DE19858478A1 - Fahrzeugrad mit zwei nebeneinander angeordneten Reifen - Google Patents

Abstract

Ein Fahrzeugrad mit zwei nebeneinander angeordneten Reifen (16, 18) ist dadurch gekennzeichnet, daß der bezogen auf das Fahrzeug äußere Reifen (18) nicht oder vorwiegend längs profiliert und der innere Reifen (16) vorwiegend quer profiliert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit zwei nebeneinander angeordneten Reifen.

Der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit insbesondere von Personenkraftwagen werden in hohem Maße von den Reifen beeinflußt. Für das Fahren auf trockener Fahrbahn werden Reifen bevorzugt, die möglichst breit und aus Gründen einer großen Aufstandsfläche wenig profiliert sind. Für das Fahren bei schlechten Witterungsbedingungen werden Reifen mit kleiner Aufstandsfläche und guter Profilierung, insbesondere Wasserablaufprofilierung, be­ nötigt, damit die Aquaplaninggefahr vermindert ist. Für das Fahren auf rutschigem Unter­ grund und für Matsch und Schnee werden grob anders profilierte Reifen benötigt. Dabei spielen auch die jeweiligen Gummimischungen in der Lauffläche, der Aufbau der Reifen­ karkasse usw. eine Rolle. Das Außengeräusch moderner PKWs wird zunehmend durch das Abrollgeräusch des Reifens geprägt. Breite Reifen rollen gegenüber schmalen Reifen er­ heblich lauter ab und haben einen höheren Luftwiderstand.

Bei LKWs ist die Benutzung von Zwillingsreifen bekannt, bei denen zwei Räder einander benachbart an einer Seite einer Achse montiert sind, insbesondere um das Tragvermögen des Rades zu vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für Personenkraftwagen ge­ eignetes Fahrzeugrad zu schaffen, das hinsichtlich seiner Eigenschaften besonders gut an die jeweiligen Erfordernisse anpaßbar ist und gegenüber vergleichbaren konventionellen Fahrzeugrädern Vorteile insbesondere hinsichtlich der Sicherheit und des Abrollgeräusches hat.

Eine erste Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird mit einem Fahr­ zeugrad gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhaf­ te Weiterbildungen dieses Rades gerichtet.

Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einem Rad gemäß dem Anspruch 7 erzielt, das mit den Merkmalen der Unteransprüche 8 und 9 in vorteilhafter Weise weiter­ gebildet wird.

Die mit den erfindungsgemäßen Fahrzeugrädern erzielten Vorteile werden im folgenden an­ hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beispielhaft und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Die Fig. 1 bis 7 stellen Querschnitte durch unterschiedliche Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Fahrzeugrades dar.

Gemäß Fig. 1 ist eine Radschüssel 2 mit einem insgesamt axial verlaufenden Bereich 4 und einem radialen Bereich 6 ausgebildet. Der radiale Bereich 6 weist in an sich bekannter Wei­ se nach außen hin mit konischen Anlageflächen ausgebildete Löcher 8 auf, durch die nicht dargestellte Befestigungsschrauben zum Befestigen eines Rades an einer nicht dargestellten Nabe gesteckt werden. Radial innen endet der radiale Bereich 6 vorzugsweise in einem Flansch 10 zum Aufstecken des Rades auf einen entsprechend ausgebildeten Ansatz der Nabe.

Mit dem axialen Bereich 4 sind zwei Felgen 12 und 14 verschweißt, auf die in an sich be­ kannter Weise je ein Reifen 16 und 18 aufgezogen ist.

Zum Aufpumpen des Reifens 16 dient ein von außerhalb der Radschüssel 2 zugängliches Ventil 20, das über eine Leitung 22 dicht mit einer die Felge 12 durchdringenden Bohrung verbunden ist. Zum Aufpumpen des Reifens 18 dient ein Ventil 24, das durch die Felge 14 hindurch mit dem Innenraum des Reifens 18 verbunden ist.

Wie dargestellt, hat der bezüglich des nicht dargestellten Fahrzeugs äußere Reifen 18 eine mit Längsrillen 26 ausgebildete Lauffläche 28 und ist in seinem Außendurchmesser um ein Maß 2 h größer als der Außendurchmesser des Reifens 16, dessen Lauffläche 30 in nicht dargestellter Weise quer und/oder verhältnismäßig grob profiliert ist.

Mit der beschriebenen Anordnung wird folgendes erreicht:

Gegenüber einem konventionellen Reifen, dessen Lauffläche beispielsweise annähernd so breit ist wie die beiden Laufflächen 28 und 30 zusammen, läuft das Rad normalerweise nur auf der verhältnismäßig schmalen, mit Längsrillen 26 versehenen Lauffläche 28 ab. Es ist dadurch außerordentlich laufruhig und verfügt wegen der kleinen Lauffläche über sehr gute Regeneigenschaften. Zusätzlich dämpft der äußere Reifen 18 Geräusche, die vom inneren Reifen 16 nach außen dringen.

Sobald das Fahrzeug auf weichen Grund kommt, sinkt die Lauffläche 28 des Reifens 18 ein und kommt die gröber profilierte Lauffläche 30 des Reifens 16 in Bodenkontakt und sorgt für Traktion.

Vorzugsweise ist die axiale Verformbarkeit des inneren Reifens 16 geringer als die des äu­ ßeren Reifens 18, wodurch auch unter schweren Bedingungen der für gröberen Einsatz oder schlechtere Straßen vorgesehene Reifen 16 die Traktion übernimmt.

Die beiden Reifen 16 und 18 können in unterschiedlichster Weise aufeinander abgestimmt sein; beispielsweise kann der äußere Reifen 18, der zum Fahren mit hoher Geschwindig­ keit vorgesehen ist, einen seitensteifen Gürtel aufweisen und eine Gummimischung an der Lauffläche mit guten Hafteigenschaften. Das höhere Tragvermögen des Innenreifens 16 kann durch dessen Gürtel bzw. Karkassenkonstruktion erzielt werden oder dadurch, daß der innere Reifen 16 mit höherem Luftdruck gefahren wird als der äußere Reifen 18. Die Außendurchmesser der Reifen müssen nicht zwangsläufig verschieden sein sondern können auch gleich sein. Durch mehr oder weniger starkes individuelles Aufpumpen der Reifen kann dann eingestellt werden, welcher der Reifen trägt bzw. den Hauptanteil des Boden­ kontakts übernimmt.

Der Luftwiderstand ist gegenüber einem konventionellen Breitreifen vermindert. Der Roll­ widerstand kann sehr gering sein, da die beiden schmalen Reifen entsprechend konstruiert werden können. Der äußere Reifen muß nicht zwangsläufig längsprofiliert sein, sondern kann weitgehend profillos sein, so daß er auf trockener Straße einen guten Kontakt vermit­ telt.

Ein weiterer Vorteil, der mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugrad gegenüber konventio­ nellen Fahrzeugrädern erzielt wird, liegt darin, daß bei einem Schaden an einem Reifen der andere Reifen voll funktionstüchtig bleibt und die Einsatzfähigkeit bzw. Sicherheit des Fahrzeugrades gewährleistet. Ein gesondertes Reserverad ist überflüssig.

Bei zweckentsprechender Konstruktion wird mit dem erfindungsgemäßen Rad Gewicht ge­ spart, zumal ein Reserverad entfallen kann. Auch Kosten können gespart werden. Die bei­ den Reifen können so konstruiert sein, daß sie sich bei Einwirkung starker Seitenkräfte an­ einander abstützen. Bezüglich des Aussehens ähnelt die Silhouette des Reifens in Längsan­ sicht der eines Breitreifens. Der Fahrkomfort entspricht dem eines konventionellen Rei­ fens. Die Fahrsicherheit ist vor allem wegen der Pannensicherheit verbessert. Der Ver­ brauch ist wegen des geringeren Rollwiderstands und des geringeren Luftwiderstands ver­ mindert.

Fig. 2 zeigt die beiden Reifen 28 und 30 mit gleichem Außendurchmesser. Dabei ist, wie durch die stark gebogene Seitenwand des Reifens 18 dargestellt, der Reifen 18 drucklos oder mit geringem Luftdruck beaufschlagt, so daß der Reifen 16 das Fahrzeug trägt und führt und den Reifen 18 vor einer Beschädigung durch übermäßige Verformung schützt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der des Rades gemäß Fig. 1 da­ durch, daß eine Luftdrucksteuervorrichtung 32 vorgesehen ist. Diese Luftdrucksteuervor­ richtung 32 umfaßt einen in die Radschüssel 2 integrierten Luftdruckspeicher 34, der durch ein mit der Radschüssel 2 verschweißtes Ringblech 36 gebildet ist und über ein Ventil 38 mit Luftdruck befüllbar ist. Von dem Luftdruckspeicher 34 führt ein mit einem Elektro­ magnetventil 40 versehener Durchlaß in den Innenraum des Reifens 18 und ein weiterer, mit einem Elektromagnetventil 42 versehener Durchlaß in den Innenraum des Reifens 16. Weitere Durchlässe führen vom Innenraum des Reifens 18 über ein Elektromagnetventil 44 ins Freie und vom Innenraum des Reifens 16 über ein Elektromagnetventil 46 ebenfalls ins Freie. Zur Ansteuerung der Elektromagnetventile ist ein Steuergerät 48 vorgesehen, das über Schleifringe mit Strom und Signalimpulsen versorgt oder in an sich bekannter Weise berührungslos von einem fahrzeugachsfesten Teil mit Strom und Signalimpulsen versorgt wird.

Die Funktion der Luftdrucksteuervorrichtung 32 ist derart, daß der Luftdruckspeicher 34 beispielsweise an einer Tankstelle mit hohem Druck gefüllt wird. Über die vom Steuerge­ rät 48 angesteuerten Elektromagnetventile 40 und 42 werden die Reifen 16 und 18 mit zweckentsprechendem Druck gefüllt, der über nicht dargestellte, in die Elektromagnetven­ tile 40 und 42 integrierte Drucksensoren sensiert wird. Die Drucksensoren liefern ihre Sig­ nale an das Steuergerät 48, das die Elektromagnetventile 40 und 42 entsprechend ansteuert. Soll nun beispielsweise beim Fahren der Druck im beispielsweise für Autobahnfahrt vorge­ sehenen Reifen 18 erhöht werden und/oder der Druck im Reifen 16 vermindert werden, so geschieht dies durch entsprechende Ansteuerung des Elektromagnetventils 40 und des Elektromagnetventils 46 über das Steuergerät 48, dem entsprechende Befehle vom Fahr­ zeugführer mitgeteilt werden. Ähnlich kann, wenn einer der Reifen 16 oder 18 beschädigt ist und Druck verliert, der Druck im anderen Reifen erhöht werden. Insgesamt ist mit der Luftdrucksteuervorrichtung 32 eine Einrichtung geschaffen, die eine optimale Nutzung der Reifen 16 und 18 gestattet. Die Luftdrucksteuervorrichtung kann mit einem Schlupfkon­ trollsystem des Fahrzeugs zusammenwirken, so daß beispielsweise beim Auftreten von Schlupf auf trockener Straße der Druck in beiden Reifen für ein maximales Haftvermögen des Rades eingestellt wird und bei Schlupf auf weichem Untergrund der Druck im inneren Reifen 16 erhöht und/oder im äußeren Reifen 18 vermindert wird. Der Druck bzw. die Drucke in den Reifen kann auch geschwindigkeitsabhängig, belastungsabhängig, straßenzu­ standsabhängig usw. selbsttätig variiert werden. Die Luftdrucksteuervorrichtung mit dem bordeigenen Luftdruckspeicher ist mit vermindertem Nutzen auch bei einem konventionel­ len Fahrzeugrad mit nur einem Reifen anwendbar.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Radkonstruktion. Bei dieser Konstruktion ist lediglich die Felge 12 des Innenreifens 16 mit der gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 anders profilierten Radschüssel 2 verschweißt. Die Felge 14 des äußeren Reifens 18 ist mit einer eigenen Radschüssel 50 verschweißt, die ein abgebogenes Profil hat und in einem radialen Bereich 52 an einen entsprechenden, abgestuft ausgebildeten radialen Bereich der Rad­ schüssel 2 anliegt und an der Radschüssel mittels Schrauben 54 befestigt ist.

Zur Abstützung der Radschüssel 50 an der Radschüssel 2 dient ein an der Radschüssel 2 angebrachter Stützring 56, der beispielsweise aus elastomerem Material hergestellt sein kann und/oder in Form einzelner Vorsprünge ausgebildet sein kann. Weiter ist die Rad­ schüssel 2 an ihrem axial inneren Bereich mit Luftschaufeln 58 zur Kühlung einer nicht dargestellten Bremse versehen. Im Bereich zwischen den Reifen 16 und 18 kann die Rad­ schüssel 2 Schlitze aufweisen, die für verbesserte Kühlung sorgen.

Ein Vorteil des Rades gemäß der Fig. 3 gegenüber den Rädern gemäß Fig. 1 und 2 liegt darin, daß der äußere Reifen zusammen mit seiner Radschüssel 50 von der Radschüssel 2 abgenommen werden kann, ohne daß das gesamte Rad vom Fahrzeug demontiert wird.

Dies erlaubt auch weniger geübten Personen einen einfachen Radwechsel. Bei einem De­ fekt an einem anderen Rad kann somit nur der äußere Reifen 18 ausgetauscht werden, was die Sicherheit zusätzlich erhöht. Desweiteren kann das äußere Rad 18, 50 in einfacher Weise mit unterschiedlichen Reifen 18 versehen sein, je nach Einsatzzweck des Fahrzeugs. Beispielsweise kann der äußere Reifen 18 durch einen Geländereifen, einen Spikesreifen usw. ersetzt werden, wobei die Montage und Demontage besonders einfach ist. Der äußere Reifen 18 kann auch durch einen mit Vorsprüngen versehenen "Traktionsreifen" ersetzt werden, der durch Aufpumpen auf einen größeren Außendurchmesser erweitert ist und Schneeketten ersetzt.

Es versteht sich, daß eine der Luftdrucksteuervorrichtungen 32 ähnliche Vorrichtung auch bei dem Rad gemäß Fig. 3 vorgesehen sein kann, wobei eine entsprechende Leitung, die das Innere des Reifens 18 anschließt, bei der Montage der Radschüssel 50 automatisch an­ geschlossen wird. Der äußere Reifen kann auch mittels eines zentralen Schnellverschlusses an der Radschüssel 2 befestigt sein.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 entspricht der der Fig. 3 dahingehend, daß ebenfalls zwei Radschüsseln 2 und 50 vorgesehen sind. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ent­ spricht das Profil der Radschüssel 50 dem der Radschüssel 2, so daß beide Radschüsseln in flächiger gegenseitiger Anlage sind. Die Radschüssel 2 ist in ihrem axialen Bereich 4 zwischen den Reifen 16 und 18 wiederum mit Luftschaufeln 60 versehen, die gegenüber denen der Fig. 3 unterschiedlich ausgebildet sind.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Rad ist die Radschüssel 50, die dem äußeren Reifen 18 zu­ geordnet ist, symmetrisch zu einem entsprechenden Bereich der Radschüssel 2 ausgebildet, die unmittelbar an der achsfesten Radnabe befestigt wird. Die zueinander symmetrische Ausbildung der Radschüsseln 50 und 2 zumindest in einem Teilbereich der Radschüssel 2 hat werkzeugtechnische Vorteile, da zum Ziehen bzw. Pressen der Radschüssel 50 das gleiche Werkzeug verwendet werden kann wie für die Radschüssel 2.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 weist das Fahrzeugrad einen konventionell oder schmal ausgebildeten Normalreifen 62 auf der inneren Felge 12 und einen Notreifen 64 auf der äußeren Felge 14 auf. Der Außendurchmesser des Notreifens 64 ist deutlich kleiner als der des Normalreifens 62, so daß der Notreifen 64 nur bei Druckverlust des Normalreifens 62 zum Einsatz bzw. Tragen kommt. Der Notreifen 64 kann mittels eines Ventils mit Luft­ druck beaufschlagbar sein oder als Vollreifen ausgebildet sein, dessen Material in gewis­ sem Ausmaß elastisch zusammendrückbar ist. Der Notreifen 64 ist auf einer eigenen Rad­ schüssel 50 montiert, so daß er in einfacher Weise von der Radschüssel 2 abnehmbar ist.

Fig. 7 zeigt eine gegenüber Fig. 6 abgeänderte und besonders leichte Ausführungsform. Dabei sind beidseits des auf der Felge 12 montierten Normalreifens 62 Notreifen 64 ange­ ordnet, so daß bei drucklosem Normalreifen 62 beidseits des Normalreifens 62 die Notrei­ fen 64 die Fahrzeugführung übernehmen und zu akzeptablem Fahrverhalten führen. Ein weiterer Vorteil, der mit der Konstruktion gemäß Fig. 7 erzielt wird, liegt darin, daß der Normalreifen 62, wenn er drucklos läuft und dadurch stark verformt wird, nicht seitlich von seiner Feige 12 freikommt. Der Reifen 62 wird dadurch vor Beschädigungen geschützt und kann instandgesetzt werden.

Es versteht sich, daß die beschriebenen Räder in vielfältiger Weise abgeändert werden können. Es sind Radschüssel- bzw. Felgenkonstruktionen möglich, bei denen andere Pro­ file verwendet werden, bei denen die Radschüsseln und die Felgen von vorneherein eintei­ lig miteinander ausgebildet werden, bei denen unterschiedliche Materialien, auch Kunst­ stoffe verwendet werden, usw.. Die erzielten Vorteile für den Alltagsgebrauch sind außer­ ordentlich vielfältig. Zu den geschilderten Vorteilen kommt der Vorteil hinzu, daß bei­ spielsweise bei der Konstruktion des Reifens gemäß Fig. 1 bei hohen auftretenden Seiten­ kräften, die zu einer seitlichen Verformung des normalerweise tragenden äußeren Reifens 18 führen, der innere Reifen 16 zusätzlich in Anlage an den Untergrund kommt und zur Abstützung von Seitenkräften beiträgt.

Des weiteren sind kostengünstige Karkassenkonstruktionen möglich. Die Allwettereigen­ schaften sind verbessert, so daß die Umrüstung von Sommer- auf Winterreifen unter Um­ ständen ganz entfallen kann, was neben den Verbrauchsvorteilen zusätzliche Kostenvorteile bringt und neben den geringeren Abrollgeräuschen des Rades zu weiteren Umweltvorteilen führt.

Claims (9)

1. Fahrzeugrad mit zwei nebeneinander angeordneten Reifen (16, 18), dadurch ge­ kennzeichnet, daß der bezogen auf das Fahrzeug äußere Reifen (18) nicht oder vorwiegend längs profiliert und der innere Reifen (16) vorwiegend quer profiliert ist.

2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Reifen (18) mit größerem Außendurchmesser ausgebildet ist als der innere Reifen (16).

3. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verformbarkeit des inneren Reifens (16) geringer ist als die des äußeren Reifens (18).

4. Fahrzeugrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der äußere Reifen (18) auf einer Felge (14) montiert ist, die ohne Demontage der dem inneren Reifen zugeordneten Radschüssel (2) vom Fahrzeug abnehmbar ist.

5. Fahrzeugrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Luftdrucksteuervorrichtung (32) vorgesehen ist, mit der der Luft­ druck in den Reifen (16, 18) individuell einstellbar ist.

6. Fahrzeugrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdruck­ steuervorrichtung (32) einen in einer Felge oder Radschüssel integrierten Luftdruckspeicher (34) enthält.

7. Fahrzeugrad mit zwei nebeneinander montierten Reifen (62, 64), dadurch ge­ kennzeichnet, daß einer der Reifen ein Normalreifen (62) und der andere ein mit kleinerem Außendurchmesser als der Normalreifen ausgebildeter Notreifen (64) ist.

8. Fahrzeugrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Nor­ malreifens (62) ein Notreifen (64) angeordnet ist.

9. Fahrzeugrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Notrei­ fen (64) als Massivreifen ausgebildet ist.