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Luftbereiftes Rad
Die Erfindung bezieht sich auf luftbereifte Räder. Als Vorsorge für den Fall einer Beschädigung eines
Reifens oder gegebenenfalls des Innenschlauches eines Reifens wird in Kraftwagen gewöhnlich ein luftbe- reiftes Reserverad mit oder ohne Innenschlauch mitgeführt. Eine solche Rad-Reifeneinheit hat beträcht- liche Dimensionen und wird z. B. bei Personenkraftwagen normalerweise im Gepäckraum oder in einem besonderen Abteil des Wagens verstaut. Bekannte Reserveräder beanspruchen im aufgepumpten und im drucklosen Zustand praktisch gleich viel Raum.
Bei der Verwahrung im Gepäckraum wird daher dessen verfügbarer Nutzraum beträchtlich verringert ; wenn anderseits die Unterbringung des Reserverades in einem besonderen Abteil erfolgen soll, dann muss für diesen Zweck ein geeigneter Raum konstruktiv vor- gesehen werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen. In jedem Fall sind die üblichen bereiften Reser- veräder selbst kostspielig.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, bereifte Räder zu schaffen, die als Reserveräder verwendbar sind und im nicht aufgepumpten Zustand eine handliche, wenig Raum beanspruchende Gestalt haben und im
Aufbau einfacher und infolgedessen in der Herstellung billiger als die üblichen bereiften Fahrzeugräder für Motorfahrzeuge, Insbesondere für Personenkraftwagen, sind.
Ein diesen Anforderungen entsprechendes luftbereiftes Rad ist gemäss der Erfindung dadurch gekenn- zeichnet, dass sowohl die maximale Breite des am äusseren Umfangsteil der Radscheibe befestigten Luft- reifens, wenn dessen Seitenwände einander berühren und zwischen diesen praktisch kein Raum mehr vor- handen ist, als auch die maximale Breite der Radfelge kleiner als die Hälfte, vorzugsweise kleiner als ein Drittel der maximalen Breite des Luftreifens in auf den vorgeschriebenen Betriebsdruck aufgepumptem und unbelastetem Zustand ist. Ein solches Rad macht als Reserverad die Vorsehung eines besonderen Ver- wahrungsraumes im Fahrzeug entbehrlich und erfordert im nicht aufgepumpten Zustand Im Gepackraum viel weniger Raum als die üblichen bereiften Räder.
Es sei erwähnt, dass zwar Luftreifen bekannt sind, die in losem, unmontiertem Zustand eine relativ geringe axiale Breite aufweisen, doch sind auch diese
Luftreifen dazu bestimmt, auf normal breite Felgen aufgesetzt zu werden. Ein mit einem derartigen Rei- fen versehenes einsatzfähiges Rad benötigt also, z. B. als Reserverad, ebensoviel Raum wie alle andern bekannten luftbereiften Räder.
Beim erfindungsgemässen Rad kann der Reifen entweder die Form einer mit Wülsten versehenen oder wulstfreien Röhre haben oder auch am Boden offen und mit Randwülsten versehen sein. Die Radscheibe hat vorzugsweise die Form einer flachen Scheibe, die mit konzentrischen, ringförmigen Vertiefungen oder Versteifungsrillen oder-rippen oder einer Kombination dieser Elemente versehen ist, um die Stei- figkeit des Rades zu erhöhen. Der Reifen ist mit dem äusseren Umfang der Radscheibe verbunden oder an dieser festgeklemmt.
Zum besseren Verständnis sollen nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben werden. Fig. 1 ist ein Teilquerschnitt durch ein luftbereiftes Rad nach der Erfindung in unaufgepumptem Zustand. Die Fig. 2 und 3 zeigen den Reifen des Rades nach Fig. 1 in axial abgeplattetem bzw. in aufgepumptem Zustand. Fig. 4 ist ein Querschnitt
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durch ein Rad, auf dem ein gemäss den Fig. 1-3 ausgebildeter Reifen montiert ist. Die Fig. 5 und 6 zeigen Teile einer abgewandelten zweiten und dritten erfindungsgemässen Radbauweise im Querschnitt.
Fig. 7 zeigt in Seitenansicht einen Teil des Rades, das in Fig. 6 teilweise dargestellt ist. Fig. 8 veran- schaulicht im Querschnitt einen Teil einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Rades. Die . Fig. 9 und 10 sind Querschnitte durch eine fünfte Ausführungsform eines luftbereiften Rades nach der Er- findung und zeigen den Reifen im aufgepumpten bzw. unaufgepumpten Zustand. In den Fig. 11 und 12 ist eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Rades im aufgepumpten bzw. unaufgepumpten
Zustand dargestellt. Fig. 13 ist ein Axialschnitt durch ein erfindungsgemässes Rad, das an ein übliches
Rad angesetzt ist. Fig. 14 zeigt dieses angesetzte Rad in Seitenansicht. Fig. 15 zeigt einen Teil des in Fig. 14 dargestellten Rades.
Fig. 16 stellt eine Mutter zur Befestigung dieses Rades dar und Fig. 17 ist ein Axialschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines luftbereiften Rades nach der Erfindung und zeigt dieses in axialer Richtung zusammengelegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Rades ist in den Fig. 1 - 4 veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen Luftreifen l, der auf einer Radfelge 2 montiert, aber nicht aufgepumpt ist und, wie dargestellt, eine axial abgeplattete Form hat, wobei die maximale axiale Breite des Reifens in unaufgepumptem Zustand mit w bezeichnet ist.
Der Reifen 1 hat zwei Wulstdrahteinlagen 3 und 4, von denen jede aus 9 Windungen aus Stahldraht besteht, und eine Karkasse 5 mit zwei Schichten 6 und 7 aus gummiertem, parallelfädigem Cordseiden- stoff. Die Cordschichten sind in üblicher Weise um die Wulstdrähte herumgebogen.
Die die Schichten 6 und 7 bildenden Cordfäden verlaufen in den beiden Schichten in entgegengesetzter Richtung, wobei der zahlenmässige Wert des Cordfadenwinkels, d. i. der Winkel, den die Cordfäden einer Schicht mit einer Reifenumfangslinie einschliessen, bei dem in Fig. 1 dargestellten unaufgepumpten Zustand in jeder Schicht 290 - 300 beträgt. Beim Aufpumpen des Reifens zu der in Fig. 3 dargestellten Form wächst der Cordfadenwinkel in jeder Schicht auf zirka 36 an. Der Reifen 1 ist mit einem Laufband 10 versehen, welches in Umfangsrichtung verlaufende Gleitschutzrillen 11 aufweist ; die Seitenwände 12 und 13 des Reifens sind mit einer dünnen Gummischicht überzogen.
Am Reifen sind abriebfeste Gummischeuerstreifen 8 und 9 vorgesehen und die Wulsteinlagen 3 und 4 des Reifens 1 und die um die Wulstdrähte herumgebogenen Teile der Cordschichten 6 und 7 sind miteinander in Gummimasse 14 zu einer festen Wulstzone vereinigt, wodurch der Reifen die Form einer Röhre erhält, d. h. an den Wülsten geschlossen ist. Zwischen den Wülsten 3 und 4 ist ein nicht dargestelltes Aufpumprohr aus Messing angesetzt, das mit einem Aufpumpventil versehen ist.
Die Breite des Reifens 1 im aufgepumpten Zustand ist in Fig. 3 mit W bezeichnet und es ist zu erkennen, dass das Verhältnis w : W bei diesem besonderen Beispiel ungefähr 1 : 4 beträgt. Gemäss Fig. ist der Reifen soweit flachgedrückt, dass sich seine Seitenwände 12 und 13 gegenseitig berühren. In diesem Zustand wird die maximale Breite des gesamten Rades durch die geringe Breite R zwischen den axial äussersten Teilen der Felge bestimmt und beträgt ungefähr ein Viertel der maximalen Breite des Reifens in auf den vorgeschriebenen Betriebsdruck aufgepumptem und unbelastetem Zustand.
Fig. 4 zeigt den Aufbau einer zum Aufsetzen des Reifens 1 geeigneten Radscheibe. Die Felge 2 hat zwei ringförmige Flanschen 15 und 16, die durch mehrere rings um das Rad gleichmässig verteilte Nieten 18 miteinander und mit einem Scheibenteil 17 vereinigt sind.
Der Scheibenteil 17 ist so geformt, dass er axial nicht über die äussersten Teile der Felgenflanschen 15 und 16 vorragt ; er ist zwecks besserer Versteifung mit vertieften und vorgewölbten Ringzonen 19. und 20 versehen.
Bei der Herstellung des Reifens 1 wird die Karkasse in üblicher Weise auf einer zylindrischen Formtrommel aufgebaut, dann wird die Gummimasse für das Laufband und für die Seitenwände zur vollständigen Karkasse hinzugefügt, wonach die zusammengefügte Reifeneinheit von der Formtrommel abgenommen und in die in Fig. 1 dargestellte Gestalt umgeformt wird. Der Reifen wird hiezu direkt in eine zweiteilige Vulkanisierform mit einem den Abmessungen des in Fig. 1 gezeigten Reifens entsprechenden Formhohlraum eingeformt, indem die Wülste in entsprechende Ausnehmungen der Formhälften eingepasst werden. Nach dem Schliessen der beiden Formhälften wird der Raum zwischen diesen unter Vakuum gesetzt. Zwischen den beiden Wülsten wird ein Aufpumprohr aus Messing eingesetzt, bevor die Wülste miteinander vereinigt werden.
Dann wird die Form in eine Vulkanisierpresse eingesetzt, wonach Luft mit einem Druck von etwa 7 kg/cm durch das Aufpumprohr in das Innere des Reifens eingeführt wird.
Beim vorstehend beschriebenen Beispiel hat der Reifen zwar die Form einer Röhre, doch kann er auch mit einem offenen Boden ausgebildet werden. Fig. 5 zeigt einen schlauchlosen Reifen 21 mit offenem Boden, der ähnlich dem Reifen 1 aufgebaut ist, jedoch voneinander getrennte Wülste 22 und 23 hat, die
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in Wulstsitze 24 und 25 eingesetzt werden, welche an einer Felge 26 mit einem mit einer Rille versehe- nen Boden 27 ausgebildet sind. Ein Aufpumpventil 28 ist luftdicht in der Felge 26 befestigt ; der Reifen
21 ist demnach ein schlauchloser Reifen.
Fig. 6 zeigt einen Reifen 29 mit offenem Boden, der ähnlich dem vorstehend beschriebenen Reifen aufgebaut ist, jedoch einen Innenschlauch 30 umschliesst, der ein Aufpumpventil 31 aufweist, welches eine Bohrung 32 in der Radfelge 33 durchsetzt und sich in einen Ausschnitt 34 der Radscheibe 35 erstreckt (Fig. 7).
Fig. 8 zeigt eine weitere, abgeänderte Form eines erfindungsgemässen Rades, das einen Luftreifen mit offenem Boden aufweist. Dieser Reifen 36 ist mit Wulstdrahtringen 37 und 38 mit etwas verschiede- nem Ringdurchmesser ausgestattet, um die Wülste, wie dargestellt, axial zusammendrücken zu können, wobei der Wulstring 37 radial innerhalb des Wulstringes 38 liegt. Der Reifen 36 ist, wie Fig. 8 erkennen lässt, auf einer Radscheibe 39 aufgesetzt und wird auf diesem zwischen einem abnehmbaren Flansch 40 und einem festen Flansch 41 der Radscheibe 39 festgehalten, wobei der Flansch 40 am Flansch 41 mittels mehrerer Schrauben 42 befestigt ist, die in Gewindelöcher eingeschraubt sind, welche in gleichen Ab- ständen auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet sind.
Der Reifen 36 ist mit einem nicht dargestell- ten Aufpumpventil ausgestattet, das im unteren Bereich einer der Seitenwände des Reifens mit diesem verbunden ist.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein luftbereiftes Rad nach der Erfindung, dessen Reifen 43 einen einzigen
Wulstdraht 44 enthält und zwischen zwei Felgenflanschen 45 und 46 festgeklemmt ist. Diese Flanschen sind nahe ihrem Umfang durch in gleichen gegenseitigen Abständen auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnete Nieten verbunden. Der Reifen ist mit einer Verstärkungskarkasse 47 versehen, die aus zwei
Schichten 48 und 49 von gummiertem, parallelfädigem Cordseidenstoff besteht, und hat einen Innen- schlauch 50, der mit einem nicht dargestellten Aufpumpventil ausgestattet ist, das an einer im unteren-
Seitenwandbereich gelegenen Stelle luftdicht am Reifen befestigt ist.
Der Reifen 43 wird in folgender Weise hergestellt. Die Schichten 48 und 49 werden auf eine zerlegbare zylindrische Form, die am Umfang eine Ringrille für den Wulstdraht hat, aufgelegt, wonach der Wulstdraht 44 so fest um die Schichten gewunden wird, dass diese in die Ringrille hineingedrückt werden. Der unvulkanisierte Innenschlauch 50 aus Kautschuk wird in zusammengefaltetem Zustand, in dem sein Aussendurchmesser nur wenig grösser als sein Innendurchmesser ist, koaxial mit der Formtrommel um die Schichten 48 und 49 aufgelegt. An den Innenschlauch wird an einer Stelle, die im fertigen Reifen im unteren Seitenwandbereich zu liegen kommt, ein Aufpumpventilrohr angesetzt.
Dann werden die Cordschichten 48 und 49 über den Schlauch 50 herumgeklappt, wobei die Ränder 48a und 48b der Schicht 48 auf der einen Seite der Reifenkarkasse und die Ränder 49a und 49b der Schicht 49 auf der andern Seite der Reifenkarkasse zur Überlappung kommen. Die Cordfäden der Schichten 48 und 49 werden an der Anschlussstelle des Aufpumprohres auseinandergespreizt, um den Austritt des Ventilrohres durch die Karkasse zu ermöglichen.
Hierauf wird der Innenschlauch 50 aufgepumpt, um den Reifen in die Toroidform überzuführen, wonach auf den geformten Reifen eine dünne Laufband- und Seitenwandgummischicht aufgebracht wird. Der zusammengesetzte Reifen wird dann durch Auslassen der Luft entspannt, von der Aufbauform abgenommen und in eine Hohlform eingelegt, deren innerer Hohlraum der in Fig. 10 dargestellten Gestalt des Reifens entsprechend ausgebildet ist. Diese Form wird in eine Formpresse eingesetzt, worauf durch das Aufpumpventil in das Innere des Reifens Luft mit einem Druck von etwa 7 kg/cml eingeführt wird, wobei eine in der Form ausgesparte Öffnung den Zugang zum Aufpumpventil ermöglicht. Dann wird der Reifen in üblicher Weise vulkanisiert.
Der in den Fig. 11 und 12 dargestellte Reifen 51 ist ähnlich dem Reifen nach den Fig. 9 und 10 ausgebildet, hat jedoch keinen Wulstdraht und ist mit einer Radscheibe 52 fest zu einem Rad verbunden. Der innere Umfangsteil 53 des Reifens enthält eine Gummimasse mit einer Shorehärte von 60 und ist an der Radscheibe 52 mittels eines anliegenden Ringes 54 aus Gummimasse mit einer Shorehärte von 650 und eines zweiten, am Umfang der Radscheibe anliegenden Ringes 55 aus Gummimasse mit einer Shorehärte von 850 befestigt. Durch die in Richtung auf der Radscheibe zunehmende Härte der Gummischichten entsteht eine sehr widerstandsfähige Verbindung zwischen dem Reifen und der Radscheibe.
Der Reifen 51 wird in ähnlicher Weise wie der in den Fig. 9 und 10 gezeigte Reifen 43 hergestellt.
Seine Karkasse 56 wird aus zwei Schichten 57 und 58 aus gummiertem, parallelfädigem Cordseidenstoff zusammengesetzt, wonach wie beim vorhergehenden Beispiel diese Schichten über einen unvulkanisierten Innenschlauch 59 geklappt werden, wobei im unteren Seitenwandbereich ein nicht dargestelltes Aufpumpventil angeordnet wird. Ein Wulstdraht wird nicht verwendet. Hierauf werden die Ringe 54 und 55
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und die Radscheibe 52 mit der zusammengesetzten Karkasse vereinigt und in einer Form vulkanisiert, um ein luftbereiftes Rad in der in Fig. 12 dargestellten, abgeplatteten Form zu erhalten.
Bei allen beschriebenen Rädern nach der Erfindung ist die maximale Breite der am Umfang der Rad-
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aufgepumpten Zustand sehr kleinen Innenraum aufweist. Die Breite der Felge und des Reifens beträgt in diesem Zustand etwa 1/4 - 1/3 der maximalen Breite des auf den vorgeschriebenen Betriebsdruck aufge- pumpten und unbelasteten Reifens.
Wenn am Reifen oder im Schlauch eines Fahrzeugrades ein Schaden auftritt, dann kann die Fahr- zeugachse mit einer Winde oder einem Wagenheber aufgebockt und der beschädigte Reifen samt dem
Rad abgenommen und durch ein gemäss der Erfindung ausgebildetes luftbereiftes Reserverad ersetzt wer- den.
Fig. 13 zeigt, wie ein erfindungsgemässes Rad verwendet werden kann, ohne den beschädigten Rei- fen 60 mit der Radscheibe 61 abzunehmen. Die Radmuttern werden hiezu abgenommen und durch Ab- standshülsen 64 ersetzt, wonach ein Reserverad 62,63 gemäss der Erfindung mittels der Hülsen 64 koaxial mit dem Rad 60, 61 an diesem festgespannt werden kann. Die Hülsen 64 sind mit Gewinden 65 zum Auf- schrauben der Hülsen auf die Gewinde der Radbolzen 66 und zum Einschrauben von Bolzen 67 versehen, die durch Löcher 68 in die Radscheibe 62 reichen und dieses Rad an den Hülsen 64 festspannen. An der
Radscheibe 62 ist ein Passring 69 vorgesehen, der mit der Felge 70 des Rades 61 zusammenwirkt und die
Steifigkeit der vereinigten Radgruppe erhöht.
Durch diese Anordnung kann der beschädigte Reifen 60 mit seiner Radscheibe 61 am Fahrzeug belassen werden, wobei die Belastung vorübergehend durch das erfin- dungsgemässe Reifenrad aufgenommen wird.
Fig. 14 zeigt ein Reserverad 71 gemäss der Erfindung, das in einer gegenüber der erläuterten Art ab- geänderten Weise an einem nicht dargestellten Fahrzeugrad befestigt werden kann. Das Rad 71 ist mit zwei Löchern 72 versehen, die über zwei der Radbolzen 73 des am Fahrzeug befindlichen Rades passen, und weist ausserdem zwei grössere Löcher 74 auf, die über die andern Radbolzen 75 samt deren Muttern 76 passen.
Beim Aufsetzen des Reserverades 71 werden zunächst die Radmuttern 77 von den beiden Bolzen 73 abgenommen und sodann wird das Ersatzrad angelegt, wobei die Löcher 72 und 74 die Bolzen 73 bzw. die
Muttern 76 aufnehmen. Hernach werden die Muttern 77 wieder aufgeschraubt und anschliessend werden die Muttern 76 durch die grösseren Löcher 74 abgenommen.
Fig. 15 zeigt, wie das Rad an den Bolzen 75 (und gegebenenfalls auch an den Bolzen 73) befestigt werden kann ; dazu wird eine Unterlagsscheibe 78 vorgesehen, die einen Ansatz 78a trägt, der in das Loch
74 passt. Das Ersatzrad 71 wird an dem am Fahrzeug befindlichen Rad, von dem in Fig. 15 nur ein Teil
79 angedeutet ist, mittels der auf der Unterlagsscheibe 78 aufliegenden Originalmutter 76 befestigt.
Statt der Unterlagsscheiben 78 kann auch eine in Fig. 16 dargestellte Flanschmutter 80 verwendet werden. Die Mutter 80 hat einen zylindrischen Teil 81, der in das Loch 74 des Rades 71 hineinpasst, und einen Ringflansch 82.
Der Reifen des erfindungsgemässen Rades kann bei geeigneter Ausbildung im Bedarfsfall auch auf eine übliche Radscheibe als Ersatz für einen beschädigten Reifen aufgesetzt werden. Zur Verwendung auf einer üblichen Radscheibe muss entweder der Reifen mit einem Innenschlauch versehen werden oder es muss eine gemäss Fig. 17 ausgebildete Reifenkonstruktion verwendet werden. Der Reifen 83 nach Fig. 17 ist in seinem Aufbau ähnlich dem in Fig. 1 - 3 dargestellten Reifen, ist aber mit einer Gummiwand 84 versehen, die mit den beiden Wulstteile 85 und 86 des Reifens verbunden ist. An dieser Gummiwand 84 ist ein nicht dargestelltes Aufpumpventil befestigt.
Bei jeder der erfindungsgemässen Radbauweisen, mit einen offenen Boden aufweisendem Reifen, kann dieser ohne Wulstdrähte und mit einer Karkasseverstärkung nach der brit. Patentschrift Nr. 786, 162 ausgebildet werden. Die Karkasseverstärkung bewirkt, dass beim Aufpumpen des Reifens dessen Wülste in feste Berührung mit der Felge der zugeordneten Radscheibe gepresst werden, wodurch Wulstdrähte entbehrlich werden.
EinReifen des Rades gemäss der Erfindung kann entweder vollkommen unverstärkt sein und aus einem Material hergestellt werden, das genügend fest ist, um dem Aufpumpdruck und einer übermässigen Dehnung beim Aufpumpen zu widerstehen, oder er kann teilweise verstärkt sein, wobei der miverstärkte Teil wie vorstehend beschrieben ausgeführt ist.
Ein solcher Luftreifen kann aus vulkanisiertem natürlichem oder synthetischem Gummi oder aus einem vulkanisierten Gemisch aus Naturgummi mit Phenolharz bestehen und kann durch Cordfäden aus Textilmaterial oder durch Drähte aus praktisch dehnfestem Material, z. B. Stahldraht, verstärkt sein.
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