DE10014784A1 - Fahrzeugrad mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit ringförmigem Notlaufstützkörper - Google Patents

Abstract

Fahrzeugrad mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit einem auf einer tragenden Stützfläche an der Felge angeordneten nach einer axialen Seite hin abgestützten, ringförmig über den Umfang der Felge erstreckt ausgebildeten elastisch in seiner radialen Erstreckung verringerbaren und dabei in axialer Richtung zur nicht abgestützten Seite hin unter Beibehaltung der axialen Erstreckung zur abgestützten axialen Seite hin elastisch vergrößerbaren Notlaufstützkörper, DOLLAR A wobei der Notlaufstützkörper im Normalbetrieb des Fahrzeugrades ohne Berührkontakt zur Lauffläche und zur Reifenseitenwand auf der Felge angeordnet ist, und DOLLAR A wobei der Notlaufstützkörper derart angeordnet ist, daß er im Notlauf im Bereich der Auflage der Lauffläche des Luftreifens auf den Notlaufstützkörper in radialer Richtung elastisch in seiner radialen Erstreckung verringert wird und in axialer Richtung zur Felgenaußenseite hin unter Beibehaltung der axialen Erstreckung zur anderen axialen Seite soweit vergrößert wird, daß ein stützender axialer Berührkontakt mit der Reifenseitenwand erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit ringförmigem Notlaufstützkörper.

Aus der DE 198 37 712 ist ein derartiges Fahrzeugrad mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit ringförmigem auf einer tragenden Stützfläche der Felge ausgebildeten Notlaufstützkörper bekannt. Zur Sicherstellung guter Handlingeigenschaften bei Gewährleistung guter Komforteigenschaften auch bei Niederquerschnittsreifen im Normalbetrieb ist die Felge an der axialen Stirnfläche des Felgenhorns als axiale Anlagefläche für die Reifenseitenwand ausgebildet. Auf der radialen Außenseite des Felgenhorns ist der Notlaufstützring befestigt. Im Notlauf des Fahrzeugrads kann sich der Laufstreifen des Fahrzeugluftreifens am Notlaufstützring, die Reifenseitenwand axial am Felgenhorn und dem Notlaufstützring zur Erzielung guter Handlingeigenschaften abstützen. Bei Fahrzeugrädern mit geringer innerer Bauhöhe zwischen Felge und Laufstreifen kann eine derartige Ausbildung, bei der der Notlaufstützring axial soweit nach außen reicht, daß er als Anlagefläche für die Seitenwand im Notlauf dient, jedoch im dazu führen, daß die Einfederbarkeit des Fahrzeugreifens in dem durch die Krümmung der Reifenkontur im Übergangsbereich zwischen Laufstreifen und Reifenseitenwand zusätzlich eingeschränkten Raum im Normalbetrieb unerwünscht stark eingeschränkt wird, sodass bereits leichtere Krafteinwirkungen zur ungefederten, stoßartigen Krafteinleitung zwischen Laufstreifen und Felge führen können und somit Einbußen der Komforteigenschaften im Normalbetrieb möglich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auch bei Fahrzeugrädern mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit ringförmigem Notlaufstützkörper mit geringer innerer Bauhöhe zwischen Felge und Laufstreifen gutes Handling im Notlauf mit guten Komforteigenschaften im Normalbetrieb zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch die Ausbildung eines Fahrzeugrades gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, bei dem das Fahrzeugrades mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit einem auf einer tragenden Stützfläche an der Felge angeordneten nach einer axialen Seite hin abgestützten, ringförmig über den Umfang der Felge erstreckt ausgebildeten elastisch in seiner radialen Erstreckung verringerbaren und dabei in axialer Richtung zur nicht abgestützten Seite hin unter Beibehaltung der axialen Erstreckung zur abgestützten axialen Seite hin elastisch vergrößerbaren Notlaufstützkörper ausgebildet ist, wobei der Notlaufstützkörper im Normalbetrieb des Fahrzeugrades ohne Berührkontakt zur Lauffläche und zur Reifenseitenwand auf der Felge angeordnet ist, und wobei der Notlaufstützkörper derart angeordnet ist, daß er im Notlauf im Bereich der Auflage der Lauffläche des Luftreifens auf den Notlaufstützkörper in radialer Richtung elastisch in seiner radialen Erstreckung verringert wird und in axialer Richtung zur Felgenaußenseite hin unter Beibehaltung der axialen Erstreckung zur anderen axialen Seite soweit vergrößert wird, daß ein stützender axialer Berührkontakt mit der Reifenseitenwand erzeugt wird. Im Normalbetrieb ist zwischen dem Notlaufstützkörper und der Reifenseitenwand axialer Freiraum, sodaß der Fahrzeugreifen in dem aufgrund der gekrümmten Kontur im Übergangsbereich zwischen Reifenseitenwand und Laufstreifen zur Einfederung ohnehin stark beschränkten Raum der Notlaufstützkörper den Raum nicht zusätzlich beschränkt. Der Fahrzeugreifen kann somit im Normalbetrieb weiterhin auch im axial äußeren Bereich radial ausreichend einfedern, wodurch der Komfort im Normalbetrieb begünstigt wird. Im Notlauf aufgrund von Innendruckverlust des Fahrzeugrades, wird nach Herstellung des Berührkontaktes zwischen Lauffläche und Notlaufstützkörper dieser soweit radial entgegen seiner elastischen Rückstellkraft zusammengedrückt, daß die vom Laufstreifen in den Notlaufstützkörper eingeleiteten Kräfte sicher in die Felge eingeleitet werden. Bei der elastischen Deformation des Notlaufstützkörpers geht die radiale Deformation dabei mit einer axialen Ausweitung des Notlaufstützkörpers in eine axiale Richtung, nämlich in die Richtung der abzustützenden Reifenseitenwand, einher. Der Notlaufstützkörper wird dabei soweit axial ausgeweitet, bis er in stützenden axialen Berührkontakt mit der Reifenseitenwand gelangt. Somit dient der Notlaufstützkörper als axiale Anlagefläche für die Reifenseitenwand im Notlaufbetrieb. Somit kann durch diese Ausbildung in einfacher Weise bei Fahrzeugrädern mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit ringförmigem Notlaufstützkörper auch mit geringer innerer Bauhöhe zwischen Felge und Laufstreifen gutes Handling im Notlauf bei guten Komforteigenschaften im Normalbetrieb ermöglicht werden.

Besonders einfach ist die erfindungsgemäße Ausbildung eines derartigen Fahrzeugrades gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, bei der der Notlaufstützkörper ein flexibler Stützschlauch - insbesondere aus Gummi oder Gummiähnlichem Kunststoff - ist, der an seiner in Richtung der abgestützten axialen Außenseite hin ausgebildeten Seitenwand gegen axiales Ausknicken abgestützt ist. Bei radialer Belastung des Stützschlauchs durch die Lauffläche im Notlauf wird der Stützschlauch in axialer Richtung zur Seitenwand hin ausgeknickt. Bevorzugt wird die einseite axiale Stützwirkung des Stützschlauchs durch Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 3 erzielt, wonach an der tragenden Stützfläche der Felge an der Seite in Richtung der abgestützten axialen Außenseite axial außerhalb des Stützschlauchs eine radiale Erhebung ausgebildet ist, die den Stützschlauch axial berührt und abstützt. Die radiale Erhebung ermöglicht auch eine besonders sichere axiale Krafteinleitung aus der Reifenseitenwand über den Notlaufstützkörper in die Felge im Notlauf. Die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, wobei der Stützschlauch an der abgestützten axialen Außenseite biegesteifer als an der nicht abgestützten axialen Außenseite ausgebildet ist, stellt eine alternative Ausführungsform dar, bei der die einseiteige axiale Ausdehnung individuell für den jeweiligen Einsatzfall direkt durch die Schlauchausbildung eingestellt werden kann. Die Ansprüche 5 und 6 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen des Notlaufschlauches dar.

Zur genauen Abstimmung der radialen Deformierbarkeit und somit des wirksamen Außendurchmessers des Notlaufschlauches im Notlauf ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 7, wobei zur Begrenzung der radialen Deformierbarkeit des flexiblen Stützschlauchs Begrenzungselemente im Stützschlauch ausgebildet sind, besonders vorteilhaft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierin zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades mit montiertem Fahrzeugreifen,

Fig. 2 Querschnittsdarstellungen von Ausführungsformen des Füllrings,

Fig. 3 Querschnittsdarstellungen von Ausführungsformen des Wulstbereichs,

Fig. 4 schematische Darstellung zur Erläuterung der Montage und der Demontage,

Fig. 5 Querschnittsdarstellung des Fahrzeugrades gemäß Fig. 1 im Normalbetrieb (Fig. 5a) und im Notlaufbetrieb (Fig. 5b)

Fig. 6 Querschnittsdarstellung eines Fahrzeugrades gemäß Fig. 1 mit zwei Notlaufstützschläuchen

Fig. 7 Querschnittsdarstellung eines Fahrzeugrades gemäß Fig. 1 mit weiteren Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt ein Fahrzeugrad mit Fahrzeugluftreifen 3 und Felge 1 mit einem Verhältnis von maximaler Höhe H zu maximaler Breite B des Fahrzeugluftreifens H/B ≦ 0,6. Der Fahrzeugluftreifen 3 weist eine über den Umfang des Reifens und vom linken Wulstbereich 6 des Fahrzeugluftreifens zum rechten Wulstbereich 6 reichende, nicht näher dargestellte, Innenschicht auf, über die eine Karkasse 4 radialer Bauart mit beispielsweise einer oder zwei Karkassenlagen aufgebaut ist. Im Bereich der Lauffläche ist radial außerhalb der Karkasse 4 ein Gürtel 5 bekannter Bauart mit beispielsweise zwei Gürtellagen aus in Kautschuk eingebetteten Festigkeitsträgern, z. B. aus Stahlcord, aufgelegt. Der Gürtel reicht über den gesamten Umfang des Reifens hinweg und erstreckt sich in axialer Richtung von einem Reifenschulterbereich in den anderen.

Die Stahlcorde verlaufen im spitzen Winkel von beispielsweise 10-30° zur Umfangsrichtung. Radial außerhalb der Gürtellagen ist es denkbar, eine nicht dargestellte Gürtelbandage mit im wesentlichen zur Umfangsrichtung verlaufenden Festigkeitsträgern, beispielsweise aus Nylon, aufzuwickeln.

Radial außerhalb des Gürtels bzw. der Gürtelbandage ist in bekannter Weise ein über den Umfang des Reifens reichender und sich von Schulterbereich zu Schulterbereich erstreckender Laufstreifen 15 aus Kautschukmaterial aufgelegt. Im Seitenwandbereich 9 ist Kautschukmaterial auf die Karkasse 4 aufgelegt. Das Seitenwandkautschukmaterial reicht vom Schulterbereich bis zum Wulstbereich 6.

Die einstückig ausgebildete Felge 1 ist an ihren beiden axialen Stirnseiten jeweils mit einer konzentrisch zur Felge angeordneten Ringkammer 10 mit einer radial inneren Ringkammerwand 20, einer axial inneren Ringkammerwand 21, einer radial äußeren Ringkammerwand 22 und einer axial äußeren Ringkammerwand 23 einstückig ausgebildet. Die Ringkammerwand 23 begrenzt das radial nach innen gerichtete Felgenhorn 2. Axial nach innen zwischen Felgenhorn 2 und radial innerer Ringkammerwand 20 ist eine ringförmige Durchgangsöffnung 24 von axial außen zur Ringkammer hin ausgebildet. Das Felgenhorn 2 ist an seiner radial nach innen gerichteten Seite 25 von axial innen nach axial außen konisch erweitert und an seiner Stirnfläche 26 gekrümmt ausgebildet. Ein einteiliger luftgefüllter Notlaufstützschlauch 11 erstreckt sich konzentrisch zur Felge innerhalb des Reifens axial von einer radialen Erhebung 50 der Felge in axialer Richtung bis in die Nähe des Felgenrandes. Der Notlaufstützschlauch 11 bildet, wie in Fig. 5b dargestellt, im Notlauf mit seiner radialen Außenfläche eine Notlauffläche 14, die im Notlauf den Laufstreifen abstützt. Der Stützschlauch stützt sich im axialen Bereich der Position der Ringkammer 10 auf der radial äußeren Seite des Felgenhorns 2, das die Felge am Fahrzeug zur Fahrzeugaußenseite hin begrenzt, in radialer Richtung ab. Die Notlaufoberfläche erstreckt sich dabei in einer Ausführung soweit in axialer Richtung, daß der Gürtel im Notlauf von der Gürtelkante aus mit 20 bis 40% seiner Gürtelbreite W, beispielsweise 30%, axial die Notlaufoberfläche überdeckt.

Der Fahrzeugluftreifen 3 umgreift mit seinen unteren Seitenwandbereichen 16 die nach radial innen erstreckten Hörner 2. Die Krümmung der Stirnfläche 6 des Horns entspricht der gewünschten Reifenkontur im Bereich des Horns.

Am Ende des unteren Seitenwandbereiches 16 ist jeweils der Wulstbereich 6 mit zur Innenseite des Reifens ausgebildeter wulstartiger Verdickung 7 ausgebildet. Der Wulst ist mit einem in das Karkassenlagenende eingebetteten elastisch dehnbaren und elastisch stauchbaren Kern 8 ausgebildet. Im montierten Zustand gemäß Fig. 1 füllt der Wulstbereich 6 unter Formschluß zur axial inneren Ringkammerwand 21 und zur radial äußeren Ringkammerwand 22 sowie zur axial äußeren Ringkammerwand 23 ca. 1/2 bis 2/3 des Ringkammerraums. Radial innerhalb des Wulstes ist ein Füllring 12 radial formschlüssig zum Wulstbereich 6 nach radial außen und nach radial innen zur radial inneren Ringkammerwand 20 ausgebildet, der sich in axialer Richtung von der Ringkammerwand 10 über die gesamte axiale Erstreckung des Wulstbereichs 6 durch die Ringöffnung 24 hindurch nach axial außen erstreckt. Der Füllring 12 ist über den gesamten axialen Erstreckungsbereich der Ringkammer und somit des Wulstes an seiner radial äußeren Mantelfläche zylindrisch und axial außerhalb der Ringkammer parallel zur radial inneren Seite des Felgenhorns 25 konisch erweitert ausgebildet. In der Ausführung von Fig. 1 erstreckt sich der Füllring 12 in axialer Richtung bis hin zur axialen Position der Stirnseite 26 des Felgenhorns. Der Wulst steht in der Ausführung gemäß Fig. 1 unter Formschluß nach radial außen, nach axial innen und nach axial außen zu den geschlossenen Ringkammerwänden 22, 23, 21 und durch den radialen Formschluß zum Füllring 12, der seinerseits in radialem Formschluß zur geschlossenen Ringkammerwand 20 ausgebildet ist, auch zur Ringkammerwand 20 in radialem Formschluß. Da der Wulst auf seiner gesamten Oberfläche in formschlüssigem Berührkontakt zur einstückig ausgebildeten Ringkammer bzw. zum Füllring 12 und der Füllring 12 innerhalb der Ringkammer seinerseits mit seiner Oberfläche in vollständigem Berührkontakt zu den Ringkammerwänden bzw. zum Wulst ausgebildet ist, ist die Ringkammer vollständig von Wulst und Füllring ausgefüllt. Darüber hinaus steht der untere Seitenwandbereich 16 mit der radial inneren konischen Felgenhornseite 25 und mit der korrespondierend ausgebildeten konischen äußeren Mantelfläche des Füllrings 12 auch im axialen Erstreckungsbereich des Felgenhorns in vollständigem Berührkontakt.

Der vollständige Formschluß des Wulstes zur Felge sichert den Sitz des Reifens auf der Felge während des Fahrens.

Im Bereich der Stirnfläche 26 des Horns 2 der Felge liegt die Reifenseitenwand jeweils lediglich unter Vorspannung an.

Bei Auflage eines Umfangselementes des Reifens auf die Straßenoberfläche wirken resultierende Normalkräfte F zwischen Fahrzeugluftreifen und Straßenoberfläche. Bei der Eindämpfung dieser Kräfte im Normalbetrieb des Fahrzeugrades wirkt auf die Seitenwände 9 des Reifens eine resultierende Kraft F_A, die im wesentlichen in axialer Richtung wirkt und die Seitenwand leicht weiter verkrümmt. Aufgrund der gewählten Vorspannung zwischen Stirnfläche 26 und Reifen liegt der Reifen in diesem Normallastfall unter Reduzierung der Vorspannung immer noch an der Stirnfläche 26 an. Bei Kurvenfahrten wird im Bereich der besonders stark belasteten Kurvenaußenseite aufgrund der eingeleiteten Kräfte die Vorspannung zwischen Stirnfläche 26 und Reifenseitenwand erhöht. Der Fahrzeugluftreifen 3 wird somit an der besonders stark belasteten Seite durch das Horn versteift. Ein sicheres Handling ist gewährleistet.

Bei starken Stoßwirkungen auf den Reifen wirken stärkere resultierende Kräfte F_A auf die Reifenseitenwände. Diese beulen weiter nach axial außen bei der Eindämpfung aus. Der für die flexible Krümmung der Seitenwand hierzu zur Verfügung stehende Seitenwandbereich reicht dabei vom Schulterbereich des Laufstreifens bis über den gesamten gekrümmten Bereich der Stirnfläche 26. Bei starken Stößen hebt die Reifenseitenwand 9 im Bereich der Stirnfläche 26 unter Bildung eines Spaltes zwischen Stirnfläche 26 und Reifenseitenwand ab.

Auch besonders starke auf den Reifen einwirkende Stöße können aufgrund des großen Krümmungsradius R und der sehr langen für die Krümmung zur Verfügung stehenden Bogenlänge der Reifenseitenwand zwischen Reifenschulter und zylindrischer Felgenoberfläche unter geringer Flächenbeanspruchung der gekrümmten Seitenwandoberflächen sicher eingedämpft werden.

Der Notlaufstützschlauch 11 erstreckt sich über den gesamten Umfangsbereich des Reifens. Im Normalbetrieb des Fahrzeugrades berührt er - wie in Fig. 5a zu erkennen ist - weder die Reifenlauffläche noch die Reifenseitenwand. Bei plötzlichem Innendruckverlust stützt sich der Reifen mit seinem Laufstreifenbereich auf der Notlauffläche 14 ab. Der Notlaufschlauch wird soweit radial zusammengedrückt, daß seine radial obere Hälfte die radial untere Hälfte reibschlüssig berührt. Diese radiale Deformation geht aufgrund der axialen seitlichen Stützwirkung der radialen Erhebung 50 der Felge mit einem axialen Ausknicken des Notlaufschlauchs zur Reifenseitenwand hin einher, sodaß die Reifensseitenwand, die axial an dem Notlaufstützschlauch anliegt. Dieser Zustand ist in Fig. 5b zu erkennen. Frühzeitige Zerstörung und Ablösung des Reifens werden aufgrund der radialen Stützwirkung des Notlaufstützschlauchs zur Kraftübertragung zwischen Lauffläche und Felge vermieden. Axiale Kräfte aus der Seitenwand werden über den Stützschlauch in die radiale Erhebung 50 der Felge eingeleitet, wodurch das Handling des Fahrzeugrades im Notlauf verbessert wird.

Der Notlaufstützschlauch 11 ist aus elastischem Material - beispielweise aus Gummi oder aus gummiähnlichem Kunststoff - ausgebildet, in das zur Verstärkung eine oder mehrere nicht dargestellte Lagen von jeweils parallel zueinander angeordneten, zugfesten Festigkeitsträgern eingebettet sein kann. Die Festigkeitsträger sind Monofilamente oder Korde aus zugfestem Material, wie es beispielsweise zur Herstellung von Reifengürteln eingesetzt wird. Beispielsweise sind die Festigkeitsträger Monofilamente oder Korde aus Aramid, Stahl oder sonstigen geeigneten metallischen oder textilem Material. Die Festigkeitsträger erstrecken sich über den gesamten Umfang des Notlaufstützrings unter einem Winkel zwischen 0° und 30° zur Umfangsrichtung.

Fig. 7a zeigt eine Ausführung des Notlaufstützschlauchs, der zur Erhöhung der Knicksteifigkeit der zur radialen Erhöhung 50 weisenden Seitenwand des Stützschlauchs an dieser Seitenwand des Stützschlauchs mit einer größeren Wanddicke als an der axial zur Reifenseitenwand weisenden Seitenwand des Stützschlauchs ausgebildet ist. Auf diese Weise knickt die Seitenwand des Stützschlauchs, die zur Reifenseitenwand weist, bei radialer Belastung des Stützschlauchs zuerst aus, sodass der Stützschlauch in seiner axialen Verformung in Richtung der Seitenwand zusätzlich begünstigt wird. In einer anderen Ausführung, die in Fig. 7b dargestellt ist, wird diese zusätzliche Begünstigung dadurch erreicht, daß die zur radialen Erhebung 50 weisende Seitenwand des Stützschlauch durch eine gegenüber der anderen Seite des Stützschlauchs zusätzliche Verstärkungslage 33 aus verstärkendem Gewebematerial bekannter Art versteift ist.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Fahrzeugrades, das beiderseits der axial stützenden radialen Erhebung 50 der Felge einen Notlaufstützschlauch in einer der genannten Ausführungen aufweist. Auf diese Weise werden axiale Kräfte aus beiden Reifenseitenwänden im Notlauf über den Notlaufstützschlauch in die radiale Erhebung der Felge eingeleitet.

Der Notlaufstützschlauch 11 ist in allen Ausführungsformen so ausgebildet, daß der Außenradius der durch ihn gebildeten Notlaufstützfläche auch im Notlauf größer ist als der Außenradius der radialen Erhebung 50. Zur Sicherstellung dieser Durchmesserverhältnisse können zusätzlich - wie in Fig. 5b beispielhaft dargestellt - im Notlaufstützschlauch an der radial oberen und an der radial unteren Schlauchhälfte zusammenwirkende radiale Anschlagsflächen 51 ausgebildet werden, die ein Zusammendrücken des Schlauches über ein vorgegebenes Maß hinweg, verhindern.

Fig. 2a zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung des äußeren Randbereichs der Felge von Fig. 1. In Fig. 2a ist erkennbar, daß sich die Innenseite 25 des Felgenhorns von der Ringkammerwand 23 ausgehend unter Einschluß eines Winkels α zur Radachse nach axial außen hin bis zur gekrümmten Stirnfläche 26 des Felgenhorns 2 konisch erweitert. Die radial äußere Mantelfläche des Füllrings 12 ist von der Ringkammerwand 21 ausgehend über den gesamten axialen Erstreckungsbereich der Ringkammer hinweg bis zur Ringkammerwand 23 und in axialer Verlängerung aus der Ringkammer bis zu einem axialen Abstand b zur Ringkammerwand 23 zylindrisch ausgebildet. Ausgehend von einer Kreislinie im Abstand b zur Ringkammerwand 23 ist die radial äußere Mantelfläche des Füllrings 12 in axialer Richtung nach außen parallel zur Innenseite 25 des Felgenhorns ebenfalls unter Einschluß des Winkels α zur Radachse nach axial außen hin konisch erweitert ausgebildet. Der Füllring erstreckt sich ebenso wie das Felgenhorn noch über einen Abstand a von der Ringkammerwand 23 axial nach außen. Der Füllring 12 ist axial verschiebbar auf einer zylindrischen Lagerfläche 30 der Felge gelagert. Im Innern der Ringkammer bildet die Lagerfläche 30 die radial innere Ringkammerwand 20. Nach axial außen erstreckt sich die Lagerfläche 30 bis in einen Abstand d von der Ringkammerwand 23. Axial außerhalb des Abstandes d ist der Füllring nach radial innen zu einer Schulter verdickt ausgebildet und liegt mit dieser an einer korrespondierend ausgebildeten Schulter der Felge an. Die Abstände a, b, d sind so gewählt, daß a größer als d und d größer als b ist. Der Winkel α liegt zwischen 2 und 20. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel liegt er bei ca. 10°. Auf diese Weise umschließen der Wulst mit seiner Verdickung 7 und der sich anschließende untere Seitenwandbereich 16 zwischen innerer Felgenhornfläche 25 und Füllring das Felgenhorn zwangsgeführt, wodurch die Verankerung des Reifens in der Felge zusätzlich gesichert wird.

Der Füllring ist aus Gummi oder aus einem elastischen Kunststoff mit selbsthemmender Oberfläche ausgebildet. Es ist auch denkbar, den Füllring aus einem nichtelastischen Kunststoff oder Metall herzustellen. Soweit im Einzelfall erforderlich, ist es auch möglich, den Füllring im montierten Zustand mit seiner Schulter an der korrespondierenden Schulter der Felge beispielsweise durch Verschraubung zusätzlich axial zu fixieren.

In den Fig. 2b und 2c sind alternative Ausführungen des Füllrings 12 dargestellt. Die Lagerfläche 30 erstreckt sich axial bis zu einem Abstand c, der kleiner oder gleich dem Abstand a ist, von der Ringkammerseitenwand 23 nach außen. Die radial äußere Mantelfläche des Füllrings ist ab der axialen Position der Ringkammerseitenwand 23 ebenfalls konisch unter dem Steigungswinkel α verlaufend ausgebildet. Die radial Innere Mantelfläche des Füllrings ist ebenso wie die korrespondierend ausgebildete Lagerfläche 30 ab einer axialen Position im Abstand c von der Ringkammerseitenwand nach axial außen ebenso unter dem Winkel α zur Radachse konisch erweitert ausgebildet. Der Abstand c ist kleiner a. Durch diese konische Ausbildung wird der elastische Füllring in seiner montierten Position zusätzlich durch axialen Formschluß gesichert.

In Fig. 2c ist ein Füllring wie in Fig. 2b dargestellt, der jedoch im elastischen Gummi- oder Kunststoffmaterial eingebettete im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Festigkeitsträger 17 enthält. Die Festigkeitsträger geben dem Füllring zusätzlichen Halt auf der Lagerfläche 30. Die Festigkeitsträger 17 können mehrere nebeneinander angeordnete in Umfangsrichtung gewickelte zugfeste Festigkeitsträger sein. In einer anderen Ausführung ist ein oder mehrere nebeneinander angeordnete Festigkeitsträger kontinuierlich wendelförmig um die Achse des Füllrings von einem axialen Ende zum anderen axialen Ende des Füllrings gewickelt. Die Abstände zwischen den benachbarten Wicklungen sind äquidistant. Soweit zur Erzielung einer noch sichereren Fixierung des Füllrings auf der Lagerfläche 30 sinnvoll, können die Abstände auch unterschiedlich gewählt sein. Die Festigkeitsträger sind Monofilamente oder Multifilamente aus Stahl. In einer anderen Ausführung sind die Festigkeitsträger textile Monofilamente oder Multifilamente. Es ist auch denkbar die Festigkeitsträger 17 aus Gewebestreifen auszubilden. Die Verstärkung des Füllrings 12 durch Festigkeitsträger in der beschriebenen Art ist auch beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2a möglich.

Der Wulstkern 8 wird, wie in den Fig. 1, 2 und 3a dargestellt ist, durch Einbettung des Kerns 8 in die Karkasse 4 durch Umschlag der Karkasse 4 um den Kern von innen nach außen oder, wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 3b dargestellt ist, von außen nach innen verankert. Die Karkasse 4 ist eng um den Kern 8 gewickelt und der Umschlag 4' ist ebenso wie im anderen Ausführungsbeispiel der Umschlag 4" im Anschluß an den Kern 8 in unmittelbarem Kontakt zum Hauptteil der Karkasse. Der Kern 8 ist tröpfchenförmig zum Berührungspunkt zwischen Umschlag und Hauptteil der Karkasse verjüngt ausgebildet. Zur Ausbildung des Kerns 8 wird ein elastisches Gummimaterial mit einer Shore-A-Härte von 80 bis 100, vorzugsweise 85 bis 90 - im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 mit einer Shore-A-Härte von 87 - gewählt, das eine elastische Dehnbarkeit in Umfangsrichtung des Kerns von 5 bis 30%, für Standard- Reifendimensionen von 10 bis 20%, und eine elastische Stauchbarkeit von 1 bis 5%, für Standard-Reifendimensionen von 2,5 bis 3,5 Prozent, aufweist.

Der Kern wird durch Extrusion durch injection moulding oder vergleichsweise bekannte Techniken hergestellt.

Es ist auch denkbar, den Wulst kernlos auszubilden, wobei auch in diesem nichtdargestellten Ausführungsbeispiel das Gummimaterial des Wulstes so gewählt wird, daß der Wulst die genannten Dehnungs- und Stauchungseigenschaften in Umfangsrichtung aufweist.

Soweit der Abrieb zwischen Felgenhorn und unterer Seitenwand unerwünscht groß wird, ist es möglich, wie in Fig. 1 und 2a beispielhaft dargestellt, zusätzlich zwischen Felgenhorn und Wulst einen zusätzlichen Streifen 13 von abriebfestem Material, beispielsweise von abriebfestem Gummi oder Kunststoff auszubilden. Der abriebfeste Streifen kann bis in die Ringkammer reichen und dort um den Wulst umgeschlagen sein.

Anhand der schematischen Darstellungen der Fig. 4a bis 4e wird im Folgenden die Montage des Reifens auf einer Felge beschrieben. Die Notlaufstützflächen 14 weisen einen maximalen Außendurchmesser Dmax, die beiden Felgenhörner einen minimalen Innendurchmesser Dmin auf. Der Reifenwulst ist in Fig. 4a im ungedehnten und ungestauchten Zustand. Sein Außendurchmesser Dwa entspricht dem Durchmesser der radial äußeren Ringkammerwand 22 und somit dem äußeren Durchmesser des Wulstes Dsa in dessen Sitzposition in der Ringkammer. Sein Innendurchmesser Dwi entspricht dem Durchmesser der radial äußeren Mantelfläche des Füllrings 12 in der Ringkammer und somit dem inneren Durchmesser des Wulstes Dsi in dessen Sitzposition in der Ringkammer. Der Kern mit einer Dicke d, beispielsweise ist d = 10 mm, in radialer Richtung hat in der radialen Position der halben radialen Dicke einen mittleren Kerndurchmesser Dwk durch die Reifenachse, der dem mittleren Kerndurchmesser Dsk in der Sitzposition des Wulstes in der Ringkammer entspricht. Dmax ist größer als Dsa, Dsa ist größer als Dsk, Dsk ist größer als Dmin, Dmin ist größer als Dsi.

Zur Montage wird zunächst der Notlaufstützschlauch 11 konzentrisch in seine Sitzposition auf der Felge geschoben und befestigt. Danach wird der Reifen 3 konzentrisch zur Felge an die Felge in den Figuren von rechts axial herangeführt. Der linke Wulst wird entgegen der elastischen Rückstellkräfte des Wulstes in Umfangsrichtung soweit gedehnt, daß der Innendurchmesser Dwi des Wulstes größer als der maximale Außendurchmesser Dmax der Notlaufstützflächen ist. Danach wird, wie in Fig. 4b dargestellt ist, der Reifen 3 weiter konzentrisch zur Felge axial zur Felge hinbewegt, wobei der linke Wulst unter Beibehaltung seines gedehnten Zustandes mit Spiel zu den Notlaufstützflächen 14 axial über die Felge und den Stützkörper geschoben wird. Sobald der linke Wulst eine Position auf der linken Seite axial außerhalb des linken Felgenhorns erreicht hat wird der Wulst unter Ausnutzung der elastischen Rückstellkräfte wieder in seiner Umfangslänge soweit zurückgestellt, daß er wieder den ungedehnten und ungestauchten Zustand einnimmt. In diesem Zustand entspricht Dwi wieder Dsi, Dwa wieder Dsa und Dwk entspricht ebenfalls wieder dem mittleren Durchmesser Dsk des Kerns in dessen Sitzposition in der Ringkammer. Wie durch die Pfeildarstellung von Fig. 4c dargestellt, werden beide Wülste nun entgegen der elastischen Rückstellkräfte in ihrer Umfangslänge soweit gestaucht, daß der Außendurchmesser Dwa des Wulstes kleiner als der minimale Felgenhorndurchmesser Dmin ist. In diesem Zustand werden die Wülste mit Spiel zum Felgenhorn axial in die jeweilige Ringkammer eingeführt. Unter Ausnutzung der elastischen Rückstellkräfte werden die Wülste wieder in ihrer Umfangslänge soweit zurückgestellt, daß sie wieder den ungedehnten und ungestauchten Zustand einnehmen. In diesem Zustand entspricht Dwi wieder Dsi, Dwa wieder Dsa und Dwk entspricht ebenfalls wieder dem mittleren Durchmesser Dsk des Kerns in dessen Sitzposition in der Ringkammer. Die Wülste sitzen ungedehnt und ungestaucht in der Ringkammer. Dieser Zustand ist in Fig. 4d dargestellt. Wie in Fig. 4e dargestellt ist, wird nun jeweils ein Füllring 12 von axial außen zwischen unterem Seitenwandbereich 16 des Reifens und Lagerfläche 30 axial soweit eingeführt, daß die Ringkammer vollständig von Wulst und Füllring ausgefüllt ist. Der vollständige Formschluß zwischen einstückiger Ringkammer und Wulst ist hergestellt.

Zur Demontage wird entsprechend zunächst der Füllring axial nach außen entfernt. Danach werden die Wülste soweit gestaucht, daß sie mit Spiel zum Felgenhorn aus der Ringkammer gezogen werden können. Nach der Rückstellung der Umfangslänge wird ein Wulst soweit gedehnt, daß er mit Spiel zu den Notlaufstützflächen axial von der Felge gezogen werden kann.

Danach kann - soweit es wünschenswert erscheint - der Notlaufstützschlauch entfernt und/oder gegen einen anderen ausgetauscht werden.

Es ist auch möglich den Notlaufstützschlauch in entlüftetem Zustand zu montieren und nsch montiertem Fahrzeugreifen den Notlaufstützschlauch mit Luft aufzupumpen, bis der gewünschte Fülldruck erreicht ist. Hierzu kann der Füllschlauch mit einem geeigneten Ventil bekannter Art ausgebildet sein.

Es ist auch denkbar, den Reifen zur Montage anstatt ihn axial zu verschieben, zunächst um 90° zu drehen und dann zu dehnen und im gedehnten Zustand in radialer Richtung auf die Felge zu schieben, um ihn dort wieder um 90° zurückzudrehen, so daß sich die beiden Wülste jeweils axial außerhalb der Felge befinden. Die weitere Montage erfolgt wie oben beschrieben.

Im einem Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser Dmax beispielsweise um das 1,2-fache größer als der Innendurchmesser Dsi des Wulstes in der Sitzposition in der Ringkammer und der minimale Felgenhorndurchmesser ist um den Faktor 1,025 kleiner als der Außendurchmesser Dsa des Wulstes in der Sitzposition in der Ringkammer. Als Gummimaterial des Wulstes wird ein Gummimaterial mit einer Dehnungsfähigkeit und mit einer Stauchbarkeit gewählt, die ein solches Dehnen und Stauchen des Wulstes in Umfangsrichtung erlauben, daß der Wulst über die Notlaufstützfläche 14 und in die Ringkammer mit Spiel axial bewegt werden können. Beispielsweise wird ein bekanntes Gummimaterial verwendet, das eine Umfangsdehnung des Wulstes um 25% und eine Umfangsstauchung um 2,7% ermöglichen.

Die Notlaufstützschläuche können mit ihren radialen Außenseiten auch mit einem größeren oder kleineren maximalen Außendurchmesser Dmax entsprechend den individuell einzustellenden Notlaufeigenschaften eines Reifens ausgebildet sein. Der maximale Durchmesser Dmax der Notlaufstützflächen ist dabei bei Standardreifen optimalerweise um einen Faktor 1,1 bis 1,2 größer als der Innenringdurchmesser Dsi des Wulstkerns im montierten Zustand des Fahrzeugrades. Er kann in Spezialfällen jedoch auch um einen Faktor zwischen 1,05 und 1,3 größer sein als der Innenringdurchmesser Dsi des Wulstkerns im montierten Zustand des Fahrzeugrades. Als Gummimaterial des Wulstes wird hierfür jeweils ein Gummimaterial mit einer Dehnungsfähigkeit und mit einer Stauchbarkeit gewählt, die ein solches Dehnen und Stauchen des Wulstes in Umfangsrichtung erlauben, daß der Wulst über die Notlaufstützfläche 14 und in die Ringkammer mit Spiel axial bewegt werden können. Dementsprechend wird der Wulst, der im montierten Zustand des Fahrzeugrades ungedehnt und ungestaucht ist, derart ausgebildet, daß er eine Dehnbarkeit zwischen 10 und 20% und eine Stauchbarkeit von 2,5 bis 3,5% bei Standardreifen und in den Spezialfällen eine Dehnbarkeit zwischen 5 und 30% und eine Stauchbarkeit zwischen aufweist 1 bis 5% aufweist.

Es ist auch denkbar nach Einführen des Wulstes in die Ringkammer einen Füllring durch Einpritzen von aushärtbarem Kunststoffmaterial von axial außen durch die Öffnung der Ringkammer einzubringen.

Bezugszeichenliste

1

Felge

2

Felgenhorn

3

Fahrzeugluftreifen

4

Karkasse

5

Gürtel

6

Wulstbereich

7

Verdickung

8

Kern

9

Seitenwand

10

Ringkammer

11

Notlaufstützring

12

Füllring

13

Abriebfester Streifen

14

Notlauffläche

15

Lauffläche

16

unterer Seitenwandbereich

17

Festigkeitsträger

20

Ringkammerwand

21

Ringkammerwand

22

Ringkammerwand

23

Ringkammerwand

24

Ringöffnung

25

Innenseite des Felgenhorns

26

Stirnfläche des Felgenhorns

30

Lagerfläche

31

Tiefbett

33

Lage von Festigkeitsträgern

41

Flachbett

50

Radiale Erhebung

Claims (8)

1. Fahrzeugrad mit Felge, schlauchlosem Luftreifen und mit einem auf einer tragenden Stützfläche an der Felge angeordneten nach einer axialen Seite hin abgestützten, ringförmig über den Umfang der Felge erstreckt ausgebildeten elastisch in seiner radialen Erstreckung verringerbaren und dabei in axialer Richtung zur nicht abgestützten Seite hin unter Beibehaltung der axialen Erstreckung zur abgestützten axialen Seite hin elastisch vergrößerbaren Notlaufstützkörper,
wobei der Notlaufstützkörper im Normalbetrieb des Fahrzeugrades ohne Berührkontakt zur Lauffläche und zur Reifenseitenwand auf der Felge angeordnet ist, und
wobei der Notlaufstützkörper derart angeordnet ist, daß er im Notlauf im Bereich der Auflage der Lauffläche des Luftreifens auf den Notlaufstützkörper in radialer Richtung elastisch in seiner radialen Erstreckung verringert wird und in axialer Richtung zur Felgenaußenseite hin unter Beibehaltung der axialen Erstreckung zur anderen axialen Seite soweit vergrößert wird, daß ein stützender axialer Berührkontakt mit der Reifenseitenwand erzeugt wird.

2. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, wobei der Notlaufstützkörper ein flexibler Stützschlauch - insbesondere aus Gummi oder Gummiähnlichem Kunststoff - ist, der an seiner in Richtung der abgestützten axialen Außenseite hin ausgebildeten Seitenwand gegen axiales Ausknicken abgestützt ist.

3. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei an der tragenden Stützfläche Felge an der Seite in Richtung der abgestützten axialen Außenseite axial außerhalb des Stützschlauchs eine radiale Erhebung ausgebildet ist, die den Stützschlauch axial berührt und abstützt.

4. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von Anspruch 2, wobei der Stützschlauch an der abgestützten axialen Außenseite biegesteifer als an der nicht abgestützten axialen Außenseite ausgebildet ist.

5. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, wobei der Stützschlauch an der abgestützten axialen Außenseite mit einer größeren Wandstärke als an der nicht abgestützten axialen Außenseite ausgebildet ist.

6. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, wobei der Stützschlauch an der abgestützten axialen Außenseite durch zusätzliche in das Gummimaterial eingebettete versteifende Festigkeitsträger steifer ausgebildet ist als an der nicht abgestützten axialen Außenseite.

7. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Anspruch 2 bis 6, wobei zur Begrenzung der radialen Deformierbarkeit des flexiblen Stützschlauchs Begrenzungselemente im Stützschlauch ausgebildet sind.

8. Fahrzeugrad gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, mit zwei symmetrisch angeordneten Notlaufstützkörpern.