DE102007004497A1

DE102007004497A1 - Fahrzeugrad mit Notlaufstützkörper

Info

Publication number: DE102007004497A1
Application number: DE200710004497
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr. Menz; Matthias Dr. Strzelczyk; Joachim Busche; Martin Dr. Kurz; Joachim Gerhardt; Guido Grande
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Fahrzeugrad mit einem auf einer herkömmlichen Standard-Radfelge (5) befestigten Luftreifen und einem Notlaufstützkörper (1), der einen schalenförmigen Ringkörper (4) als eine den Reifen im Schadensfall tragende Notlauffläche aufweist, wobei der Ringkörper radial von der Innenschicht des Reifens beabstandet im Innenraum des Luftreifens angeordnet ist und welcher an seinen beiden axial äußeren Randbereichen je ein ringförmiges Stützelement (2a, 2b) aufweist, durch welche der Ringkörper (4) auf der Radfelge abstützbar ist. Zur Senkung der Produktionskosten weist der Ringkörper (4) in etwa die Form eines Zylinders auf, wobei der Ringkörper und die Stützelemente (2a, 2b) aus dem gleichen Werkstoff gefertigt sind, wobei der Werkstoff ein Polymer, vorzugsweise ein Elastomer ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit einem auf einer herkömmlichen Standard-Radfelge befestigten Luftreifen und einem Notlaufstützkörper, der einen schalenförmigen Ringkörper als eine den Reifen im Schadensfall tragende Notlauffläche aufweist, wobei der Ringkörper radial von der Innenschicht des Reifens beabstandet im Innenraum des Luftreifens angeordnet ist und welcher an seinen beiden axial äußeren Randbereichen je ein ringförmiges Stützelement aufweist, durch welche der Ringkörper auf der Radfelge abstützbar ist.
Ein wesentlicher Nachteil von schlauchlosen Luftreifen ist das mögliche Auftreten einer Undichtigkeit, wodurch der Luftdruck im Reifen abfällt und der Reifen kollabiert. Bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit kann das plötzliche Entweichen der Luft im Reifen zu gefährlichen Situationen führen, in denen der Fahrer die Kontrolle über sein Fahrzeug verliert. Ferner kann der Reifen bei einem Druckverlust dadurch beschädigt werden, dass sich die Fahrzeugfelge in die Innenseele und darüber liegende Lagen einschneidet.
Für Fahrzeugluftreifen sind verschiedene Notlaufsysteme bekannt. Ein Notlaufsystem setzt auf verstärkte Seitenwände durch Verstärkungsinserts, welche im Notfall bei Druckluftverlust die Radlast tragen und den Reifen selbstragend auf der Felge erhalten. Nachteilig an diesem System ist jedoch die Komfortminderung auch im Normalbetrieb des Reifens, die sich insbesondere durch ein verschlechtertes Einfederungsverhalten bemerkbar macht.
Bei einem anderen, gattungsgemäßen Notlaufsystem für Luftreifen ist ein Notlaufstützkörpersystem radial oberhalb der Felge rotationssymmetrisch um diese im Innenraum des Luftreifens angeordnet. Hier sind die Fahreigenschaften im Normalbetrieb nicht gemindert und ein optimaler, von der Fachwelt geforderter Fahrkomfort gewährleistet. Denn der Stützkörper hat im Normalbetrieb des Reifens keinen Kontakt zu den Seitenwänden oder den Crown-Bereich des Reifens. So offenbart beispielsweise die DE 197 07 090 A1 ein Fahrzeugrad mit einem sich innerhalb des Luftreifenhohlraumes auf einer Felge abgestützten Notlaufstützkörper, der aus einem schalenförmigen Ringkörper gebildet wird. Der Notlaufstützkörper wird über ein oder mehrere Stützelemente auf der Felge abgestützt. Die Stützelemente gehen dabei in den schalenförmigen Ringkörper aus Metall über und sind entweder ein Teil desselben oder bestehen aus einem im Vergleich zum schalenförmigen Ringkörper anderen Werkstoff.
In der DE 198 25 311 C1 ist ein anderes Notlaufstützkörpersystem offenbart, bei dem ein schalenförmiger Ringkörper innerhalb des Luftreifenhohlraumes angeordnet ist. Die beiden axial äußeren Randbereiche des Notlaufstützkörpers stützen sich über zwei elastische ringförmige Stützelemente auf der herkömmlichen Felge ab. Die Stützelemente sind stoffschlüssig mit dem metallischen Notlaufstützkörper verbunden. Ein diesem ähnliches Notlaufstützkörpersystem ist ebenfalls aus der DE 10 2004 051 482 A1 bekannt.
An den bekannten Notlaufstützkörpersystemen ist nachteilig, dass deren Herstellung, insbesondere die Herstellung des Ringkörpers aus Metall kostenintensiv ist und besondere Arbeitsschritte, insbesondere für eine zuverlässige stoffschlüssige Verbindung der Stützelemente mit der Metallschale, wie beispielsweise Klebung oder Anvulkanisation, erfordert. Diese zusätzlichen Verfahrensschritte verteuern das Notlaufstützkörpersystem unnötig. Die Herstellung der Metallschale selbst ist ebenfalls aufwendig und teuer.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Notlaufreifen mit Notlaufstützkörpersystem für eine Standardfelge bereitzustellen, welches kostengünstig und einfach herstellbar ist und dennoch die Radlast im Notlauf bei Druckluftverlust sicher trägt.
Die Aufgabe wird gelöst, indem der Ringkörper in etwa die Form eines Zylinders aufweist, dass der Ringkörper und die Stützelemente aus dem gleichen Werkstoff gefertigt sind, wobei der Werkstoff ein Polymer, vorzugsweise ein Elastomer ist.
Erfindungswesentlich ist, dass der Notlaufstützkörper nunmehr aus nur einem Werkstoff gefertigt ist. Auf eine sonst übliche Metallschale als Ringkörper ist verzichtet. Stattdessen besteht der Ringkörper nunmehr aus dem gleichen Material wie die den Ringkörper auf der Standardfelge abstützenden Stützelemente. Durch den Aufbau des erfindungsgemäßen Notlaufstützkörpers aus nur einem Werkstoff, nämlich einem Polymer, sind die Herstellungskosten erheblich gesenkt. Ein Ringkörper aus Metall entfällt ebenso wie eine bisher notwendig aufwendige stoffschlüssige Verbindung zwischen Metall-Ringkörper und den Stützelementen.
In einer bestimmten Ausführungsform ist der Notlaufstützkörper einstückig. Das bedeutet, dass die Stützelemente und der Ringkörper aus einem einzigen Teil bestehen, wodurch Verbindungen zwischen Stütz- und Ringkörper entfallen. Herstellungskosten sind eingespart. Besonders kostengünstig ist der Notlaufstützkörper dann, wenn dieser aus Kunststoff ist, vorzugsweise als Spritzgussteil hergestellt ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung bilden die radial äußeren Randbereiche der Stützkörper die im Notlauf tragende Auflagefläche, während der axial mittlere Bereich des Ringkörpers nach radial innen gewölbt ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Radlast im Notlauf direkt durch die auf der Felge sich abstützenden Stützelemente auf die Felge durchgereicht wird.
Der erfindungsgemäße Notlaufstützkörper aus dem Werkstoff Polymer kann zur definierten Versteifung Festigkeitsträger aufweisen. Hier kommen z. B. Festigkeitsträger aus Nylon, Stahl, Aramid in Betracht, die auch als Kurzfasern in dem Notlaufstützkörper angeordnet sein können.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn der Notlaufstützkörper zumindest auf der nach radial außen weisenden Oberfläche des Ringkörpers Festigkeitsträger aufweist. Diese Oberfläche dient im Notlauf als die die Radlast tragende Fläche, welche durch Festigkeitsträger verstärkt ist und die auftretenden Kräfte besser aufnehmen kann. Die Festigkeitsträger können ein Gewebe sein und aus den für den Reifenbau typischen Festigkeitsträgermaterialien bestehen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Notlaufstützkörper aus einem Matrixwerkstoff aus einem rußgefüllten Naturkautschuk, dessen Schorehärte im Bereich von 60–90 ShoreA liegt. Zusätzlich können Kurzfasern in den Kautschuk eingebracht sein, die z. B. aus Aramid bestehen und die eine Länge von 1 mm–6 mm aufweisen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen die:
1 einen Radialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Luftreifen mit Notlaufstützkörper;
2 einen weiteren Radialschnitt durch einen anderen Luftreifen mit Notlaufstützkörper.
Die 1 zeigt einen Radialschnitt durch den erfindungsgemäßen PKW-Luftreifen 10 mit Notlaufstützkörper 1. Der Notlaufstützkörper 1, der rotationssymmetrisch ist, ist im Reifenhohlraum beabstandet zu den Seitenwänden 11 und zu dem Crown-Bereich 12 des Reifens 10 angeordnet und stützt sich über die beiden kreisringförmigen Stützelemente 2a, 2b auf einer herkömmlichen Standard-Fahrzeugfelge 5 ab. Der Notlaufstützkörper 1 besteht im Wesentlichen aus den beiden Stützelementen 2a, 2b und dem in etwa zylindrisch ausgebildeten Ringkörper 4, welcher quasi ein Steg zwischen den beiden von Hump 3 zu Hump 3 angeordneten Stützelementen 2a, 2b ist und mit den radial äußeren Bereichen der Stützelemente 2a, 2b die radial äußere 8 Notlauffläche im Notlauf bildet. Die beiden Stützelemente 2a, 2b und der Ringkörper 4 bestehen als einstückiges Spritzgussteil aus Kunststoff. Auf eine bisher übliche Metallschale als Ringkörper ist verzichtet worden. Hierdurch sind die Produktionskosten des Notlaufstützkörpers enorm vergünstigt worden. Die ringförmigen Stützelemente 2a, 2b liegen mit ihren radial innen liegenden Stützelementfußbereichen 6a, 6b auf der Felge auf, während der Ringkörper 4 von der Felge radial beabstandet angeordnet ist. Radial außen 8 weist der Notlaufstützkörper 1 eine Festigkeitsträgerlage 7, eine Gewebelage, auf.
In der 2 ist ein weiterer Radialschnitt durch einen anderen PKW-Luftreifen 10 mit Notlaufstützkörper 1 dargestellt. Gleiche, in der 1 gezeigte Elemente sind hier mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Der Notlaufstützkörper der 2 unterscheidet sich von dem Notlaufstützkörper der 1 dadurch, dass der Ringköper 4 in seinem axial mittigen Bereich nach radial innen gekrümmt ist, aber im axial mittigen Bereich in etwa achsparallel ausgerichtet ist, so dass die Notlaufauflagefläche durch die radial oberhalb der Stützelemente 2a, 2b liegende Fläche des Ringkörpers 4 gebildet wird. Die Notlaufauflagefläche ist hier kleiner als die Notlaufauflagefläche der 1. Jedoch wird die Kraft direkt durch die Stützkörper 2a, 2b zur Felge 5 durchgeleitet.

1: Notlaufstützkörper
2: Stützelement
3: Hump
4: Ringkörper
5: Felge
6: Stützelementfüße
7: Festigkeitsträgerlage
8: Radial außen
9: Radial innen
10: Fahrzeugluftreifen
11: Seitenwand
12: Crown-Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19707090 A1 [0004]
- DE 19825311 C1 [0005]
- DE 102004051482 A1 [0005]

Claims

Fahrzeugrad mit einem auf einer herkömmlichen Standard-Radfelge befestigten Luftreifen und einem Notlaufstützkörper (1), der einen schalenförmigen Ringkörper (4) als eine den Reifen im Schadensfall tragende Notlauffläche aufweist, wobei der Ringkörper radial von der Innenschicht des Reifens beabstandet im Innenraum des Luftreifens angeordnet ist und welcher an seinen beiden axial äußeren Randbereichen je ein ringförmiges Stützelement (2a, 2b) aufweist, durch welche der Ringkörper (4) auf der Radfelge abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (4) in etwa die Form eines Zylinders aufweist, dass der Ringkörper und die Stützelemente (2a, 2b) aus dem gleichen Werkstoff gefertigt sind, wobei der Werkstoff ein Polymer, vorzugsweise ein Elastomer ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Notlaufstützkörper (1) einstückig ist.
Fahrzeugrad nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußeren (8) Randbereiche der Stützkörper (2a, 2b) die im Notlauf tragende Auflagefläche bilden, während der axial mittlere Bereich des Ringkörpers (4) nach radial innen gewölbt ist.
Fahrzeugrad nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerwerkstoff Festigkeitsträger aufweist.
Fahrzeugrad nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Notlaufstützkörper (1) aus Kunststoff gefertigt ist.
Fahrzeugrad nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Notlaufstützkörper (1) zumindest auf der nach radial außen (8) weisenden Oberfläche des Ringkörpers Festigkeitsträger aufweist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die Festigkeitsträger in Form einer Gewebelage (7) angeordnet sind und aus den für den Reifenbau typischen Festigkeitsträgermaterialien bestehen.
Fahrzeugrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Notlaufstützkörper (1) ein Spritzgussteil ist.