DE102020204219A1

DE102020204219A1 - Ring zum Montieren eines Vollreifens von einer Felge und Verfahren zur Herstellung dieses Ringes

Info

Publication number: DE102020204219A1
Application number: DE102020204219.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias-Stephan Müller; Volker Schroeder
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2021-10-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ring (8) zum Montieren eines Vollreifens (1) auf oder von einer Felge (5), wobei der Vollreifen (1) mit einer an einem (2) seiner axialen Ränder (2, 3) vorgesehenen, nach radial innen weisenden umlaufenden Zehe (4) in eine entsprechend geformte Felgenrille (6) eingreift, welche nach axial außen durch ein niedriges Felgenhorn (7) begrenzt ist, wobei der Ring (8) eine derartige Querschnittskontur aufweist, dass die radial äußere Seite (10) kegelförmig ist mit einem größten Außendurchmesser (D1) geringfügig größer als der Außendurchmesser (D2) des niedrigen Felgenhornes (7) und mit einer Neigung (α der radial äußeren Seite (10) gegenüber der Rotationsachse kleiner 25° und, dass die radial innere Seite (11) entsprechend der Felgenrille (6) ausgebildet ist, wobei der Ring (8) einfach geschlitzt ist und aus einem so flexiblen Material besteht, dass er bis auf einen lichten Innendurchmesser gespreizt werden kann, welcher größer ist als der Außendurchmesser (D2) des niedrigen Felgenhornes (7). Der Ring (8) zeichnet sich dadurch aus, dass dieser Kunststoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ring zum Montieren eines Vollreifens von einer Felge, wobei der Vollreifen mit einer an einem seiner axialen Ränder vorgesehenen, nach radial innen weisenden umlaufenden Zehe in eine entsprechend geformte Felgenrille eingreift, welche nach axial außen durch ein niedriges Felgenhorn begrenzt ist, wobei der Ring eine derartige Querschnittskontur aufweist, dass die radial äußere Seite kegelförmig ist mit einem größten Außendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des niedrigen Felgenhornes und mit einer Neigung der radial äußeren Seite gegenüber der Rotationsachse kleiner 25° und, dass die radial innere Seite entsprechend der Felgenrille ausgebildet ist, wobei der Ring einfach geschlitzt ist und aus einem so flexiblen Material besteht, dass er bis auf einen lichten Innendurchmesser gespreizt werden kann, welcher größer ist als der Außendurchmesser des niedrigen Felgenhornes. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen dieses Ringes.
Unter „Montage“ ist sowohl das Aufziehen des Vollreifens auf die Felge als auch die Demontage des Reifens von der Felge verstanden.
Der Begriff „Ring“ und der Begriff „Montagering“ werden synonym verwendet.
Ein Ring zum Montieren eines Vollreifens von einer Felge und das Verfahren zum Demontieren des Vollreifens mithilfe dieses Ringes ist aus der DE 39 10 807 C1 bekannt.
Die vorgenannte umlaufende Rille der Felge enthält die tiefste Stelle des Felgenbettes und korrespondiert in ihrer Querschnittsgestaltung mit der nach radial innen weisenden Zehe des Vollgummireifens. Das Zusammenwirken von Reifenzehe und Felgenrille ergibt einen sicheren Sitz des Vollreifens auch bei axialer Belastung infolge Kurvenfahrt. Dieser feste Sitz des Vollreifens auf der Felge hat aber auch zur Folge, dass das Aufziehen bzw. Demontieren des Vollreifens, insbesondere bei einer einteiligen Felge, sehr schwierig ist und häufig den Vollreifen derart im Bereich der nach radial innen weisenden Zehe schädigt, so dass dieser zu Ausschuss wird.
Um das Aufziehen und das Demontieren dieses Vollgummireifens auf insbesondere einer einteiligen Felge wird in der DE 39 10 807 C1 ein Ring aus Hartgummi vorgeschlagen, welcher vorzugsweise geschlitzt ist und in den umlaufenden Ring der Felge eingelegt wird. Der Vollgummireifen wird dann durch eine gleitende Bewegung auf die Felge über die von dem Ring aus Hartgummi gefüllte Rille geschoben und so weit axial zusammengepresst, dass der Ring wieder entnommen werden kann und anschließend wird der Vollgummireifen abgepresst und kann seinen erwünschten Sitz auf der Felge einnehmen. Zur Demontage werden die vorgenannten Schritte rückwärts ausgeführt.
Die Herstellung von den vorgenannten Ringen aus Hartgummi, welche je nach Felgengröße in bestimmten, den Felgengrößen angepassten Dimensionen vorliegen müssen, ist aufwändig und daher teuer. Zumal die Ringe nur in vergleichsweise geringen Stückzahlen mit den nachfolgend genannten Schritten gefertigt werden:

- Fertigung der Mischung im Innenmischer oder Walzwerk
- Strainern der Mischung
- Extrusion des jeweiligen Profils
- Vulkanisiation in entsprechenden Vulkanisierformen
- Entgratung von Austrieben, welche während der Vulkanisation an dem Produkt entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Ring zur Montage eines Vollreifens auf einer Felge zur Verfügung zu stellen, welcher kostengünstig zu fertigen ist. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung dieses vorgenannten Ringes zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird in Bezug auf den Ring dadurch gelöst, dass der Ring aus Kunststoff, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, gefertigt ist.
Kunststoff ist ein kostengünstiger Werkstoff mit einer hohen Marktverfügbarkeit. Die Eigenschaften von Kunststoffen sind an die materialseitigen Anforderungen des Kunststoffproduktes sehr gut anpassbar. Zudem ist ein geringes Gewicht des Produktes realisierbar.
Zweckmäßig ist es, wenn der Ring eine Größe aufweist, welche für Felgen ≤ 28 Zoll einsetzbar ist. Der Ring aus Kunststoff ist für diverse Felgengrößen unter hoher Haltbarkeit einsetzbar.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kunststoff Polyamid 6 oder Polyoxymethylen ist. Diese sind gut verarbeitbar und zu einem günstigen Preis marktverfügbar. Grundsätzlich sind alle Kunststoffe nutzbar, welche im Spritzgussverfahren einsetzbar sind.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kunststoff durch Festigkeitsträger aufweist und hierdurch verstärkt ist. Der Kunststoff ist an die Anforderungen hinsichtlich Stabilität und Haltbarkeit anzupassen.
Zweckmäßig ist es, wenn die Festigkeitsträger Fasern sind und vorzugsweise aus Glas bestehen.
Zweckmäßig ist es, wenn der Ring je nach Größe zur optischen Zuordbarkeit zur richtigen Felgengröße eine andere Oberflächengestaltung aufweist. Die Oberflächengestaltung kann beispielsweise anhand von Informationen, Oberflächenstrukturen, Mustern oder Farbgestaltung erfolgen.
In Bezug auf das Verfahren zur Herstellung des Ringes wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Ring im Spritzgussverfahren mit den nachfolgenden Schritten hergestellt ist:

- Beschickung der Plastifiziereinheit mit geeignetem Granulat, Pulver oder Gemisch;
- Plastifizieren und Dosieren des Granulates, Pulvers oder Gemisches zur Schmelze in der Plastifiziereinheit;
- Einspritzen der Schmelze in den Hohlraum des Formwerkzeuges;
- Nachdrücken und Abkühlen der Schmelze;
- Entformen des fertigen Ringes als Spritzling.

Die finale Ringform wird bereits im Fertigungsprozess erhalten und muss nicht aus einem Vollmaterial herausgearbeitet werden.
Zweckmäßig ist es, wenn man Granulat oder Pulver verwendet, welches mit Festigkeitsträgern zu einem Gemisch versetzt ist, wobei das Granulat oder Pulver Polyamid 6 und/oder Polyoxymethylen aufweist und wobei die Festigkeitsträger vorzugsweise Glasfasern sind. Hierdurch ist der Ring an die Anforderungen hinsichtlich Stabilität und Haltbarkeit anzupassen.
Zweckmäßig ist es, wenn man ein Formwerkzeug verwendet, welches Hohlräume für wenigstens 2 verschiedene Ringgrößen für wenigstens 2 verschiedene Größen von Felgen in Zoll verwendet. Hierdurch sind kostengünstig und zeiteffizient in einem Spritzgussvorgang mehrere Ringe unterschiedlicher Größe hergestellt. Die wenigstens 2 in den wenigstens 2 verschiedenen Ringgrößen gefertigten Ringe weisen nach dem Entformen ihre finale Form auf, sind produktionsbedingt jedoch durch Fließkanäle miteinander verbunden, welche vom finalen Produkt zu entfernen sind.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen, welche schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert.
Es zeigen die:

1 einen Vollreifen auf einteiliger Felge und
2a - 2d die wesentlichen Stadien des durch die Vorrichtung ermöglichten Demontageverfahrens.

Die 1 zeigt einen Vollreifen 1 auf einer einteiligen Felge 5. Der Vollreifen stützt sich mit seinem rechten Rand 3 gegenüber einem Felgenhorn 13 in der gleichen Weise ab, wie es von mehrteiligen Felgen für Vollreifen vorbekannt ist. Am anderen Rand 2 des Vollreifens 1 ist hingegen eine nach radial innen weisende Zehe 4 ausgebildet, die in eine entsprechende Rille 6 der Felge 5 eingreift. Die Rille 6 ist zum axial äußeren Rand der Felge hin durch ein niedriges Felgenhorn 7 begrenzt. Um einen sicheren und - insbesondere im Bereich der Zehe 4 - vorgenannten Sitz des Vollreifens 1 auf der einteiligen Felge 5 mit guter Reproduzierbarkeit zu erzielen, weist der Vollreifen 1 radial innen liegend Wulstkerne 12 auf. Der kleinste Durchmesser D₄ der Wulstkerne 12 ist größer als der größte Außendurchmesser D₂ des niedrigen Felgenhornes 7.
In der 2a ist der Vollreifen 1 durch Presskrafteinwirkung auf seinen Rand 2 in Richtung auf das hohe Felgenhorn 13 soweit zusammengepresst, dass die Felgenrille 6 freiliegt. Die Reifenzehe 4 ist dabei auf der Rillenflanke 14 nach radial außen aufgestiegen. Nach dieser Verformung ist die Reifenzehe 4 in axialer und in radialer Richtung auf Druck vorgespannt, während sie nur in der Umfangsrichtung auf Zug vorgespannt ist.
Die 2b zeigt den Vollreifen 1 in gleicher Stellung zueinander wie die 2a. In die freigelegte Felgenrille 6 ist ein einfach geschlitzter Kunststoffring 8, hergestellt im Spritzgussverfahren, dessen radial innere Seite 11 entsprechend dem Querschnitt der Felgenrille 6 ausgebildet ist, und dessen äußere Seite 10 als nach radial außen hin sich vergrößernde Kegelfläche ausgebildet ist, wobei der größte Außendurchmesser D₁ des Montageringes 8 mindestens soviel größer ist als der größte Außendurchmesser D₂ des niedrigen Felgenhornes 7, dass der größte Außendurchmesser D₁ des Demontageringes unter der Druckbelastung, die sich in der Stellung ergibt, die 2c zeigt, noch so groß ist, dass die Reifenzehe 4 am Ende der als Rampe wirkenden äußeren Seite 10 des Demontierringes 8 an keiner Stufe aufzusteigen braucht. Als Kegelwinkel α gegenüber der Rotationsachse haben sich 15° bewährt. Dieser Winkel ist in der 2b der Einfachheit halber gegenüber einer Parallele 9 zur Rotationsachse eingetragen.
Nach Einlegen der Demontierungen 8 wird auf die Vollreifen 1 einwirkende axiale Presskraft allmählich wieder abgebaut, so dass er sich entspannt, siehe 2c. Es verlagert sich nicht nur der linke Rand 2, sondern auch die Reifenzehe 4 (wieder) nach axial links. Dabei gleitet die Reifenzehe 4 auf die radial äußere Seite 10 des Demontierringes 8 auf. Der sich in der Felgenrille 6 abstützende Montagering 8 bildet mit seiner äußeren Seite 10 dabei eine Rampe, die es der Reifenzehe 4 ermöglicht, unbeschädigt auf die Spitze des niedrigen Felgenhornes 7 der Felge 5 aufzusteigen. Vorteilhafter Weise sind die Abmessungen und Elastizitäten der Felge 5, des Montageringes 8 und der Reifenzehe 4 so aufeinander abgestimmt, dass die äußere Kontur 10 des Montageringes 8 an ihrem axial äußeren Rand stetig und knickfrei in die Kontur des Felgenhornes 7 übergeht. Soweit infolge unvermeidlicher Fertigungstoleranzen eine Stufe an der Übergangsstelle zwischen Montagering 8 und Felgenhorn 7 nicht ganz zu vermeiden ist, ist darauf zu achten, dass diese Stufe aus der Sicht der sich axial bewegenden Reifenzehe 4 eine absteigende und keinesfalls eine aufsteigende Stufe ist.
Nachdem die Reifenzehe 4 die Höhe des niedrigen Felgenhornes 7 erklommen hat, kann, wie in der 2d gezeigt, der Reifen durch Presskrafteinwirkung auf den axialen Rand 3 des Vollreifens 1, der am hohen Felgenhorn 13 der Felge 5 anliegt, von der Felge 5 abgedrückt werden. Wegen dem als Rampe eingelegten Montagering 8 können auch die anderen Reifenpartien die Felgenrille 6 und das niedrige Felgenhorn 7 schadensfrei überwinden.
Durch die Herstellung des Montageringes 8 mittels Spritzgussverfahren ist das Verfahren zur Herstellung zeitlich und hinsichtlich der Kosten deutlich verbessert.
Bezugszeichenliste

1: Vollreifen
2: Axialer Rand des Vollreifens
3: Axialer Rand des Vollreifens
4: Zehe
5: Felge
6: Rille
7: niedriges Felgenhorn
8: Montagering
9: Parallele
10: radial äußere Seite des Montageringes
11: radial innere Seite des Montageringes
12: Wulstkern
13: hohes Felgenhorn
14: Rillenflanke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3910807 C1 [0004, 0006]

Claims

Ring (8) zum Montieren eines Vollreifens (1) auf oder von einer Felge (5), wobei der Vollreifen (1) mit einer an einem (2) seiner axialen Ränder (2, 3) vorgesehenen, nach radial innen weisenden umlaufenden Zehe (4) in eine entsprechend geformte Felgenrille (6) eingreift, welche nach axial außen durch ein niedriges Felgenhorn (7) begrenzt ist, wobei der Ring (8) eine derartige Querschnittskontur aufweist, dass die radial äußere Seite (10) kegelförmig ist mit einem größten Außendurchmesser (D1) geringfügig größer als der Außendurchmesser (D2) des niedrigen Felgenhornes (7) und mit einer Neigung (α der radial äußeren Seite (10) gegenüber der Rotationsachse kleiner 25° und, dass die radial innere Seite (11) entsprechend der Felgenrille (6) ausgebildet ist, wobei der Ring (8) einfach geschlitzt ist und aus einem so flexiblen Material besteht, dass er bis auf einen lichten Innendurchmesser gespreizt werden kann, welcher größer ist als der Außendurchmesser (D2) des niedrigen Felgenhornes (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (8) aus Kunststoff besteht.
Ring (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser (8) eine Größe aufweist, welche für Felgen ≤ 28 Zoll einsetzbar ist.
Ring (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Polyamid 6 oder Polyoxymethylen ist.
Ring (8) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Festigkeitsträger aufweist.
Ring (8) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeitsträger Fasern sind und vorzugsweise aus Glas bestehen.
Ring (8) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser (8) je nach Größe zur optischen Zuordbarkeit zur richtigen Felgengröße eine andere Oberflächengestaltung aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Ringes (8) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (8) im Spritzgussverfahren mit den nachfolgenden Schritten hergestellt ist: - Beschickung der Plastifiziereinheit mit geeignetem Granulat, Pulver oder Gemisch; - Plastifizieren und Dosieren des Granulates, Pulvers oder Gemisches zur Schmelze in der Plastifiziereinheit; - Einspritzen der Schmelze in den Hohlraum des Formwerkzeuges; - Nachdrücken und Abkühlen der Schmelze; - Entformen des fertigen Ringes (8) als Spritzling.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man Granulat oder Pulver verwendet, welches mit Festigkeitsträgern zu einem Gemisch versetzt ist, wobei das Granulat oder Pulver Polyamid 6 und/oder Polyoxymethylen aufweist und wobei die Festigkeitsträger vorzugsweise Glasfasern sind.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Formwerkzeug verwendet, welches Hohlräume für wenigstens 2 verschiedene Ringgrößen für wenigstens 2 verschiedene Größen von Felgen in Zoll verwendet.