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"Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugrädern" Die Erfindung betrifft
eine Sicherbeitseinrichtung an Fahrzeugrädern, bestehend aus einer, insbesondere
einstückigen, DieSbettSelge und ein ein, insbesondere schlauchlosen Luftreifen,
dessen Wülste durch den Innendruck im Luftreifen gegen die Wulstsitze der Tiefbettfelge
preßbar und durch einen aufblasbaren ringförmigen Hohlkörper gegen Abrutschen von
ihren Sitzen gesichert sind.
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Es ist bekannt, daß häufige Ursache für Verkehrsunfälle das Defektwerden
oder Platzen eines Luftreifens ist. In jedem Fall ändert ein Luftreifen bei Auftreten
einer Reifenpanne seine Form, die wesentlich durch den Innendruck oder den Aufblasdruck
des Reifens bestimmt wird. Das Entweichen der Luft aus dem Reifen kann je nach Art
und Größe der Beschädigung des Reif ans mehr oder weniger rasch erfolgen. Auch ben
langsamen Entweichen der Luft besteht eine erhebliche
Unfallgefahr,
da bei sich abplattendem Reifen die Wülste des Reifens unter der Einwirkung von
zunehmenden Schubkräften von den Sitzen an der Felge abgedrückt werden. Bei schlauchlosen
Reifen wird dadurch die Abdichtung zwischen Reifenwulst und Felge aufgehoben, so
daß die Restluft aus dem Reifen plötzlich entweichen kann. Außerdem wird dadurch
die feste Verbindung zwischen Reifen und Felge aufgehoben, wodurch auch die Benkoarkeit
des Fahrzeuges in hohem Maße beeinträchtigt wird. Je nach der Fahrgeschwindigkeit
und der Belastung des Fahrzeuges erfolgt das Abrutschen der Reifenwulste in das
Tiefbett der Felge mehr oder weniger rasch. Durch dieses Abrutschen wird das Zerstören
des Reifens erheblich verstärkt.
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Diese Verhältnisse sind seit langem bekannt. Ein Weg, um bei einer
Reifenpanne dem Fahrer noch ausreichend zu gewährleisten, daß er das Fahrzeug zuverlässig
und ohne Unfallgefahr zum Stillstand bringen oder sogar noch mit langsamer Fahrt
eine Werkstatt erreichen kann, besteht darin, daß man innerhalb des schlauchlosen
Reifens einen aufblasbaren Schlauch anordnet und im Diefbett der Felge verankert.
Dieser Schlauch besteht aus einem elastischen, jedoch schwer durchstechbaren unter
mit zwei Kordlagen und wird gleichzeitig mit dem Aufpumpen des Fahrzeugreifens aufgeblasen.
Zwischen dem Inneren des aufgeblasenen Reifens und dem aufgeblasenen Schlauch besteht
eine
gedrosselte Verbindung, die für einen Druckausgleich sorgt. Bei einer Reifenpanne,
bei der die Luft aus dem Reifen entweicht, kann die Luft aus dem Hilfsschlauch nur
gedrosselt entweicben, so daß der Reifen insgesamt eine abgeplattete Forin beibehält,
die noch eine gewisse Lenkfähigkeit und Abrollvermögen gewährleistet, so daß der
Fahrer den Wagen zum Stillstand bringen kann. (Vergl. P-PS 1 105 153).
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Eine Schwierigkeit bei solchen Hilfs- oder Sicherbeitsschläuchen besteht
darin, daß der frei in das Innere des Reifens ragende Schlauch häufiger Anlaß für
Unwuchtbildung ist und daher das Fahrverhalten des Wagens im normalen Betrieb und
ohne Panne beeinträchtigen kann.
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Um das Abrutschen der Wülste in das Tiefbett der Felge bei Auftreten
einer Panne zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, elastische Vorspannelemente
im Inneren des Reifens so an zu ordnen, daß sie auf die beiden in axialer Richtung
sich gegenüberliegenden Wülste eine Spreizkraft ausüben, welche die Wülste mit mechanischer
Vorspannung gegen ihre Sitze auf den Felgen pressen. Die Vorspannelemente können
einzelne elastische Spannkörper oder auch eine über den ganzen Umfang der Felge
laufende Spiralfeder sein. (Vergl. F-PS 987 698 und G3-PS 1 305 383). In beiden
Fällen wird das Gesamtgewicht des Reifens durch diese mechanischen Zusatzelemente
wesentlich
erböht. Außerdem kann infolge der Nachgiebigkeit und
Verformbarkeit der Abstandselemente auch bei dieser Anordnung sehr leicht eine Unwucht
auftreten, die sich während der Fahrt verändern kann, so daß ein zuverlässiges Auswuchten
eines Reifens nicht gewährleistet ist. Damit ergibt sich wiederum ein ungünstiges
Fahrverhalten, insbesondere bei den heute üblichen hohen Geschwindigkeiten.
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Hinzu kommt, daß durch die Walkarbeit und die Beschleunigung und Abbremsung
Relativbewegungen zwischen dem Inneren des Reifens und den Abstandselementen auftreten,
welche zu vorzeitiger Abnutzung und Unbrauchbarwerden des Reifens führen.
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Das gleiche gilt auch für solche bekannten Einrichtungen, bei denen
in axialer Richtung starre Abstandselemente zwischen den Wülsten am Felgenbett angeordnet
sind. (Vergl. DT-OS 2 314 484).
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Ein weiterer Nachteil der starren Elemente besteht darin, daß diese
nur bei geteilten Felgen Anwendung finden können. Solche geteilten Felgen bieten
aber zusätzliche Schwierigkeiten bezüglich der Abdichtung des Reifens. Das gilt
auch für solche starren Abstandselemente, welche durch eine radial nach außen weisende,
elastisch nachgebende Wand zu einem Hohlkörper ergänzt sind. Dieser Hohlkörper dient
zur Aufnahme eines Druckmittels, insbesondere eines Schmiermittels, welches bei
Auftreten einer Panne in das Innere des Reifens gedrückt
wird und
die Reibung zwischen den bei der Panne aufeinandergleitenden Innenbereichen des
abgeplatteten Reifens vermindern soll. (Vergl. DT-OS 2 263 069 und 2 319 870).
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Auch wird in diesen Fällen die Unwucht des Reifens durch das Druckmittel
in dem Hohlkörper gefördert.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitseinrichtung
der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß ohne die Gefahr von Unwuchtbildung,
ohne erhöhte Verschleißerschinung und bei einfachem und billigem Aufbau ein Abrutschen
der Wülste eines Luftreifens bei Auftreten einer Panne in das Tiefbett einer Felge
zuverlässig verhindert wird, ohne daß dazu eine mehrteilige Felge benötigt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aufblasbare
Hohlkörper im aufgeblasenen Zustand in axialer Richtung etwa auf die Breite b des
Tiefbettes der Felge und in radialer Richtung maximal auf einen Durchmesser D begrenzt
ist, dessen Betrag aus der Summe aus dem Betrag des Durchmessers Df des Pelgenhornes
und der doppelten Dicke d des Wulstes des Reifens besteht.
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Bei dieser Ausbildung wird sichergestellt, daß der Hohlkörper bei
Auftreten einer Reifenpanne keinerlei Bast aufzunehmen
hat, da selbst
im ungünstigsten Falle diese Last über die auf den Felgenhörnern aufliegenden Wülste
unmittelbar aufgenommen wird , während der Hohlkörper auch bei maximalem Durchmesser
radial innerhalb der Stützebene der Wülste verbleibt. Der Hohlkörper kann daher
sehr einfach als gleichförmiger toroidartiger Schlauchkörper ausgebildet sein. Durch
seine Begrenzung auch in axialer Richtung wird gewährleistet, daß der Hohlkörper
fest in dem Tiefbett der Felge verankert ist und in normalen Zustand des Reifens
mit diesem nicht in Beruhrung tritt, und zwar auch nicht mit den Wülsten des Reifens.
Dadurch wird eine Reibung zwischen Reifen und Hohlkörper während des normalen Betriebes
und damit die Gefahr einer Abnutzung zuverlässig ausgeschlossen. Auf der anderen
Seite kann durch Gestalt, Material, Aufbau und Innendruck des Hohlkörpers gewährleistet
werden, daß bei Auftreten einer Panne die Wülste nicht durch Schubkräfte in axialer
Richtung in das Tiefbett der Felge abgedrückt werden können. Selbst wenn die Wülste
ein wenig von ihren normalen Sitzbereichen axial nach innen rutschen, werden sie
zuverlässig zwischen der Felge und dem Hohlkörper eingeklemmt, so daß auch bei schlauchlosen
Reifen die Dichtwirkung trotz Abnehmen des Innendruckes im Reifen gewährleistet
bleibt.
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Vorteilhafterweise ist der aufblasbare Hohlkörper im wesentlichen
formbeständig und weist einen trapezförmigen Querschnitt
mit radial
nach außen weisender breiterer Begrenzungsfläche auf. Der Hohlkörper kann aber auch
im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen,
wenn er aus einem durch Kordgewebe-Einlage verstärktem Material bestebt. Auch kann
der Hohlkörper vorteilhafterweise an solchen Wandbereichen, die außer Berühung mit
dem Tiefbett der Felge stehen, eine größere Wanddicke als in den Berübrungsbereichen
aufweisen. Zu diesem Zweck kann der radial nach außen weisende Wandbereich eine
zusät&liche Materialschicht oder Wandverdickung aufweisen, die sich bis in die
axial weisenden Wandbereiche erstreckt und dort in Richtung radial nach innen allmählich
abnimmt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
einem AusführungsbeispieQ0äher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Tiefbettfelge für einen
Luftreifen mit Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 in gleicher Darstellung
wie Fig. 1 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel und
Fig. 3 ein
weiter abgewandeltes Beispiel für die Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine Tiefbettfelge 1 wiedergegeben, auf der ein Iluftreifen
üblicher Bauart aufgezogen werden kann. In der Fig. 1 ist der Luftreifen nur mit
seinen Wulstbereichen striehpunktiert angedeutet und mit der Ziffer 2 bezeichnet.
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Es ist angenommen, daß es sich um einen schlauchlosen Reifen handelt.
Die Wülste des Reifens sind bei 3 wiedergegeben und bei 4 die Wulstringe angedeutet,
die in den Wülsten eingebettet sind.
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Die Tiefbettfelge 1 weist Sitze 6 auf, die zur Aufnahme der Wülste
3 dienen und die radial nach außen in abgebogenen Wulsthörnern 7 enden. Zwischen
den beiden Sitzen 6 ist das Tiefbett der Felge 5 angeordnet.
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Im Tiefbett 5 der Felge 1 ist eine Sicherheitseinrichtung in Form
eines schlauchartigen Hohlkörpers lo angeordnet. Dieser besteht aus elastischem
Material, wie Gummi, Kunststoff oder dergl. und weist im dargestellten Beispiel
wenigstens eine Einlage 12 aus Kordmaterial auf. In dem Hohlkörper lo, der sich
endlos über das ganze Tiefbett in Umfangsrichtung erstreckt mündet ein übliches
Ventil, das bei 11 angedeutet ist. Dieses Ventil kann zum Aufblasen des Hohlkörpers
1o
dienen. Der Hohlkörper kann über eine gedrosselte Öffnung mit
dem Inneren des Luftreifens in Verbindung stehen, so daß auch der Luftreifen über
das gleiche Ventil 11 aufgeblasen werden kann. Jedoch kann hierfür auch ein gesondertes
Ventil vorgesehen sein.
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Man erkennt, daß die Breite des Hohlkörpers 1o, gemessen in axialer
Richtung, im wesentlichen der axialen Breite b des Tiebettes 5 entspricht. Der Hohlkörper
ragt damit nicht in den Sitzbereich 6 für die Wülste 3 hinein, tritt, wie aus Fig.
1 erkenntlich ist, daher auch nicht im normalen Betrieb mit Bereichen des Reifens
in Berührung. Damit wird jeder Verschleiß am Reifen bzw. am Hohlkörper 10 verhindert,
so daß der Hohlkörper auch über lange Betriebszeiten seine volle Funktionsfähigkeit
und Sicherheitsfähigkeit beibehält.
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Der Hohlkörper 1o kann im aufgeblasenen Zustand die Gestalt annehmen,
die in Fig. 1 mit ausgezogener Linie wiedergegeben ist. Man erkennt dabei, daß seine
radial nach außen weisende Umfangsflache etwa in Höhe der Felgenhörner 7 liegt.
Versuche haben gezeigt, daß die radiale Ausdehnung des Hohlkörpers 1o auch noch
größer sein kann. Die maximale radiale Grenze des Hohlkörpers liegt bei einem Durchmesser
D für eine Umfangsfläche, die durch die gestrichelte Linie 1-1 wiedergegeben ist.
Der Durohmesserbetrag dieser Umfangsfläche wird bestimmt
durch
den Betrag des Durchmessers D f der Felgenhörner 7 zuzüglich des doppelten Betrages
der Dicke d des Wulstes 3.
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Die maximale Durchmessergestalt ist in Fig. 1 gestrichelt bei 13 angedeutet.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß durch diese Bemessung gewährleistet ist, daß bei
Auftreten einer Panne auch im ungünstigsten Falle der Hohlkörper 10 keine Last aufzunehmen
braucht, also in vollem Umfange in 2akt bleibt und damit auch unter ungünstigen
Umständen gewährleisten kann, daß die Wülste 3 nicht von ihren Sitzen radial nach
innen in das Tiefbett rutschen können. Selbst wenn die Wülste geringfügig nach innen
gedrängt werden, beispielsweise durch bei Auftreten einer Reifenpanne wirksame Schubkrafte
, werden die Wülste in dem Zwickel zwischen der Felge und dem Hohlkörper 1o eingespannt.
Dabei sorgt diese Einspannung nicht nur für einen festen mechanischen Sitz des Reifens
auf der Felge, sondern gleichzeitig für eine Abdichtung zwischen Felge und Wulst,
was besonders bei schlauchlosen Reifen von großer Bedeutung ist.
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Zur Montage kann der Hohlkörper lo im druckentlasteten Zustand leicht
über eines der Felgenhörner 7 von der Seite her aufgezogen werden. Eine zweiteilige
oder mehrteilige Felge wird daher nicht benötigt. Dadurch ergibt sich eine wesentliche
Vereinfachung der Abdichtung des Reifens auf der Felge und ein einfacherer und billiger
Aufbau der Felge.
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Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist in das
Tiefbett der Felge 1 ein Hohlkörper 15 angeordnet, der aus einem relativ formbeständigem
Material besteht, daß jedoch ausreichend nachgiebig ist, um ein Aufblasen zu ermöglichen
und um die nicht dargestellten Wülste nachgiebig auf ihren Felgensitzen abzustützen.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Querschnitt des
Hohlkörpers 1o im wesentlichen rechteckförmig ist, zeigt der Hohlkörper 15 nach
Fig. 2 eine trapezförmige Querschnittsgestalt, wobei die breitere Umfangsseite des
Hohlkörpers nach außen weist. Das Ventil zum Aufblasen des Hoblkörpers 15 ist bei
16 wiedergegeben, während mit 17 die Zwickel angedeutet sind, die sich zwischen
der Felge und dem Hohlkörper 15 bilden und in die maximal die Wülste bei Auftreten
einer Reifenpanne rutschen können. Hierbei wird eine Elemmwirkung auf die Wülste
durch den Hohlkörper 15 ausgeübt, welche einen festen Sitz und eine zuverlässige
Abdichtung im Bereich der Wülste gewährleistet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Tiefbettfelge 1 nur
gestrichelt angedeutet. Der Hohlkörper weist im wesentlichen rechteckförmige Gestalt
auf, wie der Hohlkörper 1o nach Fig. 1. Jedoch ist der im Tiefbett angeordnete,
mit wenigstens einer Xordlage 19 versehene Hohlkörper 18 auf seiner radial nach
außen weisenden Fläche mit einer zusätzlichen
Schicht oder Materiallage
20 versehen, welche sich über die ganze äußere Umfangsfläche bis in die axialen
Seitenflächen erstreckt. In diesen Bereichen nimmt die Dicke der Lage 20 in Richtung
radial nach innen allmählich ab. InYSn kann sagen, daß im wesentlichen die Bereiche
des Hohlkörpers durch eine zusätzliche Lage 20 verstärkt sind, die nicht unmittelbar
an der Felge ab gestützt sind bzw. nicht unmittelbar mit der Oberfläche der Felge
in Berührung stehen.
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Die geringe Masse des Hohlkörpers gewährleistet bei allen drei Ausführungsformen
nur eine geringe Vergrößerung des Gesamtgewichtes des Reifens. In allendrei Beispielen
besteht keine Gefahr der Bildung von Unwuchten. Vielmehr bildet der Hohlkörper mit
der Felge einen einheitlichen, jedoch leicht lösbaren Körper, der auch bei hohen
Geschwindigkeiten durch die dabei auftretenden Fliehkräfte nicht verlagert wird.
Insbesondere tritt bei normalen 3etrieb keinerlei Berührung zwischen Hohlkörper
und Reifen auf, so daß auch Abnutsungserscheinungen und Verschleiß unterbleiben.
Dennoch halten die Hohlkörper in jedem der Ausführungsbeispiele die Wülste zuverlässig
abdichtend auf ihrem Sitz auf der Felge, ohne daß sie bei Auftreten von Reifenpannen
die Last des Fahrzeuges aufnehmen müssen. Durch die feste Sicherung der Wülste des
Reifens auf den Felgensitzen wird gewährleistet, daß in den meisten Fällen ein plötzlicher
hoher Druckabfall im Reifen
nicht auftreten kann, so daß eine wesentliche
Ursache für Fahrzeugunfälle durch Reifenschaden beseitigt werden kann.