DE69305627T2 - Luftreifen mit mehreren unabhaengigen, verstellbaren und verstaerkten sektoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Reifen, der aus mehreren, pneumatischen Sektoren gebildet ist, die auf derselben Felge angebracht sind und in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, wobei jeder Sektor aufgepumpt und in einer solchen Weise entfernbar ist, daß er mühelos ausgetauscht werden kann, falls er beschädigt sein sollte. Die Erfindung betrifft in gleicher Weise die Anordnung aus einem Reifen nit einer Montagefelge, die an die Sektoren des genannten Reifens angepaßt ist.
• Wenn auch alle Arten von Reifen betroffen sein können, ist es doch bekannt, daß es die Reifen für Baumaschinen sind, die in den Bergwerken mit Tage- oder Untertagebetrieb sowie auf Bauplätzen jener Art fahren, die vom Boden her zahlreichen Angriffen ausgesetzt sind. Sie müssen demnach mehr als jeder andere Reifen in zahlreichen Fällen, bevor sie in geeigneter Weise benutzt werden können, häufig demontiert, repariert und wieder montiert werden, soweit sie nicht als Ausschuß eingestuft und weggeworfen werden. Die Abmessungen der betreffenden Reifen sind die größten, und weil sie regelmäßig im Lauf der Zeit zunehmen, werden die Probleme noch erschwert: die Demontagen, Reparaturen und erneuten Montagen erfordern zunehmend sperrigere und teurere Mittel.
• Außerdem benötigen solche Reifen für ihre Herstellung Mittel, die gigantisch werden, was ihren Aufbau, die Vulkanisierung oder den Transport angeht, während die notwendigen Lagerflächen übergroß werden. Hinsichtlich der Vergrößerung existierender und von den Konstrukteuren und Benutzern von Baumaschinen gewünschten Abmessungen liegt ein anderes Problem vor: das des Transports solcher Reifen.
• Das Prinzip, einen Reifen herzustellen, der aus mehreren aufpumpbaren, voneinander unabhängigen, einzeln von der Felge abnehmbaren Sektoren herzustellen, ist weitläufig im Stand der Technik bekannt und man kann die amerikanischen Patente US-A-1 233 853, US-A-1 311 806, US-A-1 322 685 oder US-A-4 153 094 nennen. Diese Dokumente, die größtenteils schon alt sind, betreffen entweder geschlossene pneumatische Sektoren oder Systeme, die es diesen Sektoren gestatten, dicht zu sein. Das Patent US 4 153 094 beschreibt insbesondere ein Ankoppelungssystem, bei dem ein kreisförmiger Kern den kreisförmigen Wulst eines pneumatischen Sektors verstärkt. Dieser Kern ist längs seines Umfanges von Löchern durchbohrt und der Sektor wird dann durch Verschraubung an einer Platte angebracht, die ihrerseits an einer flachen Felge befestigt wird.
• Das französische Patent FR-A-380 768 zeigt einen Reifen mit pneumatischen Sektoren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Die Erfindung spricht auf eine doppelte Sorge an. Als erstes müssen die entfernbaren, aufpumpbaren Sektoren gegenüber den Angriffen vom Boden isoliert oder über ihre Gesamtheit genommen beständig sein. In der Wirkung befinden sich während des Abrollens mehrere Sektoren gleichzeitig unter Last und in Berührung mit dem Boden: eine gewisse Kohäsion zwischen den Sektoren ist notwendig, damit die Kräfte auf alle betroffenen Sektoren aufgeteilt werden. An zweiter Stelle müssen die entfernbaren Sektoren eine solche Struktur haben, daß ihr Ein- und Ausbau an der Feige leicht und rasch erfolgt.
• Somit ist erfindungsgemäß der Reifen, der aus mehreren pneumatischen Sektoren gebildet ist, die aufpumpbar, entfernbar und in Umfangsrichtung nebeneinanderliegend sind, wenn sie auf einer geeigneten Feige mit kreisförmig durchgehender Basis montiert sind, wobei jeder Sektor mit einer Höhe über der Felge (H), einer Meridianbreite (B) und einer Umfangsbreite (D) eine Lauffläche aufweist, die mit vier Seiten vereint ist, wobei zwei dieser Seiten in Umfangsrichtung neben den Seiten der benachbarten Sektoren liegen und die anderen beiden die Seiten des Reifens bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten jeweils durch Mendianwülste beendet sind, die nicht in Verbindung mit der Montagefelge stehen und durch Meridiankerne verstärkt sind, und durch Umfangswülste, die die Montage der Sektoren auf der Feige sicherstellen und durch Umfangskerne verstärkt sind, die mit den Meridiankernen verbunden sind und an denen mindestens ein Verstärkungsmantel aus undehnbaren Drähten oder Seilen verankert ist, wobei dieser Mantel am Scheitel des Sektors radial neben mindestens einem Verstärkungsmantel der Lauffläche angeordnet ist.
• Der Verstärkungsmantel kann aus mindestens einer Einlage aus radialen Drähten oder Seilen gebildet sein, d.h. in den Ebenen, die die Drehachse des Reifens enthalten. Er kann auch vorteilhafterweise aus mindestens zwei Einlagen aus Drähten oder Seilen gebildet sein, die zueinander in jeder Einlage parallel sind, und von der einen Einlage zur folgenden einander kreuzen.
• Unter einer radial nebeneinanderliegenden Anordnung ist zu verstehen, daß der Verstärkungsmantel der Lauffläche entweder radial auf dem Verstärkungsmantel oder radial unter dem Verstärkungsmantel angeordnet sein kann.
• Der Verstärkungsmantel ist an Umfangskernen verankert, die Montagekerne genannt sind: durch den Ausdruck "verankert" soll verdeutlicht werden, daß er um diese Umfangskerne unter Bildung von Umkehrungen herumgeschlagen werden kann, wie dies an sich bekannt ist, aber er kann mit diesen Umfangskernen auch durch andere Mittel verbunden sein, und insbesondere vorteilhafterweise mittels einer oder mehrerer zusätzlichen bzw. zusätzlicher Verstärkungseinlage(n), die um die Umfangskerne herumgeschlungen ist bzw. sind und zwischen deren Rändern die Ränder der radialen Einlage eingelegt sind.
• Bevorzugt sind die zusätzlichen Verstärkungseinlagen aus Drähten oder Seilen gebildet, die mit der Umfangsrichtung des Reifens einen geringen Winkel bilden, der zwischen 30º und 60º liegt.
• Im Fall eines radial genannten Verstärkungsmantels kann er vorteilhafterweise aus einem einheitlichen Draht oder Seil gebildet werden, das man um die beiden Umfangskerne jeweils herumgelegt hat, was es vorteilhafterweise gestattet, alle Verschlechterungen infolge von Scherkräften zwischen den Einlagen zu vermeiden, während man gleichzeitig eine hervorragende Verankerung sicherstellt.
• In einer Radialebene gesehen, weist das Meridianprofil des Verstärkungsmantels zusammen mit dem Meridianprofil des Verstärkungsmantels der Lauffläche zwei Schnittpunkte auf, die symmetrisch beiderseits der Äquatorialebene gelegen sind. Es ist vorteilhaft, daß diese Schnittpunkte den axialen Enden des Verstärkungsmantels entsprechen und daß das Meridianprofil des Verstärkungsmantels in diesen Punkten Tangenten hat, die mit der Drehachse der pneumatischen Anordnung folgende Winkel (∅A) einschließt:
• RA² - RE²/2RA tg ∅ = λ,
• wenn der Sektor auf der Felge montiert ist und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpt ist, wobei
• RA der Radius der Schnittpunkte (A) zwischem dem Meridianprofil des Verstärkungsprofils und dem Meridianprofil des Verstärkungsprofils der Lauffläche ist,
• RE der Radius des Punktes E des Meridianprofils des Verstärkungsmantels ist, der axial von der Äquatorialebene der pneumatischen Anordnung am weitesten entfernt ist, und λ die axial gemessene Breite des Verstärkungsmantels der Lauffläche ist. Es ist nun besonders vorteilhaft, damit das Meridianprofil möglichst stabil bleibt, daß der Verstärkungsmantel im Bereich des Scheitels des Sektors radial über dem Verstärkungsmantel der Lauffläche angeordnet ist, ein Verstärkungsmantel, der eine erhöhte radiale Biegesteifigkeit hat. Man muß unter der Meridian-Biegesteifigkeit dann, wenn F die Kraft ist, die notwendig ist, um die Biegung (e) eines eingebauten Verstärkungsmantels mit einer Einheits-Umfangslänge und einer axialen Breite L zu erhaten, das Verhältnis F/e/L vorstehen. Diese Meridian-Biegesteifigkeit wird erhöht genannt, wenn sie mindestens gleich 350 daN pro mm Umfangslänge beträgt.
• Der Verstärkungsmantel der Lauffläche kann von einer oder mehreren Verstärkungsschichten gebildet sein, die aus Einlagen aus Drähten oder Seilen oder Lamellen aus Textil-, Kunststoff- oder Metallmaterial gebildet sind, die bezüglich der Umfangsrichtung der Anordnung von Sektoren in keinem Winkel, rechten Winkeln, spitzen Winkeln, gleichen oder unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet sind, wobei die Anzahl dieser gummierten Einlagen eine Funktion des Widerstands des -so gebildeten Mantels ist. Es kann sich auch um Platten aus Kunststoff-Verbundmaterial handeln, d.h. mit einer Kunststoffschicht, in die kurze oder lange Fasern eingeschlossen sind. Die Platten können auch aus unarmiertem Kunststoff alleine gebildet sein oder aus Metall und können allein oder als Ergänzung für übliche Einlagen aus Drähten oder Seilen benutzt werden.
• Die beiden Meridiankerne, die die Meridianwülste verstärken, sind Kerne, die sich in den Meridian- oder Radialebenen des Reifens befinden, der durch die benachbarten Sektoren gebildet ist, wobei die genannten Meridian- oder Radialebenen Ebenen sind, die die Drehachse des Reifens enthalten, und wobei die beiden Umfangskerne in Ebenen liegen, die parallel zur Äquatorialebene und senkrecht zur Drehachse des Reifens verlaufen, der durch die Sektoren gebildet ist. Die Meridiankerne und die Umfangskerne sind voneinander nicht unabhängig, sondern sind untereinander verbunden.
• Die in Umfangsrichtung einander benachbarten Seiten der Sektoren oder die Seiten zwischen den Sektoren können aus einem einfachen Vulkanisat gebildet sein. Bevorzugt werden sie durch einen Karkassenmantel mit mindestens einer Einlage aus undehnbaren Fäden oder Seilen verstärkt, einer Einlage, deren Ränder an den Meridiankernen verankert sein werden.
• Dieser Karkassenmantel ist ein Mantel, dessen undehnbare Drähte oder Seile einem Verlauf gemäß einem vorbestimmten Profil folgen, das sich von dem einen Meridiankern zum in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Meridiankern erstreckt. Die Anordnung aus Drähten oder Seilen kann die Oberfläche gänzlich abdecken, die keine Rotationsfläche ist und zwischen den Meridiankernen und den Umfangskernen liegt. Der Karkassenmantel kann aber auch nur ein Teilmantel sein, wobei die Drähte oder Seile lediglich eine Oberfläche abdekken, die zwischen den Meridiankernen und zwei Ebenen liegt, die parallel zur Äquatorialebene des Reifens verlaufen, mit gleichem Abstand von der genannten Äquatorialebene und näher an der genannten Ebene als die Ebenen, die die Umfangskerne enthalten. Diese beiden, oben genannten Ebenen werden vorteilhafterweise die beiden Ebenen sein, die die axiale Breite der Verstärkungsschicht oder -schichten der Lauffläche festlegen.
• Der Karkassenmantel kann aus zwei Einlagen gebildet sein, deren Drähte oder Seile von der einen Einlage zur folgenden unter Bildung eines Winkels gekreuzt sind, der höchstens gleich 450 in bezug auf die Äquatorialebene des Reifens beträgt, und in der Meridianebene, die in Umfangsrichtung einen Sektor in zwei identische Teile unterteilt. Er ist vorteilhafterweise aus einer einzigen Einlage gebildet, deren Drähte oder Seile dann in Ebenen enthalten sind, die senkrecht zu den beiden Meridiankernen des Sektors stehen. Die Drähte oder Seile, die diesen Mantel bilden, sind rund um die Meridiankerne derartig herumgeschlagen, daß sie bevorzugt einen Aufschlag mit konstanter Höhe bilden.
• Die so verstärkten Sektoren des Reifens können einzeln mit Hilfe einzelner und geeigneter Luftkammern aufgepumpt werden, die in der Zahl gleich der der Sektoren sind, oder können auch in ihrer Gesamtheit mit oder ohne Luftkammer aufgepumpt werden; im letztgenannten Fall haben wir die Anwesenheit einer Sektorenanordnung, die "kammerlos" genannt ist, wobei jeder Sektor demnach innen mit einer Vulkanisatschicht abgedeckt ist, die die Eigenschaft aufweist, gegenüber dem Aufpumpgas des Reifens undurchlässig zu sein.
• Im Fall, in dem die Sektorengruppe auf den Betriebsdruck mittels einer einzigen Luftkammer aufgepumpt wird, kann diese letztgenannte in einfacher Weise torusförmig sein, oder demnach eine Kammer, die in Meridianrichtung durch eine Verstärkung in Form eines Drahtes, Seiles, Kernes oder einer schmalen Einlage an mehreren, in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen verteilten Stellen festgeklammert ist. Eine solche einzige Luftkammer kann in Umfangsrichtung durchgehend sein, sie kann aber auch nicht durchgehend sein, d.h. zwei geschlossene Enden aufweisen.
• Wenn man (Fig. 2a) Rs den Abstand nennt, der die Drehachse des Reifens, der durch die Sektoren gebildet ist, vom Punkt des Verstärkungsmantels eines Sektors trennt, der von der genannten Achse am weitesten entfernt ist, und Rm den Abstand, der dieselbe Drehachse vom Punkt eines Meridiankernes trennt, der am weitesten von der genannten Achse entfernt ist, dann wird im Fall der Benutzung für das Aufpumpen auf den Betriebsdruck einer Luftkammer die Differenz Rs - Rm bevorzugt zwischen 0,1 (Rs - Rc) und 0,5 (Rs - Rc) liegen, und mindestens bei gleich 0,2 (Rs - Rc) in dem Fall liegen, in dem die Anordnung von Sektoren ohne Luftkammer aufgepumpt ist, wobei Rc der Radius der Umfangskerne des Sektors ist. Diese Varianten gestatten in vorteilhafter Weise ein gutes, kontinuierliches Abrollen der Sektoren und vermeiden jede Verschlechterung der einzelnen Luftkammern im ersten Fall, wobei sie die Abdichtung der Sektoren im zweiten Fall gestatten, und wobei die gegenüberliegenden Meridiankerne zweier benachbarter Sektoren zu den Dicken des naheliegenden Gummis hinzugefügt werden. In dem Fall der aufpumpbaren Anordnung ohne Luftkammer stehen die jeweiligen Meridianseiten zweier benachbarter Sektoren an der Verbindung der beiden Sektoren über eine bedeutende Höhe (h) in Berührung, die mindestens gleich 0,3 (Rs - Rc) ist, wobei diese Höhe (h), gemessen senkrecht zum Meridianabschnitt des Kernes, im wesentlichen bei den Meridianseiten der Sektoren konstant ist.
• Die Meridiankerne sind vorteilhafterweise unter Zugkräften undehnbar und weisen eine nur geringe Biegestarrheit in ihren Ebenen auf, d.h. in Anwesenheit eines Biegemoments, das in ihren Ebenen ausgeübt wird.
• Diese geringe Starrheit gestattet Änderungen der Krümmung von Meridiankernen bei Kernen, ohne innere Dehn- und Druckspannungen zu erzeugen, die unheilvoll für die genannten Kerne sind, die bevorzugt aus einer Anordnung von miteinander verflochtenen Drähten oder Seilen gebildet sind oder durch Aufrollen eines Drahtes oder Seiles erhalten sind, um mehrere Windungen zu bilden. Was die Umfangskerne angeht, so sind sie bevorzugt undehnbar und weisen eine hohe Biegesteifigkeit auf. Diese Umfangskerne können aus Stahlstäben, Stahlrohren oder Stahlbändern gebildet sein, wobei die Umfangsenden gekrümmt oder auf sich selbst umgeschlagen sein können.
• Zwei Meridiankerne und zwei Umfangskerne können einen einzigen einheitlichen Kern bilden. Ein solcher Kern wird beispielsweise durch Verflechten von Drähten oder Seilen auf Abschnitten von Rohren, Stäben oder Bändern erreicht, um die Umfangsabschnitte zu bilden, und das Geflecht allein, um die Meridianabschnitte zu bilden. Er kann auch durch Zusammenbau mehrerer Draht- oder Seilwindungen und das Durchführen im Inneren von Rohrabschnitten erhalten werden, oder durch den Zusammenbau mit Umfangsstäben oder -bändern sowie die Einspannung durch Reifen bzw Ringe.
• In bevorzugter Weise werden die Umfangskerne mit der Montagefelge fest durch geeignete, andere Mittel als die Felge und die Wülste verbunden.
• Damit die Verbindung zwischen zwei benachbarten Sektoren eine gute Beständigkeit gegenüber dem Eindringen von Kieselsteinen oder verschiedenen Gegenständen sowie gegenüber den Folgen einer solchen Eindringung bietet, um die Abdichtung der Anordnung zu fördern, ist es vorteilhaft, daß die Seiten jeweils zweier benachbarter Sektoren, die einander zugewandt sind, an der einen mit einer Rille versehen sind, die an der genannten Seite entweder einen kontinuierlichen, gekrümmten Verlauf oder bevorzugt einen gewellten Verlauf aufweist, und an der anderen mit einem entsprechenden Vorsprung derart, daß sich dieser in die der Rille zugewandten Seite einpaßt.
• Die Verbindung, die Haftung zwischen zwei benachbarten Sektoren kann vorzugsweise dadurch verbessert werden, daß man auf der Meridianfläche des einen der benachbarten Sektoren eine Schicht aus einer selbstvulkanisierenden Gummimischung aufbringt, d.h. die bei Umgebungstemperatur vulkanisierbar ist, und zwar mit einer geringen Dicke, die mindestens gleich 2 mm beträgt. Um leichter einen Sektor von seinem unmittelbaren Nachbarn abtrennen zu können, wird diese Schicht vorteilhafterweise durch einen Stahldraht verstärkt, der spiralig in der Ebene der Schicht angeordnet ist, wobei ein Ende sichtbar ist, was es durch Zug am genannt Draht gestattet, die Mischungs-Übergangsschicht gemäß dem Prinzip auseinanderzureißen, das in der französischen Anmeldung FR-A-2 676 679 beschrieben ist.
• Die so benutzte Mischung aus Kautschukschicht kann die gesamte Meridianseite des Sektors abdecken oder auch nur einen Teil dieser Seite und insbesondere die Meridianseite, bei der entweder der Vorsprung oder die Rille auf der Seite eines Sektors vorliegt.
• Die so ausgebildeten Sektoren werden auf einer einzigen, einstückigen Felge montiert. Um die Handhabung der Sektoren zu erleichtern und insbesondere ihre Montage und Demontage zu erleichtern, hat die Montagefelge Randleisten, die sich entweder radial nach innen in Richtung der Drehachse oder radial nach außen erstrecken. Im ersten Fall sind die Randleisten in Umfangsrichtung durch die Anwesenheit von Aussparungen unterbrochen, die das Einsetzen der Wülste gestatten, die rund um die Umfangskerne gebildet sind, wobei sich die Kerne axial am Inneren der Randleisten der Felge anlegen.
• Bevorzugt und in bekannter Weise haben die Randleisten der Felge abgerundete Außenkonturen, und zwar derart, daß der Karkassenmantel und die zusätzlichen Einlagen sich gegen die Randleiste anlegen, ohne eine Spannungskonzentration zu erzeugen.
• Im zweiten Fall, d.h. im Fall der Benutzung einer Felge mit Randleisten, die radial nach außen umgeschlagen sind, können sich zwei Möglichkeiten bieten. Die erste betrifft die Benutzung einer Felge, die den mit den Randleisten eingeräumten Normen entspricht, deren abgerundete Scheitel sich im allgemeinen axial an der Außenseite der vertikalen Wände der Randleisten befinden. Die Montage der Umfangswülste eines Sektors findet dann durch starre Befestigung statt. Die zweite Möglichkeit betrifft die Benutzung einer Felge mit Randleisten, die Scheitel aufweisen, deren Enden axial nach innen umgeschlagen sind, wobei diese Scheitel somit Aufnahmerillensitze der Felge bieten, für die Montage von Wülsten eines jeden Sektors mit angepaßter Form.
• Die Merkmale, Vorzüge und Ausführungsweisen der vorliegenden Erfindung werden sich noch deutlicher aus der Beschreibung ergeben, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung vorgelegt ist, in welcher:
• - Fig. 1 die rollende Anordnung darstellt, die von pneumatischen Sektoren gebildet ist, die auf einer Felge angebracht sind,
• - Fig. 2a im Schnitt längs Linie Y-Y in Fig. 1 einen der Sektoren darstellt, der den Reifen bildet, mit Wülsten, die mit einem einzigen Kern ausgestattet sind.
• - Fig. 2b stellt im Schnitt längs Linie X-X in Fig. 2a einen der Sektoren des Reifens dar, der noch nicht auf der Felge montiert ist.
• - Fig. 3a stellt im Schnitt längs Linie Y-Y in Fig. 1 Sektoren dar, die den Reifen bilden, mit Kern-Umfangsabschnitten in Form von "Krampen", die eine feste Anbringung an der Felge gestatten.
• - Fig. 3b zeigt im Schnitt längs Linie XX in Fig. 3a einen der pneumatischen Sektoren, der nicht auf der Felge angebracht ist.
• - Fig. 4 stellt eine Variante des Wulstes eines Sektors (3) dar, der auf einer Felge montiert ist, deren Randleisten axial nach innen gerundet sind.
• - Fig. 5a stellt, gesehen in der Äquatorialebene des Reifens, zwei in Umfangsrichtung benachbarte Sektoren dar, mit Seiten, mit Rillen und Vorsprüngen.
• - Fig. 5b stellt dieselbe Variante dar, gesehen auf einer Seite des Sektors.
• - Fig. 6 stellt eine Montagefelge dar, die dazu bestimmt ist, die Sektorenanordnung gemäß den Fig. 2a und 2b aufzunehmen.
• - Fig. 7a stellt sehr schematisch eine Aufbautrommel dar, die zur Herstellung eines Sektors bestimmt ist.
• - Fig. 7b ist eine Ansicht der Fig. 7a in der Schnittebene AA.
• - Fig. 8 stellte eine einzelne Luftkammer dar, die dazu bestimmt ist, im Inneren eines jeden Sektors eingesetzt zu werden.
• In Fig. 1 ist ein Rad (R) gezeigt, das mit einer Felge (J) versehen ist, auf welcher 18 in Umfangsrichtung benachbarte Sektoren (5) montiert sind, um einen Reifen mit der Abmessung 18.00 R33 zu bilden, einen Reifen, der üblicherweise zum Fahren von Lastwagen für das Bauwesen benutzt wird. Diese Sektoren (S) sind voneinander unabhängig getrennt aufpumpbar, wobei die Anzahl von Luftkammern gleich ist der Anzahl von Sektoren, und individuell ein- und ausbaubar.
• In einer ersten Variante der Erfindung weist jeder Sektor (S) (Fig. 2a und 2b) mit einer Höhe über der Felge (H), einer Meridianbreite (B) und einer Umfangslänge (C) einen einzigen Kern (1) auf, der aus der Verbindung zweier Umfangskerne (10) und zweier Meridiankerne (11) resultiert. Die Umfangskerne (10) sind aus Stahlrohren gebildet, die an ihren Ende (12) umgebogen sind und in denen mehrere Stahldrähte angeordnet sind, wobei jeder Draht von einer Vulkanisatschicht umhüllt ist und diese Anordnung "Paket" genannt ist.
• Die Stahlrohre haben eine Umfangslänge (l), die höchstens gleich ist dem Umfangsabstand (l'), der die beiden jeweiligen Wände von Aussparungen (33) trennt, die in der Felge (J) zur Montage der Sektoren 5 ausgebildet sind (Fig. 6). Die Stahldrähte sind verlängert, um die Meridiankerne (11) zu bilden, die weniger starr sind als die Umfangsabschnitte.
• Die Meridiankerne (11) des Kerns (1) dienen zur Verankerung einer Einlage (5) aus undehnbaren Rayon-Textilseilen. Diese Seile bzw. Zwirne liegen in Ebenen senkrecht zu den beiden Meridianabschnitten (11) des Kerns (1).
• Die Verankerung der Einlage (5) wird durch Umschlagen der genannten Einlage rund um Abschnitte (11) gebildet, indem man Aufschläge (51) bildet. Radial innerhalb der Einlage (5) befindet sich die Verstärkungseinlage (4) aus undehnbaren Stahlseilen, die unter einer Kraft, die 10% der Bruchlast beträgt, eine relative Längung von höchstens gleich 0,2% aufweisen. Diese Einlage (4) hat eine Breite (L), gemessen auf der Höhe der Abschnitte (10) des Kerns (1), die gleich ist 131,7 mm sowie (l). Die beschriebene Variante zeigt Ränder (41) der Einlage (4), die nicht um die Umfangsabschnitte (10) herumgeschlagen sind, sondern durch Oberflächenhaftung mit Hilfe der zusätzlichen Einlage (7) aus Stahlseilen, die rund um die Abschnitte (10) derart herumgeschlagen sind, daß zwei Aufschläge (70) und (71) vorliegen, zwischen denen die Ränder (41) der Einlage (4) eingesetzt sind. Die Metallseile der Einlage (7) sind unter einem Winkel von 450 bezüglich der Umfangsrichtung des Reifens geneigt, der von den Sektoren (5) gebildet ist.
• Ein Verstärkungsmantel oder Scheitelmantel (8), der aus zwei Einlagen aus undehnbaren Metaliseilen zusammengesetzt ist, d.h. Metailseilen, die unter 10% ihrer Bruchlast eine Längung von höchstens gleich 0,2% aufweisen, sowie aus einer gleichförmigen Stahlplatte mit einer Dicke von 2 mm, stellt die Anordnung der Verstärkungen fertig. Die Metalldrähte weisen zur Umfangsrichtung Winkel von 450 auf und sind mit einer Kalandrierungsmischung mit einem hohen Elastizitäts-Dehnungsmodul umhüllt. Dieser Verstärkungsmantel (8) weist eine Meridian-Biegesteifigkeit auf, die gleich 420 daN pro mm Umfangslänge beträgt.
• Die Anordnung der Mäntel (4, 5, 7, 8) ist mit einer Lauffläche (2) abgedeckt, die Rillen (9) aufweist, mit dem Gummi der Seiten (40) und (50) und mit dem Gummi, der die Wülste (6) schützt.
• Auf der rechten Seite der Fig. 2a bildet vereinfacht am Schnittpunkt A zwischen dem Meridianprofil des Verstärkungsmantels (8) mit einer axialen Breite λ und dem Verstärkungsmantel (4) die Tangente (T) zum Meridianprofil des Mantels (4) mit einer Parallele zur Drehachse der Anordnung, die durch A hindurchläuft, einen Winkel (∅A) wie folgt:
• RA² - RE²/2RA tg ∅ = λ,
• wobei RA und RE, wie in Fig. 2a gezeigt, der Radius des Punktes (A) bzw. des Punktes (E) des Verstärkungsmantels (4) ist, der axial von dem Verlauf der Äquatorialebene (XX') am weitesten entfernt ist.
• Die Felge (J) zur Montage der Sektoren (5) der ersten Variante, wie sie oben beschrieben und in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist, weist schematisch (Fig. 6) eine Scheibe (D), einen Felgenboden (30), Sitze (31) und Randleisten (32) auf, wobei diese Randleisten (32) die Eigenart besitzen, in Umfangsrichtung nicht durchgehend zu sein. Die Aussparungen (33) weisen die folgenden Abmessungen auf: die Tiefe (a) ist gleich der axialen Breite der Randleiste der Felge und 50 mm, das sei im wesentlichen 0,06 d, wobei d der Durchmesser des Sitzes der Felge ist; die Umfangsbreite (b) ist gleich 28 mm, das sei im wesentlichen 0,035 d; die Höhe (h) einer Randleiste der Felge ist 50 mm.
• Durch Vergleich mit einer Anordnung, die aus dem Reifen und einer Felge mit Randleisten gebildet ist, die gegen die Drehachse des Reifens gerichtet sind, können wir darlegen, daß wir einen Sektor mit umgekehrter Verhakung aufweisen, wobei die Umfangswülste des Sektors (5), die durch die Kerne (10) verstärkt sind, sich gegen die Sitze (31) der Felge (J) radial von innen her anlegen.
• Der pneumatische Sektor (S), der in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist, unterscheidet sich nicht grundsätzlich von dem, der in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist, mit Ausnahme der Ausbildung der Kerne, die die Wülste des Sektors verstärken. Die Umfangskerne (10) sind aus vermessingten Stahlbändern (101) oder Stahlrohren gebildet, die radial auf sich selbst nach innen umgeschlagen sind, wobei die Umschläge (102) ihrerseits derart abgewinkelt sind, daß die Bänder mit geraden, zylindrischen Abschnitten (103) enden.
• Diese Abschnitte (103) sind mit Gewinde versehen und gestatten die feste Anbringung an der Montagefelge der Sektoren (S) mittels Schraubenmuttern (34).
• Was die Felge (J) angeht, die dazu bestimmt ist, die Sektoren (S) der zweiten Variante aufzunehmen, wie sie oben beschrieben und in Fig. 3a und 3b gezeigt sind, so verlaufen die Randleisten (32) radial vom Boden der Felge (30) und von den Sitzen (31) nach außen (Fig. 3a), d.h. wie für eine normale Felge. Die Sitze (31) sind indessen von Öffnungen (33) durchsetzt, die für den Durchlaß der Gewindestangen (103) bestimmt sind, die den Umfangskernen (10) oder "Krampen" entsprechen. Die Schraubenmuttern (34) gestatten die feste Anbringung, während sie gleichzeitig einfach sind.
• Die dritte Variante, die in Fig. 4 gezeigt ist, unterscheidet sich von den vorangehenden durch das Ankoppelungssystem an die Felge (J) und durch die Felge (J) selbst. Das Ankoppelungssystem weist einen Kern (1) auf, der die Umfangsabschnitte (10) und die Meridianabschnitte (11) aufweist. An den Umfangsabschnitten (10) sind zwei Kernteile (10') angefügt, die kreisförmig sind und an den Umfangsteilen (10) durch Reifen bzw. Ringe (10") befestigt gehalten sind. Rund um dieses System ist der Verstärkungsmantel (4) herumgeschlagen, um Aufschläge (41) zu bilden. Ein solches Ankoppelungssystem gestattet das Einpassen der Wülste (6) in die Ankoppelungsrille (R) der Feige (J), die einerseits durch die Sitze (31) der Feige und durch die axial nach innen (d.h. zur Achse XX' hin) abgerundeten Randleisten (32) gebildet ist.
• In Fig. 5a sieht man die beiden Seiten (50) der beiden benachbarten Sektoren (5), die einander zugewandt sind. Die eine ist mit einer Rille (52) versehen, deren Verlauf in der Draufsicht auf die Seite (Fig. 5b) eine sinusartige Kurve ist, deren mittlere Achse (ZZ) gekrümmt ist. Die andere ist mit einem Vorsprung (53) versehen, der denselben Verlauf auf der Seite aufweist wie die Rille (52) auf jener Seite, die ihr zugewandt ist, und dessen Abmessungen so sind, daß der genannte Vorsprung (53) vollkommen und mühelos in die Rille (52) hineinpaßt. Auch wenn die Rille und der Vorsprung nur im oberen Teil der die Schnittstelle bildenden Seiten dargestellt sind, ist es doch offensichtlich, daß die Rille und der Vorsprung auch zu den seitlichen Teilen dieser Seiten hin verlängert sein können.
• Fig. 7a zeigt sehr schematisch eine Aufbautrommel (T), die für die Herstellung eines Sektors (5) bestimmt ist, der mit einem einzigen Kern (1) versehen ist. Diese zylindrische Trommel hat die Besonderheit, mit Vertiefungen (G) ausgestattet zu sein, die zum Einlegen und Einspannen der Kerne (1) auf der Trommel bestimmt sind, die nicht kreisförmig ist, aber eine Ausbildung aufweisen, die an die des Kernes (1) des Sektors (S) angepaßt ist. Diese Vertiefungen (G) umgeben ein Fenster (F), in dessen Innenseite sich eine verformbare Membran (M) befindet (Fig. 7b). Diese Membran (M) kann ihrerseits derart verstärkt sein, daß sie unter Wirkung des Bombierungsdrucks dem Verstärkungsmantel und gegebenenfalls dem Karkassenmantel, der anfangs auf die Trommel (T) aufgelegt wurde, die gewünschte Ausbildung verleiht. Die Membran (M) kann auch durch die kombinierte Wirkung des Bombierungsdrucks und einer metallischen Abstützung verformt werden, die radial im Inneren der Membran angeordnet ist.
• Das Verfahren zur Herstellung des pneumatischen Sektors besteht beispielsweise darin, daß man auf der summarisch oben beschriebenen Aufbautrommel die Wulst-Stützgummis, die möglichen zusätzlichen Einlagen (7), den möglichen Mantel (5) aus Seilen und die möglichen Füllgummis auflegt und dann die so gebildete Anordnung bombiert. Der Mantel aus Radialseilen (4) wird dann vor dem Umschlagen rund um die Kerne (1) mit zusätzlichen Einlagen (7) belegt. Der Sektor wird nun durch das Einlegen der Seitengummis und der Verstärkungslage oder Verstärkungslagen (8) der Lauffläche (9) fertiggestellt. Der so hergestellte Rohling wird dann in einer geeigneten Vulkanisierform vulkanisiert.
• Eine zweite, mögliche Technik zur Herstellung eines Sektors (S) besteht darin, daß man einen harten Kern benutzt, der mit Spreizkörpern versehen ist oder nicht, auf dem man die Verstärkungselemente der Verstärkungseinlage (4) und die Verstärkungselemente des Karkassenmantels (5) anordnet, wobei die Einlagen und der Mantel mit ihren jeweiligen Kernen versehen sind. Dieser Kern wird in eine geeignete Form eingesetzt, deren Verschließen das Einspritzen von gummiartigem Material gestattet.
• Was die Luftkammern (C) angeht, die notwendig sind für das Aufpumpen der Sektoren, die den Reifen bilden, wenn diese nicht im Inneren mit einer Vulkanisatschicht versehen sind, die die Eigenschaft aufweist, gegenüber der Aufpumpluft undurchlässig zu sein, so ist ihre Form (Fig. 8) praktisch äquivalent zur Innenform eines Sektors (S). Sie sind mit einem Ventil (V) auf ihrer ebenen Seite (P) versehen, die dazu bestimmt ist, in Berührung mit der Montagefelge (J) zu treten. Diese Kammern sind durch Schleuderformung hergestellt, d.h. indem man durch gleichzeitige Drehung in drei Achsen im Inneren einer Hohlform ein Elastomer, beispielsweise Polyurethan, bei hoher Temperatur, um die Vulkanisierung zu bewirken, verteilt.

Claims (25)

1. Reifen, der aus mehreren pneumatischen Sektoren (S) gebildet ist, die aufpumpbar, entfernbar und in Umfangsrichtung nebeneinanderliegend sind, wenn sie auf einer geeigneten Felge (J) mit kreisförmig durchgehender Basis montiert sind, wobei jeder Sektor (S) eine Lauffläche (2) aufweist, die mit vier Seiten (40, 50) vereint ist, wobei zwei dieser Seiten (50) in Umfangsrichtung neben den Seiten (50) der benachbarten Sektoren (S) liegen und die anderen beiden (40) die Seiten des Reifens bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten (40, 50) jeweils durch Meridianwülste beendet sind, die nicht in Berührung mit der Montagefelge (J) stehen und durch Meridiankerne (11) verstärkt sind, und durch Umfangswülste, die die Montage der Sektoren (5) auf der Felge (J) sicherstellen und durch Umfangskerne (10) verstärkt sind, die mit den Meridiankernen (11) verbunden sind und an denen mindestens ein Verstärkungsmantel (4) aus undehnbaren Drähten oder Seilen verankert ist, wobei dieser Mantel (4) radial neben mindestens einem Verstärkungsmantel (8) der Lauffläche (2) angeordnet ist.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsmantel (4) aus mindestens einer radialen Draht- oder Seileinlage gebildet ist.

3. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsmantel (4) aus mindestens zwei Draht- oder Seileinlagen zusammengesetzt ist, die untereinander in jeder Einlage parallel laufen und von einer Einlage zur folgenden gekreuzt sind.

4. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Sektor (S) auf der Felge montiert ist und auf seinen Betriebsdruck aufgepumpt ist, das Meridianprofil des Verstärkungsmantels (4) an seinen Schnittpunkten (A) mit dem Meridianprofil des Verstärkungsmantels (8) der Lauffläche (2), Punkten, die den axialen Enden des genannten Mantels (8) entsprechen, Tangenten aufweist, die mit der Drehachse des Reifens die folgenden Winkel (∅A) bilden:

RA² - RE²/2RA tg ∅ = λ,

wobei RA der Radius der Punkte (A) ist, in bezug auf die Drehachse gemessen,

RE der Radius der Punkte (E) des Meridianprofils des Verstärkungsmantels (4) ist, die axial von der Äquatorialebene (XX') am weitesten entfernt sind, λ die Breite des Verstärkungsmantelsmantels (8) ist, eines Mantels, der mit einer erhöhten Meridian-Biegesteifigkeit versehen ist.

5. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meridiankernen (11) die beiden Ränder (51) eines Karkassenmantels verankert sind, der aus mindestens einer Einlage (5) aus undehnbaren Drähten oder Seilen gebildet ist, die in Ebenen senkrecht zu den beiden Meridiankernen (11) enthalten sind.

6. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß rund um die Meridiankerne (11) die Ränder (51) eines Karkassenmantels herumgeschlagen sind, der aus zwei Einlagen (5) aus undehnbaren Drähten oder Seilen gebildet ist, die von der einen Einlage zur folgenden überkreuzt sind, wobei sie einen Winkel von mindestens gleich 45º in bezug auf die Äquatorialebene des Reifens bilden.

7. Reifen nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Karkassenmantel (5) einheitlich eine Oberfläche abdeckt, die zwischen den beiden Meridiankernen (11) und zwei Ebenen gebildet ist, die parallel zur Äquatorialebene liegen und die axiale Breite des Verstärkungsmantels (8) der Lauffläche (2) festlegen.

8. Reifen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die umgeschlagenen Teile (51) des Karkassenmantels (5) eine konstante Meridianhöhe aufweisen.

9. Reifen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Karkassenmantel (5) im Scheitel der Sektoren radial an der Außenseite der Verstärkungseinlage(n) (4) gelegen ist.

10. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meridiankerne (11) unter Zugkraft undehnbar sind, in ihren Ebenen eine geringe Biegesteifigkeit aufweisen und aus einer Anordnung miteinander verflochtener Drähte oder Seile oder einer Anordnung gebildet sind, die durch Aufwickeln eines Drahtes oder Seiles zur Bildung mehrerer Schraubenwindungen gebildet ist.

11. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskerne (10) eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen und aus Stahistäben, Stahlrohren oder Stahlbändern gebildet sind.

12. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Sektor (S) die Meridiankerne (11) und die Umfangskerne (10) des Kerns ein einziger Kern (1) sind.

13. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Umfangskern (10) ein hohles Stahlrohr, ein Stahlstab oder ein Stahlband (101) ist, das radial im Inneren auf sich selbst umgeschlagen ist, um zwei Wendestellen (102) bilden, die ihrerseits senkrecht abgeknickt sind, um zwei zylindrische, mit Gewinde versehene Abschnitte (103) zu bilden.

14. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sektor (5) im Inneren mit einem für die Aufpumpluft undurchlässigen Vulkanisat versehen ist, das die Benutzung des Reifens ohne Luftkammer gestattet.

15. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß seine in Umfangsrichtung benachbarten Sektoren (S) auf ihren Betriebsdruck durch eine einzige Luftkammer aufgepumpt sind.

16. Reifen nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sektor (5) auf seinen Betriebsdruck mit Hilfe einer individuellen Luftkammer (C) mit angepaßter Form aufgepumpt ist.

17. Reifen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf Höhe der Äquatorialebene des Reifens, der durch die Sektoren (S) gebildet ist, die Differenz zwischen dem Abstand (Rs), der die Drehachse des Reifens von dem Punkt des Verstärkungsmantels (4) trennt, der von der genannten Achse am weitesten entfernt ist, und dem Abstand (Rm), der dieselbe von dem Punkt des Meridiankernes (11) trennt, der von der genannten Achse am weitestens entfernt ist, mindestens 0,2 (Rs - Rc) beträgt, wobei Rc der Radius der Umfangsabschnitte (10) des Kernes ist, wobei die Meridianseiten jeweils zweier benachbarter Sektoren auf einer Höhe (h) in Berührung stehen, die mindestens gleich 0,3 (Rs - Rc) ist.

18. Reifen nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhe der Äquatorialebene des Reifens, der von den Sektoren (S) gebildet ist, die Differenz zwischen dem Abstand (Rs), der die Drehachse des Reifens von dem Punkt des Verstärkungsmantels (4) trennt, der am weitesten von der genanten Achse entfernt ist, und dem Abstand (Rm), der dieselbe Achse von dem Punkt des Meridiankernes (11) trennt, der von der genannten Achse am weitesten entfernt ist, zwischen 0,2 (Rs - Rc) und 0,5 (Rs - Rc) liegt, wobei Rc der Radius der Umfangsabschnitte (10) des Kernes ist.

19. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten zweier in Umfangsrichtung benachbarter Sektoren (S), die einander zugewandt sind, jeweils die eine mit einer Rille (52) und die andere mit einem entsprechenden Vorsprung (53) versehen sind, der sich in die genannte Rille (52) einpassen kann.

20. Reifen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (52) und der Vorsprung (53) gekrümmte Verläufe aufweisen.

21. Reifen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (52) und der Vorsprung (53) gewellte oder zickzackförmige Verläufe aufweisen, wobei die Mittelachsen dieser Verläufe gekrümmt sind.

22. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Seiten eines jeden Sektors mit einer Schicht aus einer selbstvulkanisierenden Gummimischung mit geringer Dicke versehen ist, die von einem Stahldraht verstärkt ist, der spiralig in der Ebene der Schicht angeordnet ist und ein sichtbares Ende aufweist.

23. Anordnung, die aus einem Reifen mit Sektoren (S) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 sowie einer Felge (J) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (J) mit einem Felgenboden (30) mit Randleisten (32) versehen ist, die radial nach innen gekehrt sind und in Umfangsrichtung durch Aussparungen (33) unterbrochen sind, und daß jeder Sektor (S) mit Umfangswülsten (6) versehen ist, die radial von der Innenseite her auf den Sitz (31) der Felge (J) aufsitzen.

24. Anordnung, die aus einem Reifen mit Sektoren (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und einer Felge (J) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (J) am Felgenboden (30) mit Randleisten (32) versehen ist, deren Scheitel Enden (320) aufweisen, die axial nach innen gewandt sind und so zusammen mit den Sitzen der Felge (31) Rillen (R) bilden, die als Einpaßrillen festgesetzt sind, und daß jeder Sektor (5) mit Umfangswülsten (6) mit Formen versehen ist, die dazu eingerichtet sind, in die Rillen (R) zu passen.

25. Anordnung, die aus einem Reifen mit Sektoren (5) nach Anspruch 13 und einer Felge (J) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (J) am Felgenboden (30) mit Randleisten (32) versehen ist, die radial nach außen gekehrt sind, mit axial nach außen gerichteten Scheiteln (320), sowie mit Sitzen (31), die von Öffnungen (33) durchsetzt sind, die zum Durchtritt der Gewindestangen (103) der Umfangswülste (10) eines jeden Sektors (S) bestimmt sind und somit die dauerhafte Befestigung der Wülste an der Felge (J) mittels Schraubenmuttern (34) gestatten.