DE102022110609A1 - Wheel device with radially external tire unit and method and use - Google Patents
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Abstract
Bei herkömmlichen Rädern mit Luft-/Druckschläuchen oder bei schlauchlosen Rädern wird ein Reifen bzw. Reifenmantel auf die Felge des Rades gezogen und von innen mit Druck beaufschlagt. Dieses Konzept hat sich über die Jahre sehr bewährt und ist in mannigfaltiger Umsetzung auch bei Optimierung z.B. der Karkasse des Reifens für diverse Anwendungsbereiche erfolgreich realisiert worden. Für die Zukunft geht es jedoch auch um die Frage, ob bzw. inwiefern dieser klassische Aufbau alternativ ausgestaltet werden kann, insbesondere um ressourcenschonend zumindest einige der verwendeten Materialien substituieren und/oder nachhaltiger verwenden zu können. Erfindungsgemäß wird eine Radvorrichtung aufweisend eine Felge und einen darin aufgenommenen Druckschlauch und eine an der Felge befestigte Reifeneinheit bereitgestellt, bei welcher der Druckschlauch in einem ersten Radialabschnitt und die Reifeneinheit separat davon in einem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt angeordnet sind, wobei die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig an einer Innenkontur der Felge zur Anlage kommt. Hierdurch ergeben sich neue Anwendungs-/Nutzungsmöglichkeiten.With conventional wheels with air/pressure tubes or with tubeless wheels, a tire or tire casing is pulled onto the rim of the wheel and pressurized from the inside. This concept has proven itself very well over the years and has been successfully implemented in a variety of ways, including optimizing the tire carcass for various areas of application. For the future, however, it is also a question of whether or to what extent this classic structure can be designed alternatively, in particular in order to be able to substitute at least some of the materials used in a resource-saving manner and/or to use them more sustainably. According to the invention, a wheel device is provided having a rim and a pressure hose accommodated therein and a tire unit attached to the rim, in which the pressure hose is arranged in a first radial section and the tire unit is arranged separately therefrom in a further radial section located further outward, the tire unit being non-positively/positively locking comes into contact with an inner contour of the rim. This opens up new application/usage possibilities.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radvorrichtung insbesondere für Elektrofahrzeuge, aufweisend eine Felge und einen darin aufgenommenen Druckschlauch und eine an der Felge befestigte Reifeneinheit, wobei die Reifeneinheit radial außen vom Druckschlauch angeordnet/montierbar ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen/Zusammenbauen einer solchen Radvorrichtung, insbesondere bei zumindest teilweiser Automatisierung der Montage der einzelnen Komponenten, sowie eine entsprechende Anlage dafür. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung einer mittels Verschlussring zusammenbaubaren Felge einer Radvorrichtung zur Aufnahme einer Reifeneinheit. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.The present invention relates to a wheel device, in particular for electric vehicles, having a rim and a pressure hose accommodated therein and a tire unit attached to the rim, the tire unit being arranged/mountable radially outside of the pressure hose. The present invention further relates to a method for producing/assembling such a wheel device, in particular with at least partial automation of the assembly of the individual components, and to a corresponding system for this. Last but not least, the present invention also relates to the use of a rim of a wheel device that can be assembled using a locking ring to accommodate a tire unit. In particular, the invention relates to a device and a method according to the preamble of the respective independent claim.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Bei herkömmlichen Rädern mit Luft-/Druckschläuchen und auch bei schlauchlosen Rädern wird ein Reifen bzw. Reifenmantel üblicherweise auf die Felge des Rades gezogen und von innen derart mit Druck beaufschlagt, dass der Reifen kraft-/reibschlüssig an der Felge zur Anlage kommt. Dieses Konzept hat sich über die Jahre sehr bewährt und ist in mannigfaltiger Umsetzung auch bei Optimierung z.B. der Karkasse des Reifens für diverse Anwendungsbereiche erfolgreich realisiert worden. Für die Zukunft geht es jedoch auch um die Frage, ob bzw. inwiefern dieser klassische Aufbau alternativ ausgestaltet werden kann, insbesondere um ressourcenschonend zumindest einige der verwendeten Materialien substituieren und/oder nachhaltiger verwenden zu können oder z.B. den Materialaufbau beispielsweise hinsichtlich einer/der Karkasse des Reifens möglichst einfach ausgestalten zu können. Eine/r der Ideen und Ansätze zur Verbesserung von Aufbau und Zusammensetzung von Rädern aller Art wird dabei auch durch die Anforderung getrieben, die einzelnen verwendeten Materialien nachhaltiger wiederverwenden zu können und die Handhabung der einzelnen Komponenten über deren gesamten Lebenszyklus einfacher auszugestalten.With conventional wheels with air/pressure hoses and also with tubeless wheels, a tire or tire casing is usually pulled onto the rim of the wheel and pressurized from the inside in such a way that the tire comes into contact with the rim in a non-positive/frictional manner. This concept has proven itself very well over the years and has been successfully implemented in a variety of ways, including optimizing the tire carcass for various areas of application. For the future, however, it is also a question of whether or to what extent this classic structure can be designed alternatively, in particular in order to be able to substitute at least some of the materials used in a resource-saving manner and/or to use them more sustainably or, for example, to change the material structure, for example with regard to one of the carcasses To be able to design the tire as simply as possible. One of the ideas and approaches for improving the structure and composition of all types of wheels is also driven by the requirement to be able to reuse the individual materials used more sustainably and to make the handling of the individual components easier over their entire life cycle.
Gemäß dem Stand der Technik wird der Reifenmantel an beiden Stirnseiten der Felge durch den Reigeninnendruck kraftschlüssig an der Felge zur Anlage gebracht; die Montage des Reifens, insbesondere was Autoreifen betrifft, erfolgt durch speziell dafür konzipierte Maschinen, bei welchen ein Werkzeug oder das Rad rotiert und relativ zur Felge in Umfangsrichtung bewegt wird, um den Reifenrand über den Felgenrand zu zwingen. Eine manuelle De-/Montage ist demnach bei vielen Radtechnologien insbesondere aufgrund der wirkenden/anzusetzenden Kräfte nicht möglich. Beispielhaft kann die Veröffentlichung
Ausgehend vom Stand der Technik ist ein Bedarf an einem neuen alternativen Konzept für den konstruktiven Aufbau des Rades und die Konzipierung der einzelnen Komponenten insbesondere umfassend den Reifen zu spüren. Es besteht dabei auch Interesse an einem verbesserten bzw. weniger komplexen Materialmanagement. Nicht zuletzt besteht insbesondere hinsichtlich des gesamten Lebenszyklus des Rades/Reifens auch Interesse an technischen Lösungen, die eine größere Variabilität ermöglichen, ohne dabei die für die Fahrpraxis (für den tatsächlichen Gebrauch der Räder) erforderliche Sicherheit zu beeinträchtigen.Based on the state of the art, there is a need for a new alternative concept for the structural design of the wheel and the design of the individual components, particularly the tire. There is also interest in improved or less complex material management. Last but not least, particularly with regard to the entire life cycle of the wheel/tire, there is also interest in technical solutions that enable greater variability without compromising the safety required for driving practice (for the actual use of the wheels).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Aufgabe ist, eine Reifenvorrichtung bereitzustellen, bei welcher sich bei gleichzeitig möglichst hoher Sicherheit im praktischen Gebrauch auch eine größere Variabilität hinsichtlich Optimierung von individuellen Eigenschaften und Verwendung bestimmter Materialien und Komponenten realisieren lässt. Auch ist es Aufgabe, eine solche Reifenvorrichtung derart zu konzipieren, dass deren Herstellung/Bereitstellung und auch nachhaltige Wiederverwendung oder Reparatur (z.B. Überholung/Instandsetzung teilweise verschlissener Komponenten) oder Entsorgung vereinfacht werden kann. Nicht zuletzt ist es Aufgabe, eine Reifenvorrichtung derart auszugestalten, dass eine Materialauswahl vereinfacht werden kann und auch aus einem möglichst breiten Materialspektrum getroffen werden kann, bei möglichst einfachem Aufbau der einzelnen Komponenten des Rades.The task is to provide a tire device in which greater variability in terms of optimization of individual properties and use of certain materials and components can be achieved while at the same time ensuring the highest possible level of safety in practical use. It is also the task of designing such a tire device in such a way that its production/provision and sustainable reuse or repair (e.g. overhaul/repair of partially worn components) or disposal can be simplified. Last but not least, it is the task to design a tire device in such a way that material selection can be simplified and can also be made from the widest possible range of materials, with the simplest possible structure of the individual components of the wheel.
Diese Aufgabe wird durch eine Radvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem nebengeordneten Verfahrensanspruch sowie durch Verwendungen gemäß dem nebengeordneten Verwendungsanspruch sowie durch eine Anlage gemäß dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den jeweiligen Unteransprüchen erläutert. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.This object is achieved by a wheel device according to
Bereitgestellt wird eine Radvorrichtung, insbesondere für Elektrofahrzeuge, aufweisend eine Felge und einen darin aufgenommenen Druckschlauch und eine an der Felge befestigte Reifeneinheit; Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Druckschlauch in einem ersten Radialabschnitt und die Reifeneinheit separat davon (als eigenständige Komponente) in einem weiteren weiter radial außenliegenden Radialabschnitt angeordnet sind, wobei der Druckschlauch (bei bestimmungsgemäßem Gebrauch, also im mit Druck beaufschlagtem Zustand) derart mit nach radial außen wirkender Druckkraft auf eine Innenmantelfläche der Reifeneinheit wirkt, dass die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig an gegenüberliegenden Innenkonturen der Radvorrichtung zur Anlage kommt, wobei eine der Innenkonturen durch die Felge bereitgestellt ist. Dies liefert einen in radialer Richtung sequentiellen Aufbau, bei welchem die Reifeneinheit auch in vergleichsweise kurzer radialer Erstreckung (schmaler radialer Ausdehnung) bereitgestellt werden kann, also vergleichsweise schlank und materialsparend, und ohne eine Funktion als Druckkörper. Die Reifeneinheit kann radial außen vom Druckschlauch angeordnet/montierbar sein, also unabhängig vom Druckschlauch. Insbesondere kann die Reifeneinheit auch bei Ausgestaltung aus Vollmaterial vergleichsweise materialsparend bereitgestellt werden. Der Druckkörper zum Aufbauen eines Gegendrucks gegen die Gewichtskraft eines Fahrzeugs und zum Erzeugen einer für eine betragsmäßig vordefinierbare Haftreibung erforderlichen Anpresskraft kann unabhängig von der Reifeneinheit mittels des Druckschlauchs bereitgestellt werden, welcher bevorzugt radial ganz innen in der Felge vorgesehen ist, und welcher entweder direkt auf die radial innenliegende Fläche der Reifeneinheit wirkt oder indirekt unter Zwischenschaltung insbesondere eines Dämpfungsbandes auf die Reifeneinheit wirkt. Die axiale Erstreckung des Druckschlauchs ist dabei bevorzugt länger als eine radial außenliegende axiale Öffnung der Felge (Montageschnittstelle für Reifeneinheit, mit oder ohne Verschlussring).A wheel device is provided, in particular for electric vehicles, comprising a rim and a pressure hose accommodated therein and a tire unit attached to the rim; According to the invention it is proposed that the Pressure hose in a first radial section and the tire unit are arranged separately therefrom (as an independent component) in a further radial section located further radially outward, the pressure hose (when used as intended, i.e. in the pressurized state) acting in such a way with a radially outwardly acting pressure force on an inner surface The effect of the tire unit is that the tire unit comes into contact with opposing inner contours of the wheel device in a non-positive/positive manner, one of the inner contours being provided by the rim. This provides a structure that is sequential in the radial direction, in which the tire unit can also be provided with a comparatively short radial extent (narrow radial extent), i.e. comparatively slim and material-saving, and without a function as a pressure body. The tire unit can be arranged/mounted radially outside of the pressure hose, i.e. independently of the pressure hose. In particular, the tire unit can be provided in a comparatively material-saving manner, even when designed from solid material. The pressure body for building up a counterpressure against the weight of a vehicle and for generating a contact pressure required for a predefinable amount of static friction can be provided independently of the tire unit by means of the pressure hose, which is preferably provided radially on the very inside of the rim and which is either directly applied to the Radially inner surface of the tire unit acts or acts indirectly on the tire unit with the interposition of a damping band in particular. The axial extent of the pressure hose is preferably longer than a radially external axial opening of the rim (mounting interface for tire unit, with or without locking ring).
Als Felge ist insbesondere ein einstückiger und nicht zur Demontage vorgesehener Aufbau zur Aufnahme der Reifeneinheit zu verstehen, mit einstückig integraler Komposition zumindest in radialer Richtung. Die hier als Felge beschriebene Komponente weist insoweit keine weiteren Unterteilungs- oder Demontagekomponenten auf, sondern stellt ein für sich abgeschlossenes Bauteil dar, zumindest seitens der Reifeneinheit und üblicherweise auch seitens der Achsaufnahme. Die Felge besteht üblicherweise aus metallischem Material, kann jedoch auch in Hinblick auf Gewichtseinsparung aus einem nicht-metallischen (noch leichteren) Leichtbaumaterial aufgebaut sein.A rim is to be understood in particular as a one-piece structure for accommodating the tire unit and not intended for dismantling, with a one-piece, integral composition at least in the radial direction. The component described here as a rim does not have any further subdivision or dismantling components, but rather represents a self-contained component, at least on the part of the tire unit and usually also on the part of the axle mount. The rim usually consists of a metallic material, but can also be made of a non-metallic (even lighter) lightweight material to save weight.
Als ein „kraft-/formschlüssiges zur Anlage kommen“ ist dabei insbesondere eine zumindest kraft-/haftreibschlüssige Verbindung zu verstehen, welche wahlweise (optional) auch durch zusätzliche Formschlusskonturen erweitert werden kann, z.B. bei bestimmten Anforderungen an eine Drehmomentübertragung zwischen Felge und Reifeneinheit. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass die Erfindung zumindest für übliche Kraftfahrzeuganwendungen bereits basierend auf reinem Kraftschluss realisierbar ist; insofern ist der hier zusätzlich beschriebene optional implementierbare Formschluss als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzeptes zu verstehen, beispielsweise hinsichtlich noch höherer Sicherheit oder hinsichtlich Individualisierbarkeit für einzelne Spezialanwendungen. Insofern ist beim hier verwendeten kombinierten Begriff „kraft-/formschlüssig“ die Bezugnahme auf Kraftschluss (Haftreibung) auch vorangestellt.A “positive/positive connection” is understood to mean, in particular, an at least non-positive/static friction connection, which can optionally (optionally) be expanded by additional positive-fitting contours, e.g. in the case of certain requirements for torque transmission between the rim and the tire unit. It should be mentioned at this point that the invention can already be implemented based on pure adhesion, at least for common motor vehicle applications; In this respect, the optionally implementable form fit described here is to be understood as a further advantage of the concept according to the invention, for example in terms of even higher security or in terms of customizability for individual special applications. In this respect, the combined term “positive/positive” used here is also preceded by a reference to adhesion (static friction).
Personifizierte Begriffe, soweit sie hier nicht im Neutrum formuliert sind, können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung alle Geschlechter betreffen.Personalized terms, as long as they are not formulated here in the neuter, can apply to all genders within the scope of the present disclosure.
Der Druckschlauch ist beispielsweise für den bei vielen Rädern herkömmlichen Druckbereich von 2-3bar ausgelegt, beispielsweise auch für Drücke von bis zu 6bar, je nach Anwendung und je nach konstruktiven Details.The pressure hose is designed, for example, for the pressure range of 2-3bar that is common for many bikes, for example also for pressures of up to 6bar, depending on the application and depending on the design details.
Es hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemäße Aufbau auch ein hohes Maß an Sicherheit für die tatsächliche Nutzung der jeweiligen Radvorrichtung sicherstellen kann, also z.B. im Fahrbetrieb an einem Elektroauto, insbesondere dann wenn die Reifeneinheit aus Vollmaterial besteht.It has been shown that the structure according to the invention can also ensure a high degree of safety for the actual use of the respective wheel device, for example when driving an electric car, especially if the tire unit is made of solid material.
Dank des erfindungsgemäßen Aufbaus ist es nicht notwendiger Weise erforderlich, für die Reifeneinheit eine komplexe Materialkombination oder einen komplexen Aufbau mit Karkasse z.B. aus Stahl- oder Karbonmaterialien vorzusehen. Vielmehr kann die Reifeneinheit bereits bei nur einem Material, z.B. Kautschuk oder entsprechende bereits geläufige Ersatzmaterialien (Stichwort Taraxacum-/Löwenzahn-Reifenmaterialien) eine vergleichsweise hohe Steifigkeit und Formbeständigkeit liefern. Insofern kann sich die hier beschriebene Reifeneinheit auch durch ein sehr homogenes Materialgefüge auszeichnen (insbesondere ohne das Erfordernis einer Materialdurchmischung oder einer Materialkombination innerhalb der Reifeneinheit). Zusätzliche Verstärkungen sind nicht notwendigerweise erforderlich. Der erfindungsgemäße Aufbau erleichtert dabei z.B. auch die Ausbildung oder Reparatur oder Grunderneuerung eines bestimmten Profils auf der Lauffläche der Reifeneinheit. Der Fachmann kann die für einen jeweiligen Anwendungsfall besonders vorteilhafte Materialkombination für die hier beschriebenen Komponenten der Radvorrichtung definieren bzw. die entsprechende Materialauswahl treffen.Thanks to the structure according to the invention, it is not necessarily necessary to provide the tire unit with a complex combination of materials or a complex structure with a carcass made of, for example, steel or carbon materials. Rather, the tire unit can provide a comparatively high level of rigidity and dimensional stability with just one material, e.g. rubber or corresponding already common replacement materials (keyword Taraxacum/dandelion tire materials). In this respect, the tire unit described here can also be characterized by a very homogeneous material structure (in particular without the need for material mixing or a combination of materials within the tire unit). Additional reinforcements are not necessarily required. The structure according to the invention also facilitates, for example, the formation or repair or fundamental renewal of a specific profile on the tread of the tire unit. The person skilled in the art can define the material combination that is particularly advantageous for a particular application for the components of the wheel device described here or make the appropriate material selection.
Nicht zuletzt kann auch ein Austausch oder eine Reparatur der Reifeneinheit dadurch erleichtert werden, dass die Reifeneinheit nur einseitig an der Felge (Innenkontur) zur Anlage kommt, also an der anderen Seite durch eine andere Komponente gehalten werden kann (hier: Bezugnahme auf Verschlussring).Last but not least, replacing or repairing the tire unit can also be made easier by the fact that the tire unit is only attached to one side The rim (inner contour) comes into contact, so it can be held on the other side by another component (here: reference to lock ring).
Die hier beschriebene Radvorrichtung eignet sich insbesondere auch für alle herkömmlichen Kraftfahrzeuganwendungen, und auch für Spezialanwendungen, bei denen ein großes Sicherheitsniveau und/oder ein spezifisch angepasstes Reifenprofil oder ein anwendungsspezifischer Aufbau oder eine anwendungsspezifische Dimensionierung gefordert wird.The wheel device described here is particularly suitable for all conventional motor vehicle applications, and also for special applications in which a high level of safety and/or a specifically adapted tire profile or an application-specific structure or an application-specific dimensioning is required.
Dabei kann die Felge insbesondere in sechs radiale Zonen eingeteilt sein: Achsaufnahme, Verschraubung mit Achse, Speichen, Felgenkopf mit erster und zweiter radialer Einbauzone, die hier auch als Radialabschnitte beschrieben werden. Wahlweise fallen die erste und zweite radiale Einbauzone in die radiale Erstreckung des Felgenkopfes, wahlweise ist der Felgenkopf nach radial innen weiter fortgebildet. In der zweiten radialen Einbauzone, also radial ganz außen, ist die Reifeneinheit angeordnet. In der ersten radialen Einbauzone ist/sind Druckschlauch und wahlweise auch ein Dämpfungsband angeordnet. Insofern wird die zweite radiale Einbauzone hier auch als weiterer Radialabschnitt bezeichnet.The rim can in particular be divided into six radial zones: axle mount, screw connection to axle, spokes, rim head with first and second radial installation zones, which are also described here as radial sections. Optionally, the first and second radial installation zones fall into the radial extent of the rim head; optionally, the rim head is further developed radially inwards. The tire unit is arranged in the second radial installation zone, i.e. radially on the very outside. A pressure hose and, optionally, a damping band are arranged in the first radial installation zone. In this respect, the second radial installation zone is also referred to here as a further radial section.
Der Druckschlauch kann mit einem Ventil versehen sein, welches durch einen entsprechenden Durchlass des Felgenkopfes geführt sein kann, insbesondere in einem radial innen liegenden Bereich nahe zum Speichenbereich.The pressure hose can be provided with a valve, which can be guided through a corresponding passage in the rim head, in particular in a radially inner area close to the spoke area.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Reifeneinheit als umlaufendes Reifenband/Reifenprofilband ausgestaltet und besteht bevorzugt aus Vollmaterial. Dies liefert auch Vorteile hinsichtlich der zumindest kraftschlüssigen Schnittstellen zur Felge bzw. zum Verschlussring.According to one exemplary embodiment, the tire unit is designed as a circumferential tire band/tire tread band and preferably consists of solid material. This also provides advantages with regard to the at least non-positive interfaces to the rim or the locking ring.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Reifeneinheit eine zumindest im/in einem mit der Felge überlappenden Radialabschnitt im Querschnitt konische Geometrie auf. Dies begünstigt nicht zuletzt einen durch den Druckschlauch generierten effektiven Kraftschluss an den gegenüberliegenden Innenkonturen.According to one exemplary embodiment, the tire unit has a geometry which is conical in cross section at least in/in a radial section that overlaps with the rim. Last but not least, this promotes an effective frictional connection generated by the pressure hose on the opposing inner contours.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Reifeneinheit eine sanduhrartige im Querschnitt doppelkegelförmige Außenkontur mit gegeneinander gerichteten Kegelspitzen auf, in der Art von zwei konischen sich zueinander hin verjüngenden Abschnitten. Dies liefert auch eine vorteilhafte räumliche Integration der Reifeneinheit, insbesondere bei guter Ausnutzung der verfügbaren axialen Länge (auf die Fahrrichtung bezogen entsprechend also einer guten Ausnutzung der Breite der Radvorrichtung).According to one exemplary embodiment, the tire unit has an hourglass-like, double-conical cross-sectional outer contour with mutually directed cone tips, in the manner of two conical sections that taper towards one another. This also provides an advantageous spatial integration of the tire unit, especially with good utilization of the available axial length (in relation to the direction of travel, corresponding to good utilization of the width of the wheel device).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die kraft-/formschlüssig auf die Reifeneinheit wirkende Innenkontur der Felge wenigstens einen nach innen geneigten Radialabschnitt insbesondere in Ausgestaltung als geneigter umlaufender Schenkel auf, beispielsweise mit einer Neigung von ca. 20-30°, insbesondere 25° gegenüber der radialen Richtung. Dies liefert auch eine für effektiven Kraftschluss vorteilhafte Ausgestaltung, wahlweise auch bei kombinierter Realisierung mit Formschluss zumindest betreffend die Umfangsrichtung (insbesondere zwecks besonders hoher Drehmomentübertragbarkeit, falls erforderlich/gewünscht). Ein/der hier beschriebene Verschlussring kann eine korrespondierend ausgestaltete Geometrie aufweisen (spiegelsymmetrische Neigung nach axial innen).According to one exemplary embodiment, the inner contour of the rim, which acts non-positively/positively on the tire unit, has at least one inwardly inclined radial section, in particular in the form of an inclined circumferential leg, for example with an inclination of approximately 20-30°, in particular 25°, relative to the radial direction . This also provides an advantageous embodiment for effective adhesion, optionally also in combined implementation with positive locking at least in the circumferential direction (in particular for the purpose of particularly high torque transferability, if necessary/desired). A closure ring described here can have a correspondingly designed geometry (mirror-symmetrical inclination axially inwards).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Radvorrichtung einen stirnseitig lateral an der Felge montierbaren Verschlussring, an welchem die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig zur Anlage kommt, wobei eine/die Innenkontur des Verschlussrings bevorzugt spiegelsymmetrisch zum korrespondierenden gegenüberliegenden Radialabschnitt der Felge ausgestaltet ist, insbesondere mit derselben Geometrie bzw. Neigung wie die kraft-/formschlüssig wirkende Innenkontur der Felge. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch eine einfache Montage im Sinne eines axialen Einlegens der Reifeneinheit.According to one exemplary embodiment, the wheel device comprises a locking ring which can be mounted laterally on the rim at the front and on which the tire unit comes into contact in a non-positive/positive manner, wherein one/the inner contour of the locking ring is preferably designed to be mirror-symmetrical to the corresponding opposite radial section of the rim, in particular with the same geometry or .Inclination like the force/positive inner contour of the rim. Last but not least, this also enables simple assembly in the sense of axial insertion of the tire unit.
Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht nicht zuletzt auch eine einfache De-/Montage, insbesondere auch eine manuelle De-/Montage ohne komplexe Anlagentechnik oder Spezialwerkzeuge.Last but not least, the structure according to the invention also enables simple disassembly/assembly, in particular also manual disassembly/assembly without complex system technology or special tools.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel überragt ein/der Verschlussring der Radvorrichtung zumindest in einem Radialabschnitt die Felge bzw. das Material der Felge an der entsprechenden Montageseite, in welchem die Reifeneinheit bzw. das Reifenband vorliegt (sich also zumindest ab dem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt weiter nach radial außen erstreckt, wobei zwecks Montage eine radiale Überlappung nach radial Innen mit dem Material der Felge vorliegen kann). Dies ermöglicht auch, mittels des Verschlussrings eine spezifisch angepasst Formschlusskontur bereitzustellen, mittels welcher in axialer Richtung in die Reifeneinheit eingegriffen werden kann.According to one exemplary embodiment, a/the locking ring of the wheel device projects beyond the rim or the material of the rim at least in a radial section on the corresponding mounting side in which the tire unit or the tire band is present (i.e. at least from the further radial section further outwards towards the outside radially). extends, whereby for assembly purposes there may be a radial overlap radially inwards with the material of the rim). This also makes it possible to provide a specifically adapted form-fitting contour by means of the locking ring, by means of which the tire unit can be engaged in the axial direction.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen der Verschlussring und die Felge korrespondierende Befestigungsmittel insbesondere an vordefinierten Umfangspositionen auf, beispielsweise vier oder fünf über den Umfang gleichverteilte Schraubverbindungskomponenten. Dies begünstigt auch eine sichere Montage und einen sicheren Langzeithalt, wobei wahlweise an wenigstens einer der Schraubverbindungskomponenten zusätzlich auch eine Zentrierung vorgesehen sein kann.According to one exemplary embodiment, the locking ring and the rim have corresponding fastening means, in particular at predefined circumferential positions, for example four or five screw connection components evenly distributed over the circumference. This also promotes secure assembly and a secure long-term hold, wherein a centering can optionally also be provided on at least one of the screw connection components.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Verschlussring und/oder die Felge eine sich axial erstreckende Zentrierung in radialer Richtung auf, insbesondere eine sich zumindest im einstelligen Millimeterbereich axial erstreckende zylindrische Kontur. Dies begünstigt auch die Vermeidung von Unwuchten.According to one exemplary embodiment, the locking ring and/or the rim has an axially extending centering in the radial direction, in particular a cylindrical contour which extends axially at least in the single-digit millimeter range. This also helps avoid imbalances.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Radvorrichtung ein Dämpfungsband, welches in einem zweiten Radialabschnitt zwischen Druckschlauch und Reifeneinheit angeordnet bzw. zwischengeschaltet ist und radial innen den Druckschlauch und radial außen die Reifeneinheit kontaktiert (also zwischen dem erstem Radialabschnitt und dem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt angeordnet ist), wobei das Dämpfungsband bevorzugt auch eingerichtet ist für eine akustische Dämpfung. Dies liefert einen erweiterten Funktionsumfang, der je nach Anwendung optional implementiert werden kann. Die axiale Erstreckung des Dämpfungsbandes ist dabei bevorzugt länger als eine radial außenliegende axiale Öffnung der Felge (Montageschnittstelle für Reifeneinheit, mit oder ohne Verschlussring). Die axiale Erstreckung des Dämpfungsbandes entspricht dabei zumindest annähernd der axialen Erstreckung des Druckschlauchs; insofern können diese beiden Komponenten in einer zumindest annähernd rechteckigen Sektion der Kavität des Felgenkopfes aufgenommen werden.According to one exemplary embodiment, the wheel device comprises a damping band, which is arranged or interposed in a second radial section between the pressure hose and the tire unit and contacts the pressure hose radially on the inside and the tire unit radially on the outside (i.e. is arranged between the first radial section and the further radial section located further outwards), wherein the damping band is preferably also set up for acoustic damping. This provides an extended range of functions that can be optionally implemented depending on the application. The axial extent of the damping band is preferably longer than a radially external axial opening of the rim (mounting interface for tire unit, with or without locking ring). The axial extent of the damping band corresponds at least approximately to the axial extent of the pressure hose; In this respect, these two components can be accommodated in an at least approximately rectangular section of the cavity of the rim head.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein/das Dämpfungsband der Radvorrichtung radial innen und radial außen eine für Haftreibung ausgestaltete/optimierte Oberfläche auf, insbesondere mit entsprechend hohem (Haft-)Reibungskoeffizient. Eine derartige Ausgestaltung begünstigt nicht zuletzt auch eine Minimierung von Relativbewegungen und Reibung der einzelnen Komponenten aneinander. Der Fachmann kann die korrespondierenden Oberflächen(-strukturen) dabei insbesondere auch in Abhängigkeit von der getroffenen Materialauswahl spezifisch aufeinander abstimmen. Da die vom Druckschlauch nach radial außen ausgeübte Normalkraft die Anhaftung über die gesamte Breite optimieren kann, ist das Risiko von Verschleiß an diesen Kontaktflächen vergleichsweise gering.According to one exemplary embodiment, a/the damping band of the wheel device has a surface designed/optimized for static friction radially on the inside and radially on the outside, in particular with a correspondingly high (static) coefficient of friction. Not least, such a design also promotes a minimization of relative movements and friction between the individual components. The person skilled in the art can specifically coordinate the corresponding surfaces (structures) with one another, in particular depending on the material selection made. Since the normal force exerted radially outward by the pressure hose can optimize adhesion across the entire width, the risk of wear on these contact surfaces is comparatively low.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an wenigstens einer Umfangsposition der Felge und an wenigstens einer korrespondierenden Umfangsposition der Reifeneinheit wenigstens eine Formschlusskontur insbesondere in der Art einer Nut-Feder-Verbindung vorgesehen, insbesondere an wenigstens vier oder fünf Umfangspositionen gleichverteilt über den gesamten Umfang und bevorzugt auch an beiden axialen/lateralen Seiten der Felge und der Reifeneinheit. Hierdurch kann die Verbindung zwischen Reifeneinheit und Felge/Verschlussring noch sicherer ausgestaltet werden. Dabei ist die Reifeneinheit bevorzugt aus Vollmaterial ausgestaltet, d.h., die entsprechende Formschlusskontur ist integral ins Material eingearbeitet. Dies begünstigt eine sehr wirksame Kraftübertragung und eine sehr sichere und belastbare Verbindung/Kupplung insbesondere auch bei hohen Drehmomenten.According to one exemplary embodiment, at least one form-fitting contour, in particular in the manner of a tongue-and-groove connection, is provided at at least one circumferential position of the rim and at least one corresponding circumferential position of the tire unit, in particular at at least four or five circumferential positions equally distributed over the entire circumference and preferably also at both axial/lateral sides of the rim and tire assembly. This allows the connection between the tire unit and the rim/locking ring to be made even more secure. The tire unit is preferably made of solid material, i.e. the corresponding form-fitting contour is integrally incorporated into the material. This promotes very effective power transmission and a very secure and resilient connection/coupling, especially at high torques.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Felge einen Felgenkopf mit einer rinnenartigen Kontur/Struktur auf, insbesondere mit radial innenliegender zumindest annähernd rechteckiger Querschnittssektion. Dies begünstigt nicht zuletzt auch das hier beschriebene unilaterale Montagekonzept, bei welchem die einzelnen Komponenten weitgehend ohne Kraftaufwand lediglich axial eingelegt/eingeschoben werden können, also ohne Überwindung irgendwelcher Kanten oder Felgenränder.According to one exemplary embodiment, the rim has a rim head with a channel-like contour/structure, in particular with a radially inner, at least approximately rectangular cross-sectional section. Last but not least, this also benefits the unilateral assembly concept described here, in which the individual components can be inserted/slid in axially largely without any effort, i.e. without having to overcome any edges or rim edges.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Felge einen Felgenkopf auf, welcher eine Kavität zur in radialer Richtung vollständigen Aufnahme des Druckschlauchs und optional auch einem/dem Dämpfungsband der Radvorrichtung definiert, wobei die Kavität bevorzugt auch einen Radialabschnitt von mindestens 30%, insbesondere mindestens 40%, beispielsweise im Bereich von 30-70% der radialen Querschnittserstreckung der Reifeneinheit aufnimmt. Dies begünstigt nicht zuletzt auch eine sehr robuste Anordnung mit vergleichsweise großen Flächen für eine Kraftübertragung.According to one exemplary embodiment, the rim has a rim head which defines a cavity for completely receiving the pressure hose in the radial direction and optionally also a damping band of the wheel device, the cavity preferably also having a radial section of at least 30%, in particular at least 40%, for example in the range of 30-70% of the radial cross-sectional extent of the tire unit. Last but not least, this also favors a very robust arrangement with comparatively large areas for power transmission.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren gemäß dem entsprechenden nebengeordneten Verfahrensanspruch, nämlich durch ein Verfahren zum Herstellen/Zusammenbauen einer Radvorrichtung, insbesondere einer zuvor weiter oben beschriebenen Radvorrichtung, wobei eine Felge und ein zur Anordnung in/an der Felge vorgesehener Druckschlauch und eine an der Felge zu befestigende Reifeneinheit bereitgestellt werden, wobei der Druckschlauch in einem ersten Radialabschnitt und die Reifeneinheit separat davon in einem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt angeordnet werden, wobei stirnseitig lateral ein Verschlussring derart an der Felge montiert wird, insbesondere verschraubt wird, dass die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig am Verschlussring und an einer geometrisch korrespondierenden Innenkontur der Felge zur Anlage kommt, wobei der Druckschlauch derart mit nach radial außen wirkender Druckkraft auf eine Innenmantelfläche der Reifeneinheit wirkend mit Druck beaufschlagt wird, dass die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig mit druckabhängig vordefinierbarer Haftreibungskraft an der Innenkontur der Felge und am Verschlussring zur Anlage kommt, insbesondere auch bei/durch Verwendung einer zuvor weiter oben beschriebenen Reifeneinheit aus Vollmaterial ohne das Erfordernis, die Reifeneinheit über eine Kante der Felge zwingen zu müssen. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile, insbesondere auch in Hinblick auf einen minimierten Montageaufwand und optional manuelles Agieren. Bei zumindest teilweiser Automatisierung der Montage der einzelnen Komponenten, zumindest der Reifeneinheit, kann das Verfahren auch vorteilhaft für eine großen Anzahl von Radvorrichtungen implementiert sein/werden.The aforementioned object is also achieved by a method according to the corresponding independent method claim, namely by a method for producing/assembling a wheel device, in particular a wheel device previously described above, wherein a rim and a pressure hose provided for arrangement in/on the rim and a tire unit to be fastened to the rim can be provided, wherein the pressure hose is arranged in a first radial section and the tire unit is arranged separately therefrom in a further radial section located further outwards, with a locking ring being mounted, in particular screwed, on the front side laterally on the rim in such a way that the tire unit comes to rest in a non-positive/positive manner on the locking ring and on a geometrically corresponding inner contour of the rim, the pressure hose being pressurized with a radially outwardly acting pressure force acting on an inner circumferential surface of the tire unit in such a way that the tire unit is non-positively/positively-fitting with a pressure-dependent predefinable static friction force on the inner contour of the rim and on the lock ring System comes, in particular when/by using a tire unit made of solid material described above, without the need to force the tire unit over an edge of the rim. This results in the advantages mentioned above, especially with regard to minimized assembly effort and optional manual action. With at least partial automation of the assembly of the individual components, at least the tire unit, the method can also be advantageously implemented for a large number of wheel devices.
Gemäß einer Ausführungsform wird in einem zweiten Radialabschnitt zwischen Druckschlauch und Reifeneinheit ein Dämpfungsband vorgesehen, bevor die Reifeneinheit und der Verschlussring montiert werden, wobei das Dämpfungsband radial innen den Druckschlauch und radial außen die Reifeneinheit kontaktiert (also haftreibschlüssig und kraftweiterleitend zwischen dem erstem Radialabschnitt und dem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt wirkend angeordnet wird), wobei das Dämpfungsband akustisch dämpfend zwischen der Reifeneinheit und dem Druckschlauch angeordnet wird. Das Dämpfungsband kann je nach gewünschtem Funktionsumfang und Einsatzbereich der Radvorrichtung im Sinne eines zusätzlichen zwischengeschalteten Zusammenbauschritts vorgesehen werden, insbesondere indem des von stirnseitig-lateral (also in axialer Richtung) über den Druckschlauch geschoben wird.According to one embodiment, a damping band is provided in a second radial section between the pressure hose and the tire unit before the tire unit and the locking ring are mounted, the damping band contacting the pressure hose radially on the inside and the tire unit radially on the outside (i.e. in a frictional and force-transmitting manner between the first radial section and the further one further outward radial section is arranged acting), the damping band being arranged in an acoustically damping manner between the tire unit and the pressure hose. Depending on the desired functional scope and area of application of the wheel device, the damping band can be provided in the sense of an additional intermediate assembly step, in particular by pushing it over the pressure hose from the front-lateral side (i.e. in the axial direction).
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung einer mittels Verschlussring komplettierbaren bzw. zusammenbaubaren Felge zur Aufnahme zumindest eines Druckschlauchs und einer Reifeneinheit und wahlweise auch eines dazwischen angeordneten Dämpfungsbandes, wobei der Druckschlauch in einem ersten Radialabschnitt und die Reifeneinheit separat davon in einem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt angeordnet werden, wobei der Verschlussring stirnseitig lateral derart an der Felge montiert wird, insbesondere verschraubt wird, dass die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig mit druckabhängig vordefinierbarer Haftreibungskraft am Verschlussring und an einer Innenkontur der Felge zur Anlage kommt, wenn der Druckschlauch mit nach radial außen wirkender Druckkraft auf eine Innenmantelfläche der Reifeneinheit wirkend mit Druck beaufschlagt wird, insbesondere in Elektrofahrzeugen, insbesondere mit einer Achsaufnahme der Felge in montierter/verschraubter Anordnung an einer Achse des (Elektro-)Fahrzeugs, insbesondere zum Bereitstellen einer zuvor weiter oben beschriebenen Radvorrichtung. Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere auch in Hinblick auf eine einfache Handhabung und große Variabilität hinsichtlich Individualisierbarkeit der Radvorrichtung für spezifische Anwendungen.The aforementioned object is also achieved by using a rim that can be completed or assembled using a locking ring to accommodate at least one pressure hose and a tire unit and optionally also a damping band arranged between them, with the pressure hose in a first radial section and the tire unit separately therefrom in another further outer section Radial section can be arranged, wherein the locking ring is mounted laterally on the rim on the front side, in particular is screwed, that the tire unit comes into contact with the locking ring and on an inner contour of the rim in a non-positive/positive manner with a pressure-dependent predefinable static friction force when the pressure hose moves radially outwards acting pressure force acting on an inner lateral surface of the tire unit, in particular in electric vehicles, in particular with an axle mount of the rim in a mounted/screwed arrangement on an axle of the (electric) vehicle, in particular for providing a wheel device previously described above. This makes it possible to realize the advantages mentioned above, especially with regard to easy handling and great variability in terms of the ability to individualize the wheel device for specific applications.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Anlage zum Zusammenbauen/Bereitstellen einer zuvor weiter oben beschriebenen Radvorrichtung, wobei die Anlage eingerichtet ist zum relativ zur Achse der Radvorrichtung zentrierten stirnseitig-lateralen Anordnen eines/des Verschlussrings der Radvorrichtung an einer/der Felge der Radvorrichtung und zum kraft-/formschlüssigen Befestigen des Verschlussrings an der Felge derart, dass eine/die zwischen Felge und Verschlussring angeordnete Reifeneinheit kraft-/haftreibschlüssig und wahlweise zusätzlich auch formschlüssig an korrespondierenden Innenkonturen von Felge und Verschlussring zur Anlage kommt, wenn ein radial zwischen Felge und Reifeneinheit angeordneter Druckschlauch mit Druck beaufschlagt ist/wird, wobei die Anlage wahlweise zusätzlich auch eingerichtet ist zum Handhaben und Anordnen wenigstens einer der folgenden Komponenten an/in der Felge: Druckschlauch, Dämpfungsband, Reifeneinheit. Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile insbesondere in Hinblick auf eine vereinfachte De-/Montage realisieren. Dabei können die Komponenten Druckschlauch, Dämpfungsband, Reifeneinheit auch manuell in die Felge eingelegt werden, jeweils weitgehend ohne Kraftaufwand und ohne speziell dafür konzipiertes Werkzeug.The aforementioned object is also achieved by a system for assembling/providing a wheel device described above, the system being set up for front-laterally arranging a/the locking ring of the wheel device on a/the rim of the wheel device, centered relative to the axis of the wheel device and for non-positively/positively fastening the locking ring to the rim in such a way that a tire unit arranged between the rim and locking ring comes into contact with corresponding inner contours of the rim and locking ring in a non-positive/static friction fit and optionally also in a positive fit when a radially between the rim and Tire unit arranged pressure hose is/is pressurized, the system optionally also being set up for handling and arranging at least one of the following components on/in the rim: pressure hose, damping band, tire unit. This makes it possible to realize the previously mentioned advantages, particularly with regard to simplified disassembly/assembly. The components pressure hose, damping band and tire unit can also be inserted manually into the rim, largely without any effort and without a specially designed tool.
Zusammenfassung: Bei herkömmlichen Rädern mit Luft-/Druckschläuchen oder bei schlauchlosen Rädern wird ein Reifen bzw. Reifenmantel auf die Felge des Rades gezogen und von innen mit Druck beaufschlagt. Dieses Konzept hat sich über die Jahre sehr bewährt und ist in mannigfaltiger Umsetzung auch bei Optimierung z.B. der Karkasse des Reifens für diverse Anwendungsbereiche erfolgreich realisiert worden. Für die Zukunft geht es jedoch auch um die Frage, ob bzw. inwiefern dieser klassische Aufbau alternativ ausgestaltet werden kann, insbesondere um ressourcenschonend zumindest einige der verwendeten Materialien substituieren und/oder nachhaltiger verwenden zu können. Erfindungsgemäß wird eine Radvorrichtung aufweisend eine Felge und einen darin aufgenommenen Druckschlauch und eine an der Felge befestigte Reifeneinheit bereitgestellt, bei welcher der Druckschlauch in einem ersten Radialabschnitt und die Reifeneinheit separat davon in einem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt angeordnet sind, wobei die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig an einer Innenkontur der Felge zur Anlage kommt. Hierdurch ergeben sich auch neue Anwendungs-/Nutzungsmöglichkeiten.Summary: With conventional wheels with air/pressure tubes or with tubeless wheels, a tire or tire casing is pulled onto the rim of the wheel and pressurized from the inside. This concept has proven itself very well over the years and has been successfully implemented in a variety of ways, including optimizing the tire carcass for various areas of application. For the future, however, it is also a question of whether or to what extent this classic structure can be designed alternatively, in particular in order to be able to substitute at least some of the materials used in a resource-saving manner and/or to use them more sustainably. According to the invention, a wheel device is provided having a rim and a pressure hose accommodated therein and a tire unit attached to the rim, in which the pressure hose is arranged in a first radial section and the tire unit is arranged separately therefrom in a further radial section located further outward, the tire unit being non-positively/positively locking comes into contact with an inner contour of the rim. This also creates new application/usage possibilities.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
-
1 in einer stirnseitigen Seitenansicht in axialer Richtung gesehen eine Radvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2A bis2D jeweils in einer geschnittenen Seitenansicht einzelne Komponenten einer Radvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
3A bis3C in zwei geschnittenen Seitenansichten und in einer stirnseitigen Seitenansicht einzelne Schritte beim Zusammenbauen von Komponenten einer Radvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
4 einzelne Schritte beim Zusammenbauen von Komponenten einer Radvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
5 in einer Seitenansicht eine Anlage zum Zusammenbauen/Montieren von Komponenten einer Radvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
6 ein Fahrzeug mit Radvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen;
-
1 in a front side view seen in the axial direction a wheel device according to an exemplary embodiment; -
2A until2D each individual components of a wheel device according to an exemplary embodiment in a sectional side view; -
3A until3C in two sectional side views and in a front side view individual steps in assembling components of a wheel device according to an exemplary embodiment; -
4 individual steps in assembling components of a wheel device according to an exemplary embodiment; -
5 in a side view a system for assembling/assembling components of a wheel device according to an exemplary embodiment; -
6 a vehicle with wheel devices according to exemplary embodiments;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die Erfindung wird zunächst unter allgemeiner Bezugnahme auf alle Bezugsziffern und Figuren erläutert. Besonderheiten oder Einzelaspekte oder in der jeweiligen Figur gut sichtbare/darstellbare Aspekte der vorliegenden Erfindung werden individuell im Zusammenhang mit der jeweiligen Figur thematisiert.The invention is first explained with general reference to all reference numbers and figures. Special features or individual aspects or aspects of the present invention that are clearly visible/representable in the respective figure are discussed individually in connection with the respective figure.
Bereitgestellt wird eine Radvorrichtung 10 aufweisend eine um eine Achse 1 lagerbare Felge 11 mit Speichen 3 und mit einem Felgenkopf 11.1, der eine Kavität 11.2 bzw. einen Aufnahmeraum definiert, welche/r eingerichtet ist zur Aufnahme zumindest eines Druckschlauchs 12 und einer radial außen davon anordenbaren Reifeneinheit 14 (Reifenband/Reifenprofilband) und wahlweise auch eines radial dazwischen liegend anordenbaren Dämpfungsbandes 13.A
Als eine der Besonderheiten des erfindungsgemäßen Aufbaus der Felge 11 ist ein an der Felge 11 stirnseitig-lateral montierbarer Verschlussring 15 bereitgestellt, welcher mittels dessen Innenkontur 15.3 in einem radial überlappenden Radialabschnitt 15.5 an einem korrespondierenden Radialabschnitt 11.5 der Felge und auch an einem korrespondierenden Radialabschnitt 14.3 der Reifeneinheit 14 bzw. an der entsprechenden Kontur kraftschlüssig zur Anlage bringbar ist, insbesondere in Abhängigkeit von einem mittels des Druckschlauchs von innen auf die Innenmantelfläche 14.1 der Reifeneinheit 14 erzeugtem Innendruck bzw. in Abhängigkeit von der auf die Kontaktflächen wirkenden resultierenden Normalkraft. Die Befestigung erfolgt mittels korrespondierender Befestigungsmittel 11.6, 15.6, welche beispielsweise in Ausgestaltung als Schraubverbindungen gleichverteilt über den Umfang bereitgestellt sein können. Wahlweise ist zusätzlich auch eine Zentrierung 11.8 vorgesehen, insbesondere zwecks leichterer Montage und zwecks Vermeidung einer Unwucht. Eine/die Zentrierung kann auch an einem oder mehreren Schäften von Befestigungsmitteln an der Felge vorgesehen sein.As one of the special features of the structure of the
Die Felge 11 weist im Felgenkopf eine Innenkontur 11.3 auf, welche einseitig durch einen nach innen geneigten Radialabschnitt bzw. Schenkel 11.4 definiert ist. Der Verschlussring 15 weist bevorzugt dieselbe Geometrie bzw. Innenkontur 15.3 auf, also ebenfalls einen nach innen geneigten Schenkelabschnitt. Die Befestigung zwischen Felge und Verschlussring kann in korrespondierenden überlappenden Radialabschnitten 11.5, 15.5 erfolgen.The
Insofern weist die Radvorrichtung 10 einen Felgenkopf mit zwei oder drei charakteristischen Radialabschnitten auf, in denen jeweils nur eine der hier beschriebenen Komponenten vorgesehen sind (in der Art einer radialen Reihenschaltung), nämlich der Druckschlauch in einem ersten Radialabschnitt R1 (radial am weitesten innenliegend), dann optional in einem optionalen zweiten Radialabschnitt R2 (also radial außen vom ersten Radialabschnitt) das optional verwendbare Dämpfungsband, und schließlich radial ganz außen in einem weiterem weiter radial außen liegenden Radialabschnitt R3 die Reifeneinheit (insbesondere Reifenprofilband aus Vollmaterial).In this respect, the
Die Verbindung zwischen Reifeneinheit und Felge, also die Kraftübertragung (zumindest was Drehmomente betrifft) zwischen Untergrund und (Antriebs-)Achse, erfolgt im Wesentlichen kraftschlüssig basierend auf Haftreibung an den aneinander anliegenden Konturen von Felge bzw. Verschlussring und Reifeneinheit. Wahlweise kann zusätzlich auch eine Formschlusskontur 11.7 insbesondere in der Art einer Nut-Feder-Verbindung vorgesehen sein, wobei an der Reifeneinheit korrespondierende Formschlusskonturen 14.7 an den entsprechenden Umfangspositionen vorgesehen sein können.The connection between the tire unit and the rim, i.e. the power transmission (at least as far as torque is concerned) between the ground and the (drive) axle, is essentially non-positive based on static friction on the adjacent contours of the rim or locking ring and tire unit. Optionally, a form-fitting contour 11.7 can also be provided, in particular in the manner of a tongue-and-groove connection, with corresponding form-fitting contours 14.7 being provided at the corresponding circumferential positions on the tire unit.
Beispielsweise weist die Reifeneinheit im Querschnitt einen ersten Radialabschnitt 14.3 mit konischer nach radial außen schmaler werdender Geometrie auf und einen zweiten Radialabschnitt 14.5 mit konischer nach radial außen breiter werdender Geometrie auf. Dies begünstigt auch ein rein kraftschlüssiges Einfassen/Einrahmen mittels des Verschlussrings 15. Die Lauffläche der Reifeneinheit 14 kann mit einem individuellen Profil 14.9 versehen sein, welches insbesondere dann vorteilhaft genutzt und erneuert werden kann, wenn die Reifeneinheit 14 aus Vollmaterial besteht.For example, the tire unit has a first radial section 14.3 in cross section conical geometry that narrows radially outwards and a second radial section 14.5 with a conical geometry that widens radially outwards. This also promotes purely non-positive edging/framing by means of the locking
Die hier beschriebene Radvorrichtung 10 kann z.B. händisch und/oder mittels einer Anlage 20 zum Zusammenbauen/Bereitstellen der Radvorrichtung in zusammengebautem oder auch bereits am Fahrzeug montiertem Zustand bereitgestellt werden. Dazu kann die Radvorrichtung an einer Achse 21 angeordnet werden. Ein Handhabungsroboter 23 kann mittels eines Greifers 25 den Verschlussring am Felgenkopf zur Anlage bringen und mittels eines Werkzeugs 27 an den dafür vorgesehenen Befestigungsmitteln befestigen, z.B. auch bei vordefiniertem Drehmoment. Wahlweise kann die Anlage 20 dabei auch eingerichtet sein für eine Unwuchtprüfung, also für eine vergleichsweise schnelle Rotation der Radvorrichtung bei mehreren vordefinierten Drehzahlen.The
Ein Verfahren zum Herstellen/Zusammenbauen/Bereitstellen einer solchen Radvorrichtung 10 umfasst insbesondere die folgenden Schritte: Schritt S1 Bereitstellen einer Felge 11 insbesondere an einer Achse zusammen mit einem Druckschlauch 12 und einer Reifeneinheit 14, insbesondere mit in einer Anlage 20 zum Zusammenbauen zumindest dieser Komponenten logistisch zusammengeführtem Materialfluss; Schritt S2 Anordnen des Druckschlauchs 12 in einem ersten Radialabschnitt R1; Schritt S3 Anordnen der Reifeneinheit 14 in einem weiteren weiter außenliegenden Radialabschnitt R3; Schritt S4 Montieren/Befestigen des Verschlussrings 15 stirnseitig-lateral an der Felge 11 und dadurch kraft-/formschlüssiges Einfassen der Reifeneinheit.A method for producing/assembling/providing such a
Mit anderen Worten: Der Verschlussring kann stirnseitig lateral derart an der Felge montiert werden, dass die Reifeneinheit kraft-/formschlüssig am Verschlussring und an einer Innenkontur der Felge zur Anlage kommt, wobei der Kraftschluss dadurch maximiert wird, dass der Druckschlauch derart mit nach radial außen wirkender Druckkraft auf eine Innenmantelfläche der Reifeneinheit wirkend mit Druck beaufschlagt wird, dass die Reifeneinheit mit druckabhängig vordefinierbarer Haftreibungskraft einerseits an der Innenkontur des Felgenkopfes und andererseits am Verschlussring zur Anlage kommt. Wahlweise kann nach dem Einlegen des Druckschlauchs und vor dem Einlegen der Reifeneinheit zwischen Druckschlauch und Reifeneinheit in einem zweiten Radialabschnitt R2 ein Dämpfungsband 13 vorgesehen werden, wobei das Dämpfungsband in bestimmungsgemäßer Einbaulage radial innen den Druckschlauch und radial außen die Reifeneinheit kontaktiert.In other words: The locking ring can be mounted laterally on the front side of the rim in such a way that the tire unit comes into contact with the locking ring and on an inner contour of the rim in a non-positive/positive manner, with the adhesion being maximized by the pressure hose extending radially outwards acting pressure force acting on an inner surface of the tire unit is pressurized so that the tire unit comes into contact with the pressure-dependent predefinable static friction force on the one hand on the inner contour of the rim head and on the other hand on the locking ring. Optionally, after inserting the pressure hose and before inserting the tire unit between the pressure hose and the tire unit, a damping
Die Vorteile des hier beschriebenen Verfahrens ergeben sich insbesondere auch dadurch, dass die einzelnen Komponenten weitgehend kraftlos und ohne spürbare Materialdehnung in den Felgenkopf eingelegt werden können. Der Druckschlauch kann zwar einen leicht kleineren Durchmesser aufweisen als der Felgenkopf bzw. als dessen Schnittstelle/Kupplung zum Verschlussring, jedoch ist dies nicht nachteilig, da der Druckschlauch im entspannten Zustand vergleichsweise flexibel ist und problemlos auch manuell in den Felgenkopf eingelegt werden kann.The advantages of the method described here arise in particular from the fact that the individual components can be inserted into the rim head largely without force and without noticeable material stretching. Although the pressure hose can have a slightly smaller diameter than the rim head or its interface/coupling to the locking ring, this is not disadvantageous since the pressure hose is comparatively flexible in the relaxed state and can easily be inserted manually into the rim head.
Beispielsweise ist ein Elektrofahrzeug 100 mit den hier beschriebenen Radvorrichtungen ausgestattet. Im Folgenden werden Besonderheiten der Erfindung unter Bezugnahmen auf einzelne Figuren bzw. Ausführungsbeispiele erläutert.For example, an
In
In den
In den
In
In
In
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Achseaxis
- 33
- Speichespoke
- 1010
- RadvorrichtungWheel device
- 1111
- Felgerim
- 11.111.1
- FelgenkopfRim head
- 11.211.2
- Kavität bzw. Aufnahmeraum, definiert durch Felgenkopf(innenkontur)Cavity or receiving space, defined by rim head (inner contour)
- 11.311.3
- InnenkonturInner contour
- 11.411.4
- nach innen geneigter Radialabschnitt bzw. Schenkel der Felgeinwardly inclined radial section or leg of the rim
- 11.511.5
- überlappender Radialabschnittoverlapping radial section
- 11.611.6
- BefestigungsmittelFasteners
- 11.711.7
- Formschlusskontur insbesondere in der Art einer Nut-Feder-VerbindungPositive locking contour, particularly in the form of a tongue-and-groove connection
- 11.811.8
- Zentrierungcentering
- 1212
- Druckschlauchpressure hose
- 1313
- DämpfungsbandDamping tape
- 1414
- Reifeneinheit (Reifenband/Reifenprofilband)Tire unit (tire band/tire tread band)
- 14.114.1
- InnenmantelflächeInner lateral surface
- 14.314.3
- erster Radialabschnitt mit im Querschnitt konischer Geometriefirst radial section with a conical geometry in cross section
- 14.514.5
- zweiter Radialabschnitt mit im Querschnitt konischer Geometriesecond radial section with a conical geometry in cross section
- 14.714.7
- Formschlusskontur insbesondere in der Art einer Nut-Feder-VerbindungPositive locking contour, particularly in the form of a tongue-and-groove connection
- 14.914.9
- Profilprofile
- 1515
- Verschlussring, stirnseitig lateral (in axialer Richtung) montierbarLocking ring, can be mounted laterally (in the axial direction) on the front side
- 15.315.3
- InnenkonturInner contour
- 15.515.5
- überlappender Radialabschnittoverlapping radial section
- 15.615.6
- BefestigungsmittelFasteners
- 2020
- Anlage zum Zusammenbauen/Bereitstellen einer RadvorrichtungSystem for assembling/providing a wheel device
- 2121
- Achseaxis
- 2323
- HandhabungsroboterHandling robots
- 2525
- Greifer für VerschlussringGripper for lock ring
- 2727
- Werkzeug für BefestigungsmittelFastener tool
- 100100
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- S1S1
- Bereitstellen von Felge und Druckschlauch und ReifeneinheitProviding rim and pressure hose and tire unit
- S2S2
- Anordnen des Druckschlauchs in einem ersten Radialabschnitt der FelgeArranging the pressure hose in a first radial section of the rim
- S3S3
- Anordnen der Reifeneinheit in einem weiteren weiter außenliegenden RadialabschnittArranging the tire unit in a further radial section located further outwards
- S4S4
- Montieren/Befestigen eines/des Verschlussrings stirnseitig-lateral an der FelgeMounting/attaching one of the locking rings to the front-lateral side of the rim
- R1R1
- erster Radialabschnittfirst radial section
- R2R2
- zweiter Radialabschnitt (radial außen vom ersten Radialabschnitt)second radial section (radially outside of the first radial section)
- R3R3
- weiterer weiter radial außen liegender Radialabschnittanother radial section located further radially on the outside
- x, y, zx, y, z
- Raumrichtungen (axial, quer, vertikal)Spatial directions (axial, transverse, vertical)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013012827 A1 [0003]DE 102013012827 A1 [0003]
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DE102013012827A1 (en) | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | Arrangement of pneumatic tire and rim |
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GB191103898A (en) | 1911-02-16 | 1912-02-01 | Chas Macintosh & Company Ltd | Improvements in Resilient Tyres for Vehicles. |
DE1951954A1 (en) | 1969-10-15 | 1971-04-22 | Franz Mlnarik | Wheel |
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2022
- 2022-04-30 DE DE102022110609.8A patent/DE102022110609B4/en active Active
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