DE3734890A1 - Bereiftes mehrteiliges fahrzeugrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 28 08 713 ist ein mehrteiliges Fahrzeugrad, insbesondere für kunststoffgefüllte Luftreifen, bekannt, bei der das zwischen den Felgenhörnern angeordnete Felgenbett zumindest teilweise aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen besteht. Für spezielle Anwendungsfälle kann es erforderlich sein, den Reifen durch eine Kunststoff-Füllung pannensicher zu machen, um das Fahrzeug auch dort einsetzen zu können, wo die Behebung einer Reifenpanne nicht möglich ist oder unter sehr erschwerten Bedingungen mit einem damit verbundenen wesentlichen Zeitverlust erfolgen müßte. Da die Dämpfungseigenschaften, die derartig mit Kunststoff gefüllte Reifen aufweisen, geringer sind, als rein luftgefüllte Reifen, wird die Felge und entsprechend auch die Achsen und Lager durch die nicht gedämpften Stöße der Räder stärker belastet und damit geschädigt und im Extremfall sogar zerstört.

Die vorgeschlagene Lösung, die Felge zumindestens teilweise aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen herzustellen, ist nicht geeignet für übliche luftbereifte Fahrzeugräder, auf die ein luftgefüllter Reifen aufgezogen wird, da die Kräfte nur durch eine aus Metall hergestellte Felge übertragen werden können. Dies bedeutet aber, daß bei Fahrzeugrädern mit aus Metall hergestellten Felgen und Radschüsseln im Falle einer Reifenpanne die Stöße über die Reifenlauffläche in die starre Felge geleitet werden, was zu Beschädigungen in der Felge und an den Fahrwerksteilen, z. B. Achsschenkel und Lager führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein luftbereiftes Fahrzeugrad zu schaffen, bei dem im Falle der Reifenpanne die zur Beschädigung der Felge und der Fahrwerksteile führenden Fahrbahnstöße unterdrückt bzw. stark gedämpft werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsmäßigen Fahrzeugrad durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 16 gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Vorschlag ist besonders geeignet für Fahrzeugräder, die nach dem CTS (Continental Tire System)-Prinzip hergestellt sind. Diese Fahrzeugräder zeichnen sich dadurch aus, daß auch bei luftleerem Reifen die Notlaufeigenschaft bis zu einigen hundert Kilometern betragen kann. Die Notlaufeigenschaft ist aber andererseits eingeschränkt, da die Stöße aufgrund von Fahrbahnunebenheiten über die Reifenlauffläche in die Felge geleitet werden und damit Beschädigungen der Felge sowie der Fahrwerksteile möglich sind. Dieser Nachteil wird durch den dargestellten Vorschlag vermieden. Durch den Einbau eines elastischen, schwingungsdämpfenden Elementes zwischen der Felge im Felgenbettbereich und dem dem Felgenbett am nächsten liegenden Radschüsselbereich werden die unvermeidbaren Fahrbahnstöße bei einem Fahrzeugrad mit defektem Reifen unterdrückt oder zumindestens stark gedämpft. Das im wesentlichen ringförmige Schwingelement wird in bekannter Weise aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff hergestellt. Es kann aus einem ungeteilten oder zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten ungeteilten Ringen bestehen. Der Querschnitt des Schwingelementes ist beliebig und richtet sich nach der Form des Zwischenraumes zwischen dem Felgenbett und der Radschüssel. Der Querschnitt des Schwingelementes kann ein Vollprofil oder ein Profil mit einem oder mehreren umschlossenen Hohlräumen sein. Durch die Größe und Anordnung der Hohlräume kann die Dämpfungscharakteristik des Schwingelementes beeinflußt werden. Statt des ungeteilten Ringes ist auch ein über den Umfang des Fahrzeugrades verteilt angeordnetes, in Segmente aufgeteiltes, Schwingelement möglich.

Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des Schwingelementes mit der Felge und der Radschüssel kann in vielfältiger Weise erfolgen. Für die kraftschlüssige Verbindung wird in vorteilhafter Weise die Vulkanisation angewandt, während durch die konstruktive Gestaltung der Felge und des gegenüberliegenden Radschüsselbereiches eine formschlüssige Verbindung für das Schwingelement erreicht wird. Die formschlüssige Verbindung kann immer durch eine zusätzliche Vulkanisation an den Berührungsflächen zwischen Schwingelement und Felge einerseits und Schwingelement und Radschüsselbereich andererseits unterstützt werden.

Eine erste einfache Ausführungsform besteht aus einer starren einteiligen Felge, die ein Flachbett aufweist und der eine parallel dazu in axialer Richtung sich erstreckende Verlängerung einer Radschüssel gegenüberliegt und das Schwingelement in dem Zwischenraum zwischen Felgenbett und Radschüsselverlängerung angeordnet ist. Die erforderliche kraftschlüssige Verbindung erfolgt durch eine Vulkanisation des Schwingelementes mit der Felge und der Radschüssel. Eine etwas kompliziertere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß radial sich erstreckende Stege der Felge und der Radschüssel kammartig ineinandergreifen und in den Zwischenräumen das Schwingelement angeordnet ist. Auf diese Weise können größere axial wirkende Kräfte übertragen werden. Bei dieser Ausführungsform muß aber entweder die Felge und/oder die Radschüssel geteilt werden. Die Verbindung der Felgen- bzw. Radschüsselteile erfolgt in bekannter Weise durch Schweißen oder mit Hilfe von Schrauben oder Nieten.

Für die Übertragung von radialen und axialen Beanspruchungen werden die Stege etwas nach außen geneigt angeordnet, so daß sich mit dem angrenzenden Bereich eine V-Form ergibt, der eine dachartige Auswölbung der Felge bzw. der Radschüssel gegenüberliegt. Um weiterhin eine einteilige Felge und auch eine einteilige Radschüssel verwenden zu können, ist es erforderlich, daß der größte Durchmesser der Stege immer etwas kleiner ist, als der kleinste Innendurchmesser der dachartigen Auswölbung bzw. Innendurchmesser der radial sich nach innen erstreckenden Felgenhörner oder umgekehrt.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorschlages besteht darin, daß die Gestaltungsmöglichkeiten für die Felge und die Radschüssel fast unbegrenzt sind und sowohl einteilig als auch mehrteilig ausgebildete Radschüsseln und Felgen mit radial nach innen sich erstreckenden Felgenhörnern verwendet werden können. Die Montage ist einfach, da das Schwingelement in den Zwischenraum zwischen Felge und Radschüssel nur eingeschoben und je nach Anforderung noch zusätzlich an den Berührungsflächen vulkanisiert wird. Der Vorschlag ist anwendbar für Fahrzeugräder jeder Art, d. h. für PKW- als auch Nutzfahrzeugräder und unabhängig davon, ob die Felge und die Radschüssel aus Blechmaterial hergestellt oder gegossen bzw. geschmiedet werden.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 einen radialen Teilschnitt des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades mit einer starren Felge und radial sich nach innen erstreckenden Felgenhörnern,

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch mit einer Felge, die ein Hochbett aufweist,

Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch mit einer anderen Radschüsselform,

Fig. 4 einen radialen Teilschnitt des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades mit einer geteilten Felge und radial sich erstreckenden Stegen des Felgenbettes und der Radschüssel,

Fig. 5 wie Fig. 4, jedoch mit einer geteilten Radschüssel,

Fig. 6 ähnlich Fig. 4, jedoch mit schrägstehenden Stegen der Radschüssel und mit einer dachartigen Auswölbung des Felgenbettes.

Fig. 1 zeigt einen radialen Teilschnitt des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades mit einer starren Felge 1, die im Bereich des Felgenbettes 2 ein Flachbett und radial sich nach innen erstreckende Felgenhörner 3, 4, sowie neben diesen am inneren Umfang Wulstsitzflächen 5, 6 für die Reifenfüße 8, 9 des hier nur schematisch dargestellten Gürtelreifens 7 aufweist. Die im Teilschnitt dargestellte einteilige Radschüssel 10 weist eine parallel zum Felgenbett 2 liegende sich axial nach innen erstreckende Verlängerung 11 auf. Zwischen dem Felgenbett 2 und der Verlängerung 11 der Radschüssel 10 ist ein Schwingelement 12 mit einem Vollprofilquerschnitt angeordnet. Das Schwingelement 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein ungeteilter Ring, der durch Vulkanisation an den Berührungsflächen 13, 14 die Felge 1 und die Radschüssel 10 kraftschlüssig miteinander verbindet. Im Falle der Notlaufsituation werden die von den Unebenheiten der Fahrbahn herrührenden Stöße über die Reifenfläche des platten Reifens 7 auf die starre Felge 1 übertragen und durch das Schwingelement 12 soweit gedämpft, daß die Radschüssel 10 und die damit verbundenen Fahrwerksteile (hier nicht dargestellt) nur noch einen Bruchteil der ursprünglichen Stoßgrößen auffangen müssen.

Fig. 2 zeigt den gleichen radialen Teilschnitt wie Fig. 1, wobei gleiche Teile mit den gleichen Kennzeichen versehen worden sind. Um die zulässige Kraftübertragung in axialer Richtung zu steigern, weist in diesem Ausführungsbeispiel die starre einteilige Felge 1 ein Hochbett 15 auf. In die dazugehörige nach innen gerichtete, axial sich erstreckende Ausnehmung 16 ist das Schwingelement 12 formschlüssig angeordnet. Dabei kann die Verbindung zwischen Schwingelement 12 und Felgenhochbett 15 dadurch verstärkt werden, daß an der Berührungsfläche 13 ein Kraftschluß durch Vulkanisation erzeugt wird. Das Schwingelement 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen umschlossenen Hohlraum 17 auf, durch den das Dämpfungsverhalten des Schwingelementes 12 verändert wird.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung der dem Felgenhochbett 15 gegenüberliegende Verlängerung 11 der Radschüssel 10 die formschlüssige Verbindung weiter verbessert wird. Dazu weist die Verlängerung 11 der Radschüssel 10 eine nach außen gerichtete, axial sich erstreckende Ausnehmung 36 auf. Die Größe der Kraftübertragung in axialer Richtung kann dadurch weiter gesteigert werden. Auch in diesem Beispiel ist, wie schon in Fig. 2 beschrieben, eine Verstärkung der Verbindung durch Vulkanisation an den Berührungsflächen 13, 14 möglich. Das Schwingelement 12 weist hier zwei umschlossene Hohlräume 18, 19 auf, die ebenfalls das Dämpfungsverhalten verändern.

In Fig. 4 und 5 sind zwei andere Möglichkeiten aufgezeigt, wie man das Schwingelement 12 zwischen Felge 1 und Radschüssel 10 anordnen kann. Dafür weist die zweigeteilte Felge 1 im Bereich des Felgenbettes 2 einen radial nach innen sich erstreckenden Steg 20 auf, der über eine Schweißnaht 21 mit der Felge 1 verbunden ist. Die dem Felgenbett 2 gegenüberliegende Verlängerung 11 der Radschüssel 10 ist U-förmig ausgebildet mit zwei radial nach außen sich erstreckenden Stegen 22, 23, zwischen denen der Steg 21 der Felge 1 kammartig hineinragt. In den sich ergebenden Zwischenräumen zwischen den Stegen 21, 22, 23 ist das Schwingelement 12, hier in der Form zweier parallel im Abstand voneinander liegender ungeteilter Ringe 12′, 12′′ angeordnet. Auch hier ist eine Verstärkung der Verbindung durch Vulkanisation an den Berührungsflächen 24, 25, 26, 27 möglich.

Fig. 5 zeigt das gleiche Prinzip wie Fig. 4, jedoch mit einer Ver­ tauschung der Anordnung der Stege 28, 29, 30 im Vergleich zu den Stegen 21, 22, 23 in Fig. 4. Die Radschüssel 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel geteilt und der Steg 28 durch eine Schweißnaht 31 mit der Radschüssel 10 verbunden. Nicht dargestellt wurde die Variation, daß auch die Felge 1 geteilt sein kann.

Fig. 6 zeigt eine weitere Variante, bei der sowohl radiale als auch axiale Kräfte übertragen werden können. In diesem Ausführungsbeispiel sind die im wesentlichen radial verlaufenden Stege 22, 23 der Radschüssel 10 nach außen geneigt und bilden mit der Verlängerung 11 in etwa eine V-Form. Die einteilig ausgebildete Felge 1 weist im Bereich des Felgenbettes 2 eine radial nach innen sich erstreckende dachartige Auswölbung 32 auf, wobei in dem Zwischenraum das Schwingelement 12 angeordnet ist. Um aber die Felge 1 und auch die Radschüssel 10 weiterhin einteilig herstellen zu können, muß der größte Durchmesser, hier dargestellt durch den Pfeil 33 der Stege 22, 23 der Radschüssel 10 immer etwas kleiner sein, als der kleinste Innendurchmesser der dachartigen Auswölbung 32 der Felge 1, hier dargestellt durch den Pfeil 34 bzw. als der Innendurchmesser der radial sich nach innen erstreckenden Felgenhörner 3, 4, hier dargestellt durch den Pfeil 35.

Nicht dargestellt wurde die Variante, daß die dachartige Auswölbung 32 auf der Verlängerung 11 der Radschüssel 10 und die Stege 22, 23 im Bereich des Felgenbettes 2 angeordnet sind.

Claims (16)

1. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad, bestehend aus einer Radschüssel und einer Felge mit einem zwischen den radial nach innen sich erstreckenden Felgenhörnern angeordnetem Felgenbett und einem im wesentlichen ringförmigen Element mit einer schwingungsdämpfenden Charakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer starr ausgebildeten Felge (1) und einem dem Felgenbett (2) am nächsten liegender Radschüsselbereich, ein die Felge (1) und die Radschüssel (10) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbindendes Schwingelement (12) angeordnet ist.

2. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) als ein ungeteilter Ring mit einer beliebigen Querschnittsform ausgebildet ist.

3. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) zwei parallel im Abstand voneinander angeordnete ungeteilte Ringe (12′, 12′′) aufweist.

4. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) aus über den Radumfang verteilt angeordneten Segmenten mit einer beliebigen Querschnittsform besteht.

5. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 1, 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) im Querschnitt ein Vollprofil aufweist.

6. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 1, 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) im Querschnitt einen oder mehrere umschlossene Hohlräume (17, 18, 19) aufweist.

7. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 1, 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff besteht.

8. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (1) mit dem Schwingelement (12) und/oder die Rad­ schüssel (10) mit dem Schwingelement (12) durch Vulkanisation kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

9. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (1) einteilig ausgebildet ist und eine im Bereich des Felgenbettes (2) nach innen gerichtete, axial sich erstreckende Ausnehmung (16) aufweist, in der das Schwingelement (12) formschlüssig angeordnet ist.

10. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Felgenbett (2) gegenüberliegende Radschüsselbereich einer einteilig ausgebildeten Radschüssel (10) eine im wesentlichen parallel zum Felgenbett (2) liegende Verlängerung (11) mit einer nach außen gerichteten, axial sich erstreckenden Ausnehmung (36) aufweist, in der das Schwingelement (12) formschlüssig angeordnet ist.

11. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Felgenbett (2) und die Verlängerung (11) der Radschüssel (10) eine einander gegenüberliegende axial sich erstreckende Ausnehmung (16, 36) aufweisen, in der das Schwingelement (12) formschlüssig angeordnet ist.

12. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 8, 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingelement (12) mit dem Felgenbett (2) und/oder mit der Verlängerung (11) der Radschüssel (10) durch Vulkanisation zusätzlich kraftschlüssig verbunden ist.

13. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrteilig ausgebildete Felge (1) im Bereich des Felgenbettes (2) oder die dem Felgenbett (2) gegenüberliegende Verlängerung (11) einer mehrteilig ausgebildeten Radschüssel (10) radial nach innen bzw. nach außen sich erstreckende, im axialen Abstand voneinander liegende Stege (22, 23, 29, 30) aufweisen, die zusammen mit dem Felgenbett (2) bzw. der Verlängerung (11) der Radschüssel (10) im Querschnitt eine U-Form bilden, in die ein radial nach außen bzw. nach innen sich erstreckender Steg (20, 28) der Radschüssel (10) oder der Felge (1) kammartig hineinragt, wobei in den Zwischenräumen zwischen den Stegen (20, 22, 23, 28, 29, 30) das Schwingelement (12) angeordnet ist.

14. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der mehrteilig ausgebildeten Felge (1) bzw. der Radschüssel (10) durch eine Schweißnaht (21, 31) oder Schrauben oder Nieten miteinander verbunden sind.

15. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach den Ansprüchen 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Zwischenräumen der Stege (20, 22, 23, 28, 29, 30) angeordnete Schwingelement (12) mit den Stegen (20, 22, 23, 28, 29, 30) durch Vulkanisation zusätzlich kraftschlüssig verbunden ist.

16. Bereiftes mehrteiliges Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einteilig ausgebildete Felge (1) im Bereich des Felgenbettes (2) oder die dem Felgenbett (2) gegenüberliegende Verlängerung (11) einer einteilig ausgebildeten Radschüssel (10) im wesentlichen radial nach innen bzw. nach außen sich erstreckende, im axialen Abstand voneinander liegende Stege (22, 23) aufweisen, die zusammen mit dem Felgenbett (2) bzw. der Verlängerung (11) der Radschüssel (10) im Querschnitt eine V-Form bilden, der eine nach außen bzw. nach innen sich erstreckende dachartige Auswölbung (32) der Verlängerung (11) der Radschüssel (10) oder des Felgenbettes (2) im Abstand dazu gegenüberliegt und in dem Zwischenraum das Schwingelement (12) angeordnet ist, wobei der Durchmesser (33) der größten radialen Erstreckung der Stege (22, 23) der Verlängerung (11) der Radschüssel (10) immer etwas kleiner ist, als der kleinste Innendurchmesser (34) der dachartigen Auswölbung (32) des Felgenbettes (2) bzw. des kleinsten Innendurchmessers (35) der radial nach innen sich erstreckenden Felgenhörner (3, 4) oder umgekehrt der größte Durchmesser der dachartigen Auswölbung der Verlängerung (11) der Radschüssel (10) immer etwas kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser der radialen Erstreckung der Stege des Felgenbettes (2) bzw. des kleinsten Innendurchmessers (35) der radial nach innen sich erstreckenden Felgenhörner (3, 4).