DE112013006211T5

DE112013006211T5 - Reifen-Rad-Baugruppe und Laufflächenring

Info

Publication number: DE112013006211T5
Application number: DE112013006211.9T
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Endo; Jun Matsuda; Yoshiaki Hashimura; Izumi Kuramochi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-11-05
Also published as: US20150343856A1; US9975386B2; WO2014103841A1; CN104884270B; JP6269066B2; JPWO2014103841A1; CN104884270A

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Reifen-Rad-Baugruppe bereitzustellen. Eine Reifen-Rad-Baugruppe umfasst ein mit einer Drehwelle gekoppeltes Rad; einen in Hinblick auf eine Radialrichtung auf einer Außenseite des Rades angeordneten elastischen Schlauch, wobei das Innere des Schlauchs mit Luft gefüllt ist; einen in Hinblick auf die Radialrichtung auf einer Außenseite des Schlauchs angeordneten starren Schutzring, der vom Rad getrennt ist; und einen in Hinblick auf die Radialrichtung auf einer Außenseite des Schutzrings angeordneten Laufflächenring, wobei eine Innenumfangsoberfläche des Laufflächenrings mit einer Außenumfangsoberfläche des Schutzrings in Kontakt steht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reifen-Rad-Baugruppe, die einen Reifen und ein Rad kombiniert, sowie einen Laufflächenring.
HINTERGRUND
Luftreifen sind als Reifen bekannt, die bei Automobilen und anderen Fahrzeugen allgemein breite Verwendung finden. Ein Luftreifen ist auf einem Rad montiert, und der Platz zwischen dem Rad und dem Luftreifen ist mit Luft gefüllt. Luftreifen unterliegen aufgrund von Löchern und Ähnlichem dem Problem eines Verlustes des Gases, das Ihr Inneres ausfüllt, wie Luft oder Stickstoff. In den letzten Jahren wurden Reifen-Rad-Baugruppen mit neuartigen Konfigurationen betrachtet. Zum Beispiel wurden Nicht-Luftreifen mit Innenräumen betrachtet, die nicht mit Gas gefüllt sind, wie in Patentdokument 1 offenbart.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
Patentdokumente

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2011-500414
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. S55-8361A
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2011-514288

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Nicht-Luftreifen mit Innenräumen, die nicht mit Luft gefüllt sind, wie in Patentdokument 1 offenbart, bereiten Probleme; beispielsweise sind sie arbeitsintensiv herzustellen und bereiten Schwierigkeiten beim Abstimmen zwischen Reifenverformung und Festigkeit. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Reifen-Rad-Baugruppe und einen neuartigen Laufflächenring bereitzustellen.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, beinhaltet eine erfindungsgemäße Reifen-Rad-Baugruppe ein mit einer Drehwelle gekoppeltes Rad; einen in Hinblick auf eine Radialrichtung auf einer Außenseite des Rades angeordneten elastischen Schlauch, wobei das Innere des Schlauchs mit Luft gefüllt ist; einen in Hinblick auf die Radialrichtung auf einer Außenseite des Schlauchs derart angeordneten starren Schutzring, dass er vom Rad getrennt ist; und einen in Hinblick auf die Radialrichtung auf einer Außenseite des Schutzrings angeordneten Laufflächenring, wobei eine Innenumfangsoberfläche des Laufflächenrings mit einer Außenumfangsoberfläche des Schutzrings in Kontakt steht.
Durchgangslöcher, die von der Innenumfangsoberfläche zur Außenumfangsoberfläche durchstoßen, sind vorzugsweise im Laufflächenring ausgebildet.
Es ist zu bevorzugen, dass Innenumfangsoberflächen-Rillen, die in Hinblick auf die Außenumfangsoberfläche konkav sind, in der Innenumfangsoberfläche des Laufflächenrings ausgebildet sind, wobei die Innenumfangsoberflächen-Rillen mit den Durchgangslöchern verbunden sind.
Es ist zu bevorzugen, dass ein Durchmesser der Innenumfangsoberfläche des Schutzrings in einer Breitenrichtung, die parallel zur Drehwelle ist, nach außen fortlaufend abnimmt.
Es ist zu bevorzugen, dass ein Durchmesser der Außenumfangsoberfläche des Rades in einer Breitenrichtung, die parallel zur Drehwelle ist, nach außen fortlaufend zunimmt.
Der Schlauch wird vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen zum Verbessern der Haftung mit dem Schutzring auf der Außenumfangsoberfläche des Schlauchs bereitgestellt.
Der Schlauch wird vorzugsweise mit einer formregulierenden Struktur bereitgestellt, welche eine Verformung in der Breitenrichtung des Reifens reguliert.
Der Schlauch schließt vorzugsweise eine Mehrzahl abgeteilter Schlauchabteilungen ein.
Die Schlauchabteilungen sind vorzugsweise aneinander angrenzend in einer Umfangsrichtung angeordnet, die mit der Drehrichtung der Drehwelle gleichlaufend ist.
Die Schlauchabteilungen sind vorzugsweise in der Breitenrichtung aneinander angrenzend angeordnet.
Der Schlauch wird vorzugsweise mit einer Trennwand bereitgestellt, welche die luftgefüllten Innenräume im Schlauch trennt.
Ein Rückschlagventil, das angrenzende Innenräume verbindet und unidirektionalen Luftstrom ermöglicht, wird vorzugsweise in der Trennwand des Schlauchs bereitgestellt.
Der Laufflächenring ist vorzugsweise vom Schutzring entfernbar. Eine Innenumfangsoberfläche des Schlauchs steht vorzugsweise mit der Außenumfangsoberfläche des Rades in Kontakt.
Es ist zu bevorzugen, dass ferner ein Innenumfangs-Stützabschnitt bereitgestellt wird, der mit dem Rad und dem Schlauch in Kontakt steht und den Schlauch gegen das Rad hält.
Die Außenumfangsoberfläche des Schlauchs steht vorzugsweise mit der Innenumfangsoberfläche des Schutzrings in Kontakt.
Es ist zu bevorzugen, dass ferner ein Außenumfangs-Stützabschnitt bereitgestellt wird, der mit dem Schutzring und dem Schlauch in Kontakt steht und den Schlauch gegen den Schutzring hält.
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Laufflächenring um einen ringförmigen Laufflächenring, der aus einem elastischen Teil ausgebildet ist, und er schließt eine Innenumfangsoberfläche, die mit einem ringförmigen starren Teil in Kontakt steht, und eine Außenumfangsoberfläche, die mit dem Boden in Kontakt steht, ein, wobei der Laufflächenring im Laufflächenring ausgebildete Durchgangslöcher einschließt, die von der Innenumfangsoberfläche zur Außenumfangsoberfläche durchstoßen. Das ringförmige starre Teil, auf das hier Bezug genommen wird, ist äquivalent zum Schutzring der vorliegenden Ausführungsform.
Es ist zu bevorzugen, dass Innenumfangsoberflächen-Rillen, die in Hinblick auf die Außenumfangsoberfläche konkav sind, in der Innenumfangsoberfläche ausgebildet sind, wobei die Innenumfangsoberflächen-Rillen mit den Durchgangslöchern verbunden sind.
Die Innenumfangsoberflächen-Rillen erstrecken sich vorzugsweise von einem Ende zu einem anderen in einer Breitenrichtung der Innenumfangsoberfläche, die parallel zu einer Zentralachse ist.
Es ist zu bevorzugen, dass Außenumfangsoberflächen-Rillen, die in Hinblick auf die Innenumfangsoberfläche konkav sind, in der Außenumfangsoberfläche ausgebildet sind, wobei die Außenumfangsoberflächen-Rillen mit den Innenumfangsoberflächen-Rillen verbunden sind.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Reifen-Rad-Baugruppe und der erfindungsgemäße Laufflächenring sind in der Lage, Stöße aufzufangen, die von der Fahrbahnoberfläche auf das Fahrzeug aufgebracht werden, wenn mittels des Schlauchs gefahren wird. Da der Schlauch durch den Schutzring geschützt werden kann, können Löcher im Reifen unterdrückt werden. Mittels des durch den Schutzring gestützten Laufflächenrings kann eine Verformung des Laufflächenrings unterdrückt und die Fahrleistung verbessert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Seitenansicht der schematischen Konfiguration eines Beispiels einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 veranschaulichten Reifen-Rad-Baugruppe.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines Laufflächenrings.
5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines Laufflächenrings.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines Beispiels einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
7 zeigt eine Querschnittsansicht einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs und eines Rades.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs.
13 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Laufflächenrings.
14 zeigt eine Querschnittsansicht der schematischen Konfiguration eines Beispiels einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
15 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 14 veranschaulichten Reifen-Rad-Baugruppe.
16 zeigt einen Ablaufplan eines Beispiels eines Verfahrens zum Zusammenbauen einer Reifen-Rad-Baugruppe.
BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Formen (Ausführungsformen) der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das in den folgenden Ausführungsformen Beschriebene beschränkt. Außerdem schließen die nachstehend beschriebenen Komponenten diejenigen Komponenten mit ein, die von einem Fachmann leicht erdacht werden können, sowie Komponenten, die im Wesentlichen identisch mit den hierin beschriebenen sind. Außerdem ist es möglich, die nachstehend beschrieben Komponenten nach Wunsch zu kombinieren.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Seitenansicht der schematischen Konfiguration eines Beispiels einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1. 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 veranschaulichten Reifen-Rad-Baugruppe. Bei der Querschnittsansicht entlang der Linie A-A handelt es sich um eine Meridianlinien-Querschnittsansicht der Reifen-Rad-Baugruppe. Bei einem Meridianlinien-Querschnitt handelt es sich um eine Ebene, die parallel zur Drehwelle der Reifen-Rad-Baugruppe 10 ist und die Drehwelle enthält, wobei der Querschnitt erhalten wird, indem die Reifen-Rad-Baugruppe 10 aufgeschnitten wird. Im Meridianquerschnitt zeigt die Reifen-Rad-Baugruppe 10 eine Achsensymmetrie in Hinblick auf die Drehwelle; somit wird in der vorliegenden Ausführungsform in den Zeichnungen eine einzige symmetrische Hälfte veranschaulicht.
Die Reifen-Rad-Baugruppe 10 dreht sich um die Zentralachse (Y-Achse). Die Y-Achse stellt sowohl die Zentralachse als auch die Drehwelle der Reifen-Rad-Baugruppe 10 dar. Die Achse orthogonal zur Zentralachsen (Drehwellen)-Y-Achse der Reifen-Rad-Baugruppe 10 und parallel zur Fahrbahnoberfläche, mit welcher der Reifen in Kontakt steht, ist die X-Achse, und die Achse orthogonal zur X- und zur Y-Achse ist die Z-Achse. Bei der Richtung parallel zur Y-Achse handelt es sich um die Breitenrichtung der Reifen-Rad-Baugruppe 10. Bei der durch die Y-Achse und orthogonal zur Y-Achse verlaufenden Richtung handelt es sich um die Radialrichtung der Reifen-Rad-Baugruppe 10. Bei der auf der Y-Achse zentrierten Umfangsrichtung handelt es sich um die Umfangsrichtung der Reifen-Rad-Baugruppe 10. Bei einer Äquatorialebene des Reifens RP handelt es sich um eine Ebene, die orthogonal zur Drehwelle (Y-Achse) der Reifen-Rad-Baugruppe 10 steht und durch das Zentrum der Breitenrichtung der Reifen-Rad-Baugruppe 10 verläuft. Bei einer Äquatorlinie des Reifens handelt es sich um eine Linie auf der Äquatorialebene des Reifens, entlang derer sich die Außenumfangsoberfläche der Reifen-Rad-Baugruppe 10 und die Äquatorialebene schneiden. Ein Abschnitt der Reifen-Rad-Baugruppe 10 steht im unteren mittleren Teil von 1 mit der Fahrbahnoberfläche 8 in Kontakt. Bei dem Abschnitt der Reifen-Rad-Baugruppe 10, der mit der Fahrbahnoberfläche 8 in Kontakt steht, handelt es sich um den Bodenkontaktfleck (Bodenkontaktoberfläche). Die Reifen-Rad-Baugruppe 10 der vorliegenden Erfindung kann auf vielfältige Fahrzeugtypen montiert werden, wie Personenkraftwagen, Busse und Lastkraftwagen.
Die in 1 bis 3 veranschaulichte Reifen-Rad-Baugruppe 10 umfasst ein Rad 12, einen Schlauch 14, einen Schutzring 16 und einen Laufflächenring 18. Das Rad 12, der Schlauch 14, der Schutzring 16 und der Laufflächenring 18 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 sind in dieser Reihenfolge von der Drehwelle in der Radialrichtung nach außen laufend angeordnet. Eine Außenumfangsoberfläche 12a des Rads 12 steht in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche 14a des Schlauchs 14. Die Innenumfangsoberfläche 14a des Schlauchs 14 steht in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche 12a des Rades 12, wie vorstehend beschrieben, und eine Außenumfangsoberfläche 14b davon steht in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche 16a des Schutzrings 16. Die Innenumfangsoberfläche 16a des Schutzrings 16 steht in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche 14b des Schlauchs 14, und eine Außenumfangsoberfläche 16b davon steht in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche 18a des Laufflächenrings 18. Die Innenumfangsoberfläche 18a des Laufflächenrings 18 steht in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche 16b des Schutzrings 16, und eine Außenumfangsoberfläche 18b davon stellt eine Bodenkontaktoberfläche dar, die in Kontakt mit dem Boden steht. Die Zentralachse des Rads 12, des Schlauchs 14, des Schutzrings 16 und des Laufflächenrings 18 wird mit der Drehwelle (Y-Achse) der Reifen-Rad-Baugruppe geteilt. Der Schlauch 14, der Schutzring 16 und der Laufflächenring 18 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 sind äquivalent zum Reifen der Reifen-Rad-Baugruppe 10.
Bei dem Rad 12 handelt es sich um ein an eine Drehwelle (Achse) eines Fahrzeugs gekoppeltes Teil. Das Rad 12 der vorliegenden Ausführungsform besitzt eine Mehrzahl von Speichern 22, die mit einer Nabe verbunden sind, wobei die Nabe an die Drehwelle gekoppelt ist. Die Speichen 22 sind strahlenförmig von innen nach außen in Radialrichtung verlaufend angeordnet. Die Nabe wird mit Schraubenlöchern 24 zum Einsetzen von Befestigungsteilen (wie Schrauben) zum Befestigen des Rades 12 an der Drehwelle bereitgestellt. Ein ringförmiges (zylindrisches) Teil ist mit den radialen äußeren Enden der Speichen 22 des Rades 12 gekoppelt. Der Durchmesser der Außenumfangsoberfläche 12a des Rades 12 wächst in der Breitenrichtung (Breitenrichtung des Reifens, Y-Achsen-Richtung) nach außen fortlaufend (d.h. in Richtung der Enden). Insbesondere besitzt die Außenumfangsoberfläche 12a einen Querschnitt, der wie eine Kurve (in der vorliegenden Ausführungsform wie ein Bogen) geformt ist, der sich in der Radialrichtung nach innen wölbt und seinen kleinsten Durchmesser im Zentrum in Hinblick auf die Breitenrichtung besitzt. Die Form des Rades 12 ist nicht auf die mit Speichen 22 bereitgestellte beschränkt. Das Rad 12 kann auch scheibenförmig sein. Das Rad 12 wird vorzugsweise in der bei der vorliegenden Ausführungsform angewandten Form hergestellt, es kann jedoch auch ein typischerweise für Luftreifen verwendetes Rad verwendet werden. Das Rad 12 kann mit einer spezialisierten Befestigung bereitgestellt werden, die als eine Kontaktoberfläche zwischen der Felge (Außenseite) eines typischen Rades und dem Schlauch 14 dient. Mit anderen Worten kann das Rad durch eine Kombination eines typischen Rades und einer spezialisierten Befestigung gebildet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rad 12 aus Metall hergestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Rad 12 aus einem faserverstärkten Kunststoff wie einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (carbon fiber reinforced plastic (CFRP)) oder einem glasfaserverstärkten Kunststoff (glass fiber reinforced plastic (GFRP)) hergestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rad 12 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Das Metallmaterial ist nicht auf eine Aluminiumlegierung beschränkt; Stahl (wie Kohlenstoffstahl, rostfreier Stahl oder Ähnliches) ist zum Beispiel ebenfalls akzeptabel. Eine Aluminiumlegierung besitzt eine geringere relative Dichte als Stahl und ist daher zu bevorzugen, da sie es ermöglicht, die Masse der Reifen-Rad-Baugruppe 10 zu verringern.
Der Schlauch 14 ist zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16 angeordnet und erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Rades 12 und des Schutzrings 16. Bei dem Schlauch 14 handelt es sich um einen Endlosschlauch, der kreisförmig um den Außenumfang des Rades 12 und den Innenumfang des Schutzrings 16 verläuft. Ein Innenraum 14c des Schlauchs 14 ist auf einen vorher festgelegten Druck mit einem Gas (wie Luft, Stickstoff oder einer Mischung davon) gefüllt. Bei dem Schlauch 14 handelt es sich um ein Teil zum Produzieren einer Abstoßungskraft als Reaktion auf eine Komprimierung. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Schlauch 14 um ein elastisches Teil, das sich ausdehnt, zusammenzieht und verformt und zum Beispiel aus Kautschuk oder einem flexiblen Harz hergestellt wird. Wenn der Schlauch 14 aus Kautschuk hergestellt ist, kann ein Kautschukmaterial ähnlich dem für den vorstehend beschriebenen Laufflächenring 18 verwendeten verwendet werden. Die Funktionen des Schlauchs 14 werden hiernach beschrieben.
Bei dem Schutzring 16 handelt es sich um ein auf einer Außenseite des Schlauchs 14 in der Radialrichtung angeordnetes zylindrisches Teil. Das innerste Teil des Schutzrings 16 in Hinblick auf die Radialrichtung ist weiter außen positioniert als das äußerste Teil des Rades 12. Als ein Ergebnis ist der Schutzring 16 in einem vorher festgelegten Abstand vom Rad 12 angeordnet. Der Durchmesser der Innenumfangsoberfläche 16a des Schutzrings 16 nimmt nach außen fortlaufend (d.h. in Richtung der Enden) in der Breitenrichtung (Breitenrichtung des Reifens, Y-Achsen-Richtung) ab. Als ein Ergebnis wird der von der Außenumfangsoberfläche 12a des Rades 12 und der Innenumfangsoberfläche 16a des Schutzrings 16 umgebene Bereich bei einer Bewegung nach außen in der Breitenrichtung, wie in 2 veranschaulicht, in Hinblick auf die Radialrichtung zunehmend schmaler.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schutzring 16 wie das Rad 12 aus Metall hergestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Schutzring 16 aus einem faserverstärkten Kunststoff wie einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFRP) oder einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFRP) hergestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schutzring 16 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Gründe hierfür gleichen denen des Rades 12.
Die Innenumfangsoberfläche 18a des Laufflächenrings 18 steht in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche 16b des Schutzrings 16. Der Laufflächenring 18 ist äquivalent zum Laufflächenabschnitt des Reifens der Reifen-Rad-Baugruppe 10. Der Laufflächenring 18 bedeckt die Außenumfangsoberfläche 16b des ringförmigen Schutzrings 16 in einer vollständigen Umdrehung in der Umfangsrichtung. Mit anderen Worten ist der Laufflächenring 18 ein Gummiring, der die Außenumfangsoberfläche 16b des Schutzrings umschließt. Eine Anzahl unterschiedlicher Gummitypen kann in der Radialrichtung geschichtet sein, um den Laufflächenring 18 auszubilden. Da der Ring aus Gummi hergestellt ist, sind der Schutzring 16 und der Laufflächenring 18, die äquivalent zum Reifen der Reifen-Rad-Baugruppe 10 sind, äquivalent zu einem Nicht-Luftreifen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Abmessungen des Laufflächenrings 18 in Hinblick auf die Breitenrichtung im Wesentlichen identisch zu den Abmessungen des Schutzrings 16 in Hinblick auf die Breitenrichtung, die ersteren sind jedoch vorzugsweise gleich oder kleiner als die letzteren. Eine solche Anordnung ermöglicht die Unterdrückung übermäßiger Verformung an den beiden Breitenrichtungsenden des Laufflächenrings 18, wodurch die Unterdrückung von ungleichmäßiger Abnutzung und Degradierung des Rollwiderstands im Laufflächenring 18 ermöglicht wird. Der Laufflächenring 18 schließt ein Gummimaterial ein, das durch einen Synthesekautschuk, einen Naturkautschuk oder eine Mischung davon sowie zu dem Kautschukmaterial als Verstärkungsmittel hinzugefügtes Siliciumdioxid (SiO2) gebildet ist.
Die Außenumfangsoberfläche 18b des Laufflächenrings 18, d.h. die äußerste Oberfläche der Reifen-Rad-Baugruppe 10 in Hinblick auf die Radialrichtung, ist die Oberfläche (Kontaktfleck), die in direktem Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche 8 steht. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Laufflächenring 18 und der Schutzring 16 zum Beispiel über eine Presspassung aneinander verankert. Mit anderen Worten ist der Laufflächenring 18 auf die Außenumfangsoberfläche des Schutzrings 16 in einem derartigen Zustand montiert, dass eine Kraft in deren Kontraktionsrichtung wirkt. Eine solche Anordnung verursacht einen festen Sitz des Schutzrings 16 und des Laufflächenrings 18 aneinander, wobei es den beiden ermöglicht wird, eine Kraft aufeinander auszuüben.
In der Reifen-Rad-Baugruppe 10 der vorliegenden Erfindung ist der Schlauch 14 auf einen vorher festgelegten Luftdruck aufgepumpt und zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16 angeordnet, wodurch verursacht wird, dass der Schlauch 14 gegen das Rad 12 und den Schutzring 16 gedrückt wird. Als ein Ergebnis kann über den Schlauch 14 eine Kraft zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16 übertragen werden, und die beiden können gemeinsam rotieren.
Der Schlauch 14 ist mit Gas (Luft, Stickstoff oder einer Mischung davon) auf einen vorher festgelegten Druck aufgepumpt, wodurch verursacht wird, dass eine Kraft, die sich bei Betrachtung im Querschnitt nach außen ausdehnt, auf den Schlauch 14 wirkt und den Schlauch 154 dazu bringt, anzuschwellen, wie in 2 veranschaulicht. Das starre Rad 12 ist auf der Innendurchmesserseite (d.h. nach innen in Hinblick auf die Radialrichtung) des Schlauchs 14 angeordnet, und der Schutzring 16 ist auf der Außendurchmesserseite (d.h. nach außen in Hinblick auf die Radialrichtung) davon angeordnet, wodurch der Schlauch 14 vom Anschwellen abgehalten und veranlasst wird, sowohl mit dem Rad 12 als auch dem Schutzring 16 in Kontakt zu stehen. Da der Schlauch 14 mit Gas (Luft, Stickstoff oder eine Mischung davon) auf einen vorher festgelegten Druck aufgepumpt ist, wird der Schlauch 14 mit einem vorher festgelegten Druck gegen das Rad 12 und den Schutzring 16 gedrückt. Solch eine Anordnung verursacht die Erzeugung von Reibungskräften und Ähnlichem zwischen dem Schlauch 14 und dem Rad 12 und dem Schutzring 16, wenn das Rad 12 oder der Schutzring 16 rotiert. Als ein Ergebnis ermöglicht die Reifen-Rad-Baugruppe 10 über den Schlauch 14 die Übertragung einer Kraft zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Laufflächenring 18 mit dem Schutzring 16 über eine Presspassung oder Ähnliches zusammengebaut. Als ein Ergebnis bewegen sich der Laufflächenring 18 und der Schutzring 16 gemeinsam. Mit anderen Worten werden Reibungskräfte oder Ähnliches zwischen dem Schutzring 16 und dem Laufflächenring 16 erzeugt, wenn der Schutzring 16 oder der Laufflächenring 18 rotiert, wodurch Kräfte in Rotationsrichtung auf das nicht rotierende Teil des Paares übertragen werden, sodass die beiden sich in der Position relativ zueinander nicht verschieben. Als ein Ergebnis ermöglicht die Reifen-Rad-Baugruppe 10 die Übertragung einer Kraft zwischen dem Schutzring 16 und dem Laufflächenring 18, wodurch die beiden veranlasst werden, als ein integriertes Ganzes zu rotieren.
Mittels der vorstehend beschriebenen Anordnung wird die Reifen-Rad-Baugruppe 10 durch eine Kraft gehalten, die zumindest ausreichend ist, damit das Rad 12, der Schlauch 14, der Schutzring 16 und der Laufflächenring 18 an den Kontaktstellen dazwischen gemeinsam rotieren und daher als ein integriertes Ganzes rotieren.
Die Reifen-Rad-Baugruppe 10 erzeugt eine Abstoßungskraft, wenn der Schlauch 14 in der Radialrichtung der Reifen-Rad-Baugruppe 10 (d.h. die durch einen Pfeil α angezeigte Richtung in 1) komprimiert und verformt wird. Als ein Ergebnis ist der Schlauch 14 in der Lage, Lasten aufzunehmen, die auf die Reifen-Rad-Baugruppe 10 wirken. Zudem zeigt der Schlauch 14 elastische Verformungen, wodurch Stöße auf die Reifen-Rad-Baugruppe 10 aufgefangen werden. Mit anderen Worten fungiert der Schlauch 14 als eine vertikale Feder in der Reifen-Rad-Baugruppe 10. Als ein Ergebnis verformt sich der Schlauch 14 und dämpft Vibrationen und Ähnliches, wenn aufgrund von Vibrationen oder unebenen Abschnitten in der Fahrbahnoberfläche während der Fahrt eine Kraft auf die Reifen-Rad-Baugruppe 10 ausgeübt wird. Der Schlauch 14 weist vorzugsweise eine Federkonstante in der Komprimierungsrichtung auf, die ausreichend ist, damit der Schlauch 14 als eine vertikale Feder der Reifen-Rad-Baugruppe 10 wirken kann.
Da es sich bei dem Schutzring 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 um ein starres Teil handelt, zeigt er im Wesentlichen keine Verformung, selbst wenn sich der Schlauch 14 verformt, und ist in Lage, eine ringförmige Form beizubehalten. Als ein Ergebnis ist die Reifen-Rad-Baugruppe 10 in der Lage, eine Exzenterverformung auf der Außenumfangsseite des Schutzrings 16, d.h. der Außenumfangsseite der Reifen-Rad-Baugruppe 10 zu fördern. Insbesondere gibt es im Wesentlichen keine wiederkehrende Verformung in der Form der Außenumfangsseite des Schutzrings 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 aufgrund von durch Rotation in Kontakt mit dem Boden verursachter Biegung und Komprimierung (d.h. in die Richtungen, die in 1 mit Pfeilen β angegeben sind) bei Betrachtung in der Z-X-Ebene. Aus diesem Grund ist die Reifen-Rad-Baugruppe 10 in der Lage, durch wiederkehrende Verformung des Laufflächenrings 18 verursachte Energieverluste in der Form von Biegung und Komprimierung zu unterdrücken. Als ein Ergebnis kann der Rollwiderstand unterdrückt werden. Es ist zu beachten, dass sich der Schlauch 14 verformt und die relativen Positionen des Rades 12 und des Schutzrings 16 verschiebt und sich in Z-Richtung verformt, wodurch Dämpfungskräfte in der Z-Achsen-Richtung aufgebracht werden.
Ein Luftreifen nach dem Stand der Technik wird aus einem Verbund aus Kautschuk und Fasermaterialien hergestellt, wie die Karkasse und die Gürtel, und zeigt somit eine geringe Steifigkeit im Meridianquerschnitt. Indessen besitzt die Reifen-Rad-Baugruppe 10 ein Gerüst, das durch den Schutzring 16, einem zylindrischen Strukturteil aus einem Metallmaterial oder faserverstärktem Kunststoff, gebildet wird, und der Laufflächenring 18 wird durch den Schutzring 16 gestützt. Der Schutzring 16 ist ein ringförmiges Strukturteil, das aus streifenförmigen Teilen gebildet wird, die in der Umfangsrichtung miteinander verbunden sind, und zeigt im Meridianquerschnitt eine hohe Steifigkeit hinsichtlich der Form. Aus diesem Grund besitzt die Reifen-Rad-Baugruppe 10 eine größere Steifigkeit im Meridianquerschnitt als dies bei einem Luftreifen nach dem Stand der Technik der Fall ist. Gleichermaßen ermöglicht die hohe Steifigkeit des Schutzrings 16 im Meridianquerschnitt dem Schutzring 16, eine hohe Präzision in der Form seines Außenumfangs bei Betrachtung im Meridianquerschnitt aufrechtzuerhalten. Somit behält die Reifen-Rad-Baugruppe 10 eine vorher festgelegte Form ihrer Bodenkontaktoberfläche (d.h. die Form des Bereichs zwischen den Pfeilen β) im Vergleich mit einem Luftreifen nach dem Stand der Technik leichter bei. Auf diese Weise kann eine Biegung und Komprimierung des Laufflächenrings 18, der den Bodenkontaktfleck bildet, unterdrückt werden, was einen verringerten Rollwiderstand ermöglicht.
Der Schutzring 16 ist aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff hergestellt, was eine größere Vielfalt an Formen ermöglicht als dies für ein Material möglich ist, das durch eine Kombination mit faserhaltigem Material gebildet ist. Aus diesem Grund kann die Reifen-Rad-Baugruppe 10 vergleichsweise einfach an eine gewünschte Bodenkontaktform angepasst werden, indem die Meridianquerschnittsform der Außenumfangsoberfläche 16b des Schutzrings 16 geändert wird. Als ein Ergebnis kann zum Beispiel die Bodenkontakt-Druckverteilung der Reifen-Rad-Baugruppe 10 über die Breitenrichtung gleichförmig gestaltet werden, oder die Bodenkontaktlänge (d.h. die Länge der Bodenkontaktoberfläche in der Umfangsrichtung) kann erhöht werden, um die Kurvenleistung anzupassen.
Der Schutzring 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 ist in Hinblick auf die Radialrichtung an der Außenseite des Schlauchs 14 angeordnet, und der Laufflächenring 18, der mit der Fahrbahnoberfläche 8 in Kontakt steht, ist in Hinblick auf die Radialrichtung an der Außenseite des Schutzrings 16 angebracht. Somit werden, selbst wenn der Laufflächenring 18 beschädigt wird, die Auswirkungen des Schadens am Laufflächenring 18 durch den Schutzring 18 gehemmt. Als ein Ergebnis bleibt der Schlauch 14, der in Hinblick auf die Radialrichtung an der Innenseite des Schutzringes 16 angeordnet ist, im Wesentlichen durch den Schaden nicht betroffen, wodurch überlegene Laufeigenschaften erzielt werden. Mit anderen Worten schützt der Schutzring 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 den luftgefüllten Schlauch 14 und macht es möglich, zu verhindern, dass Löcher im Schlauch 14 ausgebildet werden, selbst wenn der Reifen über ein scharfes Objekt wie einen Nagel oder eine Glasscherbe fährt. Dies trägt dazu bei, zu verhindern, dass die Reifen-Rad-Baugruppe 10 einen platten Zustand annimmt.
Der Laufflächenring 18 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 muss nur mindestens einen Abschnitt besitzen, der zu einer Laufflächenkrone eines Luftreifens nach dem Stand der Technik äquivalent ist. Als ein Ergebnis kann die Reifen-Rad-Baugruppe 10 unter Verwendung von weniger Kautschuk produziert werden als ein Luftreifen nach dem Stand der Technik. Dies ermöglicht es, den Rollwiderstand der Reifen-Rad-Baugruppe 10 zu verringern.
Wenn der Laufflächenring 18 der Reifen-Rad-Gruppe 10 abgenutzt wird, ist es möglich, nur den Laufflächenring 18 zu ersetzen. Das bedeutet, der Laufflächenring 18 kann vom Schutzring 16 entfernt und ein neuer Laufflächenring 18 darauf montiert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, verglichen mit einem Luftreifen die Anzahl von Teilen zu verringern, die bei der Reifen-Rad-Baugruppe 10 ausgewechselt werden müssen, wodurch die Umweltbelastung verringert wird. Da es möglich ist, nur den Laufflächenring 18 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 auszuwechseln, kann der Austauschlaufflächenring 18 ein anderes Laufflächenmuster oder eine andere Verbindung aufweisen, während der Schutzring 16 unverändert bleibt. Mit anderen Worten ist es ausreichend, nur Ersatzlaufflächenringe vorrätig zu halten, wodurch es möglich ist, den zum Lagern von Ersatzteilen benötigten Platz zu verringern. Zum Beispiel können Sommer- und Winterreifen einfach gewechselt werden, indem die Laufflächenringe gewechselt werden.
Selbst wenn der Schlauch 14 ein Loch aufweist, kann die Reifen-Rad-Baugruppe 10 wiederverwendet werden, indem einfach der Schlauch ausgetauscht wird. Somit ist es einfacher, auf einen platten Reifen zu reagieren, als im Falle von Luftreifen oder Run-Flat-Reifen (die in der Lage sind, selbst bei einem platten Reifen eine bestimmte Strecke zu fahren), bei denen alles außer dem Rad ersetzt werden muss. Zudem können durch die Verringerung von ausgewechselten Teilen die Austauschkosten verringert werden.
Ein Rad für einen Luftreifen kann als Rad für die Reifen-Rad-Baugruppe 10 verwendet werden. Dadurch kann die Reifen-Rad-Baugruppe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine selbe Weise montiert werden, wie beim Auswechseln eines vorhandenen Luftreifens.
Es gibt keine spezielle Beschränkung für das Material des Schlauchs 14, Kautschuk, Harz oder Ähnliches ist jedoch vorzugsweise das Ausgangsmaterial. Allgemein beträgt der Elastizitätsmodul von Polymermaterialien nicht mehr als einige Zehntel dessen von Metallmaterial oder faserverstärktem Kunststoff, die das Rad 12 und den Schutzring 16 ausbilden. Als ein Ergebnis verformt sich der Schlauch 14. wenn er zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16 liegend angeordnet ist, wodurch Stöße auf die Reifen-Rad-Baugruppe 10 aufgefangen und gedämpft werden. Als ein Ergebnis ist die Reifen-Rad-Baugruppe 10 in der Lage, einen ausreichenden Fahrkomfort sicherzustellen.
Die Federkonstante des Schlauchs 14 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 in Hinblick auf die Radialrichtung der Reifen-Rad-Baugruppe 10 (d.h. die Federkonstante in Komprimierungsrichtung) kann geändert werden, indem der Druck des den Schlauch 14 füllenden Gases angepasst wird. Als ein Ergebnis kann die vertikale Steifigkeit der Reifen-Rad-Baugruppe 10 verändert werden. Auf diese Weise erzielt die Verwendung des Schlauchs 14 den Vorteil, in der Lage zu sein, die vertikale Steifigkeit der Reifen-Rad-Baugruppe 10 einfach zu ändern. Zudem kann der Schlauch 14 für Federeigenschaften und die Gashalteleistungsfähigkeit angepasst werden, wodurch die Gestaltung der Reifen-Rad-Baugruppe 10 vergleichsweise vereinfacht wird. Der Druck des den Schlauch 14 füllenden Gases kann zudem angepasst werden, um die Größenordnung der Reibungskräfte und Ähnliches einzustellen, die zwischen dem Schlauch 14 und dem Rad 12 und dem Schutzring 16 erzeugt werden, wodurch die Festigkeit des Sitzes dazwischen angepasst wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Schlauch 14 vorzugsweise mit einem Ventil bereitgestellt, das zum Füllen des Innenraums 14c mit Gas oder zum Ablassen des Gases darin verwendet wird. Das Ventil kann direkt im Schlauch 14 bereitgestellt werden oder in ein Durchgangsloch im Rad 12 eingesetzt werden. Im letzteren Fall ist ein Durchgang im Rad ausgebildet, der das Durchgangsloch im Rad 12 und den Schlauch 14 verbindet. Das Ventil ist nicht darauf beschränkt, wie vorstehend beschrieben angeordnet zu sein. Solch eine Anordnung ermöglicht es, den Druck des den Schlauch 14 füllenden Gases über das Ventil anzupassen, wobei der Schlauch 14 zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16 angeordnet ist. Die Wartung, Inspektion, Gasnachfüllung und Anpassung der vertikalen Steifigkeit der Reifen-Rad-Baugruppe 10 werden dadurch vereinfacht.
Als Nächstes wird die Oberflächenform (Laufflächenmuster) des Laufflächenrings 18 unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines Laufflächenrings. 5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines Laufflächenrings. Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 sind in der Außenumfangsoberfläche 18b des Laufflächenrings 18 ausgebildet. Die Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 besitzen Querschnittsformen, die in Hinblick auf die Radialrichtung nach innen vertieft sind und durch eine Mehrzahl von Umfangsrillen gebildet sind, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Eine Mehrzahl von Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 ist über die Breitenrichtung ausgebildet. Die Außenumfangsoberfläche 18b des Laufflächenrings 18 ist durch die Mehrzahl von Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 definiert und umfasst eine Mehrzahl von Stegabschnitten, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Die Außenumfangsoberfläche 18b des Laufflächenrings 18 kann mit Stollenrillen bereitgestellt werden, die Umfangsrillen als Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 schneiden, wie im Fall eines Luftreifens. Die Außenumfangsoberfläche 18b des Laufflächenrings 18 kann auch mit Lamellen als Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 bereitgestellt werden, wie im Fall eines Luftreifens.
Als Nächstes sind Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 in der Innenumfangsoberfläche 18a des Laufflächenrings 18 ausgebildet. Die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 besitzen Querschnittsformen, die in der Radialrichtung zur Außenseite vertieft sind und sich in der Breitenrichtung erstrecken. Eine Mehrzahl von Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 ist in vorher festgelegten Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet. Die Abschnitte der Innenumfangsoberflächen-Rillen 32, die sich mit den Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 überlappen, sind mit den Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 verbunden. Als ein Ergebnis sind die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 und die Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 miteinander verbunden. Bei den Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 handelt es sich um Rillen, die sich in der Breitenrichtung von einem Ende zu einem anderen erstrecken und V-förmige Formen ausbilden, deren Kämme im Zentrum der Breitenrichtung angeordnet sind und in eine einzige Richtung in Umfangsrichtung weisen. Es gibt keine besondere Einschränkung für die Form der Innenumfangsoberflächen-Rillen 32, die Rillen erstrecken sich jedoch vorzugsweise in der Breitenrichtung des Reifens. Es ist zu bevorzugen, dass sich mindestens ein Ende der Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 zu einem Ende in der Breitenrichtung erstreckt, und mehr zu bevorzugen, dass sich beide Enden zu Enden in der Breitenrichtung erstrecken. Mit anderen Worten ist es zu bevorzugen, dass mindestens ein Ende der Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 auf der Seitenoberfläche freiliegt.
Als Nächstes sind Durchgangslöcher 34, die sich von der Außenumfangsoberfläche 18b zur Innenumfangsoberfläche 18a erstrecken, das heißt in der Radialrichtung durchstoßen, im Laufflächenring 18 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 34 sind an Positionen ausgebildet, an denen die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 ausgebildet sind. Mit anderen Worten sind die näher an der Innenumfangsoberfläche 18a liegenden Enden der Durchgangslöcher 34 mit den Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, können die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 in der Innenumfangsoberfläche 18a bereitgestellt werden, welche die Innenoberfläche in Hinblick auf die Radialrichtung des Laufflächenrings 18 der Rad-Reifen-Baugruppe 10 der vorliegenden Ausführungsform bildet, und Durchgangslöcher 34, die von der Außenumfangsoberfläche 18b zur Innenumfangsoberfläche 18a durchstoßen, sind darin bereitgestellt. Als ein Ergebnis fließt Wasser in den Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 des Laufflächenrings 18, wie durch den Pfeil 40 angezeigt, wenn der Reifen zum Beispiel auf einer nassen Fahrbahnoberfläche läuft. Wasser fließt auch in die Durchgangslöcher 34, wie durch Pfeile 42 angezeigt. Wir durch die Pfeile 40, 42 angezeigt, fließt ein Anteil des Wassers, das in die Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 und die Durchgangslöcher 34 fließt, in die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32, die mit den Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 und den Durchgangslöchern 34 verbunden sind. In die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 fließendes Wasser wird in der Breitenrichtung entlang den Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 nach außen geleitet, wie durch Pfeile 44 angezeigt, und aus den Enden in der Breitenrichtung des Laufflächenrings 18 entlassen. Auf diese Weise sind die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 des Laufflächenrings 18 sowie die Kombination der Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 und der Durchgangslöcher 34 in der Lage, auf eine Weise zu funktionieren, die den Stollenrillen eines Luftreifens ähnelt. Da zudem die Innenumfangsoberfläche 18a des Laufflächenrings 18 durch den starren Schutzring 16 geschützt wird, kann die Form der Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 in der Innenumfangsoberfläche 32 beibehalten werden. Da darüber hinaus die Ausbildung von Rillen in der Innenumfangsoberfläche 18a den Schlauch 14 nicht beeinflusst, kann das Innere des Schlauchs 14 mit Luft gefüllt bleiben.
Mittels der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der Laufflächenring 18 in der Lage, dieselbe Leistungsfähigkeit zu erzielen, die durch das Laufflächenmuster eines Luftreifens erzielt wird, indem die Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 sowie die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 und die Durchgangslöcher 34 verwendet werden, die in einem Luftreifen nach dem Stand der Technik nicht ausgebildet werden könnten, da es dies dem Gas (Luft usw.) in dem Innenraum davon ermöglichen würde, zu entweichen. Dies ermöglicht eine größere Freiheit bei der Gestaltung des Laufflächenmusters, was ein hochleistungsfähigeres Laufflächenmuster ermöglicht. Zum Beispiel kann die Anzahl von Rillen, die in der Außenumfangsoberfläche 18b des die Bodenkontaktoberfläche bildenden Laufflächenrings 18 ausgebildet sind, reduziert werden, wenn in die Rillen eintretendes Wasser durch die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 ausgestoßen wird. Dies ermöglicht eine erhöhte Blocksteifigkeit und eine bessere Wasserableitungsleistung. Mit anderen Worten kann ein übergeordneter Ausgleich zwischen Nass- und Trockenleistung erreicht werden.
Da zudem der Laufflächenring 18 mindestens mit einem Abschnitt 18 bereitgestellt wird, der einer Laufflächenkrone äquivalent ist, wie vorstehend beschrieben, und dadurch die Notwendigkeit für einen Abschnitt ähnlich den Seitenwänden eines Luftreifens entfällt, kann der Laufflächenring eine zylindrische Form aufweisen. Somit können Formwerkzeuge verwendet werden, um Rillen sowohl in der Innenumfangsoberfläche 18a als auch der Außenumfangsoberfläche 18b des Laufflächenrings 18 auszubilden. Als ein Ergebnis kann ein Laufflächenring mit in der Innenumfangsoberfläche und der Außenumfangsoberfläche davon ausgebildeten Rillen vergleichsweise einfach hergestellt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Laufflächenring 18 auf dem Schutzring 16 über Presspassung montiert, es besteht jedoch keine besondere Einschränkung hinsichtlich des zum Verankern des Laufflächenrings 18 auf dem Schutzring 16 verwendeten Verfahrens. Zum Beispiel kann der Laufflächenring 18 unter Verwendung eines Haftmittels mit dem Schutzring 16 verbunden werden. Wenn ein Laufflächenring 18 ausgewechselt wird, der unter Verwendung eines Haftmittels verbunden wurde, kann der Laufflächenring 18 zusammen mit dem Schutzring 16 zurückerhalten und der Laufflächenring 18 entfernt werden, um ein Wiederverwenden des Schutzrings 16 zu ermöglichen. Zudem ist es einfach, den Laufflächenring 18 des am Laufflächenring 18 befestigten zurückerhaltenen Schutzrings 16 zu entfernen und einen neuen Laufflächenring 18 am Schutzring 16 zu befestigen (d.h. eine neue Lauffläche aufzubringen). Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich des auf dem Laufflächenring 18 und dem Schutzring 16 verwendeten Haftmittels; ein auf Stimulation reagierendes Haftmittel (wie ein Haftmittel, das auf eine Stimulation wie Wärme oder Elektrizität reversibel reagiert) kann verwendet werden. Es ist somit möglich. die Montage und Demontage des Schutzrings 16 und des Laufflächenrings 18 zu vereinfachen.
Der Laufflächenring 18 wird mit einer Ringform (zylindrischen Form) versehen, indem er auf den Schutzring 16 montiert wird, er muss jedoch vor dem Montieren keine Ringform besitzen. Zum Beispiel kann der Laufflächenring 18 in einer Flächengebildeform hergestellt werden, dann um den Schutzring 16 gewickelt werden, um das Teil in Flächengebildeform mit einer Ringform zu versehen. In diesem Fall kann der Laufflächenring 18 montiert werden, indem er am Schutzring 16 unter Verwendung eines Haftmittels, MAGICTAPE^TM, oder Ähnlichem verankert wird. Ein einfaches Befestigen und Lösen kann unter Verwendung von MAGICTAPE^TM als das Mittel zum Verankern des Laufflächenrings 18 am Schutzring 16 erreicht werden. Ein Produzieren des Laufflächenrings in einer flächengebildeartigen Form ermöglicht es, Rillen in der Außenumfangsoberfläche und der Innenumfangsoberfläche viel einfacher zu fertigen. Eine Produktion auf diese Weise ermöglicht zudem ein einfacheres Montieren.
Der Schlauch der Reifen-Rad-Baugruppe 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ebenfalls auswechselbar. Dies ermöglicht es, den Schlauch zum Beispiel gemäß der gewünschten Funktionalität zu ändern. Die Farbe des Schlauchs kann zudem gemäß dem Geschmack des Benutzers geändert werden. Die Farbe des Schlauchs kann gemäß der Funktionalität geändert werden, um es zu ermöglichen, die Funktionalität des derzeit in der Reifen-Rad-Baugruppe 10 verwendeten Schlauchs durch Prüfen von dessen Farbe zu ermitteln.
Das Rad 12 und der Schutzring 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 der vorliegenden Erfindung sind in der Radialrichtung in einem vorher festgelegten Abstand voneinander angeordnet, wodurch eine relative Bewegung seitens des Rades 12 und des Schutzrings 16 ermöglicht wird und es dem Schlauch 14 ermöglicht wird, sich in der Radial- und Breitenrichtung zwischen dem Rad 12 und dem Schutzring 16 zu verformen. Der Schlauch 14 ist somit in der Lage, auf die Reifen-Rad-Baugruppe 10 in der Z-Richtung wirkende Kräfte und Ähnliches zu dämpfen.
Bei der Reifen-Rad-Baugruppe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Außenumfangsoberfläche 12a des Rades 12 als eine gebogene Oberfläche ausgebildet, deren Durchmesser sich bei Betrachtung im Meridianquerschnitt in Richtung der Breitenrichtungsenden erhöht, wodurch es ermöglicht wird, den Schlauch 14 davon abzuhalten, sich vom Rad zu lösen. Zudem ist die Innenumfangsoberfläche 16a des Schutzrings 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 als eine gebogene Oberfläche ausgebildet, deren Durchmesser sich bei Betrachtung im Querschnitt in Richtung der Breitenrichtungsenden verringert, wodurch es ermöglicht wird, den Schlauch 14 davon abzuhalten, sich vom Schutzring 16 zu lösen.
(Andere Ausführungsformen)
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines Beispiels einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform. 7 zeigt eine Querschnittsansicht einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs. Eine Reifen-Rad-Baugruppe 10a gemäß der weiteren Ausführungsform umfasst ein Rad 112, einen Schlauch 114, einen Schutzring 116 und einen Laufflächenring 118.
Vorsprünge 130, die in Radialrichtung nach außen hervorstehen, sind an beiden Enden in der Breitenrichtung auf der Außenumfangsoberfläche des Rades 112 bereitgestellt. Indem das Rad 112 mit den Vorsprüngen 130 versehen wird, wird es dem Schlauch 114 ermöglicht, mit der Außenumfangsfläche davon in Kontakt zu stehen, um stabiler gehalten zu werden. Vorsprünge 132, die in der Radialrichtung nach innen hervorstehen, werden auf der Innenumfangsfläche des Schutzrings 116 an beiden Enden in der Breitenrichtung bereitgestellt. Indem der Schutzring 116 mit den Vorsprüngen 132 versehen wird, wird es dem Schlauch 114 ermöglicht, mit der Innenumfangsfläche davon in Kontakt zu stehen, um stabiler gehalten zu werden. Das derartige Bereitstellen der Reifen-Rad-Baugruppe 10a mit den Vorsprüngen 130, 132 ermöglicht es, den Abstand (d.h. den Radialrichtungsabstand) zwischen dem Rad 112 und dem Schutzring 116 an beiden äußeren Enden in der Breitenrichtung verglichen mit dem Innenabschnitt in Hinblick auf die Breitenrichtung zu verringern. Diese Anordnungen ermöglichen einen Zustand, der dazu beiträgt, den Schlauch 114 davon abzuhalten, zwischen dem Rad 112 und dem Schutzring 116 an den Breitenrichtungsenden herauszurutschen, wodurch es dem Schlauch 114 ermöglicht wird, stabiler gehalten zu werden.
Als Nächstes sind Fasern 142 innerhalb eines Gummis 140 des Schlauchs 114 angeordnet, um ein Gerüst bereitzustellen, wie in 8 veranschaulicht. Mit anderen Worten besitzt der Schlauch 114 eine Hohlringform, die erhalten wird, indem die Fasern 142 mit dem Gummi 140 beschichtet sind. Die Fasern 142 sind aus einem Material mit größerer Festigkeit als das Gummi 140 hergestellt. Ein Verstärkungsteil 144 ist auf der Außenumfangsoberfläche des Schlauchs 114 im Zentrum in der Breitenrichtung entlang eines Rings in der Umfangsrichtung angeordnet. Bei dem Verstärkungsteil 144 handelt es sich um einen Ring mit einem kleineren Durchmesser als das Gummi 140. Das Verstärkungsteil 144 ist aus einem Material mit größerer Festigkeit als das Gummi 140 ausgebildet.
Durch Verstärken des Schlauchs 114 der Reifen-Rad-Baugruppe 10a mit den Fasern 142 kann die Beständigkeit des Schlauchs verbessert werden und übermäßige Verformung nur in Teilen des Schlauchs 114 unterdrückt werden. Es ist dadurch möglich 114, Ausbuchtungen zu vermeiden, in denen der Schlauch 114 übermäßig zwischen dem Rad 112 und dem Schutzring 116 hervorsteht und nicht in der Lage ist, zu seinem ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Die Fasern 142 sind bei Betrachtung im Querschnitt vorzugsweise entlang der gesamten Oberfläche bereitgestellt, sie können jedoch auch nur in einem Abschnitt davon bereitgestellt werden. Die Fasern 142 sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie zumindest in der Lage sind, eine Verformung des Schlauchs 114 in der Breitenrichtung zu regulieren. Das Verstärken des Schlauchs 114 der Reifen-Rad-Baugruppe 10a mit den Fasern 142 und das fernere Bereitstellen des Verstärkungsteils 144 ermöglicht es dem Schlauch 114, eine konstante Form selbst dann beizubehalten, wenn er ein Loch aufweist, wodurch die Unterdrückung übermäßigen Gasverlustes ermöglicht wird. Als ein Ergebnis ist der Schlauch 114 in der Lage, den Abstand zwischen dem Rad 112 und dem Schutzring 116 selbst dann aufrechtzuerhalten, wenn er ein Loch aufweist, wodurch ein fortgesetztes Fahren ermöglicht wird.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs. Eine Mehrzahl von Vorsprüngen 230 werden auf der Oberfläche des in 9 veranschaulichten Schlauchs 214 bereitgestellt. Die Vorsprünge 230 werden auf den Oberflächen bereitgestellt, die mit dem Rad und dem Schutzring in Kontakt stehen, welche die Kontaktobjekte durch den Schlauch 214 bilden, und stehen mit der Außenumfangsoberfläche des Rades und der Innenumfangsoberfläche des Schutzrings in Kontakt. Die Vorsprünge 230 stellen Anker dar, die den Schlauch 214 halten, damit er davon abgehalten wird, sich in Hinblick auf das Rad und den Schutzring zu bewegen. Mit anderen Worten stehen die Vorsprünge 230 weiter nach außen als die anderen Teile, wodurch ein stärkerer Kontakt mit dem Rad und dem Schutzring ermöglicht wird. Dies hemmt ein Verschieben der relativen Positionen und fungiert als ein Anker.
Der Schlauch der Reifen-Rad-Baugruppe kann in eine Mehrzahl von Schlauchabteilungen geteilt sein. Durch Verwenden einer Mehrzahl abgeteilter Schlauchabteilungen in der Reifen-Rad-Baugruppe können das Rad und der Schutzring durch die anderen Schlauchabteilungen selbst dann gehalten werden, wenn eine Schlauchabteilung ein Loch aufweist. Als ein Ergebnis ist ein fortgesetztes Fahren selbst dann möglich, wenn ein Loch auftritt, was einen größeren Widerstand gegen Löcher und eine verbesserte Sicherheit ermöglicht. Wenn ein Loch auftritt, kann zudem die durchlöcherte Schlauchabteilung ausgewechselt werden, um den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen. Diese Anordnung erleichtert das Auswechseln und ermöglicht ein Verringern der Anzahl ausgewechselter Teile.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs und eines Rades. Der in 10 veranschaulichte Schlauch 314 umfasst Schlauchabteilungen 330, 332, 334, die durch Unterteilung des Schlauchs 314 in der Breitenrichtung in drei Abschnitte erhalten werden. Ein Rad 312 wird mit vier Trennwänden 340 bereitgestellt, die in der Radialrichtung nach außen hervorstehen und sich in Verbindung mit den Schlauchabteilungen 330, 32, 334 in der Umfangsrichtung erstrecken, wodurch die Breitenrichtung in drei Kammern 342 aufgeteilt wird. Die Schlauchabteilungen 330, 332, 334 sind in den drei Kammern 342 angeordnet. Da der Schlauch 314 in die Schlauchabteilungen 330, 332, 334 geteilt ist, wie in 10 veranschaulicht, bleiben die anderen Schläuche selbst dann intakt, wenn ein Schlauch ein Loch aufweist, wodurch ein fortgesetztes Fahren ermöglicht wird. In dem in 10 veranschaulichten Beispiel ist der Schlauch 314 in der Breitenrichtung in Schlauchabteilungen 330, 332, 334 aufgeteilt, mit dem Ergebnis, dass zwei der Schlauchabteilungen 330, 332, 334 entlang ihrer gesamten Längen in der Umfangsrichtung selbst dann mit Luft gefüllt bleiben, wenn eine der Schlauchabteilungen ein Loch aufweist. Diese Anordnung ermöglicht es, ein stabiles Fahren beizubehalten.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs. Der in 11 veranschaulichte Schlauch 414 wird mit einem Ventil 430 zum Zuführen von Luft in den Schlauch 414 bereitgestellt. Der Schlauch 414 ist durch eine Mehrzahl von Trennwänden 432, die an verschiedenen Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, in mehrere Abschnitte unterteilt. Jede der Trennwände 432 wird mit einem Rückschlagventil 434 bereitgestellt, wodurch es der Luft ermöglicht wird, durch die Trennwände 432 von einem Innenraum zu einem anderen benachbarten Innenraum zu strömen, wobei die Innenräume diejenigen des Schlauchs 414 sind, die durch die Trennwände 432 getrennt sind.
Der Schlauch 414 wird durch die Trennwände 432 in eine Mehrzahl von Innenräumen unterteilt, wodurch es jedem Raum ermöglicht wird, als Schlauchabteilung zu dienen. Zudem ermöglicht die Bereitstellung der Rückschlagventile 434 zum Ermöglichen unidirektionaler Luftströme die Zuführung von Luft durch ein Ventil 430 in alle Innenräume. Es ist somit möglich, Luft unter Verwendung eines einzigen Ventils 430 allen Schlauchabteilungen zuzuführen. Die Verwendung der Rückschlagventile 434 zum Ermöglichen von Luftströmen ermöglicht ein automatisches Abstimmen des Luftausgleichs. Da zudem eine Mehrzahl von Trennwänden 432 und Rückschlagventilen 434 bereitgestellt werden und der Schlauch 414 dadurch in eine Mehrzahl von Luftkammern unterteilt wird, kann im Falle, dass eine der Schlauchabteilungen ein Loch aufweist, die Geschwindigkeit des Luftstroms von den anderen nicht durchlöcherten Schlauchabteilungen in die durchlöcherte Schlauchabteilung unterdrückt werden, wodurch die Geschwindigkeit der Verringerung des Luftdrucks des Schlauchs 414 als ein Ganzes unterdrückt wird. Es ist dadurch möglich, plötzliche Verringerungen des Luftdrucks zu unterdrücken, wenn Löcher auftreten, was eine verbesserte Sicherheit im Falle des Auftretens eines Loches ermöglicht.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Schlauchs. Der in 12 veranschaulichte Schlauch 514 umfasst eine Mehrzahl von in der Umfangsrichtung angeordneten abgeteilten Schlauchabteilungen. Mit anderen Worten ist der Schlauch 514 in der Umfangsrichtung in eine Mehrzahl von Schlauchabteilungen 530 unterteilt. Eine einzelne Schlauchabteilung 530 ist nur in einem Teilbereich der Umfangsrichtung angeordnet. Wie in 12 veranschaulicht, ermöglicht die Unterteilung des Schlauchs 514 in mehrere Abschnitte in der Umfangsrichtung die Auswirkungen auf die anderen Schlauchabteilungen 530 in dem Falle zu verringern, dass eine der Schlauchabteilungen 530 durchlöchert wird. Da der Rest des Schlauchs selbst dann intakt bleibt, wenn ein Abschnitt des Schlauchs ein Loch aufweist, ist in dieser Anordnung ein fortgesetztes Fahren möglich.
Der Laufflächenring 18 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann mit Außenumfangsoberflächen-Rillen 30, die in der Außenumfangsoberfläche 18b ausgebildet sind, Innenumfangsoberflächen-Rillen 32, die in der Innenumfangsoberfläche 18a ausgebildet sind, und Durchgangslöchern 34, die von der Außenumfangsoberfläche 18b zur Innenumfangsoberfläche 18a durchstoßen, bereitgestellt werden, um die Reifenleistung wie vorstehend beschrieben weiter zu verbessern, er ist jedoch nicht darauf beschränkt. Vielfältige Muster können für das im Laufflächenring ausgebildete Laufflächenmuster (Rillenmuster) verwendet werden.
13 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der schematischen Konfiguration eines weiteren Beispiels eines Laufflächenrings. Die Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 sind in der Außenumfangsoberfläche 18b des in 13 veranschaulichten Laufflächenrings 218 ausgebildet. Durchgangslöcher 34, die von der Außenumfangsoberfläche 18b zur Innenumfangsoberfläche 18a durchstoßen, sind ebenfalls im Laufflächenring 218 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 34 sind mit den Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 verbunden. Ein Laufflächenring, in dem die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 nicht ausgebildet sind, wie im Falle des Laufflächenrings 218, kann in der Reifen-Rad-Baugruppe ebenfalls verwendet werden. Der Laufflächenring kann ein Muster aufweisen, in dem die Durchgangslöcher 34 nicht bereitgestellt sind. Um die Nassleistung weiter zu verbessern, sind die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 im Laufflächenring vorzugsweise mit den Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 und den Durchgangslöchern 34 verbunden, jedoch ist ein Muster ebenfalls möglich, bei dem die Innenumfangsoberflächen-Rillen 32 nur mit einem oder keinem dieser beiden verbunden sind. Der Laufflächenring kann auch ein Muster aufweisen, bei dem die Außenumfangsoberflächen-Rillen 30 nicht bereitgestellt sind.
In der Reifen-Rad-Baugruppe gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stehen der Schlauch und das Rad in Kontakt, und der Schlauch und der Schutzring stehen in Kontakt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf solch eine Anordnung beschränkt. Das bedeutet, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Struktur beschränkt ist, bei der die Innenumfangsoberfläche des Schlauchs in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des Rades steht, und die Außenumfangsoberfläche des Schlauchs in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche des Schutzrings steht.
14 zeigt eine Querschnittsansicht der schematischen Konfiguration eines Beispiels einer Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform. 15 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 14 veranschaulichten Reifen-Rad-Baugruppe. Die in 14 und 15 veranschaulichte Reifen-Rad-Baugruppe 310 umfasst das Rad 12, den Schlauch 14, den Schutzring 16, den Laufflächenring 18, einen Innenumfangs-Stützabschnitt 350 und einen Außenumfangs-Stützabschnitt 354. Das Rad 12, der Schlauch 14, der Schutzring 16 und der Laufflächenring 18 sind wie bei der Reifen-Rad-Baugruppe 10 konfiguriert; somit wird auf die Beschreibung davon verzichtet.
Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 besitzt eine ringartige Form, wobei eine Innenumfangsoberfläche 350a davon in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche 12a des Rades 12 steht, und eine Außenumfangsoberfläche 350b davon in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 14a des Schlauchs 14 steht. Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 ist aus einem elastischen Material mit einer hohen Reibungszahl, wie Gummi, hergestellt. Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 steht sowohl mit dem Rad 12 als auch mit dem Schlauch 14 in Kontakt und hält den Schlauch 14 gegen das Rad 12.
Die Außenumfangs-Stützabschnitt 354 besitzt eine ringartige Form, wobei eine Innenumfangsoberfläche 354a davon in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche 14a des Schlauchs 14 steht, und eine Außenumfangsoberfläche 354b davon in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche 16a des Schutzrings 16 steht. Der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 ist aus einem elastischen Material mit einer hohen Reibungszahl, wie Gummi, hergestellt. Der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 steht sowohl mit dem Schlauch 14 als auch dem Schutzring 16 in Kontakt und hält den Schlauch 14 gegen den Schutzring 16.
Das Bereitstellen der Reifen-Rad-Baugruppe 310 mit dem Innenumfangs-Stützabschnitt 350 unterdrückt ein Verschieben des Schlauchs 14 in Hinblick auf das Rad 12 und ermöglicht es, dass durch das Rad 12 verursachte Schäden am Schlauch 14 unterdrückt werden. Das Bereitstellen der Reifen-Rad-Baugruppe 310 mit dem Außenumfangs-Stützabschnitt 354 unterdrückt ein Verschieben des Schlauchs 14 in Hinblick auf den Schutzring 16 und ermöglicht es, dass durch das Rad 12 verursachte Schäden am Schutzring 16 unterdrückt werden.
Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 kann am Rad 12 verankert sein. Der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 kann am Schutzring 16 verankert sein. Vielfältige Verankerungsverfahren können verwendet werden, wie ein Verbinden unter Verwendung eines Haftmittels oder Ähnlichem. Ein Verankern des Innenumfangs-Stützabschnitts 350 am Rad 12 oder des Außenumfangs-Stützabschnitts 354 am Schutzring 16 ermöglicht es, ein Verschieben der beiden zu unterdrücken, und unterdrückt noch zuverlässiger ein Verschieben des Schlauchs 14 in Hinblick auf das Rad 12 oder den Schutzring 16. Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 oder der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 ist vorzugsweise entlang der Gesamtheit des Rades 12 oder des Schutzrings 16 in der Breitenrichtung angeordnet, kann jedoch entlang mindestens eines Abschnitts davon bereitgestellt werden. Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 oder der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 ist vorzugsweise entlang der Gesamtheit des Abschnitts des Rades 12 oder des Schutzrings 16 angeordnet, der in Kontakt mit dem Schlauch steht. Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 oder der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 können in der Breitenrichtung des Reifens in mehrere Abschnitte unterteilt sein. Der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 oder der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 ist nicht auf eine ringartige Form beschränkt und kann in separaten Abschnitten in der Umfangsrichtung des Rades 12 oder des Schutzrings 16 bereitgestellt werden. Mit anderen Worten kann der Innenumfangs-Stützabschnitt 350 oder der Außenumfangs-Stützabschnitt 354 nur mit einem Abschnitt der Oberfläche des Rades 12 oder des Schutzrings 16 in der Umfangsrichtung verbunden sein. Die Reifen-Rad-Baugruppe kann optional mit nur einem Innenumfangs-Stützabschnitt 350 oder Außenumfangs-Stützabschnitt 354 bereitgestellt werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Zusammenbauen (Montieren) der Reifen-Rad-Baugruppe unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 zeigt einen Ablaufplan eines Beispiels eines Verfahrens zum Montieren einer Reifen-Rad-Baugruppe. Das Rad 12, der Schlauch 14, der Schutzring 16 und der Laufflächenring 18 werden separat hergestellt.
Zuerst wird in Schritt S12 der Schlauch 14 um den Umfang des Rades 12 angeordnet. An diesem Punkt ist der Schlauch 14 noch nicht mit Luft aufgepumpt und kann sich leicht verformen. Als Nächstes wird in Schritt S14 der Schutzring 16 an der Außenseite des Schlauchs 14 angeordnet. Da der Schlauch 14 an diesem Punkt noch nicht mit Luft aufgepumpt ist, kann er leicht an der Innenseite des Schutzrings 16 angeordnet werden.
Als Nächstes wird in Schritt S16 der Laufflächenring 18 auf dem Schutzring 16 angeordnet. Der Laufflächenring 18 wird zum Beispiel auf dem Schutzring 16 mittels Presspassung angebracht. Anschließend wird in Schritt S18 der Schlauch 14 mit Luft aufgepumpt. Dadurch wird auf das Innere des Schlauchs 14 ein zuvor festgelegter Druck aufgebracht, wodurch der Schlauch 14 veranlasst wird, fest auf dem Rad 12 und dem Schutzring 16 zu sitzen. Die Reifen-Rad-Baugruppe wird gemäß den vorstehend beschriebenen Schritten zusammengebaut.
Der in 16 veranschaulichte Schritt S16 kann vor Schritt S14 ausgeführt werden, und die Reihenfolge der Schritte S12 und S14 kann umgekehrt werden. Wenn ein Innenumfangs-Stützabschnitt bereitgestellt wird, wird zuerst der Innenumfangs-Stützabschnitt auf dem Rad montiert, wonach der Schlauch auf dem Außenumfang des Innenumfangs-Stützabschnitts angeordnet wird. Als Alternative können zuerst der Innenumfangs-Stützabschnitt und der Schlauch miteinander verbunden und dann auf dem Rad montiert werden. Wenn ein Außenumfangs-Stützabschnitt bereitgestellt wird, wird zuerst der Außenumfangs-Stützabschnitt auf dem Schutzring montiert, wonach der Schutzring auf der Außenseite des Schlauchs angeordnet wird. Als Alternative können zuerst der Außenumfangs-Stützabschnitt und der Schlauch miteinander verbunden und dann in die Baugruppe integriert werden.
Da in der Reifen-Rad-Baugruppe 10, keine Karkasse oder Gürtelschichten vorhanden sind, kann die Reifen-Rad-Baugruppe 10 einfacher hergestellt werden als ein Luftreifen nach dem Stand der Technik. Insbesondere kann die Reifen-Rad-Baugruppe 10 fertiggestellt werden, indem der ringförmige Laufflächenring 18 am Schutzring 16 angebracht wird und der Schlauch 14 verwendet wird, um den Schutzring 16 auf dem Rad 12 zu montieren. Als ein Ergebnis kann der zum Herstellen (Zusammenbauen) der Reifen-Rad-Baugruppe 10 verwendete Herstellungsprozess verglichen mit dem eines Luftreifens nach dem Stand der Technik umfassend automatisiert werden. Der Schlauch 14, das Rad 12 und der Schutzring 16 der Reifen-Rad-Baugruppe 10 können durch Ablassen der Luft aus dem Schlauch 14 auseinandergenommen werden. Dies ermöglicht ein einfaches Auswechseln der verschiedenen Teile. Zudem kann der Laufflächenring 18 einfach am Schutzring 16 angebracht und von diesem entfernt werden. Während ein Luftreifen nach dem Stand der Technik darüber hinaus spezielle Ausrüstung zum Auswechseln des Reifens erfordert, erfordert die Reifen-Rad-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung weder eine spezielle Auswechselausrüstung noch sind irgendwelche speziellen Fähigkeiten zum Auswechseln des Reifens erforderlich. Somit kann der Reifen sogar durch einen nicht qualifizierten oder nicht geschulten Arbeiter ausgewechselt werden.
Bezugszeichenliste

10: Reifen-Rad-Baugruppe
32: Rad
12a, 14b, 16b, 18b: Außenumfangsoberfläche
14: Schlauch
14a, 16a, 18a: Innenumfangsoberfläche
16: Schutzring
18: Laufflächenring
22: Speiche
24: Schraubenloch
30: Außenumfangsoberflächen-Rille
32: Innenumfangsoberflächen-Rille
34: Durchgangsloch
40, 42, 44: Pfeil

Claims

Reifen-Rad-Baugruppe umfassend: ein mit einer Drehwelle gekoppeltes Rad; ein an einer Außenseite des Rades in einer Radialrichtung angeordneter elastischer Schlauch, wobei das Innere des Schlauchs mit Luft gefüllt ist; ein an einer Außenseite des Schlauchs in der Radialrichtung derart angeordneter starrer Schutzring, dass er vom Rad getrennt ist; und ein an einer Außenseite des Schutzrings in der Radialrichtung angeordneter Laufflächenring, wobei eine Innenumfangsoberfläche des Laufflächenrings mit einer Außenumfangsoberfläche des Schutzrings in Kontakt steht.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß Anspruch 1, wobei Durchgangslöcher, die von der Innenumfangsoberfläche zu einer Außenumfangsoberfläche des Laufflächenrings durchstoßen, im Laufflächenring ausgebildet sind.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß Anspruch 2, wobei Innenumfangsoberflächen-Rillen, die in Hinblick auf die Außenumfangsoberfläche des Laufflächenrings konkav sind, in der Innenumfangsoberfläche des Laufflächenrings ausgebildet sind; und die Innenumfangsoberflächen-Rillen mit den Durchgangslöchern verbunden sind.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Durchmesser einer Innenumfangsoberfläche des Schutzrings in einer Breitenrichtung, die zur Drehwelle parallel ist, nach außen fortschreitend abnimmt.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Durchmesser einer Außenumfangsoberfläche des Rades in der Breitenrichtung, die zur Drehwelle parallel ist, nach außen fortschreitend zunimmt.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Mehrzahl von Vorsprüngen zum Verbessern der Haftung am Schutzring auf einer Außenumfangsoberfläche des Schlauchs ausgebildet ist.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schlauch mit einer formregulierenden Struktur bereitgestellt wird, die eine Verformung in der Reifenbreitenrichtung reguliert.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schlauch eine Mehrzahl abgeteilter Schlauchabteilungen umfasst.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß Anspruch 8, wobei die Schlauchabteilungen aneinander angrenzend in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, die mit der Rotationsrichtung der Drehwelle gleichlaufend ist.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß Anspruch 8, wobei die Schlauchabteilungen in der Breitenrichtung aneinander angrenzend angeordnet sind.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schlauch mit einer Trennwand bereitgestellt wird, die luftgefüllte Innenräume im Schlauch trennt.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß Anspruch 11, wobei ein Rückschlagventil, das aneinander angrenzende Innenräume verbindet und unidirektionale Luftströme ermöglicht, in der Trennwand des Schlauchs bereitgestellt wird.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Laufflächenring vom Schutzring entfernbar ist.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Innenumfangsoberfläche des Schlauchs mit einer Außenumfangsoberfläche des Rades in Kontakt steht.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend einen Innenumfangs-Stützabschnitt, der mit dem Rad und dem Schlauch in Kontakt steht und den Schlauch gegen das Rad hält.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Außenumfangsoberfläche des Schlauchs mit einer Innenumfangsoberfläche des Schutzrings in Kontakt steht.
Reifen-Rad-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner umfassend einen Außenumfangs-Stützabschnitt, der mit dem Schutzring und dem Schlauch in Kontakt steht und den Schlauch gegen den Schutzring hält.
Ringförmiger Laufflächenring, der aus einem elastischen Teil ausgebildet ist und eine Innenumfangsoberfläche, die mit einem ringförmigen starren Teil in Kontakt steht, und eine Außenumfangsoberfläche, die mit dem Boden in Kontakt steht, umfasst, wobei der Laufflächenring umfasst: im Laufflächenring ausgebildete Durchgangslöcher, die von der Innenumfangsoberfläche zur Außenumfangsoberfläche durchstoßen.
Laufflächenring gemäß Anspruch 18, wobei Innenumfangsoberflächen-Rillen, die in Hinblick auf die Außenumfangsoberfläche konkav sind, in der Innenumfangsoberfläche des Laufflächenrings ausgebildet sind, und die Innenumfangsoberflächen-Rillen mit den Durchgangslöchern verbunden sind.
Laufflächenring nach Anspruch 18, wobei sich die Innenumfangsoberflächen-Rillen in einer Breitenrichtung der Innenumfangsoberfläche, die parallel zu einer Zentralachse ist, von einem Ende zu einem anderen erstrecken.
Laufflächenring gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei Außenumfangsoberflächen-Rillen, die in Hinblick auf die Innenumfangsoberfläche konkav sind, in der Außenumfangsoberfläche des Laufflächenrings ausgebildet sind; und die Außenumfangsoberflächen-Rillen mit den Innenumfangsoberflächen-Rillen verbunden sind.