DE2922255A1

DE2922255A1 - Luftloser fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE2922255A1
Application number: DE19792922255
Authority: DE
Inventors: Oscar P Gilmore
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1980-01-10
Also published as: NL7903214A; FR2429679A1; GR73900B; ES250509Y; IL57580A0; FR2429679B3; DK193879A; GB2024736A; BR7904054A; PT69812A; CA1099205A; AU4804979A; ES250509U; AU529978B2; NO791613L

Description

Oscar Patten Gilniore

Riverside, Ca. 92506, USA 3] _t Ma,i 1979

Luftloser Fahrzeugreifen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugreifen und betrifft insbesondere einen luftlosen Fahrzeugreifen, der auf üblichen Felgen bzw. Rädern für Luftreifen itiontierbar ist.

Obgleich seit Jahrzehnten verschiedentlich versucht wurde, einen zufriedenstellenden luftlosen bzw. nichtpneumatischen Reifen zu schaffen, besteht nach wie vor ein Bedarf für einen kostensparenden luftlosen Reifen mit Leistungseigenschaften, die denen von Luftreifen vergleichbar sind.

Die frühesten Reifen bestanden lediglich aus einem Gummiüberzug auf einem starren Holz- oder Metallrad. Spätere Entwicklungen führten zu Reifen mit elastischen Flanken, nicht unähnlich den Luftreifen, wobei die Reifenflanken jedoch größere Steifigkeit und höhere Tragfähigkeit besaßen als bei Luftreifen. Diese Reifen besaßen den Nachteil, daß sie das gewünschte Gewichtstragvermögen bei Gewährleistung der erforderlichen Stoßdämpferfunktxon für die von ihnen getragene Last nicht bieten konnten.

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Weitere Entwicklungen führten zu Reifen mit flexiblen Flanken, die einen mit elastischem Schaumstoff oder einem anderen zellförmigen Gefüge gefüllten zentralen Umfangshohlraum aufwiesen. Diese Reifen waren ebenfalls mit dem Mangel behaftet, daß das Schaum- oder Zellengefüge häufig nach vergleichsweise kurzer Betriebszeit zusammenbrach und sich zudem erhebliche Schwierigkeiten bezüglich der Festlegung der Reifen auf den Felgen ergaben.

Jüngere Entwicklungen führten zu Reifen mit massivem Querschnitt aus einem elastischen, nicht-zellförmigen Material, wobei sich jedoch wiederum Schwierigkeiten bezüglich der Halterung solcher Reifen auf der Felge ergaben. Weitere Entwicklungen führten zu Reifen mit flexiblen Flanken, die umlaufende, innere Hohlräume besitzen, wobei der Querschnitt der Flanken solcher Reifen im wesentlichen V-förmig ist und der Reifen mit der Spitze dieses V-Querschnitts auf der Bodenfläche abrollt, so daß in gewisser Weise eine Brückencharakteristik bezüglich der Übertragung der Kräfte vom Felgenrand auf die mit der Bodenfläche in Berührung stehende Lauffläche gewährleistet wird. Ein besonderer Nachteil dieser Reifenkonstruktion, der sich bei deren Erprobung zeigte, besteht darin, daß nicht aufgeblasene bzw. luftlose Reifen mit flexiblen Flanken dieser Art dazu neigen, gewissermaßen eine Ausbeulung oder Welle unmittelbar vor dem Berührungspunkt mit der Bodenfläche zu erzeugen. Diese Erscheinung, die als "stehende Welle" bezeichnet werden kann, ist die Ursache für eine der sich bei der Erprobung ergebenden Hauptschwierigkeiten, da sie zu einem Reifenkriechen bzw. -wandern um die Felge mit einer der Drehzahl proportionalen Geschwindigkeit führen kann. Diese sog. stehende Welle unmittelbar vor der Stelle des Bodenkontakts bzw. der

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"Auflagefläche" des Reifens führt dazu, daß der Reifen bestrebt ist, diese stehende Welle zu übersteigen, was mit erhöhtem Abrollwiderstand verbunden ist. Außerdem trachtet die Ausbeulung den Reifen von der ihn- tragenden Felge wegzudrücken, wobei sich diese Tendenz noch verstärkt, wenn ein Drehmoment auf die Felge ausgeübt wird. Wenn nämlich die belastete Felge durch ein Drehmoment beeinflußt wird, verstärkt sich die Ausbeulung an der Rückseite der Aufstandfläche noch weiter, so daß sich häufig ein Spalt zwischen Reifen und Felge öffnet und in manchen Fällen der Reifen von der Felge abspringt, wenn Querkräfte zwischen Reifen und Felge bzw. Rad wirken, beispielsweise bei einer Lenkbewegung des Vorderrads oder bei ähnlichen Fahrmanövern.

Versuche zur Lösung dieses Problems führten zur Untersuchung verschiedener Bindematerialien zur unmittelbaren Verbindung der Reifenflanke mit der Felge; beim derzeitigen Stand der Technik stehen jedoch keine praktisch brauchbaren Materialien dieser Art zur Verfügung, und selbst wenn sie verfügbar wären, wären sie mit dem Nachteil behaftet, daß die genannte stehende Welle nach wie vor zu einem gewissen Grad auftreten würde, während die absolute Festlegung der radialen Innenränder der Reifenflanken an der Felge zwecks zwangsläufiger Verhinderung einer Reifenverschiebung dazu führen würde, daß infolge dieser stehenden Welle außerordentlich große Scherkräfte auf den Reifen einwirken würden, die eine schnelle Ermüdung und Auflösung des Reifens selbst zur Folge hätten.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines luftlosen Fahrzeugreifens, der sich leicht und bequem auf

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einer üblichen Felge montieren läßt und welcher die gewünschte Tragfähigkeit und Puffer- bzw. Stoßdämpferwirkung im Betrieb gewährleistet, ohne eine einen Abrollwiderstand herbeiführende stehende Welle vor der Reifenaufstandfläche zu erzeugen, und bei dem ein ungewolltes Abspringen von der Felge im Betrieb vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Reifen kennzeichnet sich durch eine radial nach außen weisende Lauffläche mit radial nach innen und außen abgewinkelten, gegenüberliegend angeordneten Flanken, die mit den in Radialrichtung inneren Enden an der Felge anliegen, wobei der Reifen mit radial einwärts gerichteten Halteflanschen versehen ist, die sich an der in Axialrichtung inneren Seite der Felgen-Montageflansche abstützen, wobei der Raum zwischen den Flanken einen inneren Hohlraum bildet. Innerhalb dieses inneren Hohlraums befindet sich eine Anordnung von Stegen (webbing) mit axial verlaufenden Unterbrecherstegen, welche die Halteflansche und die Seitenflanken in Axialrichtung nach außen drängen bzw. aufgespreizt halten und eine Trennung der Halteflansche von den Felgen-Montageflanschen verhindern, während sie eine gewisse Durchbiegung der Seitenflanken und der Lauffläche zulassen, während jeder einzelne Steg zwischen der Felge und der gesamten Bodenberührungs- bzw. Aufstandfläche durchläuft. Diese Unterbrecherstege erfüllen weiterhin die Funktion der Unterbrechung der genannten Tendenz des Reifens zur Erzeugung einer stehenden Welle, wenn die belastete Felge und der Reifen über eine Fahrbahnfläche abrollen.

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Der Reifen kann auch einen endlosen, ringförmig umlaufenden, elastischen Stützsteg aufweisen, der um den Umfangs-Hohlraum umläuft und mit den einzelnen axial verlaufenden Stegen verbunden ist, um JLese gegen eine Ausbeulung zu versteifen, wenn die Seitenflanken und die Halteflansche bei der Erfüllung ihrer Gewichtstragefunktion gegen diese Stege axial nach innen gedrückt werden. Außerdem können in die Halteflansche endlose elastische Bänder eingebettet sein, die mit diesen Flanschen und den Flanken zusammenwirken und dabei einer radial nach außen gerichteten Ausdehnung des Reifens im Hochgeschwindigkeitsbetrieb und einer dabei auftretenden Trennung des Reifens von der Radfelge entgegenwirken -

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Darstellung eines auf einer Felge montierten Reifens mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

perspektivische Teilansicht eines Abschnitts des Reifens nach Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Innen-Teilansicht, vom Boden des Reifenabschnitts nach Fig. 2 radial nach außen gesehen,

Fig. 4 einen in weiter vergrößertem Maßstab gehaltenen Querschnitt durch eine Abwandlung des Reifens nach Fig. 1,

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Fig. 5 einen radialen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2,

Fig. 6 eine Teilseitenansicht einer anderen Ausführungsform des luftlosen Reifens gemäß der Erfindung,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reifens und

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform des luftlosen Reifens gemäß der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte luftlose bzw. nichtpneumatische Reifen 10 gemäß der Erfindung ist für die Montage auf einem Rad 12, etwa eines herkömmlichen Fahrrads, vorgesehen, das eine Nabe 14 aufweist, die durch Fahrrad-Speichen 16 im Zentrum des Rads festgelegt ist. Gemäß Fig. 2 weist der Reifen 10 allgemein einen in Radialrichtung äußeren Laufflächenabschnitt 68 mit einer radial äußeren Lauf- oder Profilfläche 30 auf, die axial auswärts in entgegengesetzte Richtungen und radial nach innen abgewinkelt ist, so daß zwei entgegengesetzt geneigte Reifen-Flanken 26 und 28 gebildet werden, die dann radial nach innen gezogen sind und in gegenüberstehenden Halteflanschen 20 und 22 auslaufen. Der Laufflächenabschnitt 68, die gegenüberstehenden Flanken 26 und 28 und die Halteflansche 20 und 22 bilden gemeinsam einen umfangsmäßig umlaufenden Hohlraum 36, der durch radial verlaufende, elastische Unterbrecherstege 40 in einzelne Segmente

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unterteilt ist. Die Unterbrecherstege 40 sind um den
Hohlraum 36 herum auf gleiche Abstände verteilt und in voneinander entfernten Axialebenen angeordnet, wobei
sie mit einem zentralen, radial gerichteten, elastischen Stützband oder -steg 42 zusammenwirken. Der Reifen 10 besteht vorzugsweise aus einem Elastomeren, wie Polyurethan, und er besitzt in seinem entspannten bzw. unbelasteten Zustand eine Umfangslänge entsprechend etwa 90 % derjenigen der Radfelge 12, so daß der Reifen selbst und der Stützsteg 42 in einem gespannten bzw. gestreckten Zustand auf der Felge gehalten werden, wodurch der Reifen strukturellen Zusammenhalt für seine Halterung auf der Felge erhält. Vorzugsweise sind, elastische Nylon-Bänder oder -Wülste 56 und 58 in die Halteflansche 20 und 22 eingelassen, um die für die Festlegung des Reifens auf der Felge 12 nötigen Halte- bzw. Spannkräfte zu liefern.

Obgleich der Reifen 10 an sich verschiedenartige Konfigurationen besitzen kann, ist es wesentlich, daß er unter Festlegung des umlaufenden Hohlraums 36 hohl ist und daß die Stege 40 um diesen Hohlraum herum auf gleiche Abstände voneinander verteilt und an ihren in Axialrichtung gegenüberstehenden Enden mit den Halteflanschen 20 und 22 sowie mit den Flanken 26 und 28
verbunden sind, um bei einer auf die Felge 12 wirkenden Belastung ein Zusammendrücken des Reifens zu verhindern. Der elastische, ringförmige Steg 42 ist zweckmäßig an seinem in Radialrichtung äußeren Ende mit dem Laufflächenabschnitt 68 verbunden, wobei er sich radial einwärts zur Ringebene der in Radialrichtung inneren Ränder der Stege 40 erstreckt.

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Gemäß Fig. 2 sind die Außenflächen der Seitenflanken 26 und 28 axial auswärts und radial einwärts geneigt und an ihren radialen Innenenden axial nach innen herumgezogen, so daß sie Lappen oder Vorsprünge 41 bzw. 43 bilden, um dann radial nach innen zu verlaufen und sich radial einwärts öffnende Aufnahmeschultern 45 bzw. 47 zu bilden, die an den abgerundeten, in Radialrichtung äußeren Enden bzw. Randkanten der gegenüberstehenden Felgenflansche 72 und 74 (Fig. 1) der Felge 12 anliegen und diese aufnehmen.

Gemäß Fig. 2 ist der innere Hohlraum 36 in seinem in Radialrichtung äußeren Teil mit einander gegenüberstehenden Außenflächen 44 und 46 versehen, die axial auswärts und radial einwärts abgewinkelt sind, um dann abzuknicken und sich im wesentlichen radial einwärts zu erstrecken und einander gegenüberstehende Seitenflächen

4 8 und 50 zu bilden, welche die Innenflächen eines Teils der Flanken 26 und 28 sowie der Halteflansche 20 und 22 darstellen. Bei dem speziellen Formverfahren zur Herstellung des Reifens 10 werden zur Halterung der elastischen Wülste bzw. Bänder 56 und 58 in der Form Auslaufteile (stand-off supports) verwendet, so daß in den radialen Innenrändern 62 und 64 der Halteflansche 20 bzw. 22 Aussparungen 60 zurückbleiben, in denen die elastischen Wülste 56 und 58 sichtbar sind bzw. nach außen hin freiliegen. Da dieses Merkmal keinen wesentlichen Teil der Erfindung bildet, wird im folgenden nicht weiter darauf Bezug genommen. Die elastischen Nylon-Bänder bzw. -Wülste

5 6 und 58 besitzen in bevorzugter Ausführungsform eine Zugfestigkeit von 19,0 kg/cm².

Obgleich die Mindestzahl der für die Betriebsfähigkeit

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des erfindungsgemäßen Reifens erforderlichen axialen Unterbrecherstege 40 noch nicht genau ermittelt worden ist, haben Versuche gezeigt, daß bei einem üblichen Fahrradreifen mit einem Durchmesser von 27 Zoll bzw. 68,6 cm für ein 10-Gang-Fahrrad die Zahl der Unterbrecherstege 40 nicht kleiner sein sollte als 16.

Derartige Reifen mit 16 auf gleiche Abstände verteilten Unterbrecherstegen wurden erfolgreich.erprobt, und es wird angenommen, daß Unterbrecherstege, die bei einem 27 Zoll-Reifen weniger als 22,5° voneinander entfernt sind, keine zufriedenstellende Leistung erbringen. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind 72 Unterbrecherstege 40 auf gleiche Abstände um den Umfang des Hohlraums 36 herum angeordnet, so daß die Stege auf Abstände von 6° verteilt sind und dabei 72 Kammern 70 bilden, deren gegenüberstehende Umfangsenden durch die Unterbrecherstege 40 gebildet werden, während ihre radialen Außenwände durch den Laufflächenabschnitt 68 und ihre gegenüberstehenden Axialwände durch die Flanken 26 und 28 sowie die Flansche 20 und 22 gebildet werden. Bei dieser Anordnung sind jeweils zu jedem Zeitpunkt drei dieser Unterbrecherstege 40 durchbogen oder verformt, wenn die Radfelge mit einem Standardgewicht von 22,7 kg oder mehr belastet ist.

Der Reifen 10 gemäß den Fig. 4 und 5 entspricht im wesentlichen dem Reifen gemäß Fig. 1, nur mit dem Unterschied, daß die gegenüberstehenden Seitenflanken 26' und 28' über die Lauffläche 30' axial auswärts und radial einwärts hinausragen und in ihren Mittelbereichen etwas nach außen ausgewölbt sind und sodann an ihren radialen Innenenden Ausbauchungen bzw. Lappen 41 ' und 4 3-' mit etwas stärker gekrümmtem Querschnitt bilden und an ihren

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axialen Tnnonenden FoI genaufnahme-Schuitorn 45" und 47' festlegen. In den in Axialrichtung äußeren Flächen der Halteflansche 20' und 22' sind Greifrippen 52 und 54 ausgebildet, die an den jeweiligen Innenflächen 76 bzw. 78 der Felgenflansche 72 bzw. 74 angreifen.

Wenn der erfindungsgemäße luftlose Reifen auf einer herkömmlichen Fahrradfelge 12 montiert werden soll, braucht lediglich der normale Luftreifen entfernt zu werden, worauf der erfindungsgemäße Reifen 10 auf die Felge aufgezogen werden kann. Da ein Reifen 10 für eine 27 Zoll-Felge (68,6 cm) in seinem entspannten Zustand nur einen Durchmesser von etwa 61 cm besitzt, muß er zur Montage auf die Felge 12 beträchtlich gedehnt werden. Dies läßt sich ohne weiteres in der Weise erreichen, daß die Haϊtef!ansehe 20 und 22 längs einer Seite zwischen die Felgenflansche und 7 4 eingesetzt werden und sodann der Reifen mittels des Montiereisens auf den restlichen Umfang der Felge aufgezogen wird, während sein bereits auf der Felge sitzender Teil festgehalten wird. Zu diesem Zweck kann ein flaches Werkzeug um den gesamten radialen Außenumfang der Felgenflansche 72 und 74 herumgeführt werden, wobei der gesamte Reifen, einschließlich seiner elastischen Wülste 56 und 58, bei der Bewegung des Werkzeugs (Montiereisen) um die Felge 12 herum gedehnt wird. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß die Bänder bzw. Wülste 56 und 58 im entspannten Zustand einen wesentlich kleineren Umfang besitzen als die radialen Außenenden der Montageflansche 72 und 74, so daß diese elastischen Bänder bzw. Wülste 56 und 58 die Halteflansche 20 und 22 sicher an der Innenseite hinter den Felgen-Montageflanschen 72 und 74 festhalten. Ein entspannter Umfang von etwa 90 % dieses größten

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Felgenflanschumfangs hat sich im Fall von Polyurethan mit einer Shore-A-Härte von 65 als zweckmäßig erwiesen, um bei Dehnung für die Montage auf der Felge 12 eine Längung von 7 bis 10 % zu bieten.

Sobald der Reifen 10 auf die Felge 12 aufgezogen ist, ist das mit diesem Reifen ausgerüstete Fahrrad fahrbereit. Wenn eine Gewichtsbelastung auf die Nabe 14 und von dieser über die Speichen 16 auf die Felge 12 und somit auf den Reifen 10 ausgeübt wird, wirkt dieses Gewicht abwärts auf die Felge und auf die betreffenden Schultern 45 und 47, die durch die Innenenden der Flanken 26 und 28 gebildet werden. Aufgrund der axial auswärts und radial einwärts verlaufenden Neigung der Flanken 26 und 28 ist die Kraft dieses Gewichts ersichtlicherweise bestrebt, die Mittelbereiche dieser Flanken 26 und 28 axial nach außen auszubeulen. Einer solchen axial auswärts gerichteten Wölbung des Mittelbereichs der Flanken 26 und 28 wird jedoch durch die Zugfestigkeit der Unterbrecherstege entgegengewirkt, die zwischen der Felge und der Trag- bzw. Aufstandfläche des Reifens verlaufen. Da außerdem der elastische, umlaufende Umfangssteg 42 unter einer beträchtlichen Zugspannung steht, hält er die Mittelteile dieser Unterbrecherstege 40 in derselben axialen Ebene wie ihre axialen Außenenden, wodurch ein Durchbiegen und Abknicken bzw. Verdrehen der Unterbrecherstege 40 und somit eine axial einwärts gerichtete Durchbiegung der Halteflansche 20 und 22 im Sinne einer Abziehbewegung von den Felgenflanschen 72 und 74 verhindert wird.

Versuche haben gezeigt, daß die Unterbrecherstege 40 noch wichtigere Funktionen erfüllen, als der Tendenz der Mittelbereiche der Flanken 26 und 28 zu einer Auswärtswölbung unter Belastung entgegenzuwirken und die Halteflansche 20 und 22 in Auswärtsrichtung gegen die Montageflansche

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bzw. 74 der Felge 12 angedrückt zu halten. Obgleich diese wichtige Funktion bisher noch nicht voll geklärt ist, ist sie für die sichere Festlegung des Reifens 10 auf der Felge 12 im Betrieb mit höheren Geschwindigkeiten von großer Bedeutung. Untersuchungen an luftlosen Fahrradreifen und dgl. haben gezeigt, daß der belastete Reifen beim Durchlauf zwischen der Felge und der Aufstandfläche eine gewisse Tundenz flachgedrückt zu werden₍ besitzt, so daß sich die Profilfläche abflacht und sozusagen einen Profi!abdruck bildet. Die Größe dieses Profilabdrucks ist dem vom Reifen getragenen Gewicht unmittelbar proportional, und sie vergrößert sich mit zunehmender Flexibilität des Reifens. Infolge dieser Reifenabflachung entsteht gewissermaßen eine Ausbeulung sowohl vor als auch hinter dem Profilabdruck, wodurch im Reifen, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten, eine Tendenz entsteht, sich von der Felge zu lösen. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten sind diese Ausbeulungen normalerweise vor und hinter dem Profilabdruck bzw. der Aufstandfläche symmetrisch, doch wenn ein Drehmoment auf die Radnabe 14 (Fig. 1) ausgeübt wird, zeigt es sich, daß die Ausbeulung hinter der Aufstandfläche bei den bisherigen Reifenkonstruktionen typischerweise größer wird als vor der Aufstandfläche, wodurch sich der Rollwiderstand des Rads vergrößert und die Leistung des Reifens abnimmt. Die vor der Aufstandfläche bzw. dem Profilabdruck entstehende Ausbeulung, üblicherweise als "stehende Welle" bezeichnet, führte bei den bisherigen Reifen dieser Art häufig zu einer Trennung des Reifens von der Felge unter Erzeugung eines Spalts oder Zwischenraums zwischen beiden, wobei in vielen Fällen der Reifen unvorhergesehen von der Felge absprang. Dies ist eines der Probleme, die mit dem erfindungsgemäßen Reifen überwunden werden.

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Die Unterbrecherstege 40 unterbrechen beim Durchlauf zwischen Felge und Aufstandfläche diese stehende Welle, so daß sie die Neigung des Reifens zu einem Abspringen von der Felge bei höheren Geschwindigkeiten beseitigen. Wie erwähnt, ist die spezielle Wirkungsweise der Unterbrecherstege 40 bezüglich der Verringerung oder vollständigen Ausschaltung dieser stehenden Welle noch nicht voll geklärt, doch wird angenommen, daß der durch diese Unterbrecherstege einer axial auswärts gerichteten Abflachung der Seitenflanken 26 und 28 entgegengesetzte axiale Widerstand die Neigung des elastischen Polyurethans zu einem Fließen längs der Felge vor und hinter der Aufstandfläche aufhebt, so daß die Entstehung der stehenden Welle ebenso verhindert wird wie das davon herrührende Wandern des Reifens auf der Felge.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der elastische, ringförmige Stützsteg 42 die Mittelteile der Unterbrecherstege 40 miteinander verbindet und im Zusammenwirken mit den Seitenflanken 26' und 28' sozusagen einzelne Torsionskästen bildet, die der Felge 12 eine nachgiebige Unterstützung bieten. Wenn der ringförmige Stützsteg 42 über die Nabe 14 unmittelbar belastet wird, besitzt er zentral unter diesem Gewichtsbelastungspunkt ein längeres Querschnittsmaß, wobei er im Zusammenwirken mit den Seitenflanken 26' und 28' sowie den Unterbrecherstegen 40 einer radial einwärts gerichteten Durchbiegung bzw. Wölbung des Laufflächenabschnitts 68" nachgiebig entgegenwirkt.

Wenn die Lauffläche 30' bei Kurvenfahrt gemäß Fig. mit einer Querkraft L relativ zur Felge 12 beaufschlagt wird, verformen sich die Seitenflanken 26' und 28', so daß sich der elastische Stützsteg 42 elastisch aus der lotrechten Ebene 80 der Felge 12 heraus verformt, wobei

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durch die Druckkraft C die Ringform dieses Stützstegs 42 noch stärker verformt wird und sich somit der Abstand zwischen dieser Querkraft L und dem Wulst 58' an der Außenseite der durchfahrenen Kurve verkleinert. Hierdurch verkleinert sich der Hebelarm zwischen dieser Querkraft L und dem elastischen Wulst 58' unter Verringerung der Kraft, welche den Wulst 58' zu dehnen bestrebt ist, sowie unter Verkleinerung der Neigung zu einer Dehnung dieses Wulstes 58' bis zu einem Ausmaß, bei dem er den Durchmesser des kurvenäußeren Pelgenflansches 74 übersteigen könnte, so daß der Halteflansch 22 von der Innenseite dieses Felgen-Montageflansches 74 herausspringen könnte. Ersichtlicherweise hängt diese Abflachungstendenz des Reifens von der Flexibilität des Materials ab, aus dem der Reifen hergestellt ist. Bei einem aus Polyurethan hergestellten Reifen gemäß Fig. 4 hat sich eine Shore-A-Härte von 75 als vorteilhaft erwiesen. Für andere Reifen mit niedrigerem Profil, d.h. mit kleinerem Abstand zwischen Felge und äußerer Lauffläche 30, hat sich eine niedrigere Shore-A-Härte von z.B. 65 als zweckmäßig erwiesen.

Der luftlose Reifen gemäß Fig. 6 ist ähnlich aufgebaut wie die Konstruktion gemäß Fig. 1 bis 5, nur mit dem Unterschied, daß er außenseitige Flankenprofilrippen 84 (Fig. 7) aufweist, die nicht nur einem Zusammendrücken der Seitenflanken 26 und 28 bei Gewichtsbelastung entgegenwirken, sondern auch die Traktion des Reifens beim Befahren weichen Geländes oder bei Kurvenfahrt verbessern. Diese Profilrippen 84 liegen jeweils in einer axialen Ebene und sind von den schrägen Reifenflanken 26 und 28 nach außen gewölbt, so daß sie eine Trägerfunktion erfüllen, die einem Zusammendrücken bzw. Flachdrücken des Reifens bei Gewichtsbelastung desselben entgegenwirken.

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Der luftlose Reifen 90 gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von den vorher beschriebenen Ausführungsformen dadurch, daß er einen etwas niedrigeren Querschnitt mit kürzerem Abstand zwischen Felge und Lauffläche 92 besitzt und die Montageflansche 114 und 116 der Fahrradfelge 1 1 5 innenseitig und außenseitig umfaßt. Der eine radial äußere, umfangsmäßig verlaufende Lauffläche 92 aufweisende Reifen 90 ist mit radial einwärts und axial auswärts gekrümmten Seitenflanken 94 und 96 versehen, die an ihren axialen Innenenden in entsprechenden, axial einwärts weisenden, zentralen Nuten oder Rillen auslaufen, welche die Außenränder der Felgen-Montageflansche 114 und 116 umfassen und entsprechende innere und äußere Halteflansche 98, 100 bzw. 102, 104 bilden. In die betreffenden Halteflansche sind außerdem innenseitige und außenseitige elastische Bänder bzw. Wülste 106, 108, 110 bzw. 112 eingelassen, die einer Dehnung des Reifens und einem möglichen Abspringen von der Felge entgegenwirken. Unterbrecherstege 122 sind den Unterbrecherstegen 40 vergleichbar, während ein umlaufender, elastischer Stützsteg 124 im wesentlichen dem Stützsteg 42 gemäß Fig. 4 entspricht.

Der Reifen gemäß Fig. 8 ähnelt somit weitgehend den vorher beschriebenen Ausführungsformen, nur mit dem Unterschied, daß er einen etwas niedrigeren Querschnitt besitzt und mit innen- und außenseitigen Halteflanschen sowie elastischen Bändern bzw. Wülsten versehen ist.

Der Reifen gemäß Fig. 9 entspricht weitgehend demjenigen gemäß Fig. 4, nur mit dem Unterschied, daß er einen zentralen Radialsteg 131 aufweist, der radial einwärts über die radialen Innenenden der Seitenflansche 20' und 22' hinausragt und an seinem radialen Innenende einen

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vergrößerten Querschnitt besitzt, der mit einer umlaufenden Bohrung 133 versehen ist, in welche ein steifer metallener Wulstdraht 135 eingezogen ist. Um den Umfang des Reifens herum auf gleiche Abstände verteilte Unterbrecherstege 137 verjüngen sich von den Flanschen 20' und 22' aus axial abwärts und einwärts, um sich an das radiale Innenende des Stützstegs 131 anzuschließen.

Der erfindungsgemäße luftlose Reifen besitzt also einen hohlen Aufbau, wodurch die Menge an Produkten auf Erdölbasis verringert wird, die in dem für die Herstellung des Reifens verwendeten Polyurethan enthalten sind. Der Reifen bietet außerdem eine einem pneumatischen bzw. Druckluftreifen vergleichbare Leistung, während er die normalerweise mit luftlosen Reifen zusammenhängenden Probleme, beispielsweise bezüglich eines unvorhergesehenen Abspringens des Reifens bei erhöhtem Rollwiderstand, vermeidet.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte Oscar Patton Gilmore Riverside, Ca. 925OG, USA Möhlstraße37 D-8000 München Tei.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid 31. Mai 1979 case 919,726 Paten tansprüche

1.) Luftloser Reifen zur Montage auf einer Felge mit auf Axialabstand stehenden, umlaufenden bzw. ringförmigen Montageflanschen, bestehend aus einem umlaufenden, elastischen Laufflächenabschnitt mit einer radial nach außen weisenden Lauffläche, zwei axial auf Abstand angeordneten, elastischen Seitenflanken, die vom Laufflächenabschnitt aus radial nach innen verlaufen und sich mit ihren radialen Innenendbereichen an die Felgen-Montageflansche anzulegen vermögen, wobei Lauffläche und Seitenflanken gemeinsam einen umfangsmäßig umlaufenden Hohlraum bilden, sowie zwei axial auf Abstand stehenden Halteflanschen, die von den betreffenden Seitenflanken radial nach innen ragen und zwischen die axialen Innenseiten der Felgen-Montageflansche einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere radial verlaufende, elastische Unterbrecherstege (z.B. 40) vorgesehen sind, die um den Umfang des Hohlraums (z.B. 38) herum auf gleiche Abstände verteilt sind und die sich axial zwischen den Seitenflanken (z.B. 26, 28) erstrecken und an ihren jeweiligen Endbereichen mit diesen verbunden sind, wobei der Reifen (10) so auf die Felge (12) aufziehbar ist, daß die Halteflansche (z.B. 20, 22) zwischen den Felgen-Montageflanschen (72, 74) festgelegt sind, und wobei

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die Unterbrecherstege bei Gewichtsbelastung der Felge bei auf einer Fahrbahnfläche abrollendem Reifen sequentiell zwischen der Felge und der Aufstandsfläche des Reifens durchlaufen und dabei im Zusammenwirken mit den Seitenflanken das Gewicht aufnehmen und elastisch abfedern.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Halteflansche endlose, elastische Bänder bzw. Wülste eingelassen sind, deren Umfang im entspannten Zustand kleiner ist als der Umfang der betreffenden Montageflansche, so daß sie die Halteflansche im montierten Zustand sicher hinter den Montageflanschen festhalten.

3. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenflanken und die Stege materialeinheitlich ausgebildet sind.

4. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrecherstege radial in Winkelabständen von etwa 6° angeordnet sind.

5. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Innenrandbereiche der Seitenflanken in entspanntem Zustand eine Umfangslänge entsprechend etwa 90 % derjenigen der radialen Außenränder der Felgen-Montageflansche besitzen.

6. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrecherstege an ihren axialen Außenenden mit den Seitenflanken und an ihren jeweiligen radialen Außenenden mit dem Laufflächenabschnitt verbunden sind.

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7. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Reifenflanken, ünterbrecherstege und ein umlaufender Stützsteg (z.B. 42) aus Polyurethan hergestellt sind.

8. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittig zwischen den St - jfcenflanken ein flexibel nachgiebiger, ringförmiger bzw. umlaufender Stützsteg (z.B. 42) vorgesehen ist, der mit den einzelnen Unterbrecherstegen verbunden ist und an seinem gesamten Umfang in die Lauffläche übergeht.

9. Reifen nach Anspruch 1 mit vorbestimmter Tragfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrecherstege umfangsmäßig um den Reifen auf solche Abstände verteilt sind, daß beim Durchlauf der Unterbrecherstege zwischen Felge und Lauf- oder Aufstandfläche jeweils mindestens zwei Unterbrecherstege elastisch verformt (flexed) sind.

10. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken an ihren radialen Innenendbereichen mit Schultern versehen sind, die sich an die radialen Außenendabschnitte der betreffenden Montageflansche anlegen.

11. Luftloser Reifen, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Montage auf einer Felge, bestehend aus zwei flexibel nachgiebigen Seitenflanken, die zwischen sich einen umlaufenden inneren Hohlraum festlegen, gekennzeichnet durch eine Stützsteganordnung (suspension webbing) mit um den Hohlraum herum auf gleiche (Winkel-)Abstände verteilten, sich axial über den Hohlraum erstreckenden und an ihren beiden axialen Enden mit den Seitenflanken verbundenen Unterbrecherstegen und

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einem zentral im Hohlraum angeordneten, elastischen, ringförmigen bzw. umlaufenden Stützsteg, der um die Felge herum gespannt und mit den Unterbrecherstegen verbunden ist.

12. Reifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

in die Seitenflanken elastische Bänder bzw. Wülste eingelassen sind, die in entspanntem Zustand eine kleinere Umfangslänge als diejenige der Montageflansche der Felge besitzen.

13. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche in Axialrichtung wesentlich schmäler ist als der Abstand zwischen den Montageflanschen und daß die Seitenflanken unter Festlegung eines im wesentlichen V-förmigen Querschnitts radial einwärts und axial auswärts abgewinkelt sind.

14. Reifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den radialen inneren Endbereich des umlaufenden Stützstegs ein Band bzw. Wulstdraht eingelassen ist, der eine geringe Elastizität besitzt als der Stützsteg.

15. Reifen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder bzw. Wülste unelastisch sind.

909882/0672