DE3881423T2 - Radfelgen- und -scheibeneinheit für schlauchlose Reifen. - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Rad-Einheiten für pneumatische schlauchlose Reifen, und mehr im einzelnen auf auseinandernehmbare Sicherheits-Radeinheiten derjenigen Art, bei der abnehmbare Flanschringe vorhanden sind, um darauf einen schlauchlosen pneumatischen Reifen zu montieren bzw. einen solchen abzumontieren, und auf eine Gestaltung zum Abdichten solcher untergliederter Räder in der Folge des Einbaues des Flanschringes nach dem Montieren des Reifens auf das Rad.
Hintergrund der Erfindung
• Bei der Konstruktion von Rädern für Lastkraftwagen oder anderes Schwerlastgerät zum Einsatz auf der Straße oder abseits von Straßen, einschließlich für Militärfahrzeuge, war es lange die Praxis, eine mehrteilige Rad-Einheit mit Verwendung einer geteilten Felge vorzusehen, um das Montieren von schlauchlosen pneumatischen Schwerlast-Reifen darauf oder das Abmontieren zu erleichtern. Bei solchen mehrteiligen Rädern ist es ferner üblich gewesen, ein Dichtungselement, wie etwa einen O-Ring oder einen anderen Dichtungsring mit besonders geformter Querschnittsausbildung, zu verwenden, der zwischen den abnehmbaren Flanschring und die anderen Scheiben- und Felgenteile des Rades eingefügt wird, um Reifen und Felge abzudichten und so die erforderliche Luftdichtheit zwischen ihnen aufrechtzuerhalten. Typischerweise ist eine Nut notwendig, um das Dichtungselement einzusetzen und es an seiner Stelle zu halten, was wiederum bislang die Formgebung einer solchen Nut im Radaufbau durch mechanische Bearbeitungsoperationen wie spanabhebende Fertigung, Pressen, Stoßen oder Gießen erforderlich machte.
• Beispiele solcher bekannter mehrteiliger Radfelgen mit Dichtungselementen sind in den folgenden zum Stand der Technik gehörenden USA-Patenten zu finden: 1,991,594; 2,802,507; 2,810,419; 2,827,100; 2,871,905; 3,007,741; 3,118,485; 3,593,764; 3,865,170; 3,880,219; 3,885,615; 4,102,379; 4,106,543; 4,234,236; 4,253,514; 4,327,791; 4,372,365; 4,438,797; 4,466,670 und 4,481,997.
• Die vorgenannten U.S.-Strader-Patente 4,327,791 und 4,481,997, die auf die Anmelderin übertragen worden sind, offenbaren auseinandernehmbare Räder für Militärfahrzeuge, bei denen eine O- Ring-Dichtung verwendet wird und die dazu geeignet sind, mit einem Sicherheitseinsatz ausgestattet zu werden, der im Inneren eines auf der Felge montierten Reifens angeordnet werden kann, um die Reifen-Lauffläche im drucklosen Zustand zu unterstützen, um dadurch eine sog. "Plattlauf"-Radkonstruktion zu schaffen. Das Strader-Patent '997 offenbart und beansprucht ferner ein wichtiges Sicherheitsmerkmal, das bei mehrteiligen Radfelgen- Anordnungen von Nutzen ist, sei es allein betrachtet, sei es in Kombination mit Sicherheitseinsätzen der vorgenannten Art, welches ein erhebliches Sicherheitsrisiko ausschaltet, wenn versucht wird, den montierten Reifen auf zupumpen und sich die verschiedenen Teile der Radanordnung dabei nicht in der richtigen Lage oder in ihrem Sitz befinden, oder beim Versuch, die Felge auseinanderzunehmen, wenn der darauf montierte Reifen noch unter Druck steht. Bei der Radkonstruktion nach dem Strader-Patent '997 bestehen die Scheibe und der innenbordige Felgenteil aus einem Stück, und der O-Ring ist zwischen einer Schulter an der Verbindungsstelle der Scheibe mit dem innenbordigen Felgenteil und einem nach oben gerichteten Flansch am inneren Rand des außenbordigen Felgenteiles eingeschlossen. Eine Sicherheits-Entlüftung in Form einer Nut oder Öffnung in dem scheiben-innenbordigen Felgenteil befindet sich im zusammengesetzten Zustand an der außenbordigen Seite der Dichtung. Eine solche Sicherheits-Entlüftung ist wirksam, um das Füllen eines auf einer Radeinheit montierten Reifens zu verhindern, wenn die Teile der Radeinheit nicht die richtige Lage haben, und/oder um beim Versuch eines Demontierens den Reifenhohlraum vor dem Abnehmen des außenbordigen Felgenteiles automatisch zur Atmosphäre hin zu entlüften, falls der montierte Reifen unter Druck steht.
• Obgleich die Konstruktion des Sicherheitsrades und Notlaufrades nach dem vorstehend genannten Strader-Patent '997 kommerziell hergestellt wurde und in der Benutzung bei gewissen Militärfahrzeugen erfolgreich arbeitet, bleiben dessenungeachtet doch bestimmte Probleme bestehen, wie die Herstellungskosten, das Fehlen einer Flexibilität in der Gestaltung zur Anpassung verschiedener Rad-Kröpfungen, die Notwendigkeit spezieller Fertigungseinrichtungen zum Drücken, das Vorhandensein von schwierig herzustellenden Skip-Schweißungen im Bereich der O-Ring-Dichtung und der Notwendigkeit, in einigen Fällen den Raum zwischen dem Kopf, Schaft, Ansatz od.dgl. des Füllventils und der Bremse zu vergrößern.
• Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte auseinandernehmbare Rad-Felgen-Einheit für schlauchlose pneumatische Reifen zu schaffen, einschließlich Sicherheits-Reifen- und Rad-Anordnungen der weiter oben angegebenen Art, mit dem Merkmal einer Sicherheits-Entlüftung, die den auseinandernehmbaren Radkonstruktionen nach dem genannten Strader-Patent '997 entsprechen kann, während gleichzeitig die bei solchen Radkonstruktionen vorhandenen, vorstehend erläuterten Probleme überwunden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Eine auseinandernehmbare Rad-Felgen- und Scheiben-Einheit zur Verwendung bei einer Sicherheits-Reifen- und Rad-Anordnung mit einem pneumatischen schlauchlosen Reifen. Das Rad enthält einen innenbordigen Felgenteil, eine Rad-Befestigungs-Scheibe mit einem äußeren Randflansch, der mit dem innenbordigen Felgenteil ineinandergeschachtelt und an diesem befestigt ist, wobei der Scheibenflansch eine äußere Fläche hat, die axial außenbordig über den innenbordigen Felgenteil vorsteht und frei von diesem ist. Die Einheit enthält ferner einen außenbordigen Felgenteil, der durch Zusammenschieben aus einer axial außenbordigen Richtung über den Scheibenflansch aufnehmbar ist, eine O-Ring-Dichtung, die zwischen der Scheibe und sich gegenüberliegenden Flächen der innenbordigen und außenbordigen Felgenteile angeordnet ist, und einen Festspannring zum axialen Zusammenspannen der außen- und innenbordigen Felgenteile, wobei der O-Ring unter Druck zwischen der Scheibe und den sich gegenüberliegenden Flächen der Felgenteile eingefügt sitzt, um gegen Luftverlust abzudichten. Die Scheibe hat eine Luftauslaß-Einrichtung außenbordig vom O-Ring, die normalerweise gegenüber dem Reifen-Hohlraum durch den O-Ring abgedichtet ist. Der Festspannring und die zugehörigen Befestigungs-Mittel greifen an dem außenbordigen Felgenteil an und üben auf diesen eine Festspannkraft über einen Bereich einer Relativbewegung zwischen ihnen in der axialen Richtung relativ zu dem innenbordigen Felgenteil aus, die ausreicht, um einen Wegfall des Dichtdruckes an dem O-Ring vor einem Wegfall des Spannangriffs zu gestatten, um dadurch einen Luftdurchgang an dem O-Ring vorbei durch die Luftauslaß-Einrichtung zur Atmosphäre in dem Bereich der Relativbewegung zu ermöglichen. Die äußere Fläche des Scheibenflansches weist eine im wesentlichen zylindrische erste Dichtungsfläche auf, während der außenbordige Rand des Felgengrundes eine zweite Dichtungsfläche hat, die radial einwärts innenbordig mit einem Winkel von etwa 60º zur Radachse geneigt ist. Der innenbordige Rand des außenbordigen Felgenteiles weist eine dritte Dichtungsfläche auf, die radial einwärts außenbordig mit einem Winkel von etwa 60º zur Radachse geneigt ist. Diese drei Dichtungsflächen begrenzen einen ringförmigen Hohlraum, der, wenn sie am O-Ring liegen, in radialem Querschnitt ein im wesentlichen gleichseitiges Dreieck bildet.
• Die Bande oder der Bandbereich des äußeren Felgenteiles ist so dimensioniert, daß er teleskopisch auf die Scheibenflansch- Fläche aufschiebbar ist, derart, daß es für die innere Fläche des Bandteiles unmöglich ist, beim Zusammenbau des Rades über die O-Ring-Dichtung hinwegzugehen. Die vorstehend genannten Dichtungsflächen, die gleichen radialen Abstand von der Radachse haben, liegen axial so nebeneinander, daß sie den O-Ring in dem erwähnten dreieckförmigen Hohlraum zwischen sich einschließen und zusammendrücken. Infolgedessen kann eine Bewegung des Bandteiles in Richtung auf den inneren Felgenteil während des Zusammenbauvorganges die O-Ring-Dichtung nicht aus ihrer richtigen endgültigen Abdichtungsposition bringen.
• Indem die Scheibe als von dem inneren Felgenteil getrennter Teil hergestellt wird und wegen des Teleskopierens des Felgengrundes über den Scheibenflansch, kann der Ventilkopf mit Bezug auf die Radachse radial weiter auswärts positioniert werden, wodurch der Freiraum zwischen dem Kopf, Schaft, Ansatz od.dgl. des Ventils und der Bremse für eine gegebene Radgröße verbessert wird, weil sich die inneren und äußeren Felgenteile nicht mehr teleskopisch überlappen müssen. Dies trägt auch zu einer verbesserten Platzsituation hinsichtlich des Bremsstaub- Schildes bei. Weiterhin können die inneren und äußeren Felgenteile aus verschiedenen gewählten Materalstärken hergestellt sein, wenn dies für unterschiedliche Anwendungen gefordert wird, ohne daß dadurch die Werkstoffdicke der Scheibe zu ändern ist. Infolgedessen kann eine standardisierte Scheibe für verschiedene Felgenteile verwendet werden, deren Dicken sich von der Scheibe unterscheiden, und umgekehrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die Erfindung wird zusammen mit weiteren Zielen, Merkmalen und Vorteilen am besten verständlich durch die folgende Beschreibung, die angefügten Ansprüche und die zugehörigen Zeichnungen.
• Fig. 1 ist eine Teil-Seitenansicht der außenbordigen Seite einer Rad-Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Teile in vollständig zusammengebautem Zustand dargestellt sind.
• Fig. 2 ist ein vertikaler oder radialer Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei die innen- und außenbordigen Reifenwülste in strichpunktierten Linien in der auf der Scheiben- und Felgenanordnung montierten Lage angedeutet sind.
• Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 und zeigt den außenbordigen Flanschring in einem etwas von der Untereinheit aus Scheibe und innenbordigem Felgenteil gelöstem Zustand.
• Fig. 4 ist ein vertikaler Teilschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungen
• In der nachstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen sind Adjektive mit Richtungsbezug, wie "innenbordig" und "außenbordig" im Hinblick auf die bevorzugte Orientierung der Anbringung des Rades etc. an einem Fahrzeug gewählt. Es sind daraus keine unnötigen Einschränkungen herzuleiten, wo solche Adjektive init Richtungsbezug nicht wesentlich für die Wirkung der konstruktiven und funktionellen Merkmale der Erfindung sind.
• Die Figuren 1 bis 4 veranschaulichen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführung einer auseinandernehmbaren Sicherheits-Reifen- und Rad-Anordnung gemäß der Erfindung. Diese enthält eine Rad- Einheit 10 und einen schlauchlosen pneumatischen Reifen 12 (teilweise in Phantomdarstellung in Fig. 2 gezeigt), der mit seinen innen- und außenbordigen Wülsten 14 und 15 auf dem Rad 10 montiert ist. Die Rad-Einheit 10 enthält einen inneren Felgenteil 16 mit einem zylindrischen Felgengrund 18 sowie einem innenbordigen Wulst-Halteflansch 20, der einstückig radial nach außen davon vorsteht und über einen 5º-Wulstsitz 22 nach Industriestandard an ihn angeschlossen ist. Ein üblicher Füllventil-Kopf 24 erstreckt sich durch den Felgengrund 18, ist daran befestigt und weist einen zugehörigen Ventilansatz 26 zum Füllen der Reifen- und Rad-Einheit auf. Der außenbordige Rand des inneren Felgenteiles 16 ist fertigbearbeitet, um eine geneigte Fläche 30 zu schaffen, die sich von der inneren zylindrischen Fläche 32 des Felgengrundes 18 zu einer Verbindungsstelle mit einer radial verlaufenden, ebenfalls fertigbearbeiteten Stirnfläche 34 erstreckt, die in radialer Richtung nach außen bis zu der äußeren zylindrischen Fläche 36 des Felgengrundes 18 geht. Vorzugsweise ist die Fläche 30 in einem Winkel von 30º gegenüber der Fläche 34 geneigt bzw. in einem Winkel von 60º mit Bezug auf die Achse des Rades 10 in einer radial nach innen weisenden und innenbordigen Richtung. Somit läßt sich erkennen, daß der flanschabgewandte Rand des Felgengrundes 18 ein zylindrisches Band bildet, das durch die inneren und äußeren zylindrischen Flächen 32 bzw. 36 begrenzt wird.
• Das Rad 10 enthält ferner eine allgemein mit der Zahl 40 bezeichnete Rad-Befestigungs-Scheibe, die eine Nabenöffnung 42 (Fig. 1) und eine kreisförmige Reihe von Bolzen-Löchern 44 aufweist, die in einem sich radial erstreckenden Befestigungsteil 46 der Scheibe 40 ausgebildet sind, wobei die (nicht gezeigten) Radbefestigungebolzen durch die Bolzenlöcher 44 hindurchführbar sind, um die Rad-Einheit 10 an einem Fahrzeug in der üblichen Weise anzubringen. Die Scheibe 40 hat einen kegeligen Schulterteil 48, der mit dem Teil 46 aus einem Stück besteht und radial nach außen in innenbordiger Richtung bis zu einer Übergangsstelle zu einem sich radial nach außen erstrekkenden Festspannteil 50 verläuft. Die Scheibe 40 weist ferner einen generell zylindrischen äußeren Randflansch 52 auf, der sich über einen gekrümmten Teil 54 einstückig an den Teil 50 der Scheibe anschließt. Der Flansch 52 ist im Gesenk geschlagen, geprägt, gewalzt, fassioniert oder spanabhebend bearbeitet, um einen freien Randteil 56 desselben radial auswärts um etwa 0,76 bis 0,94 mm relativ zu der außenbordigen Hälfte 58 des Flansches 52 zu kröpfen oder abzusetzen, derart, daß die Außenfläche 60 des Flanschteiles 56 von der äußeren zylindrischen Fläche 62 des Flanschteiles 58 ebenso radial nach außen abgesetzt ist. Der radial nach außen abgesetzte freie Randteil 56 des Flansches 52 kann einen geringen radial auswärts divergierenden Winkel relativ zur Radachse haben, der z.B. zwischen 0 und 2º liegt, und er ist so bemessen, daß die Fläche 60 im Zusammenbau einen Preßsitz mit der inneren Fläche 32 des Felgengrundes 18 hat, wenn die Scheibe 40 und der innere Felgenteil 16 in die in den Figuren 2 und 3 gezeigte zusammengefügte Position ineinandergeschoben werden. Diese Teile werden dann noch durch eine ununterbrochene Umfangs-Elektroschweißung 64 an der Grenzstelle der inneren Stirnfläche 66 des Flansches 52 mit der Fläche 32 verbunden.
• Entsprechend dem Merkmal der Sicherheitsentlüftung, wie es das weiter oben genannte Strader-Patent 4,481,997 offenbart, ist eine Umfangsanordnung von axial verlaufenden Luftablaßwegen oder Kanälen 70 in Form von radialen Einsenkungen in der zylindrischen äußeren Fläche 62 des Flansches 52 mit einem bevorzugten Winkelabstand von etwa 40º vorgesehen, die durch Schlagen, Prägen oder spanabhebende Oberflächenbearbeitung des Flansches erzeugt sein können. Wie am besten aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Kanäle 70 an ihren außenbordigen Enden in dem gekrümmten Teil 54 der Scheibe 40 nach außen hin offen und enden an ihren innenbordigen Enden in einem vorbestimmten Abstand axial außenbordig von der Übergangsstelle der Flächen 62 und 60 des Flansches 52. Dieser Abstand ist ausreichend, um bei vollständig zusammengebautem Rad eine Abdichtung nicht zu behindern.
• Anstelle der acht oder neun Luftablaßkanäle 70 kann die Fläche 62 des Flansches 52 auch geriffelt oder gerändelt werden, indem die Scheibe 40 um ihre Achse gedreht wird und ein Rändelwerkzeug od.dgl. zum Angriff an der Fläche 62 über deren gesamten Umfang gebracht wird, um eine sehr große Anzahl von in radialer Richtung flacheren, aber in Umfangsrichtung viel näher beieinanderliegenden Luftdurchlässen zu bilden, die axial im Flansch 52 verlaufen, in der gleichen Weise wie die Kanäle 70.
• In einigen Fällen kann es auch genügen, anstelle der Nuten 70 od.dgl. einfach Ausnehmungen oder Löcher in demselben Bereich durch den Scheibenteil zu bohren oder zu stanzen, in der gleichen Position, derart, daß die Luft bei zufälligem Demontieren in aufgepumptem Zustand radial einwärts entweichen kann, ähnlich wie bei den im erwähnten Strader-Patent 4,481,997 in Figur 6 gezeigten und beschriebenen Öffnungen 124.
• Es ist jedoch möglich, daß keine zusätzlichen Sicherheits-Entlüftungs-Nuten oder Ausnehmungen erforderlich sind. Werden die Radmuttern 128 entfernt, während der Reifen aufgepumpt ist, gibt die Untereinheit 80 mit dem äußeren Felgenspannring axial nach außen nach, bis das Dichtungselement 130 an der Dichtungsfläche 88 vorbeirutscht und durch den Luftdruck über die Rundung 54 der Scheibenschulter gedrückt wird. Wenn dies stattfindet, entweicht die Luft schnell. Werden die Radmuttern nach einem unrichtigen, asymmetrischen Schema gelöst, erfolgt entsprechend ein Verziehen in Umfangsrichtung bei der äußeren Felgen-Untereinheit 80, um ein ausreichendes axiales Verschieben des Dichtungselements 130 zur Rundung 54 der Scheibenschulter hin sicherzustellen und dadurch zu bewirken, daß ein schnelles Entlüften erfolgt. Bei dieser weiteren Ausführung dient die Rundung oder Krümmung 54 der Scheibenschulter als Äquivalent zu den Entlüftungskanal-Mitteln, wie sie in den Ansprüchen des vorstehend genannten Strader-Patents '997 in Betracht gezogen sind.
• Die Rad-Einheit 10 enthält weiterhin einen äußeren Felgenteil 80 mit einem zylindrischen, einen freien innenbordigen Rand aufweisenden Bandteil 82, der so eingerichtet ist, daß er teleskopisch über den Scheibenflansch 52 entlang dessen radial eingelassener Fläche 62 geschoben und aufgenommen werden kann. Ferner ist ein außenbordiger Reifenwulst-Halteflansch 84 vorhanden, der über einen außenbordigen 5º-Wulst-Sitzteil 86 einstückig in das Band 82 übergeht. Der innenbordige Rand des Bandes 82 weist eine geneigte Fläche 88 auf, die sich von der inneren Fläche 90 des Bandes 82 radial nach außen bis zu einer Übergangsstelle zu einer radialen, nach außen hin zu der Außenfläche 94 des Bandes 82 verlaufenden Stirnfläche 92 erstreckt. Die Fläche 88 ist mit Bezug auf die Fläche 92 um denselben Winkel geneigt wie die Fläche 30 mit Bezug auf die Fläche 34, nämlich um 30º, bzw. sie steht in einem Winkel von 60º zur Radachse, aber in entgegengesetzter Richtung wie die Fläche 30, so daß sie also in außenbordiger Richtung radial einwärts geneigt ist. Die Flächen 88 und 92 sind ebenfalls mit relativ genauen Abmessungen fertigbearbeitet.
• Der äußere Felgenteil 80 weist einen Festspann-Ring 100 auf, der mit seinem Außenumfang 102 gegen die Unterseite des Wulst- Sitz-Teiles 86 des äußeren Felgenteiles 80 stößt und damit durch außen- und innenbordige, kontinuierlich in Umfangsrichtung verlaufende Schweißungen 104 und 106 verbunden ist. Er kann auch nur durch eine Schweißnaht, beispielsweise die außenbordige Schweißnaht 104, befestigt sein. Der Durchmesser des inneren Umfanges 108 des Festspann-Ringes 100 ist größer als der des Scheibenteiles 48, um einen Zwischenraum zwischen ihnen zu belassen. Die innenbordige Seite 110 des Ringes 100 verläuft radial so, daß sie in völlig zusammengebautem Zustand, wie in Figur 2, flach an der außenbordigen Fläche 112 des Festspannteiles 50 anliegt. Eine Anzahl von Gewindebolzen 120 ist an der Scheibe 40 befestigt, etwa mittels Preßsitz eines mit einer Nutung oder Keilverzahnung versehenen Teiles 122 des jeweiligen Bolzens in entsprechenden Öffnungen 124 in dem Scheibenteil 50. Die Bolzen 120 stehen axial in außenbordiger Richtung von dem Scheibenteil 50 um einen vorbestimmten Betrag vor, so daß sie durch entsprechende Öffnungen 126 in dem Ring 100 hindurchgehen. Eine Anzahl von Haltemuttern 128 wird jeweils von den entsprechenden, mit Gewinde versehenen Enden der Bolzen aufgenommen, um den Festspann-Ring 100 und den äußeren Felgenteil 80 an der inneren Felgen-Scheiben-Untereinheit 16, 40 festzulegen.
• Die Rad-Einheit 10 enthält weiterhin eine O-Ring-Dichtung 130, deren Innendurchmesser geringfügig kleiner als der Durchmesser der Fläche 62 ist, auf der der O-Ring zur Anlage an der Dichtungsfläche 30 des inneren Felgenteiles 16 positioniert wird. Der O-Ring wird somit gedehnt, um die Außenfläche des Scheibenflansches 52 zu umgeben, und berührt die Fläche 62 innenbords der innenbordigen Enden der Entlüftungsschlitze 70. Der O-Ring 130 wird in diese Position gebracht, bevor der Zusammenbau mit der äußeren Felgen-Festspann-Ring-Untereinheit 80, 100 erfolgt, indem der O-Ring über den Scheibenflansch 52 und gegen die bearbeitete Endfläche 30 des innenbordigen bzw. inneren Felgenteiles 16 geschoben wird.
• Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist im vollständig zusammengebauten Zustand dieser Teile der axiale Abstand zwischen den Flächen 30 und 88 so, daß sich im radialen Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck ergibt, mit solchen Abmessungen im zusammengebauten Zustand der Teile, daß die O-Ring- Dichtung 130 in diesem dreieckförmigen Raum zusammengepreßt wird. Der O-Ring 130 ist dabei in dem gleichseitig dreieckigen Hohlraum eingeschlossen und übt bei dem in Fig. 2 gezeigten verformten, zusammengedrückten Zustand des O-Ringes gleichen Druck auf alle drei Dichtungsflächen 30, 88 und 62 aus. Der innere Hohlraum des Reifens 12 ist somit gegen Luftaustritt durch den O-Ring 130 abgedichtet, wenn der Festspann-Ring 100 ganz gegen den Scheibenteil 50 gespannt ist, indem die Haltemuttern 128 angezogen sind, um den Ring 100 an dem Scheibenteil 50 zur Anlage zu bringen.
• Ist auf diese Weise der äußere Felgenteil 80 mit dem inneren Felgenteil 16 zusammengebaut, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, und ist der innere Hohlraum durch den Reifen 12 und den O-Ring abgeschlossen, kann der Reifen aufgepumpt werden, indem ein Schlauchmundstück auf das freie Ende 140 des Ventilansatzes 26 aufgesetzt wird. Der Ventilansatz 26 ragt aus miteinander fluchtenden Öffnungen 142 in dem Scheibenteil 50 und in dem Ring 100 heraus, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Befinden sich jedoch der Festspann-Ring 100 und der äußere Felgenteil 80 nicht in vollständig zusammengebautem Zustand, wie in Fig. 3 dargestellt, oder wird versucht, bei aufgepumptem Reifen den äußeren Felgenteil 80 durch Lösen der Muttern 128 abzubauen, so fallen die auf den Dichtungsring 130 wirkenden Druckkräfte weg und Druckluft, die sich im Reifenhohlraum befindet oder in diesen eintritt, wird zur Atmosphäre abgelassen, nämlich am O- Ring vorbei und zwischen dem Band 82 und der Fläche 62 des Scheibenflanschteiles 58 durch einen oder mehrere der Entlüftungskanäle 70. Wie bei dem weiter oben genannten Strader-Patent 4,481,997 ist insbesondere anzumerken, daß in der vollständig angezogenen Position der Muttern 128 genügend Gewindegänge außenbordig von den Muttern vorhanden sind, damit, wenn die Muttern während eines Auseinandernehm-Vorganges bei noch aufgepumptem Reifen gelöst werden, die Dichtungsfläche 88 an dem äußeren Felgenteil 80 sich nicht nur aus dem dichtenden Kontakt mit dem O-Ring 130 wegbewegt, sondern sich gut von den innenbordigen Enden der Entlüftungsschlitze 70 nach außenbords bewegen kann, um ein vollständiges Entlüften des Reifenhohlraumes zur Atmosphäre durch die Entlüftungswege 70 sicherzustellen, bevor die Muttern 128 von den Bolzen 120 entfernt werden können.
• Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß ein auseinandernehmbares Sicherheitsrad 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Sicherheits-Entlüftungsmerkmal aufweist, das von der in dem vorerwähnten Strader-Patent '997 offenbarten Art sein kann oder die vorstehend beschriebene alternative Ausführung mit den Schulter-Luftablaß-Mitteln haben kann, die demgegenüber noch mehrere Vorteile besitzt. Weil der Band-Teil 82 des äußeren Felgenteiles 80 so dimensioniert ist, daß er teleskopisch auf der Fläche 62 des Scheibenflansches verschiebbar ist, anstatt daß ein Abstand zwischen beiden besteht mit Hinweggehen über den O-Ring, wie bei der Ausführung nach Strader '997, ist es unmöglich, daß die innere Fläche 90 des Bandteiles 82 beim Zusammenbau des Rades über die O-Ring-Dichtung 130 hinweggeht. Vielmehr liegen die Dichtungsflächen 88 und 30, die gleichweit von der Radachse entfernt sind, axial nebeneinander, um den O- Ring 130 in dem vorerwähnten dreieckigen Hohlraum zwischen sich einzuschließen und zusammenzudrücken. Infolgedessen kann eine Bewegung des Bandteiles 82 in Richtung auf den inneren Felgenteil 16 während des Zusammensetzvorganges die Dichtung 130 nicht aus ihrer richtigen endgültigen Abdichtposition bringen.
• Weil außerdem die Scheibe 40 als ein von dem inneren Felgenteil 16 getrennter Teil hergestellt ist und weil der Felgengrund 18 über den Scheibenflansch 52 teleskopiert wird, kann der Ventilkopf 24 von der Radachse radial weiter nach außen angeordnet werden, um dadurch für eine gegebene Radgröße den Abstand zwischen dem Ventilkopf bzw. -schaft, -ansatz od.dgl. und der Bremse zu verbessern, weil sich die inneren und äußeren Felgenteile nicht mehr teleskopisch überlappen müssen. Dies trägt im Vergleich mit der Ausbildung nach dem Strader-Patent '997 auch zu einem besseren Freiraum für den Bremsstaub-Schild bei. Ferner können die inneren und äußeren Felgenteile 16 und 80 verschiedene wählbare Materialstärken haben, wenn dies für unterschiedliche Anwendungen gefordert wird, ohne daß dadurch die Werkstoffdicke der Scheibe 40 geändert wird. Somit kann eine standardisierte Scheibe 40 für verschiedene Felgenteile 80 und 16, deren Dicken von der der Scheibe abweichen, verwendet werden und umgekehrt.
• Typischerweise ist es üblich, daß ein Fahrzeughersteller die Kröpfung der Scheibe vorschreibt, um eine gewünschte Spurweite des Fahrzeugs zu erhalten, wobei der axiale Abstand zwischen den Rad-Befestigungsflanschen bei der bei einem Fahrzeug verwendeten speziellen Achskombination gegeben ist. Die sog. Rad- Kröpfung ist normalerweise von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden. Oft können größere oder kleinere Reifen verwendet werden, um einer jeweils unterschiedlichen Nenn-Tragkraft von Fahrzeugmodellen, die von einem Fahrzeug-Grundmodell abgeleitet sind, wirtschaftlich Rechnung zu tragen. Dies bedingt, daß eine Vielfalt von Radbreiten und Kröpfungen für einen bestimmten Raddurchmesser zur Verfügung steht. Die vorliegende Erfindung erfüllt solche Anforderungen, wie unten dargelegt wird.
• Weil die Durchmesser der beiden Felgenhälften einander gleich sind, ist es möglich, die Felgenhälften in einem Stück nach einer der üblichen Methoden herzustellen und dann die entstandene Felge an irgendeiner geeigneten Stelle entlang ihrem ebenen mittleren Durchmesser zu teilen, um die getrennten Felgenhälften zu erhalten. Dies gestattet die Anordnung des Scheibenteiles in verschiedenen Positionen, um sich auf eine Vielfalt von Radkröpfungen aus einem Standardsatz von Einzelkomponenten einzustellen. Infolgedessen können viele unterschiedliche Fahrzeugmodelle, welche dieselbe Radgröße hinsichtlich Breite und Durchmesser verwenden, passend ausgestattet werden.
• Wenn die Felgenhälften als Alternative getrennt geformt werden, gestatten die gemeinsamen Durchmesser die Verwendung gemeinsamer Werkzeugausstattungen für die Herstellung, indem unterschiedlich breite Metallbänder als Vorformen für die unterschiedlichen Breiten fertiger Felgen verwendet werden. So können auch verschiedene Radbreiten leicht mit dem gemeinsamem Durchmesser hergestellt werden, indem die Kombination der beim Aufbau des betreffenden Rades verwendeten Breiten der Felgenhälften geändert wird.
• Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß größte Wirtschaftlichkeit für die Herstellung von Rädern gemeinsamen Durchmessers, aber mit verschiedenen Breiten und Scheibenkröpfungen gegeben ist.
• Darüber hinaus kann die Scheibe 40 auf einer vorhandenen üblichen Präge- oder Stanzeinrichtung hergestellt werden, und die Felgenteile 16 und 80 mittels einer üblichen Walz- oder Prägepressen-Ausrüstung, so daß Drückformungs-Einrichtungen und Drückarbeitsgänge bei der Herstellung des Rades 10 nicht angewendet zu werden brauchen.
• Darüber hinaus kann die Untereinheit aus Scheibe 40 und innerer Felge 16 mit einer üblichen, vorhandenen Felgen/Scheiben Preßfüge- und Schweiß-Ausrüstung hergestellt werden.
• Die Ausbildung der Scheibe 40 mit ihrem radialen Ring-Befestigungsteil 50 und den darin mit Preßsitz festgelegten Bolzen 120 eliminiert Skip-Schweißungen wie bei der Befestigung der Gewindebolzen 48 bzw. 120 beim Strader-Patent '997, während gleichzeitig irgendwelche Schweißungen im Bereich der O-Ring-Dichtungsflächen 62, 30 und 88 vermieden sind. Zusätzlich zur Überwindung früherer Leckage-Probleme in den Schweißungsbereichen hat somit die Rad-Einheit 10 gemäß der Erfindung ihr innewohnende Merkmale der Einfachheit und Flexibilität in der Gestaltung, wodurch es wirtschaftlicher gemacht wird, Änderungen in der Fertigungslinie für die Felgenteile oder die Scheibenteile vorzunehmen, um unterschiedlichen Größen von Reifen (verschiedene Breiten), Scheibenkröpfungen und Bolzenkreisen Rechnung zu tragen.
• Wohlverstanden kann die Geometrie der Flächen 30 und 88 auch von der bevorzugten symmetrischen Winkelwahl abweichen, um einen ungleichseitigen dreieckförmigen Hohlraum zwischen den Flächen 30, 88 und 62 in zusammengebautem Zustand vorzusehen. Nichtsdestoweniger ist das gleichseitige Verhältnis bevorzugt, um einen gleichen Wirkdruck an allen drei Dichtungsflächen zu erzielen und um sowohl das anfängliche Positionieren des O- Ringes 130 auf der Scheibe 40 zu erleichtern als auch sicherzustellen, daß der äußere Felgenteil 80 die Dichtung in Anlageposition mit der Fläche 30 drückt, falls sie ursprünglich in außenbordiger Richtung davon verlagert sein sollte.

Claims (7)

1. Rad-Felgen- und Scheiben-Einheit (10) zur Verwendung bei einer Sicherheits-Reifen- und Rad-Anordnung, die einen pneumatischen schlauchlosen Reifen (12) enthält, wobei die besagte Rad-Felgen- und Scheiben-Einheit (10) umfaßt:

- einen innenbordigen Felgenteil (16) mit einem Felgengrund (18) und einem innenbordigen Reifenwulst- Halteflansch (20), der einstückig mit dem innenbordigen Rand (30) des besagten Felgenteiles (16) an diesem getragen ist, wobei der besagte innenbordige Felgenteil (16) einen zylindrischen Bandbereich (32, 36) aufweist, der an dem außenbordigen freien Rand (30) des besagten Felgengrundes (18) endet, abseits von dem besagten innenbordigen Flansch (20) des besagten innenbordigen Felgenteiles (16),

- eine Rad-Befestigungs-Scheibe (40) mit einem mittleren Rad-Befestigungs-Teil (46) und einem äußeren Randflansch (52) mit einer äußeren Fläche (62), die axial nach außen hin über den besagten freien Rand (30) des innenbordigen Felgenteiles vorsteht und frei davon ist,

- einen außenbordigen Felgenteil (80) mit abnehmbaren Flansch-Mitteln, einschließlich eines zylindrischen Bandteiles (82), das von der axial außenbordigen Richtung her teleskopisch über die besagte äußere Fläche (62) des Scheibenflansches zur Aufnahme bringbar ist, und einen außenbordigen Reifenwulst- Halteflansch (84), der einstückig von der außenbordigen Ecke des besagten Bandteiles (82) vorspringt, wobei das besagte Bandteil (82) an einem innenbordigen freien Rand (88) endet,

- ringförmige, elastische Dichtungs-Mittel (130), die zwischen der besagten äußeren Fläche (62) des besagten äußeren Randflansches (52) der besagten Scheibe (40), des besagten innenbordigen freien Randes (88) des besagten Ringbandes (82) des besagten außenbordigen Felgenteiles (80) und des besagten freien Randes (30) des Felgengrund-Bereichs des besagten innenbordigen Felgenteiles (16) angeordnet sind,

- und Mittel (120, 128) zum axialen Festspannen des besagten außenbordigen Felgenteiles (16), wobei die besagten Dichtungs-Mittel (130) unter Druck zwischen den besagten freien Rändern (30, 88) und der besagten äußeren Fläche (62) des besagten Scheiben- Flansches (52) eingeschlossen werden, um gegen Luftdurchtritt aus dem inneren Hohlraum eines auf der besagten Rad-Felgen- und Scheiben-Einheit (10) montierten schlauchlosen Reifens (12) abzudichten,

- wobei die besagte Scheibe (40) außenbordig von den besagten Dichtungs-Mitteln (130) Luftablaß-Mittel (70) aufweist, die normalerweise gegenüber dem Reifen-Hohlraum durch die besagten Dichtungs-Mittel (130) abgedichtet sind, wobei die besagten Festspann-Mittel (120, 128) so ausgebildet und geeignet sind, daß sie an dem besagten außenbordigen Felgenteil (80) angreifen und auf diesen eine Festspannkraft über einen Bereich einer Relativbewegung zwischen ihnen in der axialen Richtung des besagten innenbordigen Felgenteiles (16) ausüben, die ausreicht, um einen Wegfall des Dichtdruckes an den besagten Dichtungsmitteln (130) vor einem Wegfall des Spannangriffs an den besagten Festspann-Mitteln (120, 128) zu gestatten, um dadurch einen Luftdurchgang an den besagten Dichtungsmitteln (130) vorbei durch die besagten Luftablaß-Mittel (70) zur Atmosphäre in dem besagten Bereich der Relativbewegung zu ermöglichen,

dadurch gekennzeichnet,

daß der besagte äußere Randflansch (52) der besagten Scheibe (40) teleskopisch in den zylindrischen Bandbereich (32, 36) verschiebbar und daran zu befestigen ist

und daß

die besagte äußere Fläche des besagten Scheibenflansches eine generell zylindrische erste Dichtungsfläche (62) aufweist, der besagte außenbordige freie Rand des besagten Felgenteiles (16) eine zweite Dichtungsfläche (30) aufweist, die radial einwärts und mit Bezug auf die Radachse in einer innenbordigen Richtung geneigt ist, und der besagte innenbordige Rand des außenbordigen Felgenteiles eine dritte Dichtungsfläche (88) aufweist, die radial einwärts und mit Bezug auf die Radachse in einer außenbordigen Richtung geneigt ist, wobei die besagte erste, zweite und dritte Dichtungsfläche (62, 30, 88), wenn sie einander benachbart sind, um die besagten Dichtungs-Mittel (130) dichtend zusammenzudrücken, dadurch einen ringförmigen Hohlraum abgrenzen, der in radialem Querschnitt generell ein Dreieck verkörpert, wobei die besagten Dichtungs- Mittel (130) auf ein Auseinandergehen der besagten zweiten und dritten Dichtungsflächen (30, 88) hin, infolge der besagten relativen Trennbewegung der besagten Felgenteile, entlang der besagten ersten Dichtungsfläche (62) axial zu der besagten Rad-Anordnung durch den Luftdruck im inneren Hohlraum des Reifens bewegbar sind.

2. Rad-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte äußere Randflansch (52) der Scheibe mit Preßsitz in den besagten zylindrischen Bandbereich (32, 36) des besagten innenbordigen Felgenteiles (16) eingefügt ist und an diesem durch eine Umfangsschweißung (64) an der Verbindungsstelle eines axial innenbordigen Randes des besagten Scheibenflansches und der darüberliegenden benachbarten Innenfläche (32) des besagten zylindrischen Bandbereichs des besagten Felgenteiles befestigt ist.

3. Rad-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Festspann-Mittel erste, von der besagten Scheibe (40) getragene und mit Gewinde versehene Mittel (120) sowie Mittel umfassen, die mit dem besagten außenbordigen Felgenteil gekoppelt sind, und zweite mit Gewinde versehene Mittel (128) enthalten, die geeignet sind, von den ersten mit Gewinde versehenen Mitteln (120) aufgenommen zu werden, wobei die besagten ersten und zweiten mit Gewinde versehenen Mittel (120, 128) in axialer Richtung der besagten Felgengrund-Mittel ausreichend dimensioniert sind, um nach Lösen der besagten mit Gewinde versehenen Mittel einen Wegfall des dichtenden Angriffs an den besagten Dichtungs-Mitteln (130) vor dem Wegfall des Gewinde-Eingriffs an den mit Gewinde versehenen Mitteln zu ermöglichen, wobei die besagte Scheibe (40) eine Materialstärke hat, die von der Materialstärke der besagten innenbordigen und außenbordigen Felgenteile verschieden ist.

4. Rad-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Scheibe (40) einen sich radial erstreckenden Festspann-Teil (50) zwischen dem besagten Scheiben- Flansch (52) und dem besagten mittleren Befestigungs-Teil (46) der Scheibe aufweist und die besagten Festspann- Mittel einen Ring (100) enthalten, der an dem besagten außenbordigen Felgenteil (80) befestigt und geeignet ist, sich an den besagten Scheiben-Festspann-Teil (50) anzulegen.

5. Rad-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte zylindrische Bandteil (82) der besagten abnehmbaren Flansch-Mittel (80) des besagten außenbordigen Felgenteiles einen Schiebesitz bei teleskopischer Aufnahme auf der besagten äußeren Fläche des Scheibenflansches (52) hat.

6. Rad-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte außenbordige Felgenteil (80) einen 5º Wulst- Sitz-Teil (86) zwischen dem besagten zylindrischen Bandteil (82) und dem besagten außenbordigen Reifenwulst- Halteflansch (84) aufweist und daß der besagte Festspann- Ring (100) mit seinem äußeren Umfang (102) an dem besagten Wulst-Sitz-Teil (86) anliegt und daran durch Schweißen (104, 106) befestigt ist.

7. Rad-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte zweite und dritte Dichtungs-Fläche (30, 88) jeweils radial in einem Winkel von etwa 60º gegenüber der Radachse geneigt ist, um dadurch mit der besagten ersten Dichtungsfläche (62) den besagten ringförmigen Hohlraum zu umgrenzen, der im radialen Querschnitt ein generell gleichseitiges Dreieck verkörpert.