DE3616199A1

DE3616199A1 - Fahrzeugrad, bestehend aus luftreifen und felge

Info

Publication number: DE3616199A1
Application number: DE19863616199
Authority: DE
Inventors: Rainer Mauruschat
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1987-11-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugrad, bestehend aus einem Luftreifen mit zwei Wülsten und einer steifen Felge mit zwei Felgenhörnern, bei dem die Wülste des Luftreifens radial außen auf der Felge montiert sind und an den Innenseiten der Felgenhörner anliegen.

An den Radaufhängungen gattungsgemäßer Fahrzeugräder werden häufig zur Erhöhung der Seitenführungsgenauigkeit positiver Sturz und/oder Vorspur eingestellt. Bei beiden Maßnahmen müssen er höhter Verschleiß und Rollwiderstand in Kauf genommen werden.

Die Fahrer, insbesondere diejenigen schneller PKW, möchten auf schlechten Wegstrecken einen Geradeauskurs noch genauer einhalten können und wünschen bei hohen Geschwindigkeiten ein verbessertes Ansprechverhalten auf Lenkbewegungen. Mit Rücksicht auf den Ver schleiß und den Rollwiderstand empfiehlt sich jedoch keine weitere Sturz- oder Vorspurerhöhung. - An weniger sportlichen Fahrzeugen ist bei unveränderter Seitenführungsgenauigkeit eine Verringerung des positiven Sturzes und/oder der Vorspur zur Erhöhung der Wirt schaftlichkeit erwünscht.

In beiden Fällen stellt sich die Aufgabe, die Fahrzeugräder selbst dahingehend zu verbessern, daß die Seitenführungskraft besonders feinfühling eingestellt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Betriebs luftdruck die Pressung am radial äußeren Rand der Anlagefläche zwi schen Wulst und Felgenhorn höher ist als in den radial inneren Be reichen dieser Anlagefläche. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die nach dem Stand der Technik ausgeführte Anlage zwischen Reifenwulst und Felgenhorn in Abhängigkeit von der Bela stung des Rades an unterschiedlicher Stelle radial außen endet. Infolgedessen bleibt die für die elastische Verformung wirksame Länge der Reifenseitenwand nicht gleich: Bei Kurvenfahrt ergibt sich eine Versteifung der kurveninneren Reifenseitenwand und eine Erweichung der kurvenäußeren Reifenseitenwand, wobei sich beide Steifigkeitsänderungen nicht gegenseitig kompensieren. Insgesamt kommt es zu einer Versteifung. Die Steifigkeitsänderung erschwert dem Fahrer die Regelung eines genauen Kurses insbesondere bei Vor zeichenwechseln der Seitenführungskräfte, weil gerade bei kleinen Lenkeinschlägen die Proportionalität zwischen Lenkeinschlag und Seitenführungskraft am stärksten gestört ist. Durch die erfindungs gemäß höhere Pressung am radial äußeren Rand der Anlagefläche schwankt das radial äußere Ende der Anlage deutlich weniger in Ab hängigkeit alternierender Seitenführungskräfte als bei Fahrzeugrä dern nach dem Stand der Technik.

Der erfindungsgemäße Pressungsverlauf führt zu einer von der Seitenführungskraft weitgehend unabhängigen Grenze zwischen den Reifenpartien, die an der Felge anliegen und denen, die nicht an der Felge anliegen. Dadurch erreichen erfindungsgemäße Fahrzeugrä der - insbesondere bei Lenkeinschlägen um +/-0° - gegenüber Seiten führungskräften eine größere Konstanz der Steifigkeit. So wird eine besonders feinfühlige Einstellung der Seitenführungskraft er möglicht, was dem Fahrer das Gefühl höherer Fahrstabilität vermit telt.

Die erfindungsgemäß höhere Pressung am radial äußeren Rand der An lagefläche zwischen Wulst und Felgenhorn wird vorteilhafterweise unter Ausnutzung der Biegesteifigkeit im Wulstbereich entsprechend Anspruch 2 dadurch erreicht, daß - bei Projektion der Radialschnit te des von äußeren Kräften freien Luftreifens und der Felge aufein ander, wobei der Laufbereich des Luftreifens funktionsgerecht ge genüber der Felge liege - sich die Radialschnitte des Luftreifens und der Felge am radial äußeren Rand der vorgesehenen Anlagefläche zwischen Wulst und Felgenhorn stärker überlappen als in den radial inneren Bereichen dieser Anlagefläche. Diese Überlappung wird konstruktiv festgelegt durch die Form von Felge und Reifen, kann also, ausgehend vom Stand der Technik, sowohl durch eine neuartige Formgebung der Felge als auch einer des Reifens erreicht werden. Die Neugestaltung des Felgenhornes ist in Kleinserien leichter durchsetzbar, die Neugestaltung des Wulstbereiches empfiehlt sich, um erfindungsgemäße Fahrzeugräder von höherer Lenkpräzision in der Großserie durchzusetzen. Darüber hinaus führt die Neugestaltung des Wulstbereiches zu größerer Materialhäufung an der Krafteinlei tungsstelle Reifen-Felge und ist damit beanspruchungsgerecht. Wenn die axial äußere Wulstverdickung zur radial äußeren Begrenzung der Anlagefläche entsprechend Anspruch 4 eine scharfe Kante aufweist, radial außerhalb derselben sich die Wulstverdickung zurückbildet, ergibt sich eine besonders deutliche Unterteilung des Reifens in einen verformbaren (Seitenwand) und einen nichtverformbaren Teil, der unabhängig von der Seitenführungskraft am Felgenhorn festliegt. Eine entsprechende Kante ist sinngemäß auch an der Felge möglich, wobei der Knickwinkel allerdings so klein sein muß, daß an ihm das Gummi des Reifenwulstes nicht im aufgepumpten Zustand verletzt wird. Natürlich können die erläuterten konstruktiven Neuerungen an Reifen oder Felge auch zu Neuerungen an Reifen und Felge sinnent sprechend kombiniert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Beispiele erläutert. Es zeigt im Radialschnitt, einem Schnitt in einer die Reifendreh achse enthaltenden Ebene:

Fig. 1 die rechte, obere Krafteinleitungsstelle Reifenwulst- Felgenhorn mit dem Pressungsverlauf zwischen Wulst und Felgenhorn,

Fig. 2 die obere Hälfte der Projektion des von äußeren Kräften freien Luftreifens und der Felge aufeinander, wobei der Laufbereich des Luftreifens funktionsgerecht gegenüber der Felge liegt,

Fig. 2a Anlagefläche zwischen Reifenwulst und Felgenhorn als Einzelheit,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad auf einer Fahrbahn (ohne Seitenführungskraft),

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad mit Seitenführungs kraft und entsprechender Verformung des Reifens,

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad, bei dem die höhere Pressung am radial äußeren Rand der Anlage zwischen Wulst und Felgenhorn durch eine neuartige Felgenhorn form erreicht wird,

Fig. 5a, 5b Anlagefläche zwischen Reifenwulst und Felgenhorn als Einzelheit.

Die Fig. 1 zeigt vom Reifen 1 den Wulstbereich 1.1. Auf die Dar stellung des Wulstkernes und der Karkasse wurde verzichtet, da alle bekannten Ausführungsformen in Frage kommen und im übrigen für die Erfindung nicht relevant sind. Weiterhin wird ein Teil der Felge 2, insbesondere das Felgenhorn 2.1, dargestellt. Wulst 1.1 und Felgenhorn 2.1 berühren sich in der Anlagefläche 3, an der ihr radial äußerer Rand 3.1 und ihre radial inneren Bereiche 3.2 unterschieden werden. Gezeigt wird ein Pressungsverlauf 5, der er findungsgemäß am radial äußeren Rand 3.1 der Anlagefläche 3 zwi schen Wulst 1.1 und Felgenhorn 2.1 höhere Werte annimmt als in den radial inneren Bereichen 3.2.

Der Pressung der Felge auf den Wulst wird das Gleichgewicht durch den inneren Luftüberdruck und durch die Vorspannung des Wulstkernes unter Einbeziehung der Reifensteifigkeit (insbesondere im Wulstbe reich) gehalten.

Die nicht konstante Pressung wird vorteilhafterweise, wie in Fig. 2 gezeigt, dadurch erreicht, daß die Außenseite des Reifenwulstes 1.1 in einer von der Innenkontur der Felge 2 abweichenden Form vul kanisiert wird. Beide Radialschnitte werden so aufeinander abge stimmt, daß sich am radial äußeren Rand 3.1 der vorgesehenen Anla gefläche 3 - bei Projektion des von äußeren Kräften freien Luft reifens 1 und der Felge 2 aufeinander bei funktionsgerechter Lage des Reifenlaufbereiches 1.2 - eine stärkere Überlappung 4 beider Radialschnitte (1 und 2) als in den radial inneren Bereichen 3.2 ergibt. Das radial äußere Ende der Anlage wird durch die scharfe Kante 1.12 festgelegt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen beide ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad mit Fahrbahnkontakt, und zwar die Fig. 4 mit und die Fig. 3 ohne Seitenführungskraft. Dabei ergeben sich unterschiedliche Verfor mungszustände des Reifens. Die Anlageflächen 3 zwischen den beiden Felgenhörnern 2.1 und dem jeweiligen Wulst 1.1 bleiben jedoch im wesentlichen unverändert. Auf diese Weise ergibt sich eine prak tisch konstante elastisch wirksame Länge der Reifenseitenwände 1.3 und damit eine verbesserte Proportionalität zwischen Seitenfüh rungskraft und Lenkeinschlag. Durch die erhöhte Presung am Anfang 3.1 der Krafteinleitung vom Reifen in die Felge werden außerdem Relativbewegungen - insbesondere in radialer Richtung - zwischen Reifen 1 und Felge 2 unterdrückt und damit Reibarbeit eingespart. Noch wertvoller als die sich dadurch ergebende Energieersparnis ist der verringerte Abrieb am radial äußeren Ende 3.1 der Anlage fläche 3 zwischen Wulst 1.1 und Felgenhorn 2.1, dies insbesondere dann, wenn die Felge 2 aus einer Leichtmetallegierung gefertigt ist. Gerade bei unter großem Sturz betriebenen Fahrzeugrädern mit Leichtmetallfelgen, deren Anlagefläche zwischen Wulst und Felgen horn nach dem bisherigen Stand der Technik ausgebildet ist, ver schleißen die Ränder der Felgenhörner so stark, daß nach längerer Felgennutzungsdauer der sichere Sitz des Reifens auf der Felge ge fährdet ist.

Die Fig. 5 zeigt, analog der Fig. 2, in der eine neuartige Wulst form vorgeschlagen wurde, zwei neuartige Felgenhornformen entspre chend den Ansprüchen 5 und/oder 6. Wie am besten in der Einzelheit 5 a bzw. 5 b zu erkennen, wird die stärkere Überlappung 4 am radial äußeren Rand 3.1 der Anlagefläche 3 zwischen Wulst 1.1 und Felgen horn 2.1 auf der rechten Seite (Einzelheit 5 b) durch einen Einzug 2.11 des Felgenhornes nach axial innen erreicht. Auf der linken Seite (Einzelheit 5 a) wird die stärkere Überlappung 4 am radial äußeren Rand 3.1 der Anlagefläche 3 durch eine Felgenhornverdickung 2.13 erzielt, wobei sie 2.13 innen eine scharfe Kante 2.12 auf weist, radial außerhalb derselben 2.12 sich die Felge 2 aufweitet. Der Felgenhorneinzug kommt einer kostengünstigen Fertigung durch Umformen von Blech entgegen, während die Felgenhornverdickung durch Urformen hergestellt werden müßte (Schmieden, Gießen), womit eine gefälligere und weniger verschmutzungsanfälligere Gestaltung der radial inneren bzw. axial äußeren Seite der Felge möglich ist.

Claims

1. Fahrzeugrad, bestehend aus einem Luftreifen mit zwei Wülsten und einer steifen Felge mit zwei Felgenhörnern, bei dem die Wülste des Luftreifens radial außen auf der Felge montiert sind und an den Innenseiten der Felgenhörner anliegen, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Betriebsluftdruck die Pressung (5) am radial äußeren Rand (3.1) der Anlagefläche (3) zwischen Wulst (1.1) und Felgenhorn (2.1) höher ist als in den radial inneren Be reichen (3.2) dieser Anlagefläche (3).

2. Luftreifen und Felge für Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß - bei Projektion der Radialschnitte des von äußeren Kräften freien Luftreifens (1) und der Felge (2) aufeinan der, wobei der Laufbereich (1.2) des Luftreifens (1) funktionsge recht gegenüber der Felge (2) liege - sich die Radialschnitte am radial äußeren Rand (3.1) der vorgesehenen Anlagefläche (3) zwischen Wulst (1.1) und Felgenhorn (2.1) stärker überlappen (4) als in den radial inneren Bereichen (3.2) dieser Anlagefläche (3).

3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stärkere Überlappung (4) am radial äußeren Rand (3.1) der vorgese henen Anlagefläche (3) zwischen Wulst (1.1) und Felgenhorn (2.1) durch eine axial äußere Wulstverdickung (1.11) an besagter Stelle (3.1) erreicht wird.

4. Luftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial äußere Wulstverdickung (1.11) zur radial äußeren Begrenzung der Anlagefläche (3) eine scharfe Kante (1.12) aufweist, radial außer halb derselben (1.12) sich die Wulstverdickung (1.11) zurückbil det.

5. Felge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stärkere Überlappung (4) am radial äußeren Rand (3.1) der vorgesehenen Anlagefläche (3) zwischen Wulst (1.1) und Felgenhorn (2.1) durch einen Einzug (2.11) des Felgenhornes (2.1) nach axial innen oder eine axial innere Felgenhornverdickung (2.13) an besagter Stelle (3.1) erreicht wird.

6. Felge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzug des Felgenhornes nach axial innen bzw. die axial innere Felgenhornver dickung (2.13) zur radial äußeren Begrenzung der Anlagefläche (3) innen eine scharfe Kante (2.12) aufweist, radial außerhalb dersel ben (2.12) sich die Felge (2) aufweitet.