DE3020244A1

DE3020244A1 - Radkappe

Info

Publication number: DE3020244A1
Application number: DE19803020244
Authority: DE
Inventors: Edwin Earl Foster; Thomas Earl Foster
Original assignee: LADNEY JUN
Current assignee: LADNEY JUN
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1981-01-08
Also published as: US4266831A; JPS565202A; MX150423A; BR8003671A; ES258052U; IT8048674A0; DE3020244C2; NO146050C; ES258052Y; GB2052405A; FR2459145A1; CA1113528A; NO146050B; SE8004403L; NO801756L; AU5818380A; JPS5748401B2; AU518411B2; GB2052405B; FR2459145B1

Description

Michael Ladney, Jr.

45 Oxford Road

Grosse Pointe Shores, Michigan

Anwaltsakte: M-5210 22. Mai 1980

RADKAPPE

Die Erfindung betrifft Fahrzeugradkappen, insbesondere eine verbesserte Vorrichtung zur Halterung der Kappe an einem Fahrzeugrad.

In der US-PS 4 027 919 des gleichen Anmelders wird eine Radkappe erläutert, die mit Hilfe eines elastischen Drahtrings, der an der innenliegenden Fläche der Radkappe angeordnet ist, am Fahrzeugrad angebracht ist. Der Drahtring besitzt mindestens drei radial nach außen ragende Vorsprünge an seinem Umfang, die mit einer ringförmigen Oberfläche an der Radfelge in Reibverbindung treten, um die Kappe am Rad zu halten. Die Kappe ist mit mehreren radialen Durchführungen oder Kanälen versehen, in welchen die radialen Vorsprünge im Pressitz eingepaßt sind, damit sich die Vorsprünge innerhalb der Führungen radial bewegen können. Die zwischen den Vorsprüngen liegenden Teile des Drahtrjnges können radial durchgebogen werden, um eine radiale Versetzung der einzelnen Vorsprünge in den radialen Kanälen zu ermöglichen,wobei die radiale Versetzung des

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Ringes insgesamt verhindert wiätf.d. Dadurch kann die Kappe fest an einem Fahrzeugrad so angebracht werden, daß die Haltekräfte im wesentlichen vollständig durch den Drahtring absorbiert werden und nicht an den Körper der Radkappe übertragen werden. Dieses Merkmal ist besonders wichtig, wenn die Radkappe aus einem leicht verformbaren Werkstoff wie Kunststoff oder dünnem Aluminiumblech gefertigt ist.

Die vorgenannte Radkappe erwies sich in der Praxis als sehr erfolgreich. Aus Gründen der extremer. Sicherheit haben jedoch einige Fahrzeughersteller technische Vorschriften mit relativ hohen Werten für Drehmoment- und axialen Abzugswiderstand erlassen. Der Drehmomentwiderstand ist ein Maß für dJe zum Drehen der montierten Kappe gegenüber dem Rad erforderlichen Kraft. Der axiale Abzugswiderstand ist ein Maß für die zum axialen Abziehen erforderliche Kraft. Der Drehmomentwiderstand ist erforderlich, damit verhindert wird, daß die Kappe den Ventilschaft abschert oder abschneidet, der sich durch sie hindurch erstreckt. Der Abzugswiderstand ist nötig, um zu verhindern, daß sich die Kappe bei scharf gefahrenen Kurven oder bei starken Stoßen vom Rade löst.

er

Höhere Drehmoment- und Abzugswiderstände der Radkappen erfordern normalerweise eine Verstörkung der Federspannung zwischen der Halterung der Radkappe und dem Rad. Wenn jedoch diese Federspannung erheblich verstärkt wird> wird auch die Kraft übermässig groß, die erforderlich ist, um die Kappe am Rad zu montieren bzw. von ihm

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zu demontieren, wodurch diese Aufgabe sehr erschwert wird und die Kappe möglichen Schaden wie Verbiegen, Bruch usw. ausgesetzt ist.

Die Aufgabe der Erfiridung besteht somit darin, den Drehmoment- und Abzugswiderstand der Radkappe nach dem vorerwähnten Patent zu verbessern, ohne im wesentlichen die Kraft zu erhöhen, die erforderlich ist, die Kappe am Rade anzubringen und von ihm zu lösen. Diese Aufgabe soll ohne Erhöhung der Federspannung gelöst werden, die zwischen der Radkappenhalterung und dem Rade besteht. Erfindungsgemäß soll der Ant!drehmoment- und Abzugswiderstand der vorbezeichneten Radkappen dadurch verbessert werden, daß den Außenenden der Vorsprünge auf dem Federsicherungsring eine Form gegeben wird, durch welches- sie fester mit der Radfelge in Reibeingriff treten können. Nach der Erfindung sind die Vorsprünge am elastischen Sicherungsring U-förmige Radteile, und die radiale Außenseite des gekrümmten Teils eines jeden Vorsprüngs besitzt an ihrem Mittelpunkt eine scharfe Eingriffskantenfläche, die gegenüber einer zur Radachse parallelen Linie geneigt ist. Diese Eingriffskantenfläche ist sowohl zur Ebene der Radkappe hin als auch zur Achse der Radkappe hin geneigt, um gleichzeitig den Widerstand der Kappe gegen Drehung und axiale Außenverschiebung gegenüber dem Rad zu erhöhen. Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigens

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Fig. 1 einen Grundriß der innenseitigen Fläche einer erfin-

düngsgemäßen Radkappe,
Fig. 2 eine Teilansicht eines U-förmigen Vorsprungs auf dem Kappensicherungsring,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Vorsprungs, Fig. 4 eine Seiten- oder Endansicht eines anderen Vorsprungs, Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie V-V der Fig. 1, Fig. 6 einen Teilschnitt mit Darstellung der Art und Weise, in welcher die Radkappe am Rad befestigt ist,

Fig. 7; eine End- oder Seitenansicht eines Vorsprungs einer :.;■■-■"-"-.--·,". anderen Ausführung des Sicherungsrings, Fig.- 8 _ : einen Teilseitenriß des in Fig. 7 gezeigten Vorsprungs, Fig; 9 einen Teilseitenriß längs der Linie IX-IX der Fig. 7.

Die in den Fig. 1 und 6 gezeigte Radkappe 10 umfaßt einen gepressten oder gespritzten Kunststoffkörper 12, an dessen innenliegender Fläche ein .Drahtring 14 mit mehreren Trägern 16 montiert ist, die einstückig mit dem Körperteil· ausgeführt sind. Die Radkappe 10 soll an einer Felge 18 eines Rades 20 montiert werden. Insbesondere ist die Felge 18 mit einer radial einwärts gekehrten ringförmigen S icherheitsnüt 22 versehen, deren axiale Außenseite durch einen abgerundeten Absatz 24 begrenzt wird. Dieser Absitz 2 4 bildet einen Anschlag für einen Wulst 26 um die innere ümfangskante eines Reifens 28.

Die in Fig. 1 gezeigte Kappe besitzt 6 Träger 16, die an ihrem Außenumfang gleichmäßig verteilt sind. Die radialen Außenflächen

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ORIGINAL INSPECTED

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30 der Träger 16 bilden einen Kreis, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Felgenteil, der neben und axial außerhalb der Sicherheitsnuten 22 liegt.

Der Ring 14 umfaßt ein Einzelstück eines Drahtes im kreisförmigen Querschnitt, dessen entgegengesetzte Enden in einer Buchse 32 zusammengefaßt sind. Im Ring 14 sind auch 6 radial nach außen ragende U-förmige Vorsprünge 34 ausgeformt, die miteinander durch sich am Umfang erstreckende Federsegmente oder Federteile 36 verbunden sind. Die einzelnen U-förmigen Vorsprünge 34 umfassen zwei im allgemeinen parallele radial auswärts- ragende Schenkel 38, die an ihren Außenenden durch eine Krümmung 40 in Form einer U- oder Haarnadelkurve miteinander verbunden sind. Die Schenkel 38 erstrecken sich im allgemeinen radial zur Kappe und sind durch knickartige Biegungen 42 mit den Federelementen 3 6 verbunden. Der Ring 14 ist an der Kappe so angeordnet, daß die U-förmigen Vorsprünge 34 radial nach außen durch Durchführungen oder Kanäle 44 in den Trägern 16 ragen. Die Schenkel 38 der Vorsprünge 34 sind verhältnismäßig fest in die Wände der Kanäle 44 eingepaßt und die Haarnadelkurven 40 der Vorsprünge ragen leicht über die radialen Außenfläche 30 der Träger 16 hinaus.

Nach der Erläuterung.in unserem früheren Patent ist der Ring 14 bei der Montage in der Kappe (Fig. 1) in ungespanntem Zustand, und die knickartigen Biegungen 42 befinden sich mindestens etwas radial gegenüber den radialen Innenflächen 46 der Träger 16 nach innen versetzt. Der Durchmesser des durch die Außenenden der Vor-

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Sprünge 34 beschriebenen Kreises ist etwas größer als der Durchmesser der Sicherheitsnut 22, um die Kappe am Rad zu befestigen, wird sie auf der außenseitigen Fläche des Rades angeordnet, wobei der Ventilschaft am Rad durch eine Ventilschaf töffnung 48 in der Kappe ragt. Die Kappe ist zur Fläche des Rades hin geneigt, so daß die beiden Vorsprünge 34, die am nächsten den sich gegenüberliegenden Seiten der Ventilschaftöffnung 48 befinden, mit der Sicherheitsnut 22 der Radfelge in Eingriff kommen. Anschließend wird der Teil der Kappe, der der Ventilschaftöffnung 48 diametral gegenüberliegt nach innen gegen die Außenfläche des Rades gedrückt. Dies bewirkt, daß die Außenenden 40 der übrigen Vorsprünge 34 radial nach innen durch die Biegsamkeit der FederSegmente 36 versetzt werden, so daß die Außenenden 40 aller Vorsprünge in die Sicherheitsnut 22 am Absatz 24 eingreifen (Fig. 6). Wie in der vorerwähnten Patentschrift eindeutig erläutert wird, wird die Kappe dadurch fest am Rad gehalten, und die durch die radiale nach innen gerichtete Bewegung der Vorsprünge 34 erzeugten Kräfte werden vollständig durch die untereinander verbundenen Federelemente 36 absorbiert, so daß keine dieser Kräfte an die Kappe selbst übertragen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die im Sicherungsring 14 entwickelten Haltekräfte vom Durchmesser des durch die Außenenden 40 der Vorsprünge 34 gebildeten Kreises gegenüber dem Durchmesser der Sicherheitsnut 22 abhängen. Wenn sich der Durchmesser der Außenenden der Vorsprünge 34 ge-

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genüber dem Durchmesser der Sicherheitsnut vergrößern, werden auch die Haltekräfte größer. Wenn jedoch diese Haltekräfte aufgrund der Spannung im Drahtring 14 verstärkt werden, so wird es auch schwieriger, die Kappe auf das Rad aufzusetzen und sie von diesem abzunehmen. Wenn der durch die Außenenden der Vorsprünge 34 beschriebene Kreis einen übermäßig großen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der Sicherheitsnut 22 aufweist, dann wird es fast unmöglich, die Kappe auf das Rad zu montieren bzw. sie vom Rad abzunehmen, ohne sie in irgendeiner Weise zu beschädigen.

Bei der erfindungsgemäßen Radkappe wird das Problem durch scharfe Eingriffskanten 50 an den radial äußersten Teilen . der U- oder Haarnadelkurven 40 der einzelnen Vorsprünge 34 gelöst. Die Eingriffskanten 50 entstehen durch Abschneiden oder anderweitige Entfernung eines Teiles des Drahtes an den äußersten Enden der Haarnadelkurve 40 , um in diesen eine Einkerbung 52 auszuformen. Die einzelnen Einkerbungen 52 werden durch eine im allgemeinen ebene, sich axial erstrekkenden Fläche 54 unc£ eine im allgemeinen sich radial erstreckende Fläche 56 gebildet, die sich mit einem vollen Radius 56 cC schneiden. Die Einkerbungen 52 können durch Schneiden, Schleifen, Ausbohrungen und dergleichen geschaffen werden. Die scharfe Eingriffskante 50 wird durch eine Schnittlinie zwischen der ebenen Fläche 56 und der Außenfläche des Drahtes gebildet. Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind die ebenen Flächen 56 zur Achse der Radkappe in einem kleinen Winkel QL

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zwischen 10 und 20 , vorzugsweise um 15 geneigt. Wie ebenfalls in den Fig. 3.und 4 gezeigt ist, ist die ebene Fläche 56 auf einigen VorSprüngen in eine Richtung gegenüber der Achse der Radkappe und auf anderen VorSprüngen in die Gegenrichtung zur Achse der Radkappe im gleichen Grade geneigt. Die entgegengesetzt geneigten Flächen 56 sind ebenso ausgeformt, daß sie entgegengesetzten Umf angsr ichtungen zugekehrt sind. Die entgegengesetzte Neigung zwischen zwei ebenen Flächen 56 ist vorzugsweise an am Umfang benachbarten Vorsprüngen 34 ausgebildet.

Es sei bemerkt, daß die einander abgekehrten scharfen Eingriffskanten 50 bestrebt- sind, sich in die Sicherheitsnut 22 einzugraben und damit der Drehung der Radkappe gegenüber dem Rad in beiden Richtungen zu widerstehen. Da diese Eingriffskanten 50 gleich gegenüber der Achse der Radkappe geneigt sind, kommen sie mit dem Absatz 24 der Sicherheitsnüt 22 in Eingriff und sind bestrebt, sich -in diesen in Abhängigkeit von der axialen Versetzung der Radkappe vom Rade aus nach außen einzugraben. Sobald die Vorsprünge 34 bestrebt sind, über den Absatz 24 hinweg zu gleiten, gräbt sich die Eingriffskante 50 in den Absatz ein und widersteht einer Auslenkung oder Versetzung der Radkappe in einer axial nach außen verlaufenden Richtung. Somit verstärken die entgegengesetzt geneigten Eingriffskanten 50 _: im wesentlichen den Antidrehmoment- und Auszugswiderstand der Kappe gegenüber dem Rade,

Im Äusführungsbeispiel der Fig. 1 bis 6 sind die ebenen Flächen 54, 56 senkrecht zueinander angeordnet. Falls erwünscht, kann der

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Antidrehmoment- und Abzugswiderstand noch weiter dadurch verstärkt werden, daß die Flächen 56 und 54 zueinander stärker geneigt werden. Wenn, wie in Fig. 9 gezeigt, die Fläche 56 zur Radialebene in einem Winkel \1 (vorzugsweise in der Größenordnung von 5 bis 15°) geneigt ist, umschließt die Spitze der Eingriffskante 50 einen Winkel von 75 bis 85 auf der Außenfläche des Drahtes, und das Bestreben, sich, leichter in die Sicherheitsnut 22 in Abhängigkeit von einer Kraft einzugraben wird größer, die bestrebt ist, die Kappe gegenüber dem Rade zu drehen oder sie nach außen von der Sicherheitsnut 22 aus zu verschieben. In anderer Hinsicht ist die Form der Vorsprünge 34 der Fig. 7-9 im wesentlichen gleich in der Form des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Die Tiefe der in den Zeichnungen gezeigten Einkerbungen 52 ist etwas übertrieben. Natürlich sind die Einkerbungen 52 genügend flach, um im wesentlichen nicht die Stärke des Drahtes zu schwächen. Die Tiefe der Einkerbungen 52 muß erheblich geringer sein als der halbe Drahtdurchmesser. Die Erfahrung zeigt, daß bei einem Durchmesser des Sicherungsringes 14 von ca. 0,099 Zoll (2,51 mm) die Eingriffskanten 50 einen hervorragenden Antidrehmoment- und Abzugswiderstand bieten, wenn die Tiefe der Einkerbungen 52 in der Größenordnung von 0,015 bis 0,020 Zoll (0,381 bis 0,058 mm) liegt. Die Einkerbungen 52 sind so ausgeformt, daß der Kamm der Eingriffskante 50 auf der radialen Mittellinie durch den Vorsprung 34 liegt. Die Einkerbungen können jedoch in Umfangsrichtung etwas größer gestaltet werden , so daß die Kämme der Eingriffskanten 50 etwas hin-

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ter der radialen Mittellinie angeordnet sind, die durch die
Vorsprünge 34 läuft, wobei der äußerste radiale Umfangsteil der Haarnadelkurve 40 nicht mehr vorhanden ist. Dies wird durch die gestrichelte Linie 58 in Fig. 5 dargestellt. Somit ist es erfindungswesentlich, daß der äußerste radiale Teil der einzelnen Vorsprünge 34 durch einen Teil der Eingriffskante 50 and nicht durch einen Oberflächenteil der Haarnadelkurve 40 gebildet wird,

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Claims

Pateri'.anv/älte

i>ipi. ing. κ. Kauck

^D:P'- ^Phys. W. Schmitz

^D'Pi· Ing. E. Graalfs

Dipl. ing. W. Wehnert

Dipl. Phys. W. Carstens

Dr.-Ing. VV. Döring Michael Ladney, Jr. ...

¹¹ Mozartstraße 23

.- ---,„, 8000 München a

Oxford Road ^β

Grosse Pointe ,Shores, Michigan

Anwaltsakte: M-5210 22. Mai 1980

RADKAPPE
Patentansprüche

Radkappe mit einem elastischen Drahtring, der auf der Innenseite des Radkappenkörpers montiert ist und mindestens drei U-förmige Vorsprünge aufweist, die sich durch radiale Führungskanäle der Kappe radial nach außen erstrecken, wobei die radialen Außenenden der Vor Sprünge runde Krü-tur.ungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung umfaßt, die eine scharfe radial nach außen ragende Eingriffskante (50) am Mittelteil (40) der radialen Außenseite der runden Krümmungsteile (34) bildet so wie dadurch, daß die Eingriffskante (50) in einem spitzen Winkel (ß) zur Ebene des Radkappenist körpers (12) und zu einer mittleren radialen Ebene geneigt,/ welche durch den Krümmungsteil (34) und der Achsenradkappe (10) verläuft.
2. Radkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffskante (50) auf mindestens einem Vorsprung (34) zur Mittelachse der Radkappe (10) in Gegenrichtung zur Neigung der Eingriffskante (50) auf einem anderen Vorsprung (34) geneigt ist.

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3^ Radkappe nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffskanten (50) auf am Umfang benachbarten Vorsprüngen (34) axial in Gegenrichtungen gegenüber der Radialebene geneigt sind.
4. Radkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Eingriffskanten (50)zur Radialebene in einem Winkel zwischen ca. 10 und 20° geneigt sind (Fig. 3 und 4).
5. Radkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffskanten (50) zur Radialebene in einem Winkel von ca. 15 geneigt sind (Fig. 3 und 4).
6. Radkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Drahtes (14) rund ist und daß die einzelnen Eingriffskanten (50) durch die Schnittlinie zwischen einem r.adial äußeren Umfangsflächensegment des Drahtes (14) und einem Segment einer Sehnenfläche durch den Draht (14) gebildet werd en.
7. Radkappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die RadiaMnEssung der einzelnen Eingriffskanten (50) kleiner ist als der halbe Durchmesser des Drahtes (14).
8. Radkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Außenteil (14) der einzelnen Vorsprünge (34)

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in einer Richtung eingekerbt ist (52), die im allgemeinen parallel zur Achsenradkappe (10) liegt, ferner dadurch, daß die Eingriffskante (50) eine Seite der Einkerbung (52) bildet und schließlich dadurch, daß die andere Seite der Einker- ; bung (52) eine ebene Fläche (54) umfaßt, die im wesentlichen senkrecht zur Radialebene (56) liegt.
9. Radkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriff skante (50) senkrecht zur ebenen Fläche (54) liegt.
TO. Radkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffskante (50) in einem spitzen Winkel zur ebenen Fläche (54) geneigt ist, der etwas weniger als 90° beträgt.
11. Radkappe nach Anspruch TO, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffskante (50) zur ebenen Fläche (54) in einem Winkel von ca". 75 bis 85° geneigt ist.
12. Radkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ra-

: diale Außenkamm der Eingriffskante (50) im wesentlichen in der Radialebene (56) liegt.
13. Radkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Außenkamm der Eingriffskante (50) am Umfang etwas von der Radiaiebene 156) in einer Richtung so weit versetzt ist, daß die sich durch die Einkerbung (52)■ erstreckt.

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