DE102019208102A1

DE102019208102A1 - Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug

Info

Publication number: DE102019208102A1
Application number: DE102019208102.9A
Authority: DE
Inventors: Chih-Hsun Lin
Original assignee: Wonderland Switzerland AG
Current assignee: Wonderland Switzerland AG
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2020-07-30
Also published as: GB2580989A; US20200238645A1; GB2580989B; CN111497525A; GB201906930D0

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung (1) für ein Leichtbaufahrzeug umfasst die folgenden Schritte: (a) Bereitstellen eines Rads (2), das eine Felge (21) umfasst, die eine vertiefte Außenfläche (211) aufweist; (b) Anordnen eines Schaumreifenkerns (3) an dem Rad (2), sodass eine ringförmige Innenfläche (31) des Schaumreifenkerns (3) an der vertieften Außenfläche (211) der Felge (21) anliegt, (c) Auftragen eines Haftvermittlers (5) auf eine Innenfläche eines Gummimantels (4) und/oder eine ringförmige Außenfläche (32) des Schaumreifenkerns (3), und (d) Wickeln des Gummimantels (4) auf den Schaumreifenkern (3), sodass die Innenfläche des Gummimantels (4) in Press-Wirkverbindung mit der ringförmigen Außenfläche (32) des Schaumreifenkerns (3) gebracht wird.

Description

Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug.
Ein herkömmliches nicht aufblasbares Rad für Kinderwagen umfasst üblicherweise ein Rad, einen aus einem elastischen Schaumstoff hergestellten und an dem Rad angeordneten Reifenkern und einen auf den Reifenkern gewickelten Gummimantel. Da der elastische Schaumstoff des Reifenkerns bei relativ hohen Temperaturen jedoch zu Schrumpfung neigt, kann sich die Kompaktheit zwischen dem Reifenkern und dem Gummimantel verringern, was eine Verschiebung zwischen dem Reifenkern und dem Gummimantel verursachen kann und hierdurch die Benutzersicherheit stark beeinträchtigt.
Um das vorgenannte Problem zu lösen, setzen die meisten bestehenden Techniken die Abwandlung des strukturellen Aufbaus des Reifenkerns und/oder des Gummimantels ein, wie diejenigen, die in US-Patentanmeldung Nr. US2004/0007301 A1 und in der chinesischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. CN 2631795Y offenbart sind, um eine hohe Kompaktheit zwischen dem Reifenkern und dem Gummimantel zu bieten.
Eine Aufgabe der Offenbarung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug vorzusehen, um den vorgenannten Mangel der herkömmlichen Radanordnung für Kinderwagen zu mindern oder zu beseitigen.
Gemäß der Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug die folgenden Schritte:

(a) Bereitstellen eines Rads, das eine Felge umfasst, die eine vertiefte Außenfläche aufweist;
(b) Anordnen eines Schaumreifenkerns an dem Rad, sodass eine ringförmige Innenfläche des Schaumreifenkerns an der vertieften Außenfläche der Felge anliegt;
(c) Auftragen eines Haftvermittlers auf eine Innenfläche eines Gummimantels und/oder eine ringförmige Außenfläche des Schaumreifenkerns; und
(d) Wickeln des Gummimantels auf den Schaumreifenkern, sodass die Innenfläche des Gummimantels in Press-Wirkverbindung mit der ringförmigen Außenfläche des Schaumreifenkerns gebracht wird.

Das Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug gemäß der Offenbarung kann die Kompaktheit zwischen dem Schaumreifenkern und dem Gummimantel durch die Schritte (c) und (d) wie vorstehend beschrieben verbessern, um eine Verschiebung zwischen dem Schaumreifenkern und dem Gummimantel zu verhindern.
Andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung gehen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) hervor. Es zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug gemäß der Offenbarung;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Radanordnung, die mittels der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Offenbarung hergestellt wurde;
3 eine perspektivische Schnittansicht eines Gummimantels der Radanordnung;
4 eine perspektivische Ansicht der Radanordnung; und
5 eine perspektivische Schnittansicht der Radanordnung.

Bezugnehmend auf 1, 2 und 3 umfasst eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Radanordnung 1 für ein Leichtbaufahrzeug die folgenden Schritte: (a) Bereitstellen eines Rads 2, (b) Anordnen eines Schaumreifenkerns 3 an dem Rad 2, (c) Auftragen eines Haftvermittlers 5 und (d) Wickeln eines Gummimantels 4 auf den Schaumreifenkern 3.
Das Rad 2 umfasst eine Felge 21, die eine vertiefte Außenfläche 211 aufweist. Die vertiefte Außenfläche 211 weist zwei gegenüberliegende Kanten 212 auf.
Der Schaumreifenkern 3 weist eine ringförmige Innenfläche 31 und eine ringförmige Außenfläche 32 gegenüber der ringförmigen Innenfläche 31 auf und ist aus einem elastischen Material hergestellt. Beispiele des elastischen Materials, das zur Herstellung des Schaumreifenkerns 3 geeignet ist, umfassen, ohne hierauf beschränkt zu sein, Ethylenvinylacetat, thermoplastisches Polyurethan, Polypropylen und Kombinationen davon. Der Schaumreifenkern 3 weist eine Dichte auf, die beispielsweise im Bereich von 0,04×10³ kg/m³ bis 0,12×10³ kg/m³ liegt, ist aber nicht darauf beschränkt. In bestimmten Ausführungsformen ist der Schaumreifenkern 3 aus Polypropylen hergestellt und hat eine Dichte im Bereich von 0,045×10³ kg/m³ bis 0,09×10³ kg/m³, wodurch der Schaumreifenkern 3 mit einem besseren Dämpfungsvermögen versehen wird. In bestimmten Ausführungsformen ist der Schaumreifenkern 3 aus thermoplastischem Polyurethan hergestellt und weist eine Dichte im Bereich von 0,04×10³ kg/m³ bis 0,12×10³ kg/m³ auf, wodurch der Schaumreifenkern 3 mit einem besseren Dämpfungsvermögen versehen wird.
Der Gummimantel 4 umfasst eine Felgenwand 41 und zwei gegenüberliegende umlaufende Seitenwände 42. Die Felgenwand 41 weist zwei gegenüberliegende Randbereiche 411 auf. Die beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände 42 erstrecken sich jeweils derart nach innen und radial von einem entsprechenden der beiden gegenüberliegenden Randbereiche 411, dass sie an einer Umfangskante 421 enden. Der Gummimantel 4 kann aus jedem beliebigen Gummimaterial hergestellt werden, das üblicherweise zur Herstellung von Gummimänteln verwendet wird.
Der Haftvermittler 5 kann jeder beliebige Haftvermittler sein, der zur Verklebung von Gummi- und elastischem Schaumstoff geeignet ist. Ein nicht beschränkendes Beispiel des Haftvermittlers 5 ist der 3M™ Scotch-Weld™ Industrial Adhesive 4799, der Erdöldestillat, n-Hexan, Magnesiumresinat (CAS-Nr.:68037-42-3), Talkum, Kohlenwasserstoffharz, Polyisopren, Poly(Styrol-Butadien-Copolymer), Zink-Calcium-Resinat (CAS-Nr.: 68334-35-0), Polystyrol, Toluol und Ethanol enthält.
In Schritt (b) wird der Schaumreifenkern 3 an dem Rad 2 angeordnet, sodass die ringförmige Innenfläche 31 des Schaumreifenkerns 3 an der vertieften Außenfläche 211 der Felge 21 anliegt.
In Schritt (c) wird der Haftvermittler 5 auf eine Innenfläche des Gummimantels 4 und/oder die ringförmige Außenfläche 32 des Schaumreifenkerns 3 aufgetragen.
In bestimmten Ausführungsformen wird der Haftvermittler 5 auf die ringförmige Außenfläche 32 des Schaumreifenkerns 3 aufgetragen.
In bestimmten Ausführungsformen wird der Haftvermittler 5 auf die Innenfläche des Gummimantels 4 und insbesondere auf eine Innenfläche der Felgenwand 41 und/oder Innenflächen der umlaufenden Seitenwände 42 aufgetragen. Der Haftvermittler 5 kann beispielsweise auf die Innenfläche der Felgenwand 41 des Gummimantels 4, die Innenflächen der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände 42 oder die Innenfläche der Felgenwand 41 und die Innenflächen der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände 42 aufgetragen werden. Der Haftvermittler 5 kann in einer in der Technik bekannten Weise wie beispielsweise Dispensieren und Sprühbeschichtung aufgebracht werden, ist aber nicht darauf beschränkt.
In Schritt (d) wird der Gummimantel 4 auf den Schaumreifenkern 3 gewickelt, sodass die Innenfläche des Gummimantels 4 in Press-Wirkverbindung mit der ringförmigen Außenfläche 32 des Schaumreifenkerns 3 gebracht wird, und sodass die Umfangskante 421 von jeder der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände 42 des Gummimantels 4 in Eingriff mit einer entsprechenden der beiden gegenüberliegenden Kanten 212 der vertieften Außenfläche 211 der Felge 21 gebracht wird. Insbesondere wird die Umfangskante 421 der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände 42 des Gummimantels 4 jeweils zwischen den Schaumreifenkern 3 und eine entsprechende der beiden gegenüberliegenden Kanten 212 der vertieften Außenfläche 211 der Felge 21 gepresst.
Bezugnehmend auf 4 und 5 umfasst die Radanordnung 1, die mittels der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Offenbarung hergestellt wird, das Rad 2, den Schaumreifenkern 3, der an dem Rad 2 angeordnet ist, und den Gummimantel 4, der auf den Schaumreifenkern 3 gewickelt und mittels des Haftvermittlers 5 auf den Schaumreifenkern 3 geklebt ist. Der Kürze halber werden in diesem Dokument Details des Rads 2, des Schaumreifenkerns 3, des Gummimantels 4 und des Haftvermittlers 5 weggelassen. Die Radanordnung 1 ist ein nicht aufblasbarer Reifen und kann für Kinderwagen, Fahrräder oder Ähnliches verwendet werden.
Nachfolgend werden Beispiele der Offenbarung beschrieben. Es sei angemerkt, dass diese Beispiele nur beispielhaft und erklärend sind und nicht als eine Beschränkung der Offenbarung aufgefasst werden sollten.
Beispiel 1:
Ein Rad (Größe: 9,5 Zoll), ein Schaumreifenkern (Größe: 11,5 Zoll, Material: Ethylenvinylacetat, Dichte: 0,141 g/cm³), und ein Gummimantel (Größe: 11,75 Zoll, Material: Gummi) wurden bereitgestellt. Der Schaumreifenkern wurde an dem Rad angeordnet. Auf eine ringförmige Außenfläche des Schaumreifenkerns wurde ein Haftvermittler (3M™ Scotch-Weld™ Industriehaftvermittler 4799, 0,9 g/cm³) aufgetragen. Der Gummimantel wurde auf den Schaumreifenkern gewickelt, sodass eine Innenfläche des Gummimantels in Press-Wirkverbindung mit der ringförmigen Außenfläche des Schaumreifenkerns gebracht wurde, um eine Radanordnung (Umfang: 11 Zoll) für ein Leichtbaufahrzeug zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 1:
Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt, nur dass in Vergleichsbeispiel 1 der Haftvermittler nicht aufgetragen wurde.
Auswerten der Eigenschaften:
Torsionstest
Für jede der Radanordnungen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde gemäß den folgenden Verfahren der Torsionstest unter verschärften Prüfbedingungen durchgeführt.
Jede der Radanordnungen aus Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde drei Mal einer Temperaturwechselbeanspruchung unterzogen. Jede Temperaturwechselbeanspruchung wurde verwirklicht, indem jede der Radanordnungen für 12 Stunden in einer Umgebung von 70° C platziert wurde, gefolgt von der Bewegung der Radanordnungen in eine andere Umgebung von 23° C für 12 Stunden. Jede der Radanordnungen wurde dann unter Verwendung eines Drehmomentschlüssels (Hersteller: KANON, Modell: DTC-500EXL) einer Torsionsprüfung unterzogen. Der Gummimantel jeder Radanordnung wurde gedreht, während der Schaumreifenkern an einer festen Position gehalten wurde, und die sich zwischen dem Gummimantel und dem Schaumreifenkern bildende Torsion wurde zu dem Zeitpunkt gemessen, als der Gummimantel sich in Bezug zu dem Schaumreifenkern zu drehen begann. Die Ergebnisse der Torsionsprüfung sind in nachstehender Tabelle 1 dargestellt.
Sicherheitsprüfung:
Für jede der Radanordnungen aus Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde gemäß den folgenden Verfahren die Sicherheitsprüfung unter verschärften Prüfbedingungen durchgeführt.
Jede der Radanordnungen aus Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde drei Mal einer Temperaturwechselbeanspruchung unterzogen. Jede Temperaturwechselbeanspruchung wurde implementiert, indem jede der Radanordnungen für 12 Stunden in einer Umgebung von 70 °C platziert wurde, gefolgt von der Verlagerung der Radanordnungen zu einer anderen Umgebung von 23 °C für 12 Stunden. Dann wurde jede Radanordnung an einem Kinderwagen verbaut und gemäß den Bestimmungen der Norm ASTM F833 und der europäischen Norm EN1888 einer Bremsprüfung unterzogen.
Darüber hinaus wurde die Sicherheitsprüfung für jede Radanordnung von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 unter normalen Prüfbedingungen durchgeführt. Die normalen Prüfbedingungen unterschieden sich von den verschärften Prüfbedingungen darin, dass für die Sicherheitsprüfung unter normalen Prüfbedingungen die Temperaturwechselbeanspruchung an den Radanordnungen jeweils nicht durchgeführt wurde. Die Ergebnisse der Sicherheitsprüfung sind in nachstehender Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1

			Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 1
Torsionsprüfung (verschärft)	Torsion zwischen einem Gummimantel und einem Schaumreifenkern (kgf)	erster Versuch	413	99
Torsionsprüfung (verschärft)		zweiter Versuch	466	79,5
Sicherheitsprüfung	ASTM F833	normale Prüfbedingungen	nicht gemessen	bestanden
	ASTM F833	verschärfte Prüfbedingungen	bestanden	bestanden
	EN 1888	normale Prüfbedingungen	nicht gemessen	bestanden
	EN 1888	verschärfte Prüfbedingungen	bestanden	nicht bestanden (12 mm Verschiebung)

Basierend auf den Ergebnissen der Torsionsprüfung ist, wie in Tabelle 1 gezeigt, die Torsion zwischen dem Gummimantel und dem Schaumreifenkern der Radanordnung von Beispiel 1, die zu dem Zeitpunkt aufgezeichnet wurde, als der Gummimantel sich in Bezug auf den Schaumreifenkern zu drehen begann, relativ hoch. Die hohe Torsion deutet auf eine relativ hohe Kompaktheit zwischen dem Gummimantel und dem Schaumreifenkern der Radanordnung von Beispiel 1 hin. Darüber hinaus hat der Kinderwagen auf Grundlage der Sicherheitsprüfung mit der installierten Radanordnung von Beispiel 1 die Sicherheitsbestimmungen der Norm ASTM F833 und der europäischen Norm EN1888 bestanden. Im Vergleich zeigte die Radanordnung von Vergleichsbeispiel 1 nicht nur eine relativ niedrige Torsion zwischen dem Gummimantel und dem Schaumreifenkern, sondern bestand außerdem nicht die Sicherheitsbestimmung der europäischen Norm EN1888, die unter verschärften Prüfbedingungen durchgeführt wird. Um die Sicherheitsprüfung zu bestehen, die gemäß den Prüfverfahren 10.2.3, 10.2.4, oder 10.2.5 der europäischen Norm EN1888 durchgeführt wird, muss „ein Fahrzeug an einem Gefälle für mindestens 1 Minute statisch sein“, und die Radanordnung von Vergleichsbeispiel 1 bestand die Bremsprüfung nicht, als eine Verschiebung von 12 mm beobachtet wurde.
Zusammengefasst erreicht das Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung für ein Leichtbaufahrzeug gemäß der Offenbarung eine außergewöhnliche Verbesserung der Kompaktheit zwischen dem Schaumreifenkern und dem Gummimantel durch Schritte (c) und (d), wodurch eine Verschiebung zwischen dem Schaumreifenkern und dem Gummimantel verhindert wird. Darüber hinaus zeigt die Radanordnung, die mittels des Verfahrens gemäß der Offenbarung hergestellt wurde, eine Wärmebeständigkeit, die mit einem herkömmlichen aufblasbaren Reifen vergleichbar ist, und somit kann für einen Benutzer eines Leichtbaufahrzeugs (wie eines Kinderwagens), an dem die Radanordnung installiert ist, ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet werden.
Für ein umfassendes Verständnis der Ausführungsform(en) wurden in der vorstehenden Beschreibung zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt. Für den Fachmann wird es allerdings offensichtlich sein, dass eine oder mehrere Ausführungsformen ohne einige dieser spezifischen Details ausgeführt werden können. Außerdem sind Bezüge in dieser Patentschrift auf „eine Ausführungsform“, eine Ausführungsform mit der Angabe einer Ordnungszahl und so weiter derart zu verstehen, dass ein bestimmtes Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in der Ausführung der Offenbarung umfasst sein kann. Es wird ferner angemerkt, dass in der Beschreibung zum Zwecke der Vereinfachung der Offenbarung und zur Verständnishilfe von verschiedenen erfinderischen Gesichtspunkten verschiedene Merkmale teilweise in einer einzelnen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung davon zusammengefasst sind, und dass bei der Ausführung der Offenbarung ein oder mehrere Merkmale oder spezifische Details aus einer Ausführungsform gegebenenfalls mit einem oder mehreren Merkmalen oder spezifischen Details aus einer anderen Ausführungsform ausgeführt werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2004/0007301 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Radanordnung (1) für ein Leichtbaufahrzeug, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Bereitstellen eines Rads (2), das eine Felge (21) umfasst, die eine vertiefte Außenfläche (211) aufweist; (b) Anordnen eines Schaumreifenkerns (3) an dem Rad (2), sodass eine ringförmige Innenfläche (31) des Schaumreifenkerns (3) an der vertieften Außenfläche (211) der Felge (21) anliegt; (c) Auftragen eines Haftvermittlers (5) auf eine Innenfläche eines Gummimantels (4) und/oder eine ringförmige Außenfläche (32) des Schaumreifenkerns (3); und (d) Wickeln des Gummimantels (4) auf den Schaumreifenkern (3), sodass die Innenfläche des Gummimantels (4) in Press-Wirkverbindung mit der ringförmigen Außenfläche (32) des Schaumreifenkerns (3) gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) der Haftvermittler (5) auf die ringförmige Außenfläche (32) des Schaumreifenkerns (3) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertiefte Außenfläche (211) der Felge (21) zwei gegenüberliegende Kanten (212) aufweist und der Gummimantel (4) eine Felgenwand (41) mit zwei gegenüberliegenden Randbereichen (411) und zwei gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwänden (42) umfasst, die sich jeweils derart nach innen und radial von einem entsprechenden der beiden gegenüberliegenden Randbereiche (411) erstrecken, dass sie an einer Umfangskante (421) enden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) der Haftvermittler (5) auf eine Innenfläche der Felgenwand (41) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) der Haftvermittler (5) auf Innenflächen der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände (42) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) der Haftvermittler (5) auf eine Innenfläche der Felgenwand (41) und Innenflächen der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände (42) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (d) die Umfangskante (421) der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände (42) des Gummimantels (4) jeweils in Eingriff mit einer entsprechenden der beiden gegenüberliegenden Kanten (212) der vertieften Außenfläche (211) der Felge (21) gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskante (421) der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Seitenwände (42) des Gummimantels (4) jeweils zwischen den Schaumreifenkern (3) und eine entsprechende der beiden gegenüberliegenden Kanten (212) der vertieften Außenfläche (211) der Felge (21) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumreifenkern (3) aus einem elastischen Schaumstoff hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Schaumstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylenvinylacetat, thermoplastischem Polyurethan, Polypropylen und Kombinationen davon.