordverstärkungslage im Mittelpunkt der Seitenwand liegt und ferner ebenso zwischen der Aussenfläche des Reifens und der Kordverstärkungslage im Schulterteil und im Wulstteil, obwohl die Seitenwand insgesamt etwa gleichmässige Stärke hat. Im Querschnitt bietet eine solche

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Seitenwand eine Kautschukmasse an der Innenseite der Verstärkungslage, welche nach oben und unten in ihrem Querschnitt abnimmt, wodurch bei völliger Entleerung des Reifens diese Kautschukmasse zusammengedrückt wird, während die Kordverstärkungslage unter Spannung gesetzt wird und hierdurch ein Zusammenklappen der Seitenwand verhindert, sodass die betreffende Innenwandfläche des Reifens nicht mit der anderen Innenwand in Berührung kommt oder sich an ihr reibt. Diese Seitenwand besteht aus einem Kautschuk mit hohem dynamischen Modul, welcher auf einem Goodrich-Flexometer mit dynamisher Geschwindigkeitsberechnung in einem Bereich der Ventile von 3500 - 5900 psi und vorzugsweise in einem Bereich von 4500 - 5500 psi liegt. Die erfindungsgemässe Konstruktion bewirkt ferner, dass der Reifen bei völliger Entleerung nicht auf die Felge zusammenklappt, selbst beim Bremsen und bei scharfen Kurven. Bei völliger Entleerung hat der Reifen ferner einen guten Sitz seiner Wülste ohne Schneidwirkung der Felge und ohne übermässige Erhitzung. Versuche mit diesen Reifen in völlig entleertem Zustand haben ergeben, dass ein Fahrzeug eine Strecke von 300 Meilen mit einer Geschwindigkeit von 45 Meilen oder höher zurücklegen kann, ohne dass der Reifen hiervon berührt wird, wobei der Reifen 90% derjenigen Haftung in der Felge besitzt, die er bei normaler Füllung bei

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24 psi hat. In entleertem Zustand ist der Reifen zu den beschriebenen Verformungen auf konventionellen Felgen fähig,ohne eine innere Schmierung oder eine Gasentwicklungssubstanz zu benötigen, um den Reifen schwach aufzupumpen. Ferner ist keine Wulstsicherungsvorrichtung notwendig, um den Reifen in der Felge zu halten, und zwar auch nicht bei starkem Anecken.

In Weiterentwicklung des erfindungsgemässen Reifens kann eine äussere Kautschukdruckmasse oder Stützmasse zusätzlich an jeder Reifenschulter und eine äussere Druckmasse am Felgenteil vorgesehen sein. Ferner kann zusätzlich im Kronenbereich des Reifens ein Drahtgürtel vorgesehen sein, der dicht unter der Lauffläche liegt und mit der dicken Seitenwand und den äusseren Kautschukmassen zusammenwirkt, um die Verformungscharakteristik des entleerten Reifens zu verbessern. Ein solcher Drahtgürtel hat Drahtstücke, welche parallel zur Drehachse des Reifens verlaufen und sich bis zu der Verbindung der Lauffläche mit den Reifenschultern erstrecken. Zusätzlich kann ein poriger Kautschuk und ein Schmiermittel in der Krone des Reifens vorgesehen sein, um eine Selbstdichtung zu erreichen, wodurch ein maximaler Schutz gegen Strassenunfälle erreicht wird. In Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ergibt sich ein Reifen, der sicherer ist, als er bisher

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durch die Kombination der Selbstdichtung und der Lauffähigkeit ohne Aufpumpen erreichbar war. Die Selbstdichtung wird dadurch erreicht, dass im Kronenteil ein gasdichter Belag, wie bei einem schlauchlosen Reifen, vorgesehen wird und dass zusätzlich hierzu eine Schicht von porigem Kautschuk angeordnet wird, die in ihren geschlossenen Zellen Gas enthält. Diese zusätzliche Schicht ist als dünnes Kautschukband ausgebildet, welches ein Blähmittel enthält und welches während des Aufbaues des Reifens auf den Belag geklebt wird, sodass das Gas während der Vulkanisation freigegeben wird, um eine zusätzliche Gas enthaltende Schicht zu bilden, welche die innerste Schicht des Reifens im Kronenteil bildet und unmittelbar dem Reifendruckgas ausgesetzt ist. Wenn der Reifen vulkanisiert wird, wird das Blähmittel durch Hitze zersetzt und gibt Gas, z.B. Stickstoff,frei. Wenn der Druck auf den Reifen in der Vulkanisierpresse gelöst wird, so dehnt sich das Gas aus und drückt den Kautschuk nach aussen, sodass sich in dem porigen Kautschuk geschlossene Zellen, welche unter Gasdruck stehen, bilden.

Wird ein solcher Reifen montiert und aufgepumpt (normalerweise mit Druckluft, welche 4/5 Stickstoff enthält oder mitunter auch mit handelsüblichem reinem Stickstoff), so drückt der Gasdruck auf die innere Schicht die Gaszellen

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teilweise zusammen. Im Verlaufe einiger Tage gleicht jedoch die Diffusion von Gas durch die dünnen Zellenwandungen den Druck aus und zwar zuerst in den der Oberfläche am nächsten liegenden Zellen und nach und nach in den anderen Zellen, sodass die Zellwandungen in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren, die sie nach Beendigung der Vulkanisation und vor der anfänglichen Expansion hatten. Infolgedessen ist der Gasdruck in den Zellen im Betrieb niemals niedriger als der Reifendruck.

Wenn ein solcher Reifen punktiert bzw. durchlöchert wird, so bildet die Durchlöcherung einen Kanal zum Entweichen der Reifendruckluft ins Freie. In dem Masse, wie die Verbindung mit der Aussenluft hergestellt wird, herrscht in dem Kanal athmospharischer Druck oder wenigstens ein niedrigerer Druck als der Aufpumpdruck, sodass das Gas an den der Durchlöcherung nächstgelegenen Zellen die Zellenwandungen ausbeult und damit die Durchlöcherung zu schliessen sucht.

Vorzugsweise wird die Innenseite der porigen Kautschukschicht mit einem festen Material überzogen, welches unter Wirkung der Arbeitswärme des Reifens im Stande ist, in die Durch- j

i löcherung zu fliessen oder hineingedrückt zu werden,

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welches sich jedoch nicht verschieben kann, weil sonst die Auswuchtung des Reifens unter normalen Betriebsbedingungen beeinträchtigt sein würde.

Ein bevorzugtes Materialjür diesen Zweck ist weiches Äthylenpolymer von niedrigem Molekulargewicht.

Durchlöcherungen, welche nur teilweise durch den porigen Kautschuk verschlossen sind, werden vollständig durch die Kombination des porigen Kautschuks mit diesem Belag abgedichtet.

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In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Reifens gemäss der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäss Fig. 1 in völlig entleertem Zustand, wobei der Reifen auf einer Felge montiert ist und das Gewicht des Fahrzeugs auf ihm ruht,

Fig. 3 einen Schnitt gemäss Fig. 1 für eine zweite Ausfuhrungsform

Fig. 4 einen Schnitt nach Fig. 1 für eine dritte Ausfuhrungsform und

Fig. 5 eine vergrösserte Teilansicht eines Reifenabschnittes gemäss Fig. 4.

Der Erfindungsgegenstand kann für jede Art und Grosse von Luftreifen Verwendung finden. Da jedoch der Anteil von Reifen mit radialen Kordkarkassen ständig zunimmt, wird die Erfindung im Folgenderen Verbindung mit schlauchlosen PKW - Reifen mit radial angeordneten Kordfäden beschrieben.

Gemäss den Zeichnungen, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen in sämtlichen Darstellungen gekennzeichnet sind, zeigt Fig. 1 einen Luftreifen 5 mit einer Lauffläche 6 und Seitenwänden 7» 8, welche sich von der

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Lauffläche zu den entsprechenden Wulsten 9 und 10 erstrecken. Die Lauffläche 6 besteht aus einer abriebfesten Kautschukmischung und reicht über die ganze mit der Strasse in Berührung kommende Fläche des Reifens ausserhalb der Gürtellagen und ist mit einem rutschfesten Profil versehen. Der Reifen 5 weist die übliche Textil- oder Metallfadenlage 11 auf, welche die Karkassenlagen verstärkt. Die Lage 11 erstreckt sich vom Wulst 9 zum Wulst 10, und zwar um die Wülste herum und wiederum aufwärts in die Karkassenseitenwand des Reifens. Die ladenverstärkungslage 11 und die Wülste 9 und 10 sind in üblicher Weise in Kautschuk eingebettet. Der Seitenwandkautschuk hat eine beträchtliche Dicke und einen hohen dynamischen Modul, sodass er steif genug ist, um das auf das Rad drückende Gewicht zu tragen. Gemessen mit dem Goodrich-Flexometer, welches die dynamische Geschwindigkeitsberechnung verwendet » hat ein derartiger Seitenwandkautschauk einen Bereich der Ventile von 3500 - 5500 psi, vorzugsweise zwischen 4500-50Oo psi. Die Festigkeitsmessung nach der Shore-Härteskala beträgt 60 - 80, vorzugsweise 70-72.

Bei der Messung mit einer Reolig-Dynamik-Testmaschine bei 10% Kompression und plus/minus 4% Spannungszyklus hat der Seitenwandkautschuk einen Modul von 900 - 1150 psi oder mehr. Der Seitenwandkautschuk soll ferner eine geringe ITachfederung haben, um die Hitzeentwicklung zu verringern,

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wenn der Reifen ohne Füllung läuft. In Bezug auf die Mittelebene des Reifens ist seine Konstruktion symmetrisch. Der Reifen kann seine Luftfüllung in der üblichen Weise mittels eines Schlauches halten oder als schlauchloser Reifen durch einen inneren undurchlässigen Belag, z.B. aus Butyl-Kautschuk, Chlorinat-Butyl oder andere geeignete Elastomere, die keinen Luftdurchlass gestatten.

Zwischen der Lauffläche 6 und dem Scheitel 13 der Reifenkarkasse liegt eine allgemein mit 12 bezeichnete Gürtelstruktur. Ferner läuft die Textilfadenlage 11 durch den Reifenscheitel 13, um den Reifen 5 zu verstärken.

Die KordtFerstärkungslage 11 erstreckt sich von dem Wulstfuss 14 radial nach auseen längs der Innenfläche des Reifens und verläuft dann auf die Aussenseite der Seitenwand 7 des Reifens zu bis zum Mittelpunkt M und von dort längs der Aussenflache der Seitenwand 7· Die Lage 11 nähert sich dem Schulterteil des Reifens 5 und nähert sich dort wieder der Innenfläche des Reifens und verläuft längs der Innenfläche der Reifenkrone 13 bis zum anderen Schulterteil des Reifens und von dort zum Vulst 10 in der gleichen beschriebenen Weise. Im Mittelpunkt der Seitenwände 7 und beträgt die Dicke des Kautschuk von der Lage 11 zur Aussenfläche des Reifens im Verhältnis zur Dicke des Kautschuks

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von der Lage 11 zur Innenfläche des Reifens etwa 1 : 2 bis 1 : 4 oder mit anderen Worten 2/3 bis 4/5 der Dicke der Kautschukseitenwand im Mittelpunkt der Reifenseite liegt innerhalb der Verstärkungslage 11 und nur 1/3 bis 1/5 der Kautschukdicke der Seitenwand im Mittelpunkt M liegt ausserhalb der Verstärkungslage 11. Im Querschnitt gesehen hat der Seitenwandkautschuk des Reifens innerhalb der Verstärkungslage 11 eine konkave Form, wobei der dickste Teil im Mittelpunkt liegt und sich erheblich, gegen die Schulter- und die Wulstzonen verjüngt. Hierdurch entsteht eine im Querschnitt nach oben und unten abnehmende Kautschukmasse, welche als inneres Druckglied wirkt, wie noch beschrieben wird. Bei einem 60er - Reifen beträgt im Schnitt die Höhe des Reifens vom Rad zur Lauffläche 60% der Breite des Reifens. Vor der Messung sollen die Reifen montiert und für den Belastungsbereich B auf 24 psi, für den Belastungsbereich C auf 28 psi und für den Belastungsbereich D auf 32 psi aufgepumpt werden und mindestens 24 Stunden bei normaler Raumtemperatur liegenbleiben und die Reifendrücke genau auf 24 psi (Belastungsbereich B), 28 psi (Belastungsbereich C) und 32 psi (Belastungsbereich D) eingestellt werden. Bei der als inneres Druckglied dienenden im Querschnitt nach oben und unten abnehmenden Kautschukmaase beträgt das Verhältnis der radialen Höhe zur grössten Dicke (in ihrem dicksten Punkt) etwa 4.5 : 1. Dieses Verhältnis kann bei verschiedenen Reifengrössen unterschiedlich sein, z.B. bei 50er, 70er

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oder 78er - Reifen im Bereich von etwa 3 : 1 bis 8:1. In gleicher Weise ist die Kautschukmasse ausserhalb der Verstärkungslage 11 im Mittelpunkt M der Seitenwand am dünnäben und unmittelbar oberhalb der Felge neben dem Wulst und im Schulterbleich des Reifens am dicksten. Bei der Messung der radialen Höhe dieser Kautschukmassen wird die Hohe vom Wulst zur Schulter zu Grunde gelegt und zwar im entleerten Zustand des Reifens, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Rand der Lage 11, welcher sich vom Wulst radial auswärts erstreckt und in einem Seitenwandkautschuk endet, wirkt hierbei als Verstärkungslage 11' (Fig. 1) und b ildet ein zusätzliches Mittel, um dem Zusammenfalten des Reifens zu widerstehen. Die Lage 11' verläuft um den Wulst herum und nach aussen in dem Seitenwandkautschuk und ist vom Hauptteil der Lage 11 durch die Masse 20 des Seitenwandkautschuk getrennt. Diese Masse hat etwa gleichförmige Dicke. Diese Kautschukmasse 20 wirkt als unteres inneres Druckglied in noch zu beschreibender Weise und unterstützt die nach oben und unten in ihrer Dicke abnehmende Kautschukmasse in ihrer Tragwirkung bei entleertem Reifen. ■

Die Seitenwände des Reifens zwischen seiner Schulter und dem die Felge erfassenden Reifenteil sind von etwa gleicher i

Dicke und etwa von der gleichen Dicke wie der Kronen bereich -i

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einschl. der Lauffläche und aller darunterliegenden Strukturen. An den Wülsten passt sich die Aussenseite des Reifens der Kontur der üblichen Felge an. Der am dichtesten an der Felge liegende Teil der Seitenwand endet in einem Felgenkissen 15· Dieses liegt zwischen der Verstarkungsfadenlage 11' und dem Rand des Felgenflansches, wenn der Reifen mit einem geringen Spiel zwischen dem Reifen und den Aussenkanten der Felgenflansche montiert ist, wie in Fig. 1 dargestellt. Dieses Felgenkissen 15 wirkt als äusseres Druckglied zusammen mit dem Seitenwandkautschuk 20 zwischen der Lage 11 und dem äusseren Rand der Lage 11 und unterstützt somit die Aufnahme des Fahrzeuggewichtes , wenn der Reifen entleert ist. Ferner unterstützt das Kissen die nach oben und unten im Querschnitt abnehmende Kautschukmasse des Seitenwandkautschuk innerhalb der Lage 11, wie oben beschrieben. Im entleerten, d.h. nicht aufgepumpten Zustand, des Reifens vergrössert das Felgenkissen 15 die Wulsthaftung des Reifens. Das Reifenkissen 15 kann somit als unteres, ausseres Druckglied bezeichnet werden.

Im Betrieb wird der beschriebene Reifen 5» wie bei üblichen Reifen, auf den Normaldruck aufgepumpt und federt das Fahrzeug in der üblichen Weise ab. Wenn jedoch infolge des Strassenzustandes durch Durchlöcherung des Reifens oder aus anderen Gründen ein Druckverlust eintritt, so wird durch das Fahrzeuggewicht die radiale Höhe des Reifens

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5 etwas verringert, sodass er die in Fig. 2 im Querschnitt dargestellte Form annimmt. In diesem Zustand wird die im Querschnitt nach oben und unten abnehmende Kautschukmasse in jeder Seitenwand innerhalb der Verstärkungslage 11 radial zusammengedrückt, während die Verstärkungslage 11 gespannt wird und gleichzeitig der Schulterkautschuk und das Felgenkissen teilweise radial und teilweise axial zusammengepresst werden. Hierdurch widerstehen sie dem Zusamfalten des Reifens und halten die entsprechenden Seitenwände mehr gekrümmt als gefaltet. Hierdurch wird ein Felgenschnitt, ein Scheuern und eine übermässige innere Erhitzung vermieden, welche normalerweise unter diesen Umständen eintritt und schnell zu einer Desorientierung und Zerstörung der Seitenwände des Reifens führt. Bei dem gewöhnlichen Zusammenfalten des Reifens unter dem vollen Fahrzeuggewicht werden die Fäden in dem Reifen einer Kombination von Kräften unterworfen einschl. Druckkräften, welche für sie besonders schädlich sind, während im vorliegenden Fall die Fäden nur einer Zugbelastung unterworfen werden. Der vorstehend beschriebene Reifen bleibt auf der Felge und gestattet eine beträchtliche Mannövrierfähigkeit des Fahrzeugs, selbst bei relativ hohen Geschwindigkeiten von z.B. 50 Meilen/Std. Die die Lage 11 und ihren Rand 11' tragende Gummimasse 20 widersteht der Verformung durch eine Kombination von Kräften einschl. radialer Kompression, die ausgelöst wird durch die vergrösserte

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Krümmung der Lage 11 dicht neben den Wülsten 9 oder 10 in Verbindung mit radialen Scherkräften zwischen der Lage 11 und ihrem Rand 11'. Diese Kräfte verhindern ein Zusammenfalten des Reifens und vergrössern seine seitliche Stabilität, wenn er aneckt.

Eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. dargestellt. Sie zeigt einen Reifen derselben Gattung mit Lauffläche 6., Seitenwänden 7,8, Wülsten 9> 10 und einer im Querschnitt nach oben und unten abnehmenden Gummimasse 25 innerhalb der Verstärkungslage 11. Zusätzlich hat der Reifen dieser Ausführungsform ein gewissermassen als Stützpfeiler wirkendes oberes exzentrisches Druckglied 21 an der Reifenschulter auf beiden Reifenseiten mit einer im wesentlichen zylindrischen Fläche 23 an ihrer radialen Aussenflache und in einem kleineren Abstand von der Achse als die Lauffläche 6, sodass dieser äussere Ringwulst 21 normalerweise bei voll aufgepumptem Reifen die Strassenoberfläche nicht berührt. Der Ringwulst 21 kann von der Lauffläche durch eine flache Mulde 24 getrennt sein und seitlich etwas vorspringen, sodass er eine konkave Mulde 22 zwischen der Aussenkante der oberen Fläche 23 und der benachbarten Seitenwand 7 oder bildet. Bei nicht aufgepumptem oder entleertem Reifen, wobei der Lauffläche 6 die Stütze durch die Luftfüllung des Reifens fehlt, legt sich die Oberfläche 23 fest gegen die Strassen-

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fläche und wirkt mit der Gummimasse 25 und dem inneren unteren Druckglied 22 sowie dem äusseren unteren Druckglied zusammen, um die Verstärkungslage 11 zu spannen, während die Masse 25, die Ringwulst 21, das innere untere Glied 20 und das untere äussere Glied 15 zusammengedrückt werden und das auf das Rad wirkende Gewicht tragen. In diesem Zustand bildet der Reifen eine angemessene Stütze für das Fahrzeug und seine Last. Infolgedessen hat das Fahrzeug noch einen beträchtlichen Aktionsradius und kann sich sicher mit Geschwindigkeiten oberhalb der auf Schnellstrassen zugelassenen Mindestgeschwindigkeit bewegen. Zusätzlich zu dem inneren Druckglied 25» dem inneren unteren Druckglied 20, dem unteren äusseren Druckglied 15 und dem oberen äusseren Druckglied 21 ist unter der Lauffläche eine Kronendrucklage 26 aus relativ steifen Drahtfäden angeordnet, welche s±ch quer zur Reifenkrone erstreckt. Sie liegt zwischen der Lauffläche und dem Gürtel 12. Die Ränder der Drucklage 26 liegen in der Verbindungsstelle der Lauffläche mit den Reifenschultern.

Wenn im Normalfall ein koruventioneller Radial- oder Gürtelreifen die Luft verliert und flach wird, so drückt das Gewicht des Fahrzeugs den Reifen zwischen der Felge und der Strasse. Hierdurch bewegen sich die Seitenwände seitlich weg und werden zwischen die Felgenflanschen und die Strasse eingeklemmt.

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Die beträchtliche Steifheit der Eeifenschultern bewirkt, dass der Mittelteil der Lauffläche sich in den Raum zwischen den Feigenf!ansehen hineindrückt.

Bei dem Reifen gemäss der Erfindung wird durch die Kronendrucklage 26 in der Krone des Reifens eine genügende seitliche Steifheit geschaffen, um ein Einwärtskrümmen der Reifenkrone bei entleertem Reifen zu verhindern. Die quer verlaufenden Drähte in oner derartigen Einlage 26 werden in einem solchen Fall unter Druck gesetzt und widerstehen wirksam den Druckkräften. Dies ist ähnlich, wie bei einem Baum, der an beiden Enden abgestützt ist und eine auf den Baum gesetzte Belastung versucht, den Baum durchzubiegen. Die konkave Seite wird unter Druck und die konvexe Seite unter Spannung gesetzt. Die Drahtfäden der Schicht 26 werden unter Druck und die Fäden der Lage 11 unter Spannung gesetzt. Diese Konstruktion widersteht wirksam dem Einwärtsbiegen der Krone des Reifens.

Zusätzlich zu den beschriebenen Modifikationen der Reifen gemäss den Fig. 1, 3 oder 4 kann gemäss der Erfindung eine

zusätzliche Schicht von porigem Kautschuk 30 mit geschlossenen \

Zellen an der Innenseite des Reifens wenigstens in seinem '

gesamten Kronenteil, d.h. unter der gesamten Lauffläche, j

wo am häufigsten Durchlöcherungen eintreten, angeordnet sein. |

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Zusätzlich hierzu kann ferner ein dünner Belag von niedrigmolekularem Polyäthylen 31 oder einem ähnlich leicht lösbaren festen "biegsamen Material auf die porige Kautschukschicht 30 aufgetragen werden, wie in Fig· 5 dargestellt. Bei der Herstellung von Reifen gemäss der Erfindung mit einer inneren porigen Kautschukschicht 30 und vorzugsweise auch einem Belag von Polyäthylen mit niedrigem Molekulargewicht sind nur geringfügige Abweichungen von der üblichen Praxis und der üblichen Verfahrensweise erforderlich.

Bei der Herstellung von Reifen mit einer Innenshicht von porigem Kautschuk 30 mit geschlossenen Zellen wird ein Blatt dehnbaren Kautschuks, welches ein Stickstoff, abgebendes Blähmittel enthält, direkt auf die Reifentrommel aufgebracht, um die innerste Schicht des Kronenteiles des Reifens zu bilden. Dieser dehnbare Kautschuk muss mit der nächsten Schicht, nämlich dem luftundurchlässigen Belag, verträglich sein, sodass sie an ihr haftet und unter üblichen Bedingungen vulkanisiert werden kann. Ferner muss das Blähmittel so gewählt werden, dass es die erforderlichen Quantitäten von Stickstoff bei Vulkanisationstemperatur abgibt.

Bei dem vorstehend dargestellten und beschriebenen Reifen \

ι wird eine übliche Schicht von etwa 2 mm Dicke verwendet, ^!

welche hautpsätzlich aus einem gegen Diffusion Widerstands- j

fähigen polymeren Kautschuk besteht, bzw. einer Mischung aus

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etwa 50 Gewichtsteilen chloriertem Butylkautschuk und 56 Gewichtsteilen regeneriertem Butylkautschuk mit etwa 50% Kautschukgehalt mit 22 Teilen anderer Kohlenwasserstoff-Polymerkautschuke, zusammen mit 5o Teilen thermischen Russes, 16 Teilen Weichmacheroel, 2 Teilen Octyl-Ehenol Formaldehyd

Resol, 0,5 Teilen Fettsäure, 5 Teilen Zinoxyd, 0,75 Teilen

Dithiodimorphölin und 0,6 Teilen Benzothiazyl Disulfid.

Eine Schicht dieser Zusammensetzung haftet fest an den üblichen Deckschichten der Kordlage sowohl während des Aufbaues des Eeifens als auch nach der Vulkanisation.

Die Zellkautschukzusammensetzung wird als Blatt von etwa derselben Dicke wie die undurchlässige Schicht in den Reifen eingebracht.

Die Zellkauts.chukzusammensetzung besteht im allgemeinen aus denselben Bestandteilen wie der Belag mit Abänderungen, um die Ausdehnung des vulkanisierten Produkts auf das Mehrfache seines ursprünglichen Volumens zu erleichtern. Insbesondere werden 32 Gewichtsteile Polyisopren, 42 Teile chlorierter Butylkautschuk und 52 Teile regenerierter Butyl- j

kautschuk mit etwa 50% Kautschukgehalt mit 17 Teilen Ton, j

34 Teilen Grundkohle,

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17 Teilen Russ für alle Zwecke, 15 Teilen Weichmacheroel, 2 Teilen Fettsäure, 5 Teilen Zinkoxyd, 2 Teilen Octyl-Phenol Formaldehyd Resol, 0.8 Teilen Benzothiazyl Disulfid, 1 Teil Alkyl-Phenol Disulfid

und 6 Teilen Azobisformamid gemischt, die mit 2 Teilen Kautschuk versetzt sind.

Das Azobisformamid ist im Handel als Blähmittel erhältlich, welcheä sich zersetzt und Stickstoff "bei Temperaturen zwischen 160 und 200 ° C abgibt.

Bei der Herstellung eines sich selbst dichtenden Reifens wird ein Blatt aus porigem Kautschuk 30 (in unausgedehntem Zustand) von 2 1/2 mm Dicke und einer Kronenbreite bzw. mindestens der Laufflachenbreite entsprechenden Breite zentral auf die Reifenaufbautrommel gelegt und seine Enden miteinander verbunden. Der Belag 34 (Fig. 5)in einer Breite, welche die ganze Innenfläche des Reifens von Wulst zu Wulst abdeckt, wird dann auf die porige Kautschukschicht giegt. Anschliessend folgen die radialen Kordlagen und die üblichen Elemente der Wulstkonstruktion,wobei die Ränder der Kordlagen um die Wulstkörper in der üblichen Weise herumgewickelt werden. Der Reifen wird dann je nach Wahl der Gürtelwinkel auf den zur Verfügung stehenden Einrichtungen fertiggestellt, entweder in einem einstufigen Verfahren, bei welchem die Gürtellagen

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nacheinander über den radialen Kordkörper gelegt werden und anschliessend die gewünschte Dicke des Seitenwandkautschuks und des Laufflächenkautschuks durch Expansion des grünen Reifens auf die Fertigform in der Vulkanisierpresse gebracht wird oder einem Zweistufenprozess, bei welchem die Gürtellagen getrennt zusammengebaut und der radiale Kordkörper in dem Gürtel in einem besonderen Arbeitsgang expandiert wird, bevor der Reifen mit Ausnahme des Querversteifungsgliedes 26 (Fig. 3)» welches gesondert aufgebracht wird, in die Vulkanisierpresse gebracht wird.

Wenn eine andere Reifenart, z.B. ein Schrägkordreifen hergestellt werden soll, sind die Einzelteile ausser der Auskleidung und der Lage aus porigem Kautschuk etwas anders.

Die vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen sind für eine Vulkanisation in äner Presse bestimmt, in welcher eine Innenblase, die hochgespannten Dampf oder heisses Wasser unter Druck von etwa 185°C enthält, den Reifen in eine Form drückt, die für 18 bis JO Minuten auf eine Temperatur von 170°C erhitzt wird. Am Ende der Vulkanisation wird die Presse durch Ablassen des Dampfes aus der Blase gelöst, worauf sich der porige Kautschuk sofort auf das Mehrfache seines ursprünglichen Volumens ausdehnt und danach der

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fertige Reifen aus der Form genommen wird.

Vorzugsweise erhält der Reifen über die gesamte freiliegende Fläche des porigen Kautschuks eine innere Beschichtung aus zähflüssigem Polyäthylen mit einem Schmelzpunkt von etwa 78⁰C. Dieses kann in geschmolzenem Zustand aufgebürstet oder aufgesprüht werden und zwar in einer Menge, die eine gleichmässige Filmdicke von nicht mehr als 1/2 mm oder etwa 200 g für einen Reifen mittlerer Grosse mit einem Wulstdurchmesser von 15" liefert.

Es ist "bekannt, dass die Vulkanisationsbedingungen auf die Zersetzüngstemperatur des Blähmittels zur Erzeugungjeines porigen Kautschuks mit geschlossenen Zellen abgestimmt werden müssen. Wenn der Kautschuk zu weich ist oder noch nicht angefangen hat zu vulkanisieren, wenn das Gas abgelassen wird, reissen die Zellwände und es wird ein gewöhnlicher, für die Zwecke der Erfindung untauglicher Schwamm erzeugt. Wenn andererseits die Vulkanisation zu weit betrieben wird, wenn das Gas abgelassen wird, ist der Kautschukstoff, da das Gas ihn nicht ausdehnen kann oder ihn nur zu einem beschränkten und veränderlichen Grad ausdehnt, zu steif. Entsprechend muss für grössere Reifen mit schwereren Wänden, die bei niedrigeren Temperaturen längere Zeit vulkanisiert werden, um eine vernünftige Gleichmassigkeit der Vulkanisation

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am Ende der Vulkanisierzeit zu erhalten, ein Belagmittel gewählt werden, das sich "bei einer niedrigeren Temperatur zerzetzt, z.B. Dinitrosopentamethylentetramin, welches sich "bei 130 - 190⁰C zersetzt oder Oxybisbenzensulfonylhydrazid, das sich hei 120 - 140⁰C zersetzt.

Zahlreiche Versuche, hei welchen mit Schichten 30 und 31 gemäss der Erfindung versehene Reifen mit Nägeln oder spitzen Gegenständen -durchlöchert wurden, haben gezeigt, dass die Reifen gemäss der Erfindung beim Abdichten der Löcher fast vollständig wirksam sind. Das Verschliessen der Löcher ist so gut wie sicher und der Luftverlust ist am geringsten, wenn die Reifen im Betrieb durchlöchert werden und das Fahrzeug hierbei seine Fahrt fortsetzt.

Reifen gemäss der Erfindung haben ihre Fähigkeit bewiesen, Kraftfahrzeuge selbst dann angemessen zu tragen, wenn sie vollständig von Luft entleert sind und eine sichere und bequeme Fahrt über einen beträchtlichen Aktionsradius auch auf vollständig platten Reifen zu gestatten, bis das Ziel oder eine Reparaturwerkstatt erreicht worden ist.

Diese Erfindung ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit der Gummimischung gemäss der am selben Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung P der Anmelderin (Akte-Nr. 15 234).

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Claims

Ansprüche :

Κ-1. jAus einer Nabe und einem Reifen gebildete Einheit bestehend aus einem Reifen mit einem Paar Ringwülsten im Abstand voneinander, einer Felge mit einem Paar im Abstand voneinander liegenden Sitzen zur Aufnahme der Wülste, wobei der Reifen ein Paar ringförmige Seitenwände hat, die mit den Wüläben verbunden sind, einer sich über den Umfang des Reifens erstreckenden Lauffläche, welche die Seitenwände miteinander verbindet, wobei die Seitenwände und die Lauffläche etwa die gleiche Dicke haben, einer Verstärkungslage, welche sich von dem Wulst auf der einen Seite zu dem Wulst auf der anderen Seite über die Seitenwände und die Lauffläche erstreckt, wobei die Verstärkungslage in jeder der Seitenwände in unmittelbarer Nähe der Wülste dicht an ihrer Innenfläche liegt und ebenso dicht neben den die Seitenwände und die Lauffläche verbindenden Schultern während die Verstärkungslage zwischen den Wülsten und den Schultern dicht an der Aussenflache der Sextenwandteile liegt.

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2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Seitenwand zwischen der Innenfläche des Reifens und der Verstärkungslage im radialen Querschnitt nach oben und unten abnimmt und dass das Verhältnis der radialen Höhe zur grössten Dicke im Verhältnis von 3 : 1 bis 8 : 1 liegt.
3. Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen einen Stützring an der Verbindungsstelle jeder Seitenwandung mit der Lauffläche hat und dass jeder Stützring eine im wesentlichen zylindrische radiale Aussenflache hat, welche mit der Strassenoberflache in Berührung kommt, wenn der Reifen entleeib ist.
4. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Kautschukschicht des Reifens unter der Lauffläche aus einer dünnen Lage aus porigem Kautschuk mit geschlossenen Zellen besteht, welche mit einem Druckgas gefüllt sind.
5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese innerste Kautschukschicht des Reifens mit einem festen fliessfähigen Material beschichtet ist, das im Betrieb in Löcher eindringen kann.

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6. Luftreifen "bestehend aus einer Lauffläche mit einem Kronenteil unter ihr, wobei dieser Kronenteil eine sich in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckende Fläche hat, einem Paar im Abstand voneinander liegenden Wulsten, wobei {jeder Wulst einen Zehen- und lersenteil hat, einer Seitenwand auf jeder Seite des Reifens, welche sich von den Wülsten zu der Lauffläche erstreckt, einer Kordverstärkungslage, welche sich von einem der Wülste zu dem anderen Wulst durch die Seitenwände und die Krone erstreckt, wobei im Mittelpunkt der Seitenwände die Kordlage dicht unter der Aussenfläche der betreffenden Seitenwand liegt und sich vom Mittelpunkt der Seitenwand zum Zehenteil des Wulstes und in der anderen Richtung zur Kr©ne des Reifens erstreckt, wo sie dicht unter der Innenwandfläche der Krone verläuft.
7. Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand über den Abstand vom Wulst zur Reifenschulter eine gleichförmige Dicke hat.

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8. Reifen nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeichnet, dass die Kordverstärkungslage im Mittelpunkt der Seitenwand so verläuft, dass 1/3 der Seitenwanddicke zur Aussenfläche und 2/3 der Dicke des Seitenwandkautschuks zur Innenfläche der Seitenwand liegen.
9. Reifen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

dass die Kordverstärkungslage im radialen Mittelpunkt der Seitenwand so verläuft, dass ihr Abstand von der Aussenfläche der Seitenwand zu ihrem Abstand von der Innenfläche der Seitenwand in einem Bereich von 1 : 3 Ms 1 : 8 liegt.
10. Reifen nach Anspruch 9₅ dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand neben den Wülsten ein äusseres unteres Druckglied hat.
11. Reifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen in seinem Schulterbereich ein oberes äusseres Druckglied hat.
12. Reifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen neben den Wülsten ein unteres inneres Druckglied hat.

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13. Reifen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckender Gürtel zwischen der Lauffläche und der Verstärkungslage angeordnet ist und dass zwischen der Lauffläche und dem Gürtel eine in der Umfangsrichtung des Eeifens verlaufende unzusammendrückbare Querlage angeordnet ist.
14. Reifen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

dass die unzusammendrückbare Querlage Drahtkordglieder aufweist, welche sich parallel zur Drehachse des Reifens erstrecken und dass die Drahtkordglieder in der Verbindungszone der Lauffläche mit den Schultern enden.
15. Reifen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen als innerste Kautschukschicht eine dünne Lage aus porigem Kautschuk mit geschlossenen Zellen hat, die mit einem Druckgas gefüllt sind.
16. Löcher abdichtender Reifen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen ein schlauchloser Reifen mit einer Auskleidung ist, die einer Gasdiffusion widersteht und dass der porige Kautschuk mit einem festen Polyäthylen mit niedrigem Schmelzpunkt beschichtet ist.

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— §5 —
17· Löcher abdichtender Reifen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der porige Kautschuk mit einem wachsartigen Polyäthylen beschichtet ist, welches im Betrieb in Durchlöcherungen einströmen kann,
18. Aus einer Nabe und einem Reifen gebildete Einheit, bestehend aus einem Reifen mit einem Paar Ringwülsten im Abstand voneinander, einer Felge mit einem Paar im Abstand voneinander angeordneten Sitzen zur Aufnahme der Wülste, wobei der Reifen ein Paar ringförmige Seitenwände hat, einer in der Umfangsrichtung sich erstreckenden Lauffläche, welche die Seitenwände miteinander verbindet und an den Verbindungsstellen Schulterteile bildet, einem Eronenteil unter der Lauffläche zur Aufnahme sich in der Umfangsrichtung erstreckender Gürtel, einem Paar von Stützringen an den Schulterteilen, von denen jeder Stützring eine im wesentlichen zylindrische axiale Aussenfläche aufweist und beim Abbiegen der Seitenwand in Berührung mit der Strassenflache kommt, über welche der Reifen läuft, wobei jede Seitenwand zwischen der Reifenschulter und ihrer Verbindungsstelle mit dem Vulst eine im wesentlichen gleichförmige Dicke aufweist, einer Verstärkungskordl»ge, welche sich von

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einem zum anderen Ringwulst erstreckt und hierbei durch die Seitenwand und den Kronenteil verläuft, wobei die Verstärkungslage im Bereich der Wülste und der Reifenschultern dielt unter der inneren
Reifenfläche liegt während sie im Mittelpunkt der Seitenwände dicht unter der Aussenfläche der Seitenwände verläuft.
19. Einheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wulstteil des Reifens einen Zehen- und Fersenteil hat und dass sich die Verstärkungslage um Jeden Wulst herum und von seinem Fersenteil aus radial nach aussen erstreckt und in der Seitenwand dicht an ihrem Mittelpunkt, jedoch im Abstand von der Verstärkungslage in der Seitenwand endet.
20. Einheit nach Anspruch 19* dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungslage in den Seitenwänden mit dem Teil der Verstärkungslage zusammenwirkt, welcher sich radial nach aussen in ihrem unteren Teil erstreckt, um im Querschnitt eine Kautschukmasse

zu begrenzen, die eine gleichförmige Dicke aufweist, wenn sie beim Entweichen der Druckluft aus dem
Reifen zusammengepresst wird und hierbei die Verstärkungslage unter Zugspannung setzt.

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- B •to-
21. Einheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass auf die innere Kronenfläche des Reifens eine porige Kautschukschicht aufgeklebt ist und dass ein auf die porige Kautschukschicht aufgeklebtes festes Material unter Betriebsbedingungen in Löcher eindringen kann.
22. Einheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenwandkautschuk einen hohen dynamischen Modul in der Grössenordnung von 3500 - 5500 psi
hat.
2$. Einheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenwandkautschuk einen hohen Modul im Bereich von 4500 - 5000 psi hat.
24. Luftreifengehäuse bestehend aus einem Reifenkörper mit im Abstand voneinander liegenden Seitenwänden und einem Kronenteil zwischen den Seitenwänden,
wobei der Kronenteil eine innere Umfangsflache hat, einer über dem Kronenteil liegenden Lauffläche,
Wülsten an den inneren radialen Enden der Seitenwände, wobei jeder Wulst einen Zehen- und Fersenteil hat, einer Kordverstärkungslage, welche sich von Wulst zu Wulst durch den Reifen erstreckt,

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wobei die Verstärkungslage Fäden aufweist, die sich von dem Bereich dicht neben dem Zehenteil des Wulstes zu dem Bereich dicht unter der Aussenfläche der Seitenwand in ihrem Mittelpunkt erstrecken und weiterhin zu einem Bereich dicht neben der Innenfläche des Kronenteiles verlaufen und hierbei eine in der Seitenwand im radialen Querschnitt nach oben und unten abnehmende Masse begrenzen, wobei der dickste Teil dieser Kautschukmasse im Mittelpunkt der Seitenwand liegt.

25, Luftreifen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der dickste Teil der nach oben und unten abnehmenden Kautschukmasse in seiner Mitte mehr als 50% der Gesamtdicke der Seitenwand im Querschnitt aufweist.

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