DE3141877C2

DE3141877C2 - Fahrzeugrad

Info

Publication number: DE3141877C2
Application number: DE19813141877
Authority: DE
Inventors: Bernd 7054 Korb Löper; Dieter 7324 Rechberghausen Renz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1981-10-22
Publication date: 1986-11-06
Also published as: DE3141877A1

Abstract

Bei einem aus einteiliger Felge und schlauchlosem Reifen bestehenden Fahrzeugrad sind die Reifenwülste mit einer, von der Reifenquermitte aus gesehen, sich an der Wulstaußenseite befindenden Wulstzehe ausgestattet, die in eine einen Teil eines Wulstbettes bildende Felgenringnut eingreift, welches Wulstbett auch eine Felgenschulter umfaßt, auf welcher der übrige Teil eines Reifenwulstes aufruht. Die äußere Nutwand der Felgenringnuten bildet den inneren Wandteil der Felgenhörner, deren äußerer Rand einen größeren Radialabstand von der Felgenachse hat als die Felgenschulter. Der sich zwischen den Felgenschultern befindende Teil des Felgenmantels steht in radialer Richtung über diese vor. Dadurch kann die Felge tiefbettfrei ausgebildet sein und der sich zwischen den Felgenschultern befindende Teil des Felgenmantels kann als Stützring mit guten Notlaufeigenschaften ausgebildet werden. Außerdem ermöglicht die Anordnung der Felgenringnuten unmittelbar neben den Felgenhörnern eine Vereinfachung des Felgenmantelprofils, sowie ein vorteilhaftes Aufziehen und eine zuverlässige Abstützung des Reifens bei an diesem wirksam werdenden Seitenkräften.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
Ein Fahrzeugrad dieser Art ist aus de. DE-AS

ίο 27 24 996 bekannt. Bei dieser Konstruktion befinden sich die Felgenschultern jeweils zwischen einem Felgenhorn und einer im axialen Abstand zu dieser angeordneten, eine Wulstzehe aufnehmenden Felgenringnut
Diese Ausbildung er/ordert einen relativ großen Radialabstand der Felgenhörner über die jeweils einen Reifenwulst aufnehmenden Felgenschultern, weil der Außendurchmesser der Felgenhörner auf den Innendurchmesser der Wulstkörper abzustimmen und dementsprechend größer als dieser auszuführen ist Dies ist für die Reifenmontage und -demontage unvorteilhaft

Da außerdem die Tiefe der Felgenringnuten wesentlich kleiner als die Höhe der Felgenhörner ist, ist die Abstützung von Seitenkräften in beiden Richtungen verschieden stark, wobei insbesondere in drucklosem Zustand des Luftreifens bei nach innen gerichteten Seitenkräften die Halterung der Reifenwülste auf den FcI-genschultern nicht in dem Maße gewährleistet ist, wie bei nach außen gerichteten Seitenkräften.
Dabei erfordert diese Konstruktion eine besondere Beschaffenheit der Wulstzehen, indem sichergestellt sein muß, daß die Wulstzehen in der vom Wulstkern zur Felgenringnut verlaufenden Richtung zur Abstützung von Seitenkräften im wesentlichen steif und in der radialen Richtung flexibel sind, damit sich diese beim Aufpumpen des Reifens unter dem Einfluß des Luftdruckes in die jeweilige Felgenringnut einlegen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad gemäß dem Oberbegtiff des Patentanspruches 1 so zu verbessern, daß es sict ohne spezielle Einlagen in den Wulstzehen in beiden Achsrichtungen durch eine gleichwertige zuverlässige Abstützung der Reifenwülste unter Seitenkrafteinfluß besonders bei luftleerem Reifen auszeichnet sowie eine leicht durchführbare Reifenmontage und -demontage erlaubt

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

3ei dieser Radkonstruktion befindet sich der Wulstkern in dem Teil des Wulstes, der auf der vom Felgenhorn abgekehrten Seite der Felgenringnut vorhandenen Felgenschulter aufruht. Diese wird von einem an sie angrenzenden und in das Reifeninnere hineinragenden Teil des Felgenmantels überragt.

Dieser Teil des Felgenmantels bildet somit einen Anschlag, der den Wulst bei Auftreten von in das Radinnere gerichteten Seitenkräften wirksam daran hindert, sich in dieser Richtung axial zu verlagern.

Wird am Luftreifen eine in die entgegengesetzte Richtung wirkende Seitenkraft wirksam, führt dies zunächst dazu, daß sich der den Wulstkern enthaltende, von der Felgenschulter abgestützte Wulstteil unter der Wirkung des durch die Seitenkraft ausgeübten Momentes relativ zu der in der Felgenringnut gehallencn Wulstzehe in Richtung Felgenhorn verlagert, wobei die Wulstzehe in der Felgenringnut verbleibt.

Die Nutwand der Felgenringnut verhindert hierbei ein Mitgehen der Wulstzehe. Diese Nutwand bildet deshalb ein Widerlager, das bewirkt, daß am Gummi des den Wulstkern enthaltenden Wulstteils, je stärker dieser

der Felgenringnut genähert bzw. der Wulstzehe unterlagen wird, aufgrund der Inkompressibilität des Gummi<4 zwangsläufig eine Komponente der Seitenkraft in Richtung Radumfang wirksam wird, die versucht, den Wulstteil radial aufzuweiten.

Diesem Aufweiten widersteht jedoch der radial nach außen unelastische Wulstkern; so daß der Wulstteil an einer weiteren, nach außen gerichteten Axialbewegung gehindert wird. Die angestrebte sichere Halterung des Reifenwulstes auf der Felge gegen Seitenkräfte ist damit in beiden Achsrichtungen des Fahrzeugrades in gleich hohem Maße gewährleistet

Aufgrund dessen, daß Felgenringnuten und Felgenhörner einen gemeinsamen Wandteil haben und demzufolge die Abstützung der Wulstzehen axial nach außen unmittelbar von den Felgenhörnern übernommen wird, kann der Radialabstand zwischen dem oberen Felgenhornrarsd und dem Grund der Felgenringnuten auf ein Kleinstmaß reduziert werden. Dies bietet besondere montagetechnische Vorteile, weil beim Aufziehen des Reifens auf die Felge zunächst das einen größeren Innendurchmesser aufweisende Teilstück der Reifenwülste über die Felgenhörner geschoben wird. Erst daran anschließend muß das die Wulstzehe bildende, einen kleineren Innendurcmesser aufweisende Teilstück der Reifenwülste über den Felgenhornrand gedrückt werden. Dieses, den Reifendurchlaß verengende, ringförmige Teilstück der Reifenwülste vermag sich dabei, aufgrund seiner Elastizität in gewissem Umfange nach außen zu stülpen, so daß dadurch die üblicherweise kritischste Phase des Reifenaufziehens problemlos wird.

Nach Passieren des äußeren Felgenhornrandes schnappen dann die Wulstzehen von selbst in die Felgenringnuten ein, so daß die Reifenwülste zwischen den Felgenhörnern und dem sich zwischen den Felgenschultern befindenden Felgenteil in Achsrichtung des Rades auf der Felge festgelegt sind.

In aufgepumptem Zustand des Reifens kann somit der im Reifeninneren herrschende Überdruck voll auf die Reifenwulst" wirken, wodurch zwangsläufig noch die Wulstzehen in die Felgenringnuten hineingepreßt werden. Dadurch ist im Fahrbetrieb ein absolut sicherer Sitz des Reifens auf der Felge garantiert

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Neben der Rekonstruktion -räch der DE-AS 27 24 996. von der die Erfindung ausgeht, ist aus der DE-OS 23 61 975 bereits ein Fahrzeugrad bekannt, bei dem die äußere Nutwand der Felgenringnuten einen Wandteil des Felgenhornes bildet. Die Wulstkerne befinden sich jedoch nicht axial innerhalb sondern nur radial oberhalb der Wulstzihen.

Diese Anordnung der Wulstzehen zwingt dazu, den Durchmesser des Felgenmantels und der Felgenhörner ungefähr gleich groß und kleiner als den Innendurchmesser der Wulstkerne zu wählen, um die Reifenmontage zu ermöglichen.

Zur Lagesicherung der Reifenwülste in den Felgenringnuten sind deshalb in die Reifenwülste neben den Wulstkernen seitlich außen eine oder mehreren Lagen von Versteifungskörpern vorzusehen, die entsprechenden Widerstand gegen nach außen gerichtete Seitenkräfte erzeugen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades im Querschnitt dargestellt, wobei lediglich dessen obere Hälfte gezeigt ist.

10 bezeichnet als Ganns eine Felge, während mit 12 ein auf die Felge 10 aufgezogener schlauchloser Reifen bezeichnet ist. Es kann sich beispielsweise um einen Radial- bzw. Gürtelreifen handeln, in welchen ein geeigneter Verstärkungsaufbau integriert ist.

Die Reifenseitenwände 14 und 16 besitzen gemäß der Querschnittszeichnung unten jeweils einen verdickten Reifenfuß, der einen Reifenwulst 18 bildet. Beide Reifenwülste 18 sind zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet Sie besitzen eine sich in radialer Richtung nach innen erstreckende Wulstzehe 20. die sich, von der Radmittenebene 22 aus gesehen, an der Wulstaußenseite befindet

Mit dieser Wulstzehe 20 greifen die Reifenwülste 18 in jeweils eine Felgenringnut 24 ein, deren äußere Nutwand 26 den inneren Wandteil eines Felgenhornes 28 bildet.

Der axial äußere Wandteil 30 der Felgenhörner 28 ist im Querschnitt gesehen, im wesentlichen eben ausgebildet wobei der freie Rand 32 dieses Wandteiles 30 sich radial ungefähr bis zu der Umfangsebene erstreckt in welcher sich der Nutgrund der Felgenringnut 24 befindet. Diese Umfangsebene steht ser.ü"echt auf der Radmittenebene 22 und ist mit 34 bezeichne^

Die innere Nutwand 36 der Felgenringnut 24 geht in eine, in Achsrichtung des Rades gesehen, sich ins Radinnere erstreckende Felgenschulter 38 über, deren SchulterfläCvic 40 unter einem spitzen Winkel « von vorzugsweise 5° zu einer weiteren Umfangsebene 42 liegt, die ebenfalls senkrecht auf der Radmittenebene 22 steht. Zu dieser Umfangsebene 42 ist der äußere Wandteil 30 der Felgenhörner 28 unter einem spitzen Winkel β von vorzugsweise 60° angeordnet

Auf der Schulterfläche 40 der Felgenschultern 38 ruht ein ebenfalls eine Wulstzehe 44 bildendes Teilstück der Reifenwülste 18 auf, das von einem Wulstkern 46 durchzogen ist. Letzterer ist in bekannter Weise aus einer Vielzahl von Stahldrähten, vorzugsweise mit Kautschukbeschichtung, gebildet.

Der sich zwischen den Felgenschultern 38 befindende, den eigentlichen Felgenmantel 48 bildende Felgenteil definiert zusammen mit den Felgenschultern 38 die Wi'lstzehen 44 aufnehmende Abstützbetten 50. Der FeI-genmantel 48 ist, in Achsrichtung des Rades gesehen, vorzugsweise konvex gekrümmt und besitzt insbesondere die Kontur einer Ellipse.

Die Felge 10 ist somit tiefbettfrei ausgebildet, und deren Felgenmantel 48 erstreckt sich zwischen den beiden Reifenwülsten 18 radial in das Reifeninnere hinein, wobei seine Außenfläche eine Abstützfläche für den Laufflächenteil 52 des Reifens 12 bildet, sofern dieser entlüftet ist In diesem Falle garantiert der Felgenmantel 48 vorzügliche Notlaufeigenschaften des Fahrzeugrades.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, überragt hierbei der Felgenmantel 48 den äußeren Rand 54 der FeI-genhörner 28 radial um den Betrag a. In radialer Richtung gesehen sind demgegemäß die Felgenhörner 28 um ein beträchtliches Maß gegenüber dem den größten Radialabstand von der Radachse aufweisenden Teil des Felgenmantels 48 zurückgesetzt. Des weiteren ist der Reifen 12 derart ausgelegt, daß der mittlere Durchmesser der Wulstzehen 20 zwischen dem äußeren Durchmesser und dem inneren Durchmesser di:r Felgenhörner 28 liegt.

Beim Aufziehen des Reifens 12 auf die Felge 10 werden dessen Reifense.icnwärcde 14 und 16 mit ihrem Reifenwulst 18 gemäß der Zeichnung jeweils von außen nach innen über den durch den äußeren Wandteil 30 der Felgenhörner 28 gebildeten kegelförmigen Ring gezo-

Bei diesem Aufziehen werden zunächst die einen größeren Radialabstand zur Radachse aufweisenden Wulstzehen 44 über den äußeren Rand 54 der Felgenhörner 28 gezogen, wobei die Durchmesserverhältnisse 5 im Bereich der Wulstzehen 44 und des äußeren Randes 54 der Felgenhörner 28 so aufeinander abgestimmt sind, daß sich beim Reifenaufziehen die Wulstzehen 44 nicht in nennenswertem Umfange verformen. Hierzu trägt auch bei, daß die Wulstkerne 46 im Durchmesser ent- io sprechend groß bemessen sind.

Nach den Wulstzehen 44 kommen die Wulstzehen 20 mit der kegelförmigen Ringfläche des äußeren Wandteiles 30 der Felgenhörner 28 in Berührung. Der äußere Rand 54 der Felgenhörner 28 bildet einen im Quer- 15 schnitt konvex gekrümmten Sattel, über den der Reifenwulst 18 gleitet und sich dabei so verformt, daß die Wulstzehe 20 geringfügig radial nach außen gedrückt wird, wodurch die Reifenwülste 58 gänzlich über die Felgenhörner 28 gezogen werden können. Sobald die 20 Wulstzehen 20 den oberen Felgenhornrand 54 passiert haben, schnappen die Reifenwülste 18 in das durch Felgenringnut 24 und Felgenschulter 38 definierte Wulstbett ein und werden in diesem in beiden Achsrichtungen des Rades zuverlässig festgelegt. 25

Die Sicherung der Reifenwülste 18 in den Abstützbetten 50 gegen am Reifen wirksam werdende Seitenkräfte ist dabei insbesondere dadurch gewährleistet, daß der Innendurchmesser der Wulstkerne 46 auf den Durchmesser der Felgenschultern 38 und des Felgenmantels 30 48 so abgestimmt ist, daß ein Herausdrücken der mit den Wulstkernen 46 ausgestatteten Wulstzehen 44 aus dem Abstützbett 50 unter den im Fahrbetrieb auftretenden Seitenkräften nicht möglich ist.

Die radial nach außen gewölbte Ausbildung des FeI-genmantels 48 zur Erzielung guter Notlaufeigenschaften kBün unter Urnständen zu einer Schmutzsnsammlung am Felgeninnenumfang führen. Dies läßt sich vermeiden, wenn die Felge 10 an ihrem Innenumfang z. B. so ausgeschäumt oder mit einem Innenmantel ausgestattet wird, daß sie eine im wesentlichen zylindrische Innenumfangsfläche besitzt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung kann darin bestehen, die Felgenhörner mit unterschiedlichen Durchmessern auszustatten. Durch eine solche Durchmesserdifferenz läßt sich eine asymmetrische Reifensteifigkeit erzielen.

Eine weitere, mit Vorteil zu gebrauchende Konstruktionsvariante kann darin bestehen, eines der beiden Felgenhörner 28, vorzugsweise das innere Felgenhorn 28, in einer bisher bekannten Ausführung als J- oder B-FeI-genhorn vorzusehen. Dementsprechend kann auch der mit diesem Felgenhorn zusammenwirkende Reifenwulst entsprechend einfach gestaltet werden.

Außer einer dadurch erzielbaren asymmetrischen Reifensteifigkeit könnten bei einem solchen Fahrzeugrad Seitenkräfte noch besser aufgenommen werden.

Eine solche Felgenausbildung ist in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet Hierbei wird deutlich, daß diese Felgenkonstruktion zugleich Schmutzansammlungen im Felgenmantel zu verhindern vermag.

Zwar wird das im Durchmesser größere Felgenhorn die Notlaufeigenschaften etwas mildern, dafür ermöglicht diese Felge jedoch eine besonders vorteilhafte Reifen.rnontage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrzeugrad, bestehend aus einer einteiligen Felge und einem auf diese aufgebrachten schlauchlosen Reifen, der mit zwei jeweils einen im wesentlichen undehnbaren Wulstkern aufweisenden Wülsten ausgestattet ist, die jeweils auf einer an den Felgenmantel seitlich angeformten Felgenschulter aufruhen und mit ihrer äußeren Wulstseite an einem über die Felgenschulter vorstehenden Felgenhorn anliegen, wobei mindestens an einem Wulst eine sich von diesem in Richtung Radachse erstreckende und gegenüber dem Wulstkern axial versetzte Wulstzehe angeformt ist die in eine sich an die Felgenschulter anschließende Felgenringnut eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Nutwand (26) der Felgenringnut (24) in an sich bekannter Weise einen Wandteil des Felgenhornes (28) bildet, daß &z Felgenschulter (38) an der vom Felgenhorn (28) a&gekehrten Seite der Felgenringnut (24) vorgesehen und von einem an sie angrenzenden, in das Reifeninnere radial hineinragenden Teil des Felgenmantels (48) überragt ist, daß die Durchmesserverhältnisse im Bereich der Wulstzehen (44) und des oberen Randes (54) der Felgenhörner (28) so aufeinander abgestimmt sind, daß sich beim Reifenaufziehen die Wulstzehen (44) nicht in nennenswertem Umfange verformen und daß der Innendurchmesser der Wulstkerne (46) auf den Durchmesser der FeI-genschultem (38) und des Felgenmantels (48) so abgestimmt ist, daß ein Herausdrücken der mit den Wulstkern^ (46) ausgestatteten Wulstzehen (44) aus dem Abstützbett (SO) unter den im Fahrbetrieb auftretenden Seitenkräften niet möglich ist.

2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der dem Felgenhorn (28) gegenüberliegenden Felgenschulter (38) abgestützte Teil des Reifenwulstes (18) in Art einer weiteren, den Wulstkern (46) in sich aufnehmenden Wulstzehe (44) ausgebildet ist.

3. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axial außen liegende Wandteil (30) des Felgenhornes (28), im Querschnitt gesehen, im wesentlichen eben und zu einer durch die Radmitte gehenden Ebene (22) unter einem spitzen Winkel von maximal 40° angeordnet ist.

4. Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulterfläche (40) der Felgenschulter (38), im Querschnitt gesehen, unter einem spitzen Winkel zwischen 3° bis 8°, vorzugsweise 5" zu einer Ebene (42) liegt, die senkrecht auf der durch die Radmitte gehenden Ebene (22) steht.

5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (10) mit Bezug auf die durch die Radmitte gehende Ebene (Radmittenebene 22) symmetrisch und tiefbettfrei ausgebildet ist.

6. Fahrzeugrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zwischen den Felgenschultern (38) befindende Felgenmantel (48) radial nach außen gewölbt ist und insbesondere der Kontur einer Ellipse folgt.

7. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Felgenhörner (28) verschieden große Durchmesser haben.

8. Fahrzeugrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Felgenhorn (28) in an sich bekannter Weise als J- oder B-Felgenhorn ausgebildet ist und daß der Felgenmantel (48) in Richtung dieses Felgenhornes (28) aufgeweitet ist.