DE19815354A1 - Vorrichtung zur Änderung des Einsatzbereiches von Lastkraftwagenreifen - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Änderung des Einsatzbereiches von Lastkraftwagenreifen, bei der ein Mittel (10, 12, 14; 40) für die Kontrolle der Betriebstemperatur des Reifens (15) vorgesehen ist. DOLLAR A Mit Hilfe des Kontrollmittels kann einerseits das Einhalten eines Betriebstemperaturbereichs sichergestellt werden und andererseits eine eventuell kritische Temperaturüberschreitung erkannt werden, die unter Umständen eine Änderung oder Beeinträchtigung des Reifenmaterials zur Folge haben kann und meist auf eine Überbelastung zurückgeht. Durch eine solche Belastungsüberwachung mit Kontrolle von Spitzentemperaturen können höhere Belastungen für die Reifen vorgesehen werden als dies im Normaleinsatz mit vorgegebenem Sicherheitsbereich der Fall ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Änderung des Ein­ satzbereiches von Lastkraftwagenreifen.

Räder von Lastkraftwagen unterliegen unterschiedlichen Bean­ spruchungen, je nachdem, ob sie am ziehenden Fahrzeug oder im Bereich des Aufliegers sowie am Anhänger eingesetzt werden. In­ folgedessen können für das ziehende Fahrzeug vorgesehene Se­ rienräder insbesondere aufgrund zu geringer Tragkraft der Rei­ fen in etlichen Fällen gar nicht oder nur in begrenztem Umfang für Auflieger und Anhänger verwendet werden.

Das Anwendungsprofil von Reifen wird im wesentlichen durch de­ ren Tragkraft und Geschwindigkeitsgrenze bestimmt. Wird ein Rei­ fen beschädigt, wobei von mechanischen und Abnutzungsschäden abgesehen wird, ist dies fast immer eine Folge von zu hoher Temperatur. Wenn derartige Reifenschäden optisch nicht festge­ stellt werden, können die Reifen beim Fahren aufgrund der dann auftretenden Belastungen und Überhitzung platzen.

Derzeit werden abgesehen von einer Reifensichtkontrolle Druck­ luftprüfungen durchgeführt, ferner Sensoren zur Feststellung des Breiterwerdens der Reifen eingesetzt.

Bei Betrieb innerhalb der zugehörigen Grenzbereiche entsteht gewöhnlich keine Zerstörung des Reifens durch zu hohe Tempera­ turen. Eine Kontrolle der Reifentemperatur könnte so Aufschlüs­ se über den Reifenzustand liefern und zum Ausschluß der beschä­ digten Reifen führen.

Die Reifentemperatur ergibt sich indessen aus etlichen Parame­ tern. Sie ist z. B. von Außentemperatur, Luftdruck, Straßenbe­ schaffenheit, Lastgewicht, Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeugeigen­ schaften, etc. abhängig. Daher sind indirekte Messungen der Reifentemperatur mit Ungenauigkeiten und Unsicherheiten behaf­ tet. Andererseits ist die Reifentemperatur von großer Bedeutung für den Reifenzustand und die Lebensdauer des Reifens. Beson­ ders wichtig ist es zu erkennen, daß eine Grenzwertüberschrei­ tung erfolgt ist.

In der DE 42 25 903 C und DE 195 26 193 A ist ein Radadapter für Lastfahrzeugräder beschrieben, der zur Anpassung an Auf­ nahmefelgen mit unterschiedlicher Einpreßtiefe vorgesehen ist. Eine Kühlfunktion ist hier nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erweiterung des Einsatzbereiches von insbesondere serienmäßigen Lastkraftwagenreifen zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Änderung des Einsatzbe­ reiches von Lastkraftwagenreifen zeichnet sich dadurch aus, daß ein Mittel für die Kontrolle des Betriebstemperaturbereichs des Reifens vorgesehen ist.

Mit Hilfe des Kontrollmittels kann einerseits das Einhalten ei­ nes Betriebstemperaturbereichs sichergestellt werden und ande­ rerseits eine eventuell kritische Temperaturüberschreitung er­ kannt werden, die unter Umständen eine Änderung oder Beeinträch­ tigung des Reifenmaterials zur Folge haben kann und meist auf eine Überbelastung oder Wartungsfehler (z. B. mangelnde Kon­ trolle des Reifendrucks) zurückgeht. Durch eine solche Bela­ stungsüberwachung mit Kontrolle von Spitzentemperaturen können höhere Belastungen für die Reifen vorgesehen werden, als dies im Normaleinsatz mit vorgegebenem Sicherheitsbereich der Fall ist. Eine unerwünschte und meist folgenreiche Zerstörung eines Reifens kann so durch eine Reifenkontrolle und ggf. rechtzeiti­ gen Reifenwechsel verhindert werden.

Vorzugsweise ist am Reifen ein Kontrollmittel vorgesehen, das die Überschreitung eines Belastungsgrenzwerts zeigt. Infolge der Verwendung eines am Reifen vorgesehenen zusätzlichen Mit­ tels können vorteilhaft weiterhin Serienreifen verwendet wer­ den. Ferner ist der Einsatz von Serienreifen auch für Spezial­ einsätze, wie z. B. als Reservereifen an einem Wagen mit höherer Last, durch die Erkennbarmachung eines möglichen thermischen Defekts am Reifen ermöglicht, der bei Überschreiten einer kri­ tischen Temperatur auftritt. Sofern die Reifen keine Überbean­ spruchung und damit insbesondere keine Temperaturerhöhung über den zulässigen Temperaturbereich hinaus erfahren haben, können sie nun uneingeschränkt weiter eingesetzt werden.

Dies erlaubt es beispielsweise, einen für ein ziehendes Fahr­ zeug vorgesehenen Reifen als Reservereifen bei einem Auflieger oder Anhänger, etwa unter Verwendung eines Radadapters gemäß der eingangs erwähnten DE 42 25 903 C und DE 195 26 193 A, zu verwenden. Ist der Reservereifen nicht überbelastet worden, kann der Reifen ohne Einschränkung voll eingesetzt werden. Wird andererseits vom Kontrollmittel eine Grenzwertüberschreitung angezeigt, dann ist der Reifen von bestimmten Positionen bzw. Einsatzzwecken auszuschließen oder wird gar nicht mehr verwen­ det. Bisher fest vorgegebene Tragkraftbegrenzungen, die auch eine Temperaturbegrenzung implizierten, können so flexibler durch die Feststellung von Reifenbeanspruchungen ersetzt wer­ den. D. h. Reifen können höher als bisher belastet werden, wenn sie erfindungsgemäß auf das Überschreiten zulässiger Grenzwerte geprüft werden.

Vorzugsweise zeigt das Kontrollmittel der erfindungsgemäßen Vor­ richtung die Überschreitung einer bestimmten Temperatur (Tempe­ raturgrenzwert) an. Dies ist eine besonders zuverlässige Metho­ de, Belastungen festzustellen, die ein Reifen erfahren hat. Das Kontrollmittel kann ein temperaturempfindliches Indikator­ mittel umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es eine Auflage oder Einlage mit einem temperaturempfind­ lichen Indikatormittel. Vorzugsweise ist die Auflage oder Ein­ lage an der Reifenseite, zweckmäßig beidseitig, vorgesehen, so daß mechanische Beschädigungen weitestgehend ausgeschlossen sind. Das Kontrollmittel kann auf die Reifenoberfläche aufge­ bracht werden oder im Fall besonders geringer Dicke in eine entsprechende Aussparung eingebracht werden.

Es ist ferner möglich, bei der Reifenherstellung an entspre­ chender Stelle in das Reifenmaterial selbst ein Indikatormittel einzubringen, beispielsweise zu injizieren, wobei der Reifen dann selbst die Rolle des Indikatorträgers übernimmt. Das In­ dikatormittel kann lokal, ggf. auch in das Reifenmaterial ver­ teilt, eingebracht sein. Beispielsweise würde an der Lauffläche dann immer wieder Indikatormittel mit Abrieb freigesetzt.

Bei einer Ausführungsform besteht die Auflage oder Einlage aus einer dünnen Schicht aus elastischem Material, die das Indi­ katormittel umfaßt. Die dünne Schicht, d. h. der Indikatorträ­ ger, kann aus Gummi sein und dann einfach aufvulkanisiert wer­ den. Beispielsweise ist das Indikatormittel im Material der Auflage oder Einlage verteilt. Es kann sich dabei etwa um ein Pulver handeln, das in das Schichtträgermaterial eingebracht ist.

Vorzugsweise zeigt das Kontrollmittel bzw. das Indikatormittel das Überschreiten des Grenzwerts durch Farbänderung an. Z.B. kann sich die Farbe bei einer Temperatur von z. B. 85° Grad von grün auf rot oder von farblos auf rot ändern, wobei diese Farb­ angaben lediglich beispielhaft sind. Eine besonders hohe Zuver­ lässigkeit erhält das Kontrollmittel, wenn die Farbänderung ir­ reversibel ist. Auf diese Weise können auch Bedienungsfehler verhindert werden.

Alternativ und zusätzlich kann das Mittel für die Kontrolle der Reifenbetriebstemperatur Kühlmittel für den Reifen umfassen. Durch die so bewirkte Temperaturabsenkung wird der Reifen so zuverlässig unterhalb der Grenztemperatur gehalten und seine Lebensdauer erhöht. Der Reifen erfährt keine Überbelastung. Außerdem kann die für den Reifen mögliche Beanspruchung erhöht und damit der Einsatzbereich, d. h. das Reifenlastprofil, erwei­ tert werden.

Durch das Vorsehen einer Kühlung sind gar keine Änderungen am Reifen selbst erforderlich, so daß Serienreifen verwendet wer­ den können. Dies wirkt sich günstig auf die Kosten aus.

Wird ein Radadapter zur Anpassung an Aufnahmefelgen mit unter­ schiedlicher Einpreßtiefe verwendet, sind vorteilhaft an der (den) radialen Außenfläche(n) des Adapters Luftdurchlässe wie Durchbrüche oder Bohrungen und/oder Erhebungen wie Rippen vor­ gesehen, die eine Luftströmung in Richtung des Reifens herbei­ führen. Durch die Luftströmung kommt es zu einer Kühlung des Reifens und auf diese Weise kann der Betriebstemperaturbereich wie vorgesehen auch bei höherer Belastung eingehalten werden. Ist der Radadapter beispielsweise von einem Typ ähnlich wie in der DE 42 25 903 C beschrieben, d. h. sind zur Nabe und/oder Felge offene Sacklöcher mit Durchgangsbohrungen für Befesti­ gungsbolzen vorhanden, dann weisen die Sacklöcher bei einer vorteilhaften Ausführungsform Luftdurchlässe auf. Hierdurch kann die Kühlluftströmung gezielt auf die Reifenaußenfläche gerichtet werden.

Für die Kühlung sind zweckmäßig zusätzlich am Nabenaufbau Luft­ durchlässe und/oder Erhebungen wie Rippen vorgesehen, die eine Luftströmung in Richtung des Reifens herbeiführen.

Vorteilhaft führen die Luftdurchlässe auch zu einer Konstruk­ tion mit geringerem Gewicht. Infolge der mit der Fahrt umlau­ fenden Flächen ergibt sich bei Drehung der Nabe bzw. des Adap­ ters aufgrund auftretender Druckunterschiede eine Wirkung wie bei einem Trommellüfter. So strömt beim Adapter Luft von der Adapterinnenseite durch den Adapter hindurch zum Rad. Am Adap­ ter für die Befestigungsbolzen vorgesehene Sacklöcher können wie erwähnt zur Kühlung des Adapters und des gesamten Rad-Rei­ fen-Nabensystems verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand von Ausführungs­ beispielen und der Zeichnung erläutert, wobei die folgende Dar­ stellung lediglich zu Erläuterungszwecken dient und die Bei­ spielsmerkmale, ebenso wie die Merkmalskombinationen in den Un­ teransprüchen nicht als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ende einer Lastwagen- Radnabe, die über einen zwischengeschalteten Radadap­ ter mit einer Felge vom Typ A und einem Reifen vom Typ B bestückt ist, wobei der Radadapter mit einem Kühl­ mittel in Form von Wandungsdurchbrüchen als Tempera­ turkontrollmittel versehen ist,

Fig. 2 eine Stirnansicht des in Fig. 1 gezeigten Radadapters,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Radadapter von Fig. 1 nach der Linie A-B-C in Fig. 2,

Fig. 4 einen anderen Radadapter mit einem Kühlmittel in Form von Wandungsdurchbrüchen und

Fig. 5 eine schematische Veranschaulichung eines Reifenauf­ baus, die eine Auflage am Reifen als Temperaturkon­ trollmittel veranschaulicht.

Es wird zunächst anhand von Fig. 1 bis 3 ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Ein Radadapter zur Anpassung an Aufnahmefelgen mit unterschiedlicher Einpreßtiefe ist als ringförmiger Körper, d. h. Ringteil, ausgebildet, wobei dieses zur Auflage auf der Nabenstirnfläche vorgesehen ist und mittels einer ringförmigen Schulter 5 abgestützt ist. Mittels des Radadapters können beispielsweise Reserveräder vom Typ A mit Naben, die für Räder vom Typ B geeignet sind, kombiniert werden und so ist dann das Mitführen von Reserverädern vom Typ B nicht mehr erforderlich.

Im einzelnen: Der Ringteil des Radadapters ist mit ersten und zweiten axialen Sacklöchern 18, 19 versehen, wobei die ersten Sacklöcher 18 zur Nabe 1 und die zweiten Sacklöcher 19 zur Fel­ ge hin offen sind. Im Boden weisen die Sacklöcher jeweils Durchgangsbohrungen 20, 21 auf. Die Sacklochtiefen sind ent­ sprechend der gewünschten Adapterbreite gewählt. Der Boden der zweiten Sacklöcher 19 hat eine Stärke entsprechend der Dicke der des Radflansches 22. Zur Gewichtsersparnis ist der Radadap­ ter mit Ausnehmungen zwischen den in Umfangsrichtung benachbar­ ten Sacklöchern 18, 19 mittels außen und innen durch in Achsen­ richtung verlaufende gewölbte Nuten 31 versehen. Die Sacklöcher 18 und 19 weisen in ihren Wandungen Durchbrüche 10, 11 auf.

Pfeile 2, 4 zeigen die sich ergebende Luftströmung durch die Wanddurchbrüche 10, 11 der Sacklöcher. Die kühlere Luft streicht an der Innenseite der Felge 13 und dann auch am Reifen 15 vorbei, wodurch eine Kühlwirkung erzielt wird und die Be­ lastbarkeit des Reifens 15 erhöht wird. Der Verlauf der Luft­ strömung ist in Fig. 2 anhand von Vergrößerungen zweier Sacklö­ cher in Ausschnitten D und E veranschaulicht.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung eines Radadapters mit einfacherem Aufbau ohne Sacklöcher, der in den radialen Flächen Durchbrüche 12 und Rippen 14 aufweist. Der Verlauf der Luft­ strömung aus dem Innenraum des Radadapters durch die Durchbrüche bzw. Schlitze 12 ist durch einen Pfeil 6 veranschaulicht. Die Rippen 14, die auf der radialen Außen- und Innenseite ange­ bracht werden können, bewirken eine Luftbeschleunigung. Zu­ gleich dienen sie zur Verstärkung des Adapters, d. h. Erhöhung von dessen Festigkeit. Die Durchbrüche 12 bewirken andererseits eine Materialminderung und damit ein geringeres Gewicht in be­ zug auf eine geschlossene Konstruktion.

Bei den Adapteranordnungen wird die Wärme der Bremse und des Radlagers über den Adapter in erheblichem Umfang abgeführt und kann so nicht in das Rad und damit in den Reifen gelangen. Die Abkühlung erfolgt schneller und effizienter. Die Erwärmung des Reifens wird durch den Kühlluftstrom zum Rad und durch die Ei­ genkühlung des Adapters, die über die Radanlagefläche des Rades am Adapter wirksam wird, deutlich vermindert. Diese zusätzliche Kühlung des Reifens kann zur Erweiterung des Lastprofils, d. h. seines Einsatzbereichs, genutzt werden. Damit können an einem solchen Radadapter Reservereifen zur Anwendung kommen, deren Tragkraft für diesen Einsatz normalerweise nicht ausreicht. In jedem Fall nimmt diese zusätzliche Kühlung einen positiven Ein­ fluß auf die Reifenlebensdauer, dessen Standfestigkeit und Be­ triebssicherheit.

Im einzelnen bewirken die Durchlässe 10, 12 als Lüftungs­ schlitze auf den umlaufenden Flächen durch die Drehung des Adap­ ters eine Luftströmung von der Adapterinnenseite zur Adapter­ außenseite hin, ähnlich wie bei einem Trommellüfter. Handelt es sich bei dem Adapter um einen gemäß dem in Fig. 1 bis 3 gezeig­ ten Ausführungsbeispiel, das dem Radadapter gemäß DE 42 25 903 C entspricht, werden die Sacklochinnenseiten bei ihrer Durch­ strömung zur Adapterkühlung mit herangezogen, d. h. die küh­ lungswirksame Oberfläche ist vergrößert. Die Luftsäule inner­ halb der Sacklöcher 18, 19 bewirkt bei der Drehung einen Druckunterschied und damit eine effektive Luftströmung.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Radadapter bewirken die Rippen 14 auf der radialen Außen- oder Innenseite eine Luftbeschleunigung.

In Fig. 5 ist ein Reifenaufbau schematisch veranschaulicht, der eine Auflage 40 am Reifen 42 als Temperaturkontrollmittel auf­ weist. Dieses ist im gezeigten Fall eine beidseits aufvulkani­ sierte Gummiauflage, in die eine Substanz eingearbeitet ist, die auf Temperatur durch Farbwechsel bleibend reagiert (Indi­ kator). Übersteigt die Reifentemperatur beispielsweise 85° Grad, so kann der Indikator z. B. seine Farbe von grün auf rot ändern. Die Verwendung einer Auflage 40 ist auch vorteilhaft bei einem Reservereifen, um beispielsweise nach einem Einsatz am Anhänger unter Verwendung eines Radadapters eine erfolgte zu starke Erwärmung des Reifens festzustellen. Der Reifen kann dann außer Betrieb genommen werden, so daß ein Einsatz am zie­ henden Fahrzeug ausgeschlossen werden kann.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Änderung des Einsatzbereiches von Last­ kraftwagenreifen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (10, 12, 14; 40) für das Einhalten und/oder Überwa­ chen des Betriebstemperaturbereichs des Reifens (42) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Reifen (42) ein Kontrollmittel (40) vorgesehen ist, das die Überschreitung eines Belastungsgrenz­ werts anzeigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kontrollmittel (40) die Überschrei­ tung einer bestimmten Temperatur (Temperaturgrenzwert) anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kontrollmittel (40) ein temperatur­ empfindliches Indikatormittel umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kontrollmittel eine Auflage (40) oder Einlage mit einem temperaturempfindlichen Indikatormittel ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auflage oder Einlage aus einer dünnen Schicht aus elastischem Material besteht, die das Indikatormittel umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Indikatormittel im Material der Auflage oder Einlage verteilt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Indikatormittel in das Reifenmaterial eingebracht ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollmittel (40) das Überschreiten des Grenzwerts optisch, insbesondere durch Farb­ änderung, anzeigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Farbänderung irreversibel ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutz gegen mechanische Beschädigung und gegen Sonnenstrahlung für das Kontrollmittel vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (10, 12, 14) zur Einhaltung des Betriebstemperaturbereichs ein Kühlmittel ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 in Anwendung bei einem Rad­ adapter zur Anpassung an Aufnahmefelgen mit unterschiedlicher Einpreßtiefe, dadurch gekennzeichnet, daß an der (den) radialen Außenfläche(n) des Adapters Luftdurchlässe (10, 12) und/oder Erhebungen (14) wie Rippen vorgesehen sind, die eine Luftströmung (2, 4; 6) in Richtung des Reifens (15) herbeiführen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 bei einem Radadapter mit zur Nabe (1) und/oder Felge (13) offenen Sacklöchern (18, 19) mit Durchgangsbohrungen (20, 21) für Befestigungsbolzen (26, 28), dadurch gekennzeichnet, daß die Sackloch­ wandungen Luftdurchlässe (10, 11) aufweisen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Nabenaufbau Luftdurchläs­ se und/oder Erhebungen wie Rippen vorgesehen sind, die eine Luftströmung in Richtung des Reifens herbeiführen.