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Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für ein Radsystem aufweisend eine Felge mit Felgenhörnern, einen auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen und die auf der Felge axial innerhalb des Fahrzeugluftreifens montierte Stützvorrichtung, deren radiale Höhe die radiale Höhe der Felgenhörner übersteigt, wobei im Notlauf die Stützvorrichtung radial außerhalb der radialen Höhe der Felgenhörner mit dem Fahrzeugluftreifen in Berührung kommt und Last aufnimmt. Weiter betrifft die Erfindung ein Radsystem aufweisend eine solche Stützvorrichtung und einen Fahrzeugluftreifen.
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Ein Fahrzeugluftreifen ist am Fahrzeug in der Regel luftdicht auf einer Felge montiert. Durch einen Überdruck im Radsystem wird der Fahrzeugluftreifen dabei in Form gehalten. Im Pannenfall eines solchen Fahrzeugluftreifens entweicht in der Regel Luft und der Fahrzeugluftreifen kann nicht mehr oder nicht mehr ausreichend in Form gehalten werden. Bei einem Notlauf, d. h. einer Fahrt mit zu wenig oder keinem Überdruck im Radsystem erfolgt durch Walkarbeit und/oder Reibung eine starke Erhitzung des Fahrzeugluftreifens, welche eine Weiterfahrt des Fahrzeuges erschwert oder unmöglich macht und die Zerstörung des Fahrzeugluftreifens zur Folge haben kann. 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 äußeren Bereich des Fahrzeugluftreifens stark verringert wird. Die Stützvorrichtung nimmt somit Last auf. Da der radiale Innenumfang des Fahrzeugluftreifens allerdings größer ist als der radiale Außenumfang der Stützvorrichtung, wird durch die Reibung zwischen Fahrzeugluftreifen und Stützvorrichtung bei fortlaufendem Notlauf der Fahrzeugluftreifen und/oder die Stützvorrichtung durch mechanischen Abtrag und/oder Temperatur zerstört.
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Um die Reibung im Notlauf zu verringern und die Zerstörung des Fahrzeugluftreifens und/oder der Stützvorrichtung hinauszuzögern ist es bekannt, bei der Reifenmontage Fett in das Radsystem zu verfüllen. Dieses ist allerdings schnell verbraucht und im Notlauf nicht am Ort großer Reibung konzentriert sondern im ganzen Radsystem verteilt. Zudem verkompliziert die Verfüllung des Fetts die Montage des Fahrzeugluftreifens auf der Felge.
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Aus der
DT 26 00 691 A1 ist weiter ein Radsystem bestehend aus einer Tiefbettfelge, einem Luftreifen sowie einem aufblasbaren Hohlkörper als Stützvorrichtung bekannt. Der Hohlkörper weist eine radial außenliegende Materiallage aus einer Wachs o. ä. Stoffe enthaltenden Kautschukmischung auf, die sich bis in die axial weisenden Wandbereiche erstreckt und dort in Richtung radial nach innen allmählich abnimmt. Die Materiallage erstreckt sich dabei von radial außen bis auf die Höhe des Wulstbereichs des montierten Fahrzeugluftreifens. Ein solcher Hohlkörper erfährt allerdings bei Lastaufnahme eine starke Verformung. Im Notlauf führt die zyklische Deformation zu einer starken Wärmeentwicklung sowie starken Kräften auf den Hohlkörper. Die Laufleistung im Notlauf, insbesondere bei hoher Last und/oder Geschwindigkeit, ist somit stark begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stützvorrichtung für ein Radsystem zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine erhöhte Laufleistung des Radsystems im Notlauf auszeichnet.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Stützvorrichtung einen weitgehend formstabilen Trägerring und radial außen einen Notlaufring aufweist, indem der Notlaufring maximal das radial äußerste Drittel der Stützvorrichtung einnimmt und indem der Notlaufring aus einem elastomeren Material gebildet ist, welches zumindest ein Wachs und/oder zumindest ein Fett enthält, wobei das elastomere Material einen höheren, bevorzugt einen mindestens 10 mal höheren, Gewichtsanteil (Gew.-%) an Wachs und/oder an Fett als eine typische Karkassgummierung eines Fahrzeugluftreifens aufweist.
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Die Stützvorrichtung weist einen weitgehend formastabilen Trägerring sowie einen radial außen angeordneten Notlaufring aus elastomerem Material, welches zumindest ein Wachs und/oder zumindest ein Fett enthält, auf. Der weitgehend formstabile Trägerring ändert auch unter Lastaufnahme im Notlauf seine Form kaum, wodurch im Notlauf die Erwärmung der Stützvorrichtung durch Verformung des Trägerrings stark reduziert ist und somit die Integrität der Stützvorrichtung, insbesondere bei hoher Last und/oder hoher Geschwindigkeit, stark erhöht ist. Die geringe Deformation des Trägerrings erlaubt auch, die Anordnung des elastomeren Materials, welches zumindest ein Wachs und/oder zumindest ein Fett enthält, auf das obere Drittel der Stützvorrichtung zu begrenzen. Eine Anordnung solchen Materials an den axialen Rändern des Trägerrings ist nicht nötig, wodurch solches Material eingespart wird.
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Die Stützvorrichtung zeichnet sich weiter dadurch aus, der Notlaufring aus einem elastomeren Material gebildet ist, welches zumindest ein Wachs und/oder zumindest ein Fett enthält, wobei das elastomere Material einen höheren, bevorzugt einen mindestens 10 mal höheren, Gewichtsanteil (Gew.-%) an Wachs und/oder an Fett als eine typische Karkassgummierung eines Fahrzeugluftreifens aufweist. Das elastomere Material des Notlaufrings ist so ausgebildet, dass es durch mit dem Notlauf einhergehende Belastungen wie erhöhter Druck, erhöhte Temperatur und/oder Reibung eine reibungsmindernde Wirkung zumindest an der Kontaktfläche zwischen Fahrzeugluftreifen und Notlaufring entfaltet. Die reibungsmindernde Wirkung erfolgt somit am Ort großer Reibung, wodurch die mechanische Beanspruchung dort zuverlässig vermindert und auch die mit der Reibung einhergehende Wärmeentwicklung verringert ist. Hierdurch ist die Zerstörung des Fahrzeugluftreifens und/oder der Stützvorrichtung verzögert.
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Die Laufleistung eines Radsystems aufweisend einen solchen Fahrzeugluftreifens ist somit im Notlauf erhöht.
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Zudem ist die Notlaufschicht ein Bestandteil des Fahrzeugluftreifens, wodurch der Fahrzeugluftreifen einfach zu montieren ist. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt, wie das Verfüllen von Fett, ist nicht nötig.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Notlaufring über den Umfang des Fahrzeugluftreifens geschlossen ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn sich das elastomere Material des Notlaufrings in radialer Richtung ändert, bevorzugt wenn sich der Gewichtsanteil (Gew.-%) an Fett und/oder Wachs des elastomeren Materials in radialer Richtung ändert. Hierdurch kann das Abriebverhalten des Notlaufrings spezifisch eingestellt werden. Die Reibung kann somit zuverlässig über einen längeren Zeitraum vermindert und die Zerstörung des Fahrzeugluftreifens und/oder des Stützelementes verzögert werden. Die Laufleistung eines solchen Fahrzeugluftreifens im Notlauf ist somit weiter erhöht.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Notlaufring ein oder mehrere Depots aufweist, welche eine Substanz mit reibungsmindernder Wirkung, insbesondere eine Substanz mit reibungsmindernder Wirkung enthaltend zumindest ein Wachs und/oder zumindest ein Fett, enthalten. Hierdurch wird die reibungsmindernde Wirkung des Notlaufrings zusätzlich erhöht, wodurch die Laufleistung im Notlauf zusätzlich erhöht wird. Ein Depot ist dabei ein Hohlraum im elastomeren Material, der die Substanz mit reibungsmindernder Wirkung beinhaltet. Die Wand des Depots kann aus einem zum elastomeren Material verschiedenen Material gebildet sein. Depots können die gleiche oder eine unterschiedliche Geometrie aufweisen und die gleiche oder eine unterschiedliche Substanzen beinhalten. Durch die Verteilung der Depots im Notlaufring und/oder die Größe der Depots kann die reibungsmindernde Wirkung gezielt beeinflusst werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Notlaufring eine spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als die spezifische Wärmeleitfähigkeit einer typischen Innenschicht und/oder die größer ist als die spezifische Wärmeleitfähigkeit einer typischen Karkassgummierung, insbesondere unter Notlaufbedingungen. Hierdurch ist eine schnelle Ableitung der im Notlauf entstehenden Wärme gewährleistet, wodurch die Laufleistung erhöht ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die radial innere Oberfläche des Notlaufrings ein Profil auf. Hierdurch ist die Austrittsoberfläche für das Wachs und/oder Fett vergrößert und das Fahrverhalten den Radsystems verbessert. Bevorzugt weist das Profil dabei Profilrillen in Umfangsrichtung auf.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die radial äußere Oberfläche des Notlaufrings ein Profil und die daran angrenzende Oberfläche des Trägerrings ein dazu gegengleiches Profil auf. Hierdurch ist die Kontaktoberfläche zwischen den angrenzenden Schichten erhöht, wodurch der Zusammenhalt der Schichten durch die vergrößerte Oberfläche, die für eine Verbindung durch Vulkanisation und/oder eine elastische Klebeverbindung zur Verfügung steht, im Vergleich zu einer unprofilierten Oberfläche verbessert ist. Vorteilhaft ist eine Profilierung zudem zur Bewältigung von im Notlauf auftretenden Kräften wie Seiten- und/oder Torsionskräften. Bevorzugt weist das Profil dabei Profilrillen in Umfangsrichtung auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Notlaufring so ausgebildet, dass er zur Montage einteilig auf einen Felgenblock einer zumindest zweiteiligen Felge aufgeschoben wird und im montierten Zustand eng auf der Felge aufliegt und dass der Trägerring der Stützvorrichtung so ausgebildet ist, 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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Eine Erhöhung der Laufleistung im Notlauf ist vorteilhaft für Nutzfahrzeugreifen. Insbesondere für Nutzfahrzeugreifen für Militärfahrzeuge, für Feuerwehrfahrzeuge, für Unimogs, für Off-Road-Fahrzeuge oder für ein Fahrzeug für den Einsatz in Steinbrüchen, Minen oder als Kran, ist die zuverlässige Erhöhung der Laufleistung im Notlauf vorteilhaft.
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Die Erfindung umfasst auch ein Radsystem für Kraftfahrzeuge aufweisend eine Felge mit Felgenhörnern, einen auf der Felge montierten Fahrzeugluftreifen und eine auf der Felge axial innerhalb des Fahrzeugluftreifens montierte solche Stützvorrichtung, welche einen weitgehend formstabilen Trägerring und radial außen einen Notlaufring aufweist, welcher maximal das radial äußerste Drittel der Stützvorrichtung einnimmt, und wobei der Notlaufring aus einem elastomeren Material gebildet ist, welches zumindest ein Wachs und/oder zumindest ein Fett enthält, wobei das elastomere Material einen höheren, bevorzugt einen mindestens 10 mal höheren, Gewichtsanteil (Gew.-%) an Wachs und/oder an Fett als eine typische Karkassgummierung eines Fahrzeugluftreifens aufweist.
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Die reibungsmindernde Wirkung des Fettes und/oder Waches des elastomeren Materials der Notlaufschicht sorgt so für eine kontinuierliche Verminderung der Reibung an der Kontaktfläche zwischen der Notlaufschicht und dem Stützelement. Das die unter der mit dem Notlauf einhergehenden Belastung reibungsmindernde elastomere Material der Notlaufschicht wird somit am Ort großer Reibung zur Verfügung gestellt, wodurch die Reibung dort zuverlässig vermindert und die Zerstörung des Fahrzeugluftreifens und/oder der Stützvorrichtung verzögert wird. Die Laufleistung eines solchen Fahrzeugluftreifens im Notlauf ist somit erhöht.
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Vorzugsweise ist der Trägerring so ausgebildet, dass es die Wülste des Fahrzeugluftreifens zumindest im Notlauf gegen die Felgenhörner presst und auf der Felge fixiert.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Figuren, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher beschrieben. Dabei zeigt die:
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1 einen Radialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Radsystem;
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2 einen Teilradialschnitt durch eine erfindungsgemäßes Stützelement;
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4 und 5 jeweils einen Abschnitts eines Profils einer Oberfläche eines Notlaufrings.
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Die 1 zeigt einen Radialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Radsystem 1 aufweisend eine Felge 2 mit Felgenhörnern 3, einen auf der Felge 2 montierten Fahrzeugluftreifen 4 und eine auf der Felge 2 axial innerhalb des Fahrzeugluftreifens 4 montierte Stützvorrichtung 5, deren radiale Höhe die radiale Höhe der Felgenhörner 3 übersteigt, wobei im Notlauf die Stützvorrichtung 5 radial außerhalb der radialen Höhe der Felgenhörner 3 mit dem Fahrzeugluftreifen 4 in Berührung kommt und Last aufnimmt. Die Stützvorrichtung 5 ist dabei im Bereich der Felge 2 so ausgebildet, dass im Notlauf die Wulstbereiche des Fahrzeugluftreifens 4 gegen die Felgenhörner 3 der Felge 2 gepresst und somit fixiert werden. Der Fahrzeugluftreifen 4 ist dabei ein Nutzfahrzeugreifen. Der Fahrzeugluftreifen 4 weist Seitenwände 6, Wulste 7 mit je einem Wulstkern 8, eine mehrlagige Karkasse 9, welche vom Zenitbereich 10 des Fahrzeugluftreifens 4 über die Seitenwände 6 bis in die Wulstbereiche reicht und dort durch Umschlingen zugfester Wulstkerne 8 verankert ist, ein radial außerhalb der Karkasse 9 befindliches Laufstreifen-Gürtelpaket 11 und eine radial innerhalb der Karkasse 9 angeordnete weitgehend luftundurchlässige Innenschicht 12, beispielsweise aus einem Halobutyl-Kautschuk, auf.
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Die Stützvorrichtung 5 weist einen weitgehend formstabilen Trägerring 14 und radial außen einen Notlaufring 13 auf. Der Notlaufring 13 nimmt dabei weniger als das radial äußerste Drittel der Stützvorrichtung 5 ein. Der Notlaufring 13 ist aus einem elastomeren Material gebildet, welches zumindest ein Wachs enthält, wobei das elastomere Material einen höheren, bevorzugt einen mindestens 10 mal höheren, Gewichtsanteil Gew.-% an Wachs als die Karkassgummierung des Fahrzeugluftreifens 4 aufweist. Das elastomere Material weist zudem eine spezifische Wärmeleitfähigkeit auf, die unter Notlaufbedingungen größer ist als die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Innenschicht 12 und der Gummierung der Karkasse 9. Die radial innere Oberfläche des Notlaufrings 13 weist ein Profil 15 und die daran angrenzende Oberfläche der radial nächsten Schicht des Trägerrings 14 ein dazu gegengleiches Profil 15 auf.
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Die Felge 2 weist zwei Felgenblöcke 22 auf. Die Stützvorrichtung 5 ist so ausgebildet, dass sie zur Montage einteilig auf einen Felgenblock 22 aufgeschoben wird und im montierten Zustand eng auf der Felge 2 aufliegt. Der Trägerring 14 ist dabei so ausgebildet, dass er in montiertem Zustand die Wulste gegen die Felgenhörner klemmt.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt eines Radialschnittes durch einen weiteren erfindungsgemäßen Stützring 5. Der Stützring 5 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Stützring 5 dadurch, dass das elastomere Material des Notlaufrings 13 Fett entählt, wobei der Gewichtsanteil (Gew.-%) an Fett am elastomeren Material größer ist als der Gewichtsanteil an Fett an einer typischen Karkassgummierung. Weiter weist der Notlaufring 13 Depots 16 auf, welche ein Fett als Substanz mit reibungsmindernder Wirkung enthalten. Es handelt sich dabei um einen Nutzfahrzeugreifen für militärische Einsatzkräfte. Alternativ oder zusätzlich zum gezeigten Profil 15 der radial inneren Oberfläche des Notlaufrings 13 kann auch die radial äußere Oberfläche des Notlaufrings 13 ein Profil aufweisen.
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Die 3 bis 5 zeigen jeweils einen Abschnitt eines Schnitts durch ein Profil 15 der radial äußeren und/oder der radial inneren Oberfläche eines Notlaufrings 13.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radsystem
- 2
- Felge
- 3
- Felgenhorn
- 4
- Fahrzeugluftreifen
- 5
- Stützvorrichtung
- 6
- Seitenwand
- 7
- Wulst
- 8
- Wulstkern
- 9
- Karkasse
- 10
- Zenitbereich
- 11
- Laufstreifen-Gürtelpaket
- 12
- Innenschicht
- 13
- Notlaufring
- 14
- Trägerring
- 15
- Profil
- 16
- Depot
- 22
- Felgenblock
- rR
- radiale Richtung
- aR
- axiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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