DE2533440A1

DE2533440A1 - Scheibenrad oder abnehmbare felgenanordnung

Info

Publication number: DE2533440A1
Application number: DE19752533440
Authority: DE
Inventors: Micharel Frederick Edward; John Dickson Mabon; Wolverhampton Pattingham
Original assignee: GKN Sankey Ltd
Current assignee: Sankey Holding Ltd
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR2288631B1; DE2533440B2; GB1521262A; FR2288631A1; IT1041032B

Description

MEISSNER ε. F.OLTE

BREMEN

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. HANS MEISSNER DIPL-ING. ERICH BOLTE

Anmelder;

GKN Sankey Limited

Albert Street Works, ^{D 2S} *^!£f_rl ₂? ⁴ *⁷ *¹⁹⁷⁵

Bundesrepublik Deutschland Telefon 0421-342019 Staffordshire , Telegramme: PATMEIS BREMEN

England

Unser Zeichen

1329

Scheibenrad oder abnehmbare Felgenanordnung

Die Erfindung betrifft Räder für Fahrzeuge.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit Scheibenrädern und abnehmbaren Felgenanordnungen, die eine asymmetrische Felge mit einer ersten und einer zweiten axial im Abstand angeordneten Wulstauflagefläche, die durch ein Tiefbett und eine Schulter zwischen der ersten Wulstauflagefläche und dem Tiefbett getrennt sind, und eine Scheibe oder ein Ansatzband, die mit der Felge verschweißt sind, aufweisen.

Wenn die Felge eine mit ihr verschweißte Scheibe aufweist, bilden die Felge und die Scheibe ein Scheibenrad, welches

509887/0808

Eingesandte Modelle werden nadi 2 Monaten, falls nicht zurOdcgefoidert, vernichtet. Mündliche Abreden, Insbesondere durch Fernsprecher, bedürfen schriftlicher Bestätigung. — Die In Rechnung gestellten Kosten sind mit Rechnungsdatum ohne Abzug fällig. — Bei verspäteter Zahlung werden Bankzinsen berechnet

Gerichtsstand und Erfüllungsort Bremen. Bremer Bank, Bremen, Nr. 231002a · 0Ie Sparkasse in Bremen, Nr. 1045355 ■ AlIg. Deutsche Credil-Anstait, Bremen, Nr. 202 598 · Postscheckkonto: Hamburg 33952-202

im nachfolgenden als Scheibenrad "der bestimmten Art" bezeichnet wird. Wenn die Felge ein mit ihr verschweißtes Ansatzband aufweist, wird eine abnehmbare Felgenanordnung geschaffen, welche im nachfolgenden als Felgenanordnung "der bestimmten. Art" bezeichnet wird, wobei die Felgenanordnung lösbar auf einer Nabe befestigt werden kann. Scheibenräder und abnehmbare Felgenanordnungen der bestimmten Art werden in großem Umfang mit schlauchlosen Reifen benutzt.

Wenn eine Felge eines Scheibenrades oder einer Anordnung der bestimmten Art einen aufgeblasenen Reifen trägt, unterliegt die Felge Kräften, welche eine axiale Gesamtspannungsbelastung in der Felge, d.h. parallel zur Drehachse des Rades oder der Anordnung, und zusätzliche Differentialbelastungen in der radial inneren und äußeren Oberfläche der Felge, welche durch die Biegung des Felgenabschnitts verursacht werden, verursachen.

Es ist festgestellt worden, daß die Gesamtbelastungen im Felgenabschnitt aufgrund eines aufgeblasenen Reifens in dem Teil des Felgenabschnittes, der die erste Wulstauflagefläche und die Schulter enthält, kleiner sind als in dem Teil des Felgenabschnittes, der die zweite Wulstauflagefläche enthält. Als Ergebnis dieser Untersuchungen ist festgestellt worden, daß es eine optimale Stelle gibt, an welcher die Scheibe oder das Ansatzband mit einer Felge in einem Scheibenrad oder einer abnehmbaren Felgenanordnung der bestimmten Art zu verschweißen ist, um niedrige Belastungen und eine Abwesenheit von steilen Belastungsgradienten in der Felge in der Nähe der Schweißstellen zu erzielen.

Gemäß der Erfindung ist daher ein Scheibenrad oder eine ab-

9887/0808

nehmbare Felgenanordnung der bestimmten Art vorgesehen, bei welcher die Scheibe oder das Ansatzband mit der radial inneren Oberfläche der Felge in der Nähe des Übergangs von der ersten Wulstauflagefläche zu der Schulter T-stumpfverschweißt ist,-

Die Auswahl dieser Stelle zur Verschweißung der beiden Teile des Rades oder der Anordnung hat eine Reihe von Vorteilen. Zunächst ist das Gesamtbelastungsniveau in den Bereichen um die Schweißstelle im Vergleich mit den Belastungsniveaus in anderen Teilen der Felge klein. Zweitens sind die Belastungsgradienten in der Nähe des Überganges von der ersten Wulstauflagefläche zu der Schulter weniger steil als in anderen Teilen des Felgenabschnittes, so daß ein gewisser Spielraum im Hinblick auf den Befestigungspunkt der Felge mit der Scheibe oder dem Band vorhanden ist, in welchem sich die Belastungsniveaus nur unwesentlich ändern. So können innerhalb gewisser Grenzen Scheiben und Ansatzbänder mit verschiedenen Durchmessern mit der gleichen Felge benutzt werden, um hierdurch Räder oder Anordnungen mit verschiedenen Abbiegungen, wie gewünscht, zu schaffen.

Drittens sind die Schweißstellen aufgrund der T-Form der Schweißverbindung für eine automatische Schweißvorrichtung leicht zugängig, was einen bedeutenden Vorteil in der Massenproduktion von Rädern und abnehmbaren Felgenanordnungen darstellt. Außerdem kann hierdurch die Schweißstelle von dem Tiefbett ferngehalten werden, was wünschenswert ist und was. auch mit schmalen Rädern verwirklicht werden kann.

Schließlich kann, insbesondere für Scheibenräder, die Scheibe eine wesentliche Rundung in sich enthalten, so daß sie stabil ist. Bei einigen früheren Konstruktionen ist es erforder-

509887/0808

25334AÜ

lieh gewesen. Scheiben zu benutzen, welche relativ flach abgerundet sind und daher nicht die gleiche Festigkeit aufweisen wie eine wesentlich abgerundete Scheibe.

Vorzugsweise bildet die Mittellinie des Randteiles des Bandes oder der Scheibe im Radialschnitt mit einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse des Rades oder der Anordnung und durch den Schnittpunkt der Mittellinie und der inneren Oberfläche, mit welcher der Randteil verschweißt ist, verläuft, einen Winkel zwischen O und 30°, wobei sich der Randteil von der Schweißverbindung aus in einer Richtung erstreckt, so daß er teilweise innerhalb der ersten Wulstauflagefläche liegt.

Es ist gemäß der Erfindung festgestellt worden, daß die optimale Stelle für die Scheibe oder das Band relativ zu der Felge dort ist, wo die axial innere Kante der Scheibe oder des Bandes, d.h. die Kante der Scheibe oder des Bandes in der Nähe des Tiefbettes, am Übergang zwischen der Schulter und der ersten Wulstauflagefläche liegt. Der Rand der Scheibe oder des Bandes liegt daher unter der ersten Wulstauflagefläche und kann leicht zu der geeigneten Form bearbeitet werden. Wie oben bereits erwähnt, gibt es in der Nähe des Überganges einen kleinen Bereich niedriger Belastung und es ist erfindungsgemäß festgestellt worden, daß die axial innere Kante der Scheibe oder des Bandes innerhalb eines Abstandes B/5 von dem übergang .angeordnet werden kann, wobei B weiter unten definiert ist.

Es gibt verschiedene Normen, nach welchen Scheibenräder und abnehmbare Felgenanordnungen der bestimmten Art hergestellt werden. Drei Institutionen, welche Normen veröffentlichen, sind die "Tire and Rim Association, Inc.", die "European Tyre and Rim Technological Organisation" und die "British Standards

509887/0808

253344Ü

Institution". Jedes Rad oder jede Anordnung wird nach einer dieser Normen oder nach irgendeiner anderen, international akzeptablen Norm gefertigt werden und jede Norm bestimmt eine kleinste Wulstauflageflächenbreite, d.h. eine Maßlänge parallel zur Drehachse des Rades oder der Anordnung von dem äußeren Rand der Wulstauflagefläche zu, für die erste Wulstauflagefläche, dem übergang auf der radial äußeren Oberfläche der Felge zwischen der Wulstauflagefläche und der Schulter und, für die zweite Wulstauflagefläche, dem übergang auf der radial äußeren Oberfläche der Felge zwischen der Wulstauflagefläche und der Wand des Tiefbettes.

Die Abmessung B ist als minimale Wulstauflageflächenbreite für die erste Wulstauflagefläche, d.h. die Wulstauflagefläche in der Nähe der Schulter, der Normung, nach welcher das Rad oder die abnhembare Felgenanordnung hergestellt ist, definiert. Räder mit verschiedenen Nennmaßen können verschiedene B-Abmessungen haben, aber die geeignete Abmessung für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die Abmessung der Wulstauflageflächenbreite für das Rad oder die abnehmbare Felgenanordnung entsprechend der Norm, nach welcher das Rad hergestellt ist, und wie sie in der Norm für die besondere Radgröße spezifiziert ist.

Im nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Es zeigt:

Fig.1 eine Reproduktion vom Normsystem des Handbuchs der "Tire and Rim Association, Inc." für 15° Tiefbettfelgen, wobei bestimmte Abmessungen der Klarheit willen weggelassen worden sind,

509887/0808

Fig.2 einen Halbschnitt durch ein Scheibenrad der bestimmten Art gemäß der Erfindung,

Fig.3 eine Ansicht eines vollständigen Rades der Ausführungsform gemäß Fig.2_f

Fig.4 eine Einzelansicht in vergrößertem Maßstab der Schweißverbindung zwischen der Scheibe und der Felge und

Fig.5 einen Schnitt ähnlich der Fig.2 einer abnehmbaren Felgenanordnung der bestimmten Art gemäß der Erfindung.

Wie in Fig.1 gezeigt ist, weist die Felgenkontur ein Tiefbett 10, eine erste Wulstauflagefläche 11, eine zylindrische Schulter 12 und eine zweite Wulstauflagefläche 13 auf. Es gibt eine minimale Abmessung D für die Breite der ersten Wulstauflagefläche 11. Die minimale Breite ist für jedes Nennfelgenmaß in Spalte D in Fig.1 in Zoll gegeben. So ist z.B. die minimale Abmessung D für ein Rad mit dem Nennfelgenmaß 22,5" χ 7,50" gleich 1,60".

Wie weiter unten beschrieben wird, würde bei einem Rad, das entsprechend dem in Fig.1 gezeigten Normsystem hergestellt ist, die Abmessung B, die in der vorhergehenden Beschreibung erwähnt worden ist, gleich der minimalen Abmessung D in Fig.1 sein. Andere Normsysteme benutzen unterschiedliche Buchstaben für die Darstellung der minimalen Wulstauflageflächenbreite, aber in jedem Falle wird die Abmessung B gleich der mit der Abmessung D in Fig.1 äquivalenten Abmessung sein.

In Fig.2 ist ein Scheibenrad mit einer Größe 22,5" χ 7,50" dargestellt, das den in Fig.1 gezeigten Normabmessungen genügt, so daß die minimale Wulstauflageflächenbreite der er-

509387/0808

sten Wulstauflagefläche, d.h. die Abmessung B gleich 1,60" ist, so daß B/5 gleich 0,32" ist.

In Fig.2 ist ein Scheibenrad mit einer Felge 14 und einer Scheibe 15 dargestellt. Der Felgenabschnitt weist eine erste Wulstauflagefläche 16 auf, deren Oberfläche zur Drehachse des Rades um 15° geneigt ist. Am äußeren Rand der ersten Wulstauflagefläche 16 ist ein Reifen-Halteflansch 17 durch Umbiegen des Felgenmaterials ausgebildet. Nach innen von der Wulstauflagefläche 16 aus ist eine zylindrische Schulter 18 ausgebildet. Außerdem ist eine zweite Wulstauflagefläche 19 vorgesehen, an deren äußerem Rand ein weiterer Reifen-Halteflansch 20 ausgebildet ist. Zwischen den Wulstauflageflächen 16 und 19 ist ein Tiefbett 21 angeordnet, das einen Boden 22 und Seitenwände 23 und 24 aufweist.

Die Felge ist aus Bandmaterial konstanter Dicke hergestellt und die Reifen-Halteflansche 17 und 20 sind mit einer ausreichenden Krümmung versehen, um die erforderliche Festigkeit zu erzielen. Je größer der von dem Flanschen 17 und 20 gespannte Bogen ist, um so größer ist bekanntermaßen die Festigkeit und um so stabiler ist der Felgenabschnitt. Zwischen der ersten Wulstauflagefläche 16 und der Schulter 18 befindet sich ein Obergang 25. Zwischen der Schulter 18 und der Tiefbettwand 23 ist ein gerundeter übergang 26 ausgebildet und ein weiterer gerundeter übergang 27 befindet sich zwischen der Wulstauflagefläche 19 und der Tiefbettwand 24.

Die Scheibe 15 ist mit der inneren Oberfläche der Felge in der Nähe des Überganges 25 zwischen der ersten Wulstauflagefläche 16 und der Schulter 18 verschweißt.

Die Scheibe 15 hat einen ebenen Mittelteil 28, welcher in der

509887/0808

25334AÜ

Mitte geöffnet ist, um die Nabe, auf welcher das Rad befestigt werden soll,durchzulassen,und eine Anzahl von im Abstand angeordneten Löchern 29 zur Aufnahme der Radbolzen. Die Scheibe weist einen äußeren kegelstumpfförmigen Teil 30 auf, welcher in den ebenen Teil 28 über einen Bereich 31 übergeht. In der Nähe des äußeren Randes 32 der Scheibe steigt der Kegelwinkel der Scheibe an, so daß eine Mittellinie 33 des Randteiles 34 der Scheibe mit einer Ebene 35, die senkrecht zur Drehachse 36 des Rades verläuft, einen Winkel A bildet, welcher im vorliegenden Falle ungefähr gleich 15° ist. Der Winkel A liegt innerhalb des Bereiches von 0 bis 30° und der kegelstumpfförmige Teil 30 liegt innerhalb der ersten Wulstauflagefläche 16, d.h. in anderen Worten verläuft die Scheibe von ihrer Schweißverbindung mit der Felge in einer Richtung, die im allgemeinen mehr von dem Tiefbett weg als zu dem Tiefbett hin weist.

Wie in Fig.4 gezeigt ist, verläuft die Mittellinie 33 vorzugsweise senkrecht zur inneren Felgenoberfläche 37, mit welcher der Randteil der Scheibe verschweißt ist. Wie gezeigt ist, sind die Scheibe und die Felge durch zwei Schweißstellen, eine axial äußere Schweißstelle 38 und eine axial innere Schweißstelle 39 miteinander verbunden. Falls gewünscht, kann eine dieser Schweißstellen weggelassen werden.

Die axial innere Kante 40 der Scheibe liegt am übergang 25 zwischen der Wulstauflagefläche 16 und der Schulter 18, d.h. in der Nähe der Ebene 35, und dies ist die optimale Stelle. Die Schweißverbindung kann jedoch etwas gegenüber der optimalen gezeigten Stellung verschoben werden. Die innere Kante 40 kann nach rechts oder links in Fig.2 bewegt werden, bis sie auf einer der Linien 41 und 42 liegt, welche jeweils in einem Abstand B/5,gemessen parallel zur Drehachse 36, vom inneren Rand der ersten Wulstauflagefläche 16, d.h. der Linie 43 liegt.

509887/0808

Der Abstand B ist zwischen den Linien 43 und 44 gemessen. Vorzugsweise wird die Scheibe nach links von ihrer optimalen Stelle bewegt, wenn diese nicht zur Verfügung steht, so daß der äußere Rand der Scheibe unter der Wulstauflagefläche liegt, wobei jedoch die genaue Position der Scheibe durch die körperlichen Zwangsbedingungen bestimmt wird, die von der Situation, in welcher das Rad benutzt werden soll, festgelegt werden.

Die Befestigung der Scheibe mit der Felge in der beschriebenen Weise in der Nähe des tiberganges 25 weist eine Reihe von Vorteilen auf. Erstens sind die Gesamtbelastungen in der Felge im Befestigungsbereich kleiner als in anderen Teilen der Felge, wenn die Felge einen aufgeblasenen Reifen trägt.

Zweitens, wie aus den Figuren hervorgeht, sind die beiden Schweißstellen 38 und 39 für eine automatische Schweißvorrichtung leicht zugängig.

Drittens können durch Bewegung des ,Befestigungspunktes der Scheibe innerhalb des Bereiches, der durch die Forderung bestimmt ist, daß die innere Kante der Scheibe zwischen den Linien 41 und 42 liegt, verschiedene Abbiegungen erzielt werden, wobei die Abbiegung durch die Linie 46 zwischen der Mittelebene 47 des Rades und der äußeren Stirnseite 48 des Mittelteils 28 der Scheibe angezeigt wird. Es wird angemerkt, daß eine gewisse Abänderung des Gesamtdurchmessers der Scheibe für verschiedene Abbiegungen erforderlich ist, daß aber . diese Abänderung ziemlich klein ist und daß Standardscheiben daher benutzt werden können und daß der Bearbeitungsumfang am Rande einer jeden besonderen Scheibe, die für die erforderliche Abbiegung angeordnet ist, ausgeführt wird. Es ist nicht erforderlich, verschieden geformte Scheiben für ver-

5098S7/0808

schiedene Abbiegungen vorzusehen. Es ist lediglich notwendig, den Durchmesser der Scheibe zu verändern.

Viertens weist die Scheibe eine erhebliche Tellerform auf, d.h. es besteht ein erheblicher Abstand zwischen der Ebene 35 und der Stirnseite 48, so daß eine stabile Scheibe erzielt wird.

Das in Fig. 2, 3 und 4 gezeigte Rad soll mit einem schlauchlosen Reifen benutzt werden und in Fig.2 ist ein Ventilloch 49 gezeigt, lon den äußeren Teil der Scheibe herum sind fünf Zutritts löcher 50 vorgesehen. Die Löcher sind so nahe wie praktikabel am äußeren umfang der Scheibe angeordnet, um einen Abfluß für Wasser und Schmutz zu schaffen und um das Ansammeln von Wasser und Schmutz innerhalb des Rades zu verhindern,

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Scheibenrad der bestimmten Art mit einem sehr vorteilhaften Aufbau geschaffen. Die Erfindung ist ebenfalls auf abnehmbare Felgenanordnungen, wie in Fig.5 gezeigt, anwendbar, in welchen die Scheibe 28 durch ein Ansatzband 51 ersetzt wird, welches eine ähnliche kegelstumpf förmige Form wie der Teil 30 aufweist, welches aber lösbar mit einer Nabe verbunden werden kann. Das Ansatzband wird mit der Felge mit den gleichen Vorteilen verschweißt, wie in Verbindung mit der Scheibe beschrieben worden ist. Die in Fig.5 dargestellten Teile, welche mit denen in Fig.2 und 3 identisch sind, weisen die gleichen Bezugszeichen mit einer Vorziffer 1 auf.

509837/0008

Claims

Patentansprüche

Scheibenrad oder abnehmbare Felgenanordnung mit einer asymmetrischen Felge mit einer ersten und einer zweiten axial im Abstand angeordneten Wulstauflagefläche, die durch ein Tiefbett und eine Schulter zwischen der ersten Wulstauflagefläche und dem Tiefbett getrennt sind, und mit einer Scheibe oder einem Ansatzband, die mit der Felge verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (15) oder das Ansatzband (51) mit der radial inneren Oberfläche (37, 137) der Felge (14, 114) in der Nähe des Übergangs (25, 125) von der ersten Wulstauflagefläche (16, 116) zu der Schulter (18, 118) T-stumpfverschweißt ist.

2. Rad oder Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie (33, 133) des Randteiles (34, 134) des Bandes (51) oder der Scheibe (15) im Radialschnitt mit einer Ebene (35, 135), die senkrecht zur Drehachse (36) des Rades oder der Anordnung und durch den Schnittpunkt der Mittelline (33, 133) und der inneren Oberfläche (37, 137), mit welcher der Randteil (34, 134) verschweißt ist, verläuft, einen Winkel (A) zwischen O und 30° bildet und daß sich der Randteil (34, 134) von der Schweißverbindung aus in einer Richtung erstreckt, so daß er teilweise innerhalb der ersten Wulstauflagefläche (16, 116) liegt.

3. Rad oder Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie (33, 133) senkrecht zur inneren Oberfläche (37, 137) verläuft.

509887/0808

- ₁₂ - 25334AÜ

4. Rad oder Anordnung nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axial innere Kante (40, 140) der Scheibe (15) oder des Bandes (51), d.h. die Kante (40, 140) der Scheibe (15) oder des Bandes (51) in der Nähe des Tiefbettes (21, 121), am übergang (25, 125) zwischen der Schulter (18, 118) und der ersten Wulstauflagefläche (16, 116) liegt.

5. Rad oder Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial innere Kante (40, 140) der Scheibe (15) oder des Bandes (51), d.h. die Kante (40, 140) der Scheibe (15) oder des Bandes (51) in der Nähe des Tiefbettes (21, 121), innerhalb eines Abstandes B/5 (wie in der Beschreibung definiert) vom übergang (25, 125) zwischen der Schulter (18, 118) und der ersten Wulstauflagefläche (16, 116) liegt.

Für den Anmelder:

Patentanwälte Meissner & Bolte Bremen, Sievogtstraße 21

24. Juli 1975

Anmelder:

GKN Sankey Limited
Albert Street Works,
BiIston,
Staffordshire,
England

509887/0808