Fahrzeugrad Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad bestehend aus Radkörper mit Speichen bzw. Speichen köpfen und abnehmbaren Ringfelgen.
Ringfelgen wurden bisher auf gegossenen oder ge pressten Speichenradsternen verspannt, und zwar auf einer Kegelfläche mit der international genormten Neigung von 28 . Infolge des relativ kurzen Kegels und des grossen Hebelarmes bzw. des grossen Ab standes der Schrauben von der Radachse werden die Felgen bei nicht sorgfältiger Montage schief gezogen und erleiden dadurch sowohl Höhen- als auch Seiten schlag.
Eine schlagfreie Verspannung bedingt auch bei genauen Bearbeitungstoleranzen der Kegelfläche am Felgenfuss und der entsprechenden Kegelfläche auf dem Radstern eine sehr sorgfältige und zuverlässige Montage-Arbeit. Unter den erschwerenden Bedin gungen eines Radwechsels auf der Strasse, ist die schlagfreie Montage kaum durchführbar.
Bei Ringfelgen üblicher Bauart mit einer einzigen kegeligen Spannfläche ohne Anschlagfläche ist es möglich, mittels reichlich dimensionierter Spann schrauben oder einem langen Hebelarm am Schrauben schlüssel die Felge bzw. den Felgenfuss über die zu lässige Grenze hinaus zu verspannen. Die Felge wird entsprechend der Speichenzahl n des Radsternes zu einem n-kantigen Polygon aufgeweitet. Diese Defor mation kann im Extremfalle zu einer bleibenden Ver formung führen. Bei jeder weiteren Montage der Felge kann dieselbe weiter verspannt, d. h. die Deh nung vergrössert werden. Dadurch entstehen Span nungsspitzen im Felgenfuss sowie im Speichenkopf, welche zu Ermüdungsbrüchen führen können.
Im Umfang geteilte, sogenannte segmentierte Felgen sind bisher mit einem Felgenfuss versehen wor den, welcher eine zur Achse um 60-90 (vorzugsweise 75 ) steil geneigte Anschlagfläche aufweist und welche bei der Montage, nach Überwindung einer gewissen Vorspannung, an einer dazu parallelen Anschlag fläche des Speichenkopfes zum Anliegen gebracht wird. Sind beide Kegelflächen und Anschlagflächen konzentrisch bearbeitet, so erfolgt eine genaue Zen trierung der Felge auf dem Radstern. Höhen- und Seitenschlag sind eliminiert. Dank-diesem Anschlag werden auch die Verspannkräfte und die Deformation der Felge begrenzt.
Im Handel stark verbreitet ist eine segmentierte Felge mit einer von der Norm abweichenden Auf spannkegelfläche von 18 Neigung und einer daran anschliessenden Kegelfläche von 75 Neigung als seitliche Anschlagfläche.
Um bei Ringfelgen und Radsternen eine möglichst universelle Austauschbarkeit zwischen Felgen mit einer Aufspannkegelfläche von 18 und solchen von 28 Neigung sowie eine einwandfreie Zentrierung der Felge auf dem Radstern zu gewährleisten, wurde eine Felge entwickelt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich an die Anschlagfläche, an deren innern Durch messer eine Aufspannkegelfläche mit 15-20 Neigung zur Radachse und an den äussern Durchmesser eine zweite Aufspannkegelfläche mit 25-30 (vorzugsweise 28 ) Neigung zur Radachse anschliesst: Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, und es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Rad, bei dem die Felge, deren Fuss mittels einer äussern, 28 geneigten Kegelfläche aus einem einfachbereiften Radstern ver spannt ist.
Fig. 2 einen Teilschnitt wie Fig. 1, wobei die Felge mittels einer innern, 18 geneigten Kegelfläche auf einem andern Radstern verspannt-ist.
Fig. 3 einen Teilschnitt durch ein Rad, bei dem zwei verschiedene Felgenbauarten mit demselben Felgenfuss-Profil, mittels einer äussern, 28 geneigten Kegelfläche auf einem Radstern für Doppelbereifung verspannt sind.
In Fig. 1 ist eine Ringfelge 1 als Tiefbettfelge aus gebildet. Ein sogenannter Felgenfussring 2 ist an der Ringfelge 1 befestigt und dient zur Befestigung der letzteren auf dem Radstern 3. Der Felgenfuss 2 besitzt im Profil eine äussere Kegelfläche 4 von vorzugsweise 28 Neigung zur Radachse sowie eine innere Kegel fläche 5 von vorzugsweise 18 Neigung zur Radachse und eine steile Anschlagfläche 6, z. B. von 75 Neigung zur Radachse. Im Gegensatz zu den üblichen Fuss profilen von Ringfelgen bilden Anschlagfläche 6 und Kegelfläche 5 einen radial nach innen gerichteten Ansatz.
Der Speichenkopf des Radsternes 3 von Fig. 1 besitzt eine zur Anschlagfläche 6 parallele An- schlagfläche 7 sowie eine kegelige Aufspannfläche 8 von beispielsweise 28 Neigung zur Radachse.
Die Aufspannkegelfläche 5 schliesst sich am innern Durchmesser und die äussere Aufspannkegelfläche 4 am äussern Durchmesser der Anschlagfläche 6 an.
Bei einigermassen genauer Herstellungsweise, zum mindesten bei bearbeiteten Aufspannflächen, ist es möglich, die Felge so zu montieren, dass diese weder Höhen- noch Seitenschlag aufweist.
Fig. 2 zeigt dieselbe Felge 1 wie Fig. 1 mit dem selben Felgenfussring 2 und demselben Profil 4, 5 und 6 mit seiner innern Kegelfläche 5 von vorzugsweise 18 Neigung, die auf einer zugehörigen Kegelfläche 9 des Radsternes 10 verspannt ist. Nach einer vor bestimmten Deformationsspannung kommen auch hier die beiden Flächen 6 und 7 zur Anlage, womit die Felge zentriert ist.
Fig. 3 zeigt links einen Ausschnitt derselben Felge 1 wie in Fig. 1, die als vordere Felge auf einem Rad stern 11 für Doppelbereifung montiert ist. Die hintere Felge 13 stellt eine sogenannte seitlich geteilte Ring felge dar mit einem abnehmbaren Seitenring 14 sowie einem Verschlussring 15. Das Felgenfussprofil der Felge 13 besitzt dieselbe Kontur wie dasjenige der Felge 1 mit den beiden Kegelflächen 4 und 5 sowie der Anschlagfläche 6. Die Dimensionen des Felgen fusses sind bei beiden Felgen 1 und 13 dieselben. Die Klemmplatte 20 verspannt die beiden Felgen 1 und 13 gemeinsam in einer Reihenspannung über den Zwi schenring 21 in der üblichen Weise.
Eine analoge Aufspannung für Doppelbereifung ist auch mit Hilfe der innern Kegelfläche 5 z. B. von 18 Neigung auf einem Radstern mit einer korrespon dierenden Kegelfläche möglich. In gewissen Fällen ist es wünschbar, zur Erhöhung der Austauschbarkeit auf Radsternen bisheriger Bauart den Felgenfuss bzw. den nach innen vorspringenden Ansatz des Fussprofils 5,6 im Umfang unterbrochen auszuführen, wenn z.B. am Radstern keine vertiefte Andrehung 22 vorhanden sein sollte.
Die Toleranzen der Spannflächen 4, 8 bzw. 5, 9 sind so zu wählen, dass der Felgenfuss, bevor er am Anschlag 6, 7 zum Anliegen kommt, im Umfang elastisch etwas aufgeweitet wird, d. h. allenfalls zu einem Polygon verformt wird. Diese Verformung wird jedoch in vorbestimmter Weise durch den An schlag 6, 7 begrenzt. Die Durchmesser der Felgen kegelflächen 4 bzw. 5 müssen gegenüber den Durch messern der Radstern-Kegelflächen 8 bzw. 9 etwas Untermass aufweisen. Eine Felge mit zu grober Tole ranz, d. h. mit zu grossem Untermass, wird bei der ersten Montage über die Streckgrenze hinaus ver spannt und kalibriert sich selbst.
Diese Vorspannung wird aber in keinem Falle bzw. in keiner weiteren Montage überschritten, da der Anschlag 6, 7 eine Begrenzung gibt.
Es sind wesentliche Vorteile der Felgenfussform gemäss vorstehender Ausführung zu verzeichnen. Das besondere Kennzeichen dieser Ringfelge gegenüber den bekannten Bauarten von segmentierten Felgen liegt darin, dass der radial vorspringende Ansatz des Felgenfusses 5, 6 eine zweite, schwach geneigte ab gesetzte Kegelfläche aufweist, wodurch nichtsegmen tierte Ringfelgen sowohl auf Radsternen mit einer Aufspannkegelfläche z. B. von 18 Neigung als auch auf solchen mit z. B. 28 Neigung verspannt und zentriert werden können.
Selbstverständlich ist es möglich, diese Bauart des Felgenfusses und dessen Verspannung sowohl bei ein teiligen Ringfelgen, z.B. sogenannten Tiefbettfelgen, als auch bei geteilten, aus mehreren Ringen bestehen den Felgen anzuwenden.
Ebenso ist eine einwandfreie Zentrierung der Felge auf dem Radstern als Vorteil zu werten, da da durch Höhen- und Seitenschlag eliminiert werden.
Die Begrenzung der Aufspannkräfte, d. h. der Aufweitkraft in der Felge, verursacht weniger Er müdungsbrüche und demzufolge wird die Unfall gefahr verringert.
Vehicle wheel The present invention relates to a vehicle wheel consisting of wheel bodies with spokes or spoke heads and removable ring rims.
So far, ring rims have been clamped on cast or pressed spoked wheel stars on a conical surface with the internationally standardized inclination of 28. As a result of the relatively short cone and the large lever arm or the large distance from the screws from the wheel axle, the rims will be pulled crooked if not carefully installed and suffer both vertical and lateral impact.
Impact-free bracing requires very careful and reliable assembly work, even with precise machining tolerances of the conical surface on the rim base and the corresponding conical surface on the wheel spider. Under the aggravating conditions of a wheel change on the road, the impact-free assembly is hardly feasible.
With ring rims of the usual design with a single tapered clamping surface without a stop surface, it is possible to tighten the rim or the rim base beyond the permissible limit using generously dimensioned clamping screws or a long lever arm on the screw wrench. The rim is widened to an n-edged polygon according to the number of spokes n of the wheel spider. In extreme cases, this deformation can lead to permanent deformation. With each further assembly of the rim the same can be further braced, i. H. the expansion can be increased. This creates tension peaks in the base of the rim and in the spoke head, which can lead to fatigue fractures.
So-called segmented rims divided in circumference have so far been provided with a rim base which has a stop surface which is steeply inclined to the axis by 60-90 (preferably 75) and which during assembly, after overcoming a certain preload, on a parallel stop surface of the spoke head is brought to rest. If both conical surfaces and stop surfaces are machined concentrically, the rim is precisely centered on the wheel spider. Vertical and lateral runout are eliminated. Thanks to this stop, the tensioning forces and the deformation of the rim are also limited.
A segmented rim with a deviating from the standard on clamping cone surface of 18 inclination and an adjoining conical surface of 75 inclination as a lateral stop surface is very common in the trade.
In order to ensure the most universal interchangeability possible between rims with a clamping cone surface of 18 and those of 28 inclination as well as perfect centering of the rim on the wheel spider, a rim was developed that is characterized by the fact that it rests on the contact surface the inside diameter of which is connected to a clamping conical surface with an inclination of 15-20 to the wheel axis and a second clamping conical surface with an inclination of 25-30 (preferably 28) to the wheel axis at the outer diameter: The drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention, and it shows:
Fig. 1 is a partial section through a wheel in which the rim, the foot of which is tensioned ver by means of an outer, 28 inclined conical surface from a single-tire wheel spider.
FIG. 2 shows a partial section like FIG. 1, the rim being braced on another wheel spider by means of an inner, 18 inclined conical surface.
3 shows a partial section through a wheel in which two different types of rim with the same rim base profile are braced by means of an outer, 28 inclined conical surface on a wheel spider for double tires.
In Fig. 1, a ring rim 1 is formed as a drop center rim. A so-called rim base ring 2 is attached to the ring rim 1 and is used to attach the latter to the wheel spider 3. The rim base 2 has an outer conical surface 4 of preferably 28 inclination to the wheel axis and an inner conical surface 5 of preferably 18 inclination to the wheel axis and in profile a steep stop surface 6, for. B. of 75 inclination to the wheel axle. In contrast to the usual foot profiles of ring rims, stop surface 6 and conical surface 5 form a radially inward approach.
The spoke head of the wheel spider 3 of FIG. 1 has a stop surface 7 parallel to the stop surface 6 and a conical mounting surface 8 with an inclination, for example, 28 to the wheel axis.
The clamping conical surface 5 adjoins the inner diameter and the outer clamping conical surface 4 adjoins the outer diameter of the stop surface 6.
With a reasonably precise manufacturing method, at least with machined clamping surfaces, it is possible to mount the rim in such a way that it has neither vertical nor lateral runout.
FIG. 2 shows the same rim 1 as FIG. 1 with the same rim base ring 2 and the same profile 4, 5 and 6 with its inner conical surface 5 of preferably 18 inclination, which is braced on an associated conical surface 9 of the wheel spider 10. After a certain deformation stress, the two surfaces 6 and 7 come to rest here, too, so that the rim is centered.
Fig. 3 shows a section of the same rim 1 as in Fig. 1, which is mounted as the front rim on a wheel star 11 for double tires. The rear rim 13 represents a so-called laterally split ring rim with a removable side ring 14 and a locking ring 15. The rim base profile of the rim 13 has the same contour as that of the rim 1 with the two conical surfaces 4 and 5 and the stop surface 6. The dimensions of the The rim base is the same for both rims 1 and 13. The clamping plate 20 clamps the two rims 1 and 13 together in a series tension on the inter mediate ring 21 in the usual manner.
An analog set-up for double tires is also possible with the help of the inner conical surface 5 z. B. of 18 inclination on a wheel spider with a corresponding conical surface possible. In certain cases it is desirable, in order to increase the interchangeability on wheel stars of the previous design, to have the rim base or the inwardly projecting shoulder of the base profile 5, 6 interrupted in the circumference, if e.g. there should be no recessed turning 22 on the wheel spider.
The tolerances of the clamping surfaces 4, 8 or 5, 9 are to be selected so that the rim base, before it comes to rest against the stop 6, 7, is elastically widened somewhat in its circumference, i.e. H. at most is deformed to a polygon. However, this deformation is limited in a predetermined manner by the stop 6, 7. The diameter of the rim conical surfaces 4 and 5 must be slightly undersized compared to the diameter of the wheel spider conical surfaces 8 and 9. A rim with too great a tolerance, i.e. H. If the undersize is too large, it is stretched beyond the yield point during the first assembly and is self-calibrating.
This preload is not exceeded in any case or in any further assembly, since the stop 6, 7 is a limitation.
There are significant advantages of the rim base shape according to the above description. The special feature of this ring rim compared to the known types of segmented rims is that the radially protruding approach of the rim base 5, 6 has a second, slightly inclined from set conical surface, whereby non-segmented ring rims both on wheel stars with a conical surface z. B. of 18 inclination as well as those with z. B. 28 inclination can be clamped and centered.
Of course, it is possible to use this type of rim foot and its bracing both in the case of one-piece ring rims, e.g. so-called drop center rims, as well as with split, consist of several rings to use the rims.
Correct centering of the rim on the wheel spider is also to be seen as an advantage, since vertical and lateral runout are eliminated.
The limitation of the clamping forces, i.e. H. The expansion force in the rim causes fewer fatigue fractures and consequently the risk of accidents is reduced.