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Die Erfindung betrifft einen Notlaufring für ein Radsystem aus Felge mit Felgenhörnern und mehreren Felgenblöcken aus einem auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen mit Wulsten und dem auf der Felge axial zwischen den Wulsten montierten Notlaufring, wobei die radiale Höhe des Notlaufrings die radiale Höhe der Felgenhörner übersteigt und wobei der Notlaufring zumindest eine in Umfangsrichtung U geschlossene Festigkeitsträgerlage mit zumindest einem in Gummi eingebetteten Festigkeitsträger aufweist, wobei die radial äußerste Festigkeitsträgerlage eine Windungslage ist, wobei jeder Festigkeitsträger der Windungslage mit einer oder mehreren Umfangswindungen angeordnet ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Radsystem aufweisend einen solchen Notlaufring.
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Ein Fahrzeugluftreifen ist am Fahrzeug in der Regel luftdicht auf einer Felge montiert und wird durch einen Überdruck im Radsystem in Form gehalten. Bei einem Notlauf, d.h. einer Fahrt mit zu wenig oder keinem Überdruck im Radsystem, kann der Fahrzeugluftreifen nicht mehr ausreichend in Form gehalten werden und eine Weiterfahrt ist erschwert oder bei Zerstörung des Reifens durch die mit dem Notlauf einhergehende Belastung unmöglich. In einem Pannenfall, beispielsweise einem zivilen oder einem militärischen Pannenfall, kann es aber notwendig sein, dass das Fahrzeug im Notlauf vom Ort des Pannenfalls wegbewegt werden muss.
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Um die Laufleistung im Notlauf zu erhöhen ist es bekannt, auf der Felge axial zwischen den Felgenhörnern eine ringförmige Stützvorrichtung zu montieren, deren radiale Höhe in der Regel die radiale Höhe der Felgenhörner übersteigt. Jeder Wulst des Fahrzeugluftreifens liegt dabei axial zwischen der Stützvorrichtung und einem Felgenhorn. Bei Abplattung im Notlauf liegt der Fahrzeugluftreifen somit nicht primär auf den Felgenhörnern sondern auf der Stützvorrichtung auf, wodurch insbesondere die Wärmeentwicklung im axial äußersten Bereich des Fahrzeugluftreifens stark verringert wird.
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Die
EP 2 206 613 B1 offenbart eine solche Notlaufvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, auf eine Felge mit Felgenhörnern und mehreren Felgenblöcken montiert zu werden. Die Notlaufvorrichtung weist eine zur radial äußeren Oberfläche der Notlaufvorrichtung beabstandete Verstärkungsbewehrung umfassend eine oder mehrere Umfangswicklungen mindestens eines nicht dehnbaren Kabels aus Metall oder Aramid auf. Die Festigkeitsträger sind dazu ausgelegt, die Beständigkeit der Notlaufvorrichtung beim Fahren im luftgefüllten Zustand zu gewährleisten, indem sie ihrer radialen Verlagerung durch die Wirkung der Zentrifugalkraft entgegenwirkt.
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Im Notlauf ist die Notlaufvorrichtung allerdings anderen und / oder stärkeren Belastungen und Kräften ausgesetzt als im regulären Fahrbetrieb. Beispielsweise wird die Stützvorrichtung beim Durchlaufen der Bodenaufstandsfläche komprimiert und ist axialen Kräften sowie Torsion ausgesetzt, beispielsweise bei Kurvenfahrt. Eine weitere Belastung erfolgt durch Reibung zwischen Fahrzeugluftreifen und Stützvorrichtung, da in der Regel der Außendurchmesser der Notlaufvorrichtung kleiner ist als der Innendurchmesser des Fahrzeugluftreifens. Bei fortlaufendem Notlauf kann die Notlaufvorrichtung durch die Wärmeentwicklung und/oder mechanische Belastung zerstört werden.
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Die
US 5 450 887 A offenbart eine Stützvorrichtung aufweisend einen gummihaltigen Teil sowie eine Verstärkungsbewehrung, deren Festigkeitsträger in axialer Richtung angeordnet und um Kerne umgeschlagen sind.
DE 103 93 721 T5 offenbart eine Notlaufvorrichtung sowie ein Radsystem aufweisend die Notlaufvorrichtung. Die
EP 0 129 179 A1 offenbart ein Luftreifen-Fahrzeugrad, bestehend aus einer einteiligen Felge und einem Luftreifen, wobei der Wulstbereich des Luftreifens derart gestaltet ist, dass das Fahrzeugrad für den Notlauf verwendbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notlaufvorrichtung für ein Radsystem zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine erhöhte Laufleistung im Notlauf, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, auszeichnet.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem jeder Festigkeitsträger der Windungslage einen Steigungswinkel α von 0° bis 5° mit der Umfangsrichtung U einschließt und indem der maximale radiale Abstand zwischen den Festigkeitsträgern der radial äußersten Windungslage und der radial außerhalb dieser Windungslage liegenden Oberfläche des Notlaufrings höchstens 12 mm, bevorzugt höchstens 8 mm, besonders bevorzugt höchstens 6 mm, beträgt.
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Der radiale Abstand ist in radialer Richtung von der radial äußeren Oberfläche der Festigkeitsträger aus gemessen. Die Festigkeitsträger der Windungslage sind in geringem Abstand zur radial äußeren Oberfläche des Notlaufrings angeordnet. Die mechanische Verstärkung des Notlaufrings erfolgt somit in einem bei Notlauf mechanisch stark beanspruchten Bereich des Notlaufrings. Der Steigungswinkel des oder der Festigkeitsträger der Windungslage ist kleiner als 5°. Eine so angeordnete Windungslage ist hervorragend geeignet, um eine Gegenkraft zu den im Notlauf auftretenden Kräften wie Zentrifugalkräften aufzubauen. Es hat sich gezeigt, dass eine Windungslage zusammen mit einem solchen radialen Abstand zur radial äußeren Oberfläche des Notlaufrings besonders vorteilhaft für die Verlängerung der Laufleistung im Notlauf unter hoher Last und/oder erhöhter Geschwindigkeit ist. Auch die Verbreitung von Rissen von der radial äußeren Oberfläche nach radial innen ist somit stark eingeschränkt. Hierdurch ist die Integrität des Notlaufrings besonders gut gewährleistet.
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Ein Notlaufring, der eine so beabstandete Windungslage aufweist, hält den Belastungen unter Notlaufbedingungen besser Stand, wodurch sich ein mit einem solchen Notlaufring ausgestattete Radsystem durch eine erhöhte Laufleistung im Notlauf auszeichnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der minimale axiale Abstand zwischen den Festigkeitsträgern der radial äußersten Windungslage zur axial außerhalb dieser Windungslage liegenden Oberfläche des Notlaufrings 10 mm bis 28 mm, bevorzugt 15 mm bis 20 mm. Hierdurch ist eine optimale Verstärkung des Notlaufrings über die gesamte axiale Breite des Notlaufrings gewährleistet, ohne die Integrität der axialen Randbereiche des Notlaufrings zu beeinträchtigen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Notlaufring eine oder mehrere weitere Windungslagen auf. Hierdurch werden die im Notlauf auf den Notlaufring wirkenden Kräfte noch besser gefesselt.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Notlaufring zumindest zwei weitere Festigkeitsträgerlagen aufweist, welche als Winkellagen mit einem Steigungswinkel α von 12° bis 45°, besonders bevorzugt von 15° bis 28°, ausgebildet sind, und wenn die beiden Winkellagen eine entgegengesetzte Steigungsrichtung aufweisen. Durch die axiale Komponente der Ausrichtung der Festigkeitsträger sowie die gekreuzte Anordnung der Festigkeitsträger der beiden Winkellagen zueinander kann im Notlauf bei Belastung eine Gegenkraft auch zu axialen Kräften und zu Torsionskräften aufgebaut werden. Zudem dienen die Kreuzungspunkte der Festigkeitsträger der unterschiedlichen Festigkeitsträgerlagen der Kraftübertragung zwischen den Lagen. Weiter leistet die Winkellage einen mechanischen Widerstand sowohl in axialer Richtung als auch in Umlaufrichtung durch Verlangsamung oder Verhinderung des Weiterreissens an beschädigten Stellen des Notlaufrings.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Notlaufring eine oder mehrere weitere Winkellagen aufweist, wobei bevorzugt alle radial benachbarten Winkellagen jeweils entgegengesetzte Steigungsrichtung aufweisen oder sich bei jeder zweiten Winkellage die Steigungsrichtung ändert.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Notlaufring zwei radial benachbarte Winkellagen aufweist, wobei der radiale Abstand der beiden Winkellagen, gemessen an der axialen Mitte der radial äußeren der beiden Winkellagen, geringer ist als der radiale Abstand an beiden axialen Rändern, gemessen jeweils an der axial innersten Festigkeitsträgerkante der beiden Winkellagen des jeweiligen Randes, bevorzugt geringer ist als der minimale radiale Abstand in jedem der beiden axialen Randbereichen der Breite von 10 mm bis 12 mm, gemessen von der axial innersten Festigkeitsträgerkante der beiden Winkellagen des jeweiligen Randes nach axial innen. Eine solche Kantenseparation trägt zur mechanischen Entkopplung der Festigkeitsträger der beiden Winkellagen bei, wodurch eine unerwünschte Rissinitiierung an den Gürtelkanten unter Notlaufbedingungen vermieden oder verzögert wird.
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Als Festigkeitsträger, insbesondere für Radsysteme für eine Radlast von mehr als 22 kN, eignen sich hochzugfeste Korde wie Stahlkorde, bevorzugt Stahlkorde aus hochzugfestem Stahl (high-tensile steel) oder aus normalzugfestem Stahl (normal-tensile steel). Als besonders geeignet haben sich Korde aus zwei miteinander verdrehten Stahlfilamenten aus hochfestem Stahl oder aus normalfestem Stahl erwiesen. Es können aber auch auch Stahlkorde aus mehr als 2 Stahlfilamenten eingesetzt werden. Als besonders geeignet haben sich auch Mehrlagenkorde, insbesondere Mehrlagenkorde mit einer Konstruktion 3+9, sowie Kompaktkorde, insbesondere Kompaktkorde mit einer Konstruktion 1+5, 1+8, 1+9, herausgestellt.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung stellen „Korde“ linienförmige Gebilde dar, die aus zwei oder mehr miteinander endverdrehten Garnen oder Endlosfilamenten bestehen. Ein „Garn“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Anlehnung an die DIN 60900 ein linienförmiges Gebilde, das aus einzelnen Endlosfilamenten oder Fasern begrenzter Länge besteht. Bevorzugt sind die Filamente oder Fasern des Garns miteinander verdreht.
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Als Festigkeitsträger einer solchen Festigkeitsträgerlage, insbesondere für Radsysteme für Lasten bis 22 kN eignen sich auch textile Korde. Zweckmäßig ist es, Korde aus zwei miteinander endverdrehten Garnen einzusetzen. Geeignet sind Korde aus Polyamid (PA), insbesondere aus PA 6 oder aus PA 6.6. Geeignet sind auch Korde aus Aramid, aus Rayon, aus Polyester oder aus Polyolefin, insbesondere für Radsysteme für niedrige Radlasten bis 15 kN.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Notlaufring weitgehend symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene des Reifens ausgebildet ist. Sowohl die geometrische Form des Notlaufrings als auch die Anordnung der Festigkeitsträgerlagen sind symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene. Hierdurch ist eine besonders einfache Montage des Notlaufrings ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Notlaufring so ausgebildet, dass er zur Montage einteilig auf einen Felgenblock aufgeschoben wird und im montierten Zustand eng auf der Felge aufliegt und dass er in montiertem Zustand die Wulste gegen die Felgenhörner klemmt. Hierdurch ist ein Notlaufring zur Verfügung gestellt, der einfach zu montieren ist. Das Klemmen der Wulste sichert auch im Notlauf einen festen Sitz des Reifens auf der Felge.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Notlaufring zu mindestens 50 Gew.-% aus Gummi gebildet ist. Zweckmäßig ist es auch, wenn der Notlaufring über die gesamte radiale Erstreckung vom radial äußeren Ende der Wulstkerne bis zur radial äußersten Erstreckung des Notlaufrings Gummi aufweist.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn der Notlaufring ohne Schlösser und/oder ohne Schraubverbindungen oder dergleichen ausgebildet ist.
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Ein solcher Notlaufring eignet sich besonders für Radsysteme für Nutzfahrzeuge. Entsprechende Nutzfahrzeuge sind insbesondere Militär-, Feuerwehr-, Flughafenfeuerwehr-, Forstwirtschafts-, Hilfsorganisations-, Off-Road-, Unimog-, Spezial- und Sonderfahrzeuge und / oder kommen zum Einsatz in Steinbrüchen, Minen oder als Kräne.
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Die Erfindung umfasst auch ein Radsystem aus Felge mit Felgenhörnern und mehreren Felgenblöcken, aus einem auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen mit Wulsten und einem auf der Felge axial zwischen den Wulsten montierten solchen Notlaufring.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt die
- 1 einen Teilradialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Radsystem aufweisend einen erfindungsgemäßen Notlaufring,
- 2 und 3 jeweils einen Radialschnitt durch den radial äußeren Teil eines erfindungsgemäßen Notlaufrings.
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Die 1 zeigt einen Teilradialschnitt durch ein Radsystem 1 aus Felge 2 mit Felgenhörnern 3 und mehreren Felgenblöcken 4,5, aus einem auf der Felge 2 montierten Fahrzeugluftreifen 6 mit Wulsten 7 und einem auf der Felge 2 axial zwischen den Wulsten 7 montierten Notlaufring 8. Die radiale Höhe 9 des Notlaufrings 8 übersteigt die radiale Höhe 10 der Felgenhörner 3 und der Notlaufring 8 weist in seinem radial äußeren Drittel eine in Umfangsrichtung U geschlossene Festigkeitsträgerlage 24 der Notlaufvorrichtung 8 mit in Gummi 16 eingebetteten Festigkeitsträgern 15 auf. Die Festigkeitsträgerlage ist dabei eine Windungslage 25, wobei jeder Festigkeitsträger 15 der Windungslage 24 in einer Vielzahl an Umfangswindungen weitgehend parallel zueinander angeordnet sind. Der Steigungswinkel α, den jeder Festigkeitsträger 15 der Windungslage 24 mit der Umfangsrichtung U einschließt, beträgt 0° bis 5°.Die Festigkeitsträger 15 sind 2 × 0,30 mm Stahlkorde aus hochzugfestem Stahl.
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Der maximale radiale Abstand 13 zwischen den Festigkeitsträgern 15 der Windungslage 24 und der radial außerhalb dieser Festigkeitsträgerlage 11 liegenden Oberfläche des Notlaufrings 8 beträgt höchstens 8 mm. Der minimale axiale Abstand 14 zwischen den Festigkeitsträgern 15 der Windungslage 24 zur axial außerhalb der Windungslage 24 liegenden Oberfläche des Notlaufrings 8 beträgt 16 mm.
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Zur Montage wird der Notlaufring 8 einteilig auf den Felgenblock 4 aufgeschoben und liegt im montierten Zustand eng auf der Felge 2 auf. In montiertem Zustand klemmt der Notlaufring 8 im regulären Fahrbetrieb wie im Notlauf die Wulste 8 gegen die Felgenhörner 3. Der Notlaufring 8 ist, abgesehen von den Festigkeitsträgern, zumindest in seinem radial äußeren Drittel aus Gummi gebildet. Der Notlaufring 8 weist auch über die gesamte radiale Erstreckung vom radial äußeren Ende der Wulstkerne 18 bis zur radial äußersten Erstreckung des Notlaufrings 8 Gummi auf. Der Notlaufring 8 ist weitgehend symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene 30 ausgebildet.
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Der Fahrzeugluftreifen 6 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet. Der Fahrzeugluftreifen 6 weist Seitenwände 17, Wulste 7 mit Wulstkern 18 und Apex 19, eine mehrlagige Karkasse 20, welche vom Zenitbereich des Fahrzeugluftreifens 6 über die Seitenwände 17 bis zu den Wulsten 7 reicht und dort durch Umschlingen zugfester Wulstkerne 18 verankert ist, ein radial außerhalb der Karkasse 20 befindliches Laufstreifen-Gürtelpaket 21 und eine radial innerhalb der Karkasse 20 angeordnete weitgehend luftundurchlässige Innenschicht 22.
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Ein solches Radsystem 1 ist insbesondere für den Einsatz als Unimog geeignet. Die Felge 2 kann eine Schrägschulterflachbettfelge oder eine Steilschulterflachbettfelge sein.
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Die 2 und die 3 zeigen jeweils einen Radialschnitt durch den radial äußeren Teil eines Notlaufrings 8.
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Der in der 2 gezeigte Notlaufring 8 unterscheidet sich von dem in der 1 gezeigten Notlaufring 8 dadurch, dass der Notlaufring 8 eine zusätzliche Windungslage 25 aufweist. Auch die Festigkeitsträger dieser Windungslage 25 sind 2 × 0,30 mm Stahlkorde aus hochzugfestem Stahl.
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Der in der 3 gezeigte Notlaufring 8 unterscheidet sich von dem in der 1 gezeigten Notlaufring 8 dadurch, dass er zusätzlich zwei weitere Festigkeitsträgerlagen als Winkellagen 11,12 mit einem Steigungswinkel α von 15° bis 28° bei entgegengesetzter Steigungsrichtung aufweist. Die in der 3 dargestellten Festigkeitsträgerlagen 11, 12 umfassen jeweils die Festigkeitsträger 15 der entsprechenden Festigkeitsträgerlage 11, 12 sowie den zwischen den Festigkeitsträgern 15 der jeweiligen Festigkeitsträgerlage 11, 12 angeordneten Gummi 16. Der radiale Abstand der beiden Winkellagen 11,12, gemessen an der axialen Mitte der radial äußeren der beiden Winkellagen 11,12, ist dabei geringer ist als der radiale Abstand 23 an beiden axialen Rändern, gemessen jeweils an der axial innersten Festigkeitsträgerkante der jeweiligen beiden Winkellagen 11,12 des jeweiligen Randes. Alle Festigkeitsträger 15 der Festigkeitsträgerlagen 11, 12, 24 sind dabei Korde vom Typ 940 × 2 oder 1400 × 2 aus PA.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radsystem
- 2
- Felge
- 3
- Felgenhorn
- 4,5
- Felgenblock
- 6
- Fahrzeugluftreifen
- 7
- Wulst
- 8
- Notlaufring
- 9
- radiale Höhe des Notlaufrings
- 10
- radiale Höhe der Felgenhörner
- 11, 12
- Festigkeitsträgerlage, Winkellage
- 13
- radialer Abstand
- 14
- axialer Abstand
- 15
- Festigkeitsträger
- 16
- Gummi
- 17
- Seitenwand
- 18
- Wulstkern
- 19
- Apex
- 20
- Karkasse
- 21
- Laufstreifen-Gürtelpaket
- 22
- Innenschicht
- 24, 25
- Festigkeitsträgerlage, Windungslage
- 30
- Äquatorialebene
- U
- Umfangsrichtung
- rR
- radiale Richtung
- aR
- axiale Richtung
