DE2739597C2 - Kraftfahrzeugrad - Google Patents

Description

reiche des Radkörpers verteilt, wodurch sich die Biegebelastung für den Felgenteil verringert und die Laufeigenschaften des Rades sich verbessern.

Es ist aus der DE-OS 19 64 393 und US-PS 20 16 095 zwar an sich bekannt, einen Radkörper durch eine formunverstellte einfach gewölbte Platte zu bilden, jedoch handelt es sich in diesen Fällen um Platten aus Metall, die unelastisch und deshalb gattungsfremd sind und nicht im Sinne der Erfindung wirken.

Es ist außerdem aus US-PS 38 61 435 an sich bekannt, einen Radkörper durch einen form-unversteiften einfach gewölbten Körper aus elastomerem Material zu bilden, jedoch handelt es sich bei dieser Ausgestaltung um einen Körper, der sich von seinem Nabenteil zum freien Ende seines Felgenteils im wesentlichen kontinuierlich verjüngt. Außerdem liegt dieser bekannten Ausgestaltung der Zweck zugrunde, die Auflagefläche zwischen einem belasteten Reifen und dem Boden zu vergrößern, um die Flächenpressung zu verringern. Dies wird durch den verjüngten Felgenteil erreicht, der aufgrund seiner geringen Festigkeit einbiegt und somit die angestrebte vergrößerte Auflagefläche herbeiführt.

Dagegen ist es Ziel der Erfindung, ein Einbiegen des Felgenteils möglichst zu vermeiden, was dadurch erreicht wird, daß der Radkörper durch eine Platte gebildet ist, wodurch die Belastungen sich nicht nur auf den Felgenteil auswirken, sondern auch auf die angrenzenden Bereiche des Radkörpers, womit eine Lastverteilung erreicht wird, die zu einer wesentlichen Verringerung der Verformung des Felgenteils führt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sinti in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausgestaltungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine pespektivische Vorderansicht eines Fahrzeugrades nach der Erfindung;

F i g. 2 eine perspektivische Rückansicht des Rades;

F i g. 3 den Radkörper im Axialschnitt;

F i g. 4 in vergrößerter Darstellung einen axialen Halbschnitt durch das Rad als erstes Ausführungsbeispiel;

F i g. 5 einen der F i g. 4 entsprechenden Schnitt des Rades mit einer Spritzgießform zum Anformen eines Laufflächenbelages;

F i g. 6 in vergrößerter Darstellung einen axialen Halbschnitt durch ein Rad als zweites Ausführungsbeispiel;

F i g. 7 in vergrößerter Darstellung einen Halbschnitt durch den Radkörper gemäß F i g. 3 als Konstruktionszeichnung.

Der in F i g. I bis 3 mit 10 bezeichnete Radkörper besteht aus einem Felgenteil 15 und einem Radscheibenteil mit einem Nabenteil 11, die einen einstückigen, z. B. durch Spritzgießen, geformten Körper bilden. Auf dem Felgenteil 15 ist ein Laufflächenbelag 13 angeordnet, der aus einem angeformten Natur- oder Synthetikgummi oder einem elastomeren Material, z. B. flüssig eingespritztem mikrozellularem Urethan, besteht. Bei der Verwendung von Gummi als Laufflächenmaterial eo muß ein Kleber zum Verbinden mit dem Felgenteil 15 verwendet werden, während bei der Verwendung von Urethan hierfür die natürliche Klebkraft am Felgenteil 15 ausreicht und kein zusätzlicher Kleber notwendig ist.

Der Nabenteil 11 ist von üblicher Form und kann mit Hilfe von mehrere Löcher 14 (Fig. 2) durchfassenden Gewindebolzen und Muttern 14a(Fig. 1)an einer Radnabe angebracht werden.

Der Felgenteil 15 besitzt die Form eines hohlen Kegelstumpfes kreisrunden Querschnitts. Erschließt bei 16 an den Radscheibenteil an, wobei er zu seinem freien Ende 23 hin divergiert. Der Radscheibenteil besteht aus einem äußeren und inneren Ringabschnitt, von denen der äußere Ringabschnitt mit 12 bezeichnet und zur dem freien Ende 23 abgewandten Seite hin halbkreisförmig ausgewölbt ist. Der innere Ringabschnitt 21 ist entgegengesetzt gewölbt, so daß die Ringabschnitte 12 und 21 eine S-förmige Kontur ergeben, die sich vom Felgenteil 15 bis zum Nabenteil 11 erstreckt. Die Übergangsbereiche zwischen dem Radscheibenteil bzw. zwischen dem äußeren Ringabschnitt 12 und dem Felgenteil 15 sowie zwischen dem äußeren und inneren Ringabschnitt sind mit A und B bezeichnet (siehe auch Fig. 7). Im Bereich der Übergangsstellen A, B ist die Dicke des aus einer einfach gewölbten elastischen Platte bestehenden Radkörpers 10 so verjüngt, daß sich eine im wesentlichen konstante Beanspruchung geringer Größe für den Radkörper 10 und insbesondere für den Felgenteil 15 ergibt und die Bc?.ns^r»ruchun^iTskonzvntr0tionen bei hoher Belastung, wie Stoßen, so klein wie möglich gehalten werden. Die Übergangsbereiche A, B schließen mit der Vertikalen und Horizontalen Winkel ein, wie sie in F i g. 7 dargestell t und bezeichnet sind.

Der Radkörper 10 wird beispielsweise aus glasfaserverstärktem Epoxyd-Kunststoff hergestellt, der eine hohe Festigkeit gegen Langzeitermüdung aufweist, geeignet ist, Stöße zu absorbieren und zu dämpfen, und formfest ist. Bezüglich eines glasfaserverstärkten Kunststoffs, der für die Verwendung bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung geeignet ist, wird auf die älteren deutschen Patentanmeldungen verwiesen, deren Anmeldungsunterlagen in den DE-OS 26 40 933 und DE-OS 26 39 634 veröffentlicht sind.

Die Herstellung und Anbringung des Laufflächenbelages 13 wird im folgenden anhand F i g. 5 erklärt. Der Radkörper 10 isi in einer metallischen Form aufgenommen, die aus einem Oberteil 24, einem Seitenteil 25 und einem Bodenteil 26 besteht. Der sich zwischen der Form und dem Radkörper 10 ergebende Formhohlraum 29 wird durch Einspritzen von elastomerem Material gefüllt, daß durch ein Spritzrohr 30 eingespritzt wird.

Wie in F i g. 5 dargestellt, befinden sich an der Innenseite des Oberteils 24 der Form sich in Umfangsrichtung der Form erstreckende Stege, die Laufrippen an der Lauffläche des Laufflächenbelages 13 formen. Die Ausgestaltung der Laufrippen ist so getroffen, daß die Lauffläche im Bereich ihrer inneren Hälfte im wesentlichen axial verläuft und! im Bereich ihrer äußeren Hälfte ballig eingezogen ist. Hierdurch wird ein Belastungsausgleich über der Lauffläche erreicht, wenn unter Belastung der innere Teil der Lauffläche mehr einbiegt als der äußere Teil. Es ergibt sich eine Vergleichmäßigung der sich unter Last einstellenden Laufflächenkrümmung. Hierdurch wird ein niedriger Rollwiderstand und eine Vergleichmäßigung der Lastverteilung bei gleichzeitig verhältnismäßig hohen Seitenführungskräften erreicht. Die mit 32 bezeichnete breite Mittelrippe führt zu einer Vergleichmäßigung der Laufflächenabnutzung.

Der Formhohliraum 29 ist seitlich durch zwei Ringdichtungen 27 und 28 abgedichtet, von denen die Ringdichtung 27 an der Innenseite des Felgenteils 15. und zwai in dessen mittlerem Bereich, angeordnet ist. Aufgrund der Konizität des Felgenteils 15 erstreckt sich der Hohlraum 29 somit um das freie Ende 23 des Felgenteils 15 herum auch unterhalb des Felgenteils 15 bis zur Ringdichtung 27, und der fertige Radkörper 10 ist des-

halb im Bereich seines freien Endes 23 außenseitig und innenseitig vom elastomeren Material umgeben. Die Ringdichtung 28 befindet sich etwa im Scheitelpunkt des äußeren Ringabschnittes 12 und begrenzt somit den Formhohlraum 29 für eine Laufflächenschulter 33, die sich folglich etwa bis zum Scheitelpunkt der äußeren Ringfläche 12 erstreckt.

Die Laufflächenschulter 33 trägt wesentlich zur Erhöhung des Widerstandsmomentes sowie der Festigkeit gegen Stöße des Radkörpers 10 und insbesondere des Felgenteils 15 bei. Außerdem wird durch die Laufflächenschulter 33 die Festigkeit gegen Bordsteinkantenabrieb vergrößert, und die Laufflächenschulter 33 verbessert auch das Aussehen des Fahrzeugrades. Aufgrund des erhöhten Widerstandsmomentes ergibt sich auch eine größere Steifigkeit, die die Verformung des Felgenteils 15 unter Last verringert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.6, bei dem der Radkörper ebenfalls aus einem Radscheibenteil und einem Felgenteil 34 besteht, wobei der Radscheibenteil ebenfalls aus einem Nabenteil 43, einem inneren gewölbten Ringabschnitt 40 und einem äußeren gewölbten Ringabschnitt 36 besteht, unterscheidet sich vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß der innere Ringabschnitt 40 über die Ebene des Nabenteils 43 hinaus ausgewölbt ist. Es ergibt sich somit eine deutlichere Ausprägung der S-förmigen Kontur des Radscheibenteils. Der innere Ringabschnitt 40, der durch eine Krümmung 42 an den Nabenteil 43 anschließt, ist stärker gewölbt als der innere Ringabschnitt 21 beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1, 4). Hierdurch ist auch eine stärkere Wölbung des äußeren Ringabschnitts 36 und ein weniger geneigter Obergangsabschnitt zwischen den Ringabschnitten bedingt.

Durch die Ausgestaltung gemäß F i g. 6 wird bei einer Beibehaltung der Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels eine höhere Elastizität des Radkörpers 10 erreicht, insbesondere gegen radiale Belastungen. Hierdurch wird die Biegebelastung im Felgenteil 34 und im äußerer. Ringabschnitt 36 bzw. im Übergangsbereich dieser Teile wesentlich reduziert. Es ergibt sich auch eine verbesserte Verteilung einer Belastung, so daß auch Stöße leichter aufgenommen werden können, ohne daß die Teile des Radkörpers 10 überbeansprucht werden.

Die Erfindung ermöglicht eine Verbesserung des Bekannten in einem solchen Maß, daß die Fahreigenschaften eines erfindungsgemäß ausgestalteten Rades denen eines Luftreifens nahezu gleich kommen. Das Mitführen eines Ersatzreifens am Fahrzeug ist bei erfindungsgemäßen Rädern nicht notwendig, weil die Gefahr des Undichtwerdens eines Luftreifens nicht besteht. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht außerdem nicht nur eine deutliche Reduzierung des Gewichtes, sondern sie ermöglicht auch einen größeren Freiraum im Bereich des Rades, so daß größere Bremsendurchmesser bzw. Bremsflächen realisiert werden können bzw. ein größerer Freiraum für die Radaufhängung des Fahrzeugs zur Verfügung steht.

Ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Rad läßt sich sowohl für typische Straßenfahrzeuge als auch für solche Fahrzeuge einsetzen, die nicht auf der Straße fahren, wie Militär- und kommerzielle Personenfahrzeuge sowie Fahrzeuge für die Luftfahrt.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Kraftfahrzeugrad mit einem elastischen Radkörper aus Kunststoff, dessen Querschnitt zur Verbesserung der elastischen Eigenschaften Auskrümmungen in axialer Richtung aufweist, an dessen Felgenteil ein gummielastischer Laufflächenbelag angebracht ist und der mit einem zentralen ebenen Radscheibenbereich an einer Fahrzeug-Radnabe befestigbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung eines einfachen tragfähigen Rades des Radkörper (10) als form-unversteifte, einfache, gewölbte, elastische Platte ausgebildet ist.

2. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Radscheibenteil des Radkörpers (10) einen an den Felgenteil (15; 34) anschließenden, zur dem freien Ende (23) des Felgenteiis (15; 34) abgewandten Seite hin ausgowölbten äußeren Ringabschnitt (12; 36) und einen daran anschließenden, entgegengesetzt ausgewölbten inneren Ringabschnitt (21; 40) aufweist.

3. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper (10) im Übergangsbereich (A) zwischen dem äußeren Ringabschnitt (12; 36) und dem Felgenteil (15; 34) und im Übergangsbereich (B) zwischen dem inneren Ringabschnitt (21; 40) und dem Nabenteil (11; 43) des Radscheibenteils in seiner Dicke verjüngt ist.

4. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ringabschnitt (40) über die Ebene des Nabenteils (43) hinaus ausgewölbt ist.

5. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Felgenteil (15; 34) durch einen zu seinem freien Ende (23) hin divergierenden Hohlkegelstumpf gebildet ist.

6. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Felgenteil (15; 34) zu seinem freien Ende (23) hin verjüngt ist.

7. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (23) des Felgenteils (15; 34) vom Material des Laufflächenbelages (13) umgriffen ist.

8. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenbelag (13) auf der dem freien Ende des Felgenteils (15; 34) abgewandten Seite sich mit einer Schulter (33) bis etwa zum Scheitelbereich des äußeren Ringabschnitts (12; 36) erstreckt.

9. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenbelag (13) sich in Umfangsrichtung erstreckende Laufrippen aufweist, von denen die Mittelrippe (32) breiter ist als die anderen Laufrippen.

10. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper (10) aus glasfaserverstärktem Epoxyd-Kunststoff besteht.

11. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper (10) einen zur Fahrzeuginnenseite hin offenen Aufbau besitzt.

12. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenbelag (13) an den Felgenteil (15; 34) angeformt ist und vorzugsweise aus Gummi oder Polyurethan besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraflfahry.eugrud nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Kraftfahrzeugrad dieser Bauart ist in der US-PS 38 70 372 beschrieben und dargestellt
Es ist ein wesentliches Merkmal dieser Bauart, daß der Radkörper aus elastischem Kunststoff hergestellt ist, wodurch zum einen eine einstückige Bauweise und zum anderen aufgrund der vorhandenen Elastizität eine Absorbierung der während der Fahrt auf das Rad wirkenden Stoßbelastungen erreicht wird.

Bei der vorgenannten bekannten Ausgestaltung besteht der Radkörper aus einem sich wesentlich radial erstreckenden Radscheibenteil und einem sich axial erstreckenden Felgenteil, wobei der Radscheibenteil zwecks Verbesserung der elastischen Eigenschaften zu beiden Seiten seitlich ausgewölbte Abschnitte in S-Form aufweist, von denen in Umfangsrichtung benachbarte Abschnitte an einander gegenüberliegenden freien Rändern des Felgenteils anschließen. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist der bekannte Radkörper zwar in der Lage, Stoßbelastungen durch radiale Einschiebung des belasteten Felgenteils aufzunehmen, jedoch ist die Ausgestaltungsform sehr kompliziert und deshalb teuer herzustellen, was bei einem Spritzgießteil durch eine komplizierte Spritzgießform bedingt ist.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausgestaltung besteht darin, daß Abschnitte des Radscheibenteils vorhanden sind, die sich quer zur Rotationssymmetrie erstrecken und deshalb nicht nur eine strömungsungünstige Form haben, die zu nachteiligen Luftwiderständen führt, sondern die auch in Umfangsrichtungs hintereinanderliegende Abschnitte des Radkörpers mit unterschiedlichen Festigkeiten ergeben, was darauf beruht, daß die weniger stark gewölbten Zonen der Radschcibenabschnitte radialen Belastungen mehr Widersland entgegensetzen als die stark ausgewölbten Zonen der Radscheibenabschnitte.

Die vorbeschriebenen Nachteile haften auch einer aus der FR-PS 10 07 671 entnehmbaren Ausgestaltung an, bei der ein Felgenteil mit seinem einen Ende an den Radscheibenteil anschließt, wobei letzlerer jedoch ebenfalls unterschiedlich stark seitlich ausgewölbte Abschnitte aufweist, die sich quer zur Rotationssymmctric erstrecken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs bezeichneten Bauart so auszugestalten, daß bei Gewährleistung gleichmäßiger Elastizität des Radkörpers auf seinem Umfang und möglichst geringer Einbiegung des Felgenteils unter Belastung cine einfache und preiswert herstellbare Bauweise möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht der Radkörper aus rotationssymmetrischen Abschnitten, die aufgrund der Rotationssymmetrie bezüglich der Umfangsrichtung gleiche Elastizität aufweisen. Aufgrund der Rotationssymmetrie ist auch eine sirömungsgünstige Form des Radkörpers vorgegeben, so daß die bei den vorbekannten Ausgestaltungen während der Rotation des Rades vorhandenen Luftwiderstände ausgeschlossen sind. Sowohl hierdurch als auch durch die Ausbildung des Radkörpers als form-unversteifte einfach gewölbte elastische Platte ist eine einfaehe Form des Radkörpers vorhanden, die sich leicht und preiswert herstellen läßt. Außerdem werden die insbesondere radialen Belastungen des Radkörpers nicht nur vom Felgenteil aufgenommen, sondern auf größere Be-