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Vorrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines
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Kraftfahrzeugrades Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Auswuchten eines im wesentlichen aus einer Felge und einem Reifen bestehenden Kraftfahrzeugrades,
mit einem ringförmigen Hohlkörper aus Kunststoff o.dgl., der mindestens teilweise
mit einer spezifisch schweren, beweglichen Füllmasse gefüllt ist, und dessen größter
Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Felgenhorns entspricht.
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Rotationskörper, wie beispielsweise Kraftfahrzeugräder, besitzen nach
ihrer Fertigung und Montage auf ihrer Drehachse in aller Regel mehr oder weniger
große Unwuchten, so daß es im allgemeinen erforderlich ist, eine statische und dynamische
Auswuchtung vorzunehmen, die im Falle von Kraftfahrzeugrädern überwiegend bisher
durch Anordnung von formschlüssig
mit dem Felgenhorn verbundenen
Bleigewichten bestimmter Größe und Anordnung erfolgt.
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Ein Nachteil dieser Auswuchtmethode besteht darin, daß sich die Unwuchtverhältnisse
insbesondere aufgrund des am Kraftfahrzeugreifen auftretenden, nicht immer gleichmäßigen
Verschleißes im Verlaufe der Betriebszeit verändern, so daß nach einer bestimmten
Betriebszeit bzw. beim Aufziehen neuer Reifen eine erneute Auswuchtung vorgenommen
werden muß. Bereits vor einer neuen Auswuchtung können aber die ausgewuchteten Verhältnisse
aus den vorgenannten Gründen verlorengehen, so daß es dann bereits zu den bekannten
nachteiligen Erscheinungen, wie einem Flattern der Lenkung etc.
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kommt, die nicht nur aus Beanspruchungsgründen, sondern insbesondere
auch im Hinblick auf den Fahrkomfort höchst unerwünscht sind.
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Man ist daher bereits dazu übergegangen, automatische Auswuchteinrichtungen
vorzusehen. Bei diesen bekannten Auswuchtvorrichtungen ist der ringförmige Hohlkörper
meistens mit spezifisch schweren Kugeln aus beispielsweise Stahl oder Blei und im
übrigen mit einer hochviskosen Flüssigkeit wie einem geeigneten bl gefüllt und am
äußeren Randabschnitt einer der Befestigung am Rad dienenden Nabenscheibe angebracht.
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Eine solche Auswuchtvorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 3
427 077 bekannt, wobei bei dieser bekannten Vorrichtung die Befestigungsplatte eine
Anzahl von Durchgangsbonrungen aufweist, durch welche sich im montierten Zustand
die Radbolzen erstrecken, so daß die Vorrichtung an dem betreffenden Kraftfahrzeugrad
mit den Radbolzenmuttern zu befestigen ist.
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Nun besitzen die Räder verschiedener Kraftfahrzeuge bekanntlich
eine
unterschiedliche Anzahl und Anordnung von Radbolzen, so daß eine derartig ausgebildete
Auswuchtvorrichtung in aller Regel nur für die Räder einer bestimmten Kraftfahrzeugtype
oder allenfalls für wenige Krafttahrzeugtypen zu verwenden ist. Das macht wiederum
eine größere Anzahl unterschiedlicher Baugrößen erforderlich, was mit verschiedenen
Nachteilen wie einer entsprechend großen Lagerhaltung etc.
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einhergeht und zu entsprechend großen Kosten führt.
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Man ist daher bereits dazu übergegangen, in der Befestigungsscheibe
nicht Bohrungen vorzusehen, sondern sich radial erstreckende Schlitze, so daß die
Anwendbarkeit einer bestimmten Type bzw. Größe der betreffenden Auswuchtvorrichtung
für mehrere Radtypen möglich ist. Trotzdem sind auch bei derartigen Pusgestaltungen
noch verhältnismäßig viele Baugrößen bzw. Typen erforderlich, um das gesamte Anwendungsgebiet
bedienen zu können.
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Man hat daher auch bereits versucht, auf die Befestigungsscheibe vollständig
zu verzichten, und den mit kreisringförmigem Querschnitt ausgebildeten Hohlkörper
mittels geeigneter Klammern unmittelbar am Felgenhorn zu befestigen, wie dieses
beispielsweise aus der US-PS 3 166 356 bekanntgeworden ist. Dieser Grundgedanke
ist insofern grundsätzlich bestechend, weii die Felgenhornabmessungen bei den einzelnen
Kraftfahrzeugrädern überwiegend gleich sind, so daß man bei einer solchen Ausgestaltung
mit etwa vier Baugrößen auskommen würde.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß die aus der US-PS 3 166 356 bekannte
Auswuchtvorrichtung den an sie zu stellenden Sicherheitsanforderungen nicht genügt,
da es während des Betriebes zu resultierenden Kräften kommt, die nicht radial nach
außen gerichtet sind, wie dieses bei der auftretenden Fliehkraft der Fall ist, sondern
die auch eine
beachtliche horizontale Komponente besitzen, so daß
sich Auswuchtvorrichtungen gemäß der US-PS 3 166 356 während der Fahrt lösen können.
Dieses führt aber nicht allein dazu, daß das betreffende Rad dann nicht mehr ausgewuchtet
ist, sondern stellt vor allen Dingen eine ganz erhebliche Unfallgefahr für Passanten,
entgegenkommende Fahrzeuge etc.
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dar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Auswuchtvorrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer
Nachteile zu verbessern und eine derartige Vorrichtung zu schaffen, mit welcher
sich bei sehr wenigen Baugrößen das gesamte Gebiet insbesondere der PKW-Räder auswuchten
läßt, wobei die Befestigung nicht nur einfach und demgemäß auch von Laien durchführbar
sein soll, sondern vor allem auch betriebssicher ist, so daß es bei allen auftretenden
Betriebszuständen nicht zu einem Lösen der Vorrichtung von dem betreffenden Kraftfahrzeugrad
kommen kann.
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Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der
ringförmige Hohlkörper einen zum Außenrand des Felgenhorns axial nach innen versetzt
angeordneten, von dem Füllmaterial im wesentlichen in radialer Richtung beaufschlagbaren
Stegabschnitt aufweist.
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Dieser Stegabschnitt ist bevorzugt so angeordnet, daß er am Innenrand
des Felgenhorns endigt, wobei gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen ist,
daß der Stegabschnitt etwa rechtwinklig zu der dem Felgenhornflansch zu- -gekehrten
Wandung des ringförmigen Hohlkörpers verläuft.
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Um den vorhandenen Raum optimal für Füllmasse auszunutzen und dennoch
sicherzustellen, daß der ringförmige Hohlkörper nicht zu weit radial nach außen
vorsteht, ist bevorzugt
vorgesehen, daß der Stegabschnitt etwa mit
einem Abstand zur Innenwandung des Hohlkörpers verläuft, der etwa 2/3 der Gesamtbreite
des Hohlkörpers entspricht.
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Bei allen diesen Ausgestaltungen ist es nicht etwa erforderlich, daß
der Stegabschnitt gesondert ausgebildet ist bzw.
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in der Art eines Ringes o.dgl. von der Innenseite der Außenwandung
des Hohlkörpers vorsteht, sondern der Stegabschnitt kann bevorzugt einen Teil der
Wandung des Hohlkörpers bilden.
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Eine derartige Ausgestaltung liegt beispielsweise bei einer bevorzugten
Ausbildung vor, bei welcher der dem Felgenhorn zugekehrte Wandungsabschnitt des
Hohlkörpers im radialen Querschnitt im wesentlichen (umgekehrt) Z-förmig ausgebildet
ist, wobei der obere Schenkel des Z die Anlagefläche des ringförmigen Hohlkörpers
am Felgenhornflansch, der Steg des Z den Stegabschnitt, und der zum oberen Schenkel
im wesentlichen parallel verlaufende untere Schenkel des Z einen mit Abstand zum
Felgenhornrand verlaufenden Verbindungsabschnitt zur Außenwandung des ringförmigen
Hohlkörpers bildet, dessen radialer Gesamtquerschnitt im wesentlichen quadratisch
bzw. rechteckig ausgebildet sein kann.
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Bei dem Füllgut handelt es sich bevorzugt um spezifisch schwere Kugeln
beispielsweise aus Stahl oder Blei, deren Durchmesser etwas kleiner ist als die
lichte Breite des ringförmigen Hohlkörpers, und im übrigen um eine hochviskose Flüssigkeit
wie ein geeignetes Cl.
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Statt dessen kann das Füllgut jedoch aus kleineren spezifisch schweren
blassen, oder aber nur aus einer geeigneten Flüssigkeit bestehen, welche den Hohlraum
des ringförmigen Hohlkörpers teilweise ausfüllt.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Merkmale sowohl
einzeln als auch in Kombination bzw. Teilkombination erfindungswesentlich sein können.
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Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung weiter erläutert.
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Die Zeichnung zeigt einen radial verlaufenden Teilquerschnitt durch
den oberen Teil eines mit einer erfindungsgemäßen Auswuchtvorrichtung 1 versehenen
PKW-Rades 2, von dem lediglich die Felge 3 teilweise dargestellt ist. Der Schnitt
verläuft durch die nicht dargestellte Radachse.
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Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, besteht die Auswuchtvorrichtung
1 aus einem ringförmigen Hohlkörper 4 aus Kunststoff und einer Füllmasse.
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Es haben sich verschiedene Kunststoffe als geeignet erwiesen.
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Im vorliegenden Fall besteht der Hohlkörper 4 aus einem glasfaserverstärkten
Polycarbonat.
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In dem Hohlraum 6 des Hohlkörpers 4 befindet sich eine bewegliche
Füllmasse, die einerseits aus Stahlkugeln 7 und andererseits aus einem geeigneten
bl 8 besteht.
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An einem in der Zeichnung nicht dargestellten Abschnitt besitzt die
der Felge 3 zugekehrte Innenwandung 9 des Hohlkörpers 4 eine nach Füllung verschweißte
Einfüllöffnung, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser D der Kugeln
7.
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Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, ist der größte Außendurchmesser
d des ringförmigen Hohlkörpers 4 genauso groß wie der Innendurchmesser des Felgenhorns
11. Dabei ist der dem Felgenhorn 11 zugekehrte Wandungsabschnitt des Hohlkörpers
4
im radialen Querschnitt umgekehrt Z-förmig ausgebildet, wobei der obere Schenkel
12 des Z die Anlagefläche des Hohlkörpers 4 am Felgenhornflansch 13 bildet. Der
Steg 14 des Z verläuft im wesentlichen radial nach innen und der zum oberen Schenkel
12 parallele untere Schenkel 16 des Z verläuft axial nach außen und geht in die
Außenwandung 17 des Hohlkörpers 4 über, die geringfügig nach außen gekrümmt verläuft,
jedoch im wesentlichen parallel zur Innenwandung 9 ist. Die Außenwandung 17 und
die Innenwandung 9 des Hohlkörpers 4 sind mit einer Wandung 18 verbunden, die parallel
zu den Schenkeln 12 und 16 verläuft.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist und auch bereits aus der vorstehenden
Beschreibung hervorgeht, besitzt der Hohlkörper 4 mithin einen zum Außenrand 19
des Felgenhorns 11 axial nach innen versetzten Stegabschnitt 14, der im wesentlichen
radial verläuft und von den Stahlkugeln 7 zu beaufschlagen ist. Der Steg 14 endet
unmittelbar an der Innenseite des Innenrandes des Felgenhorns 11, welches an seinem
äußeren Rand bei den marktgängigen PKW-Felgen bekanntlich eine geringfügige Umbördelung
21 besitzt, wie sie aus der Zeichnung hervorgeht. Der Steg 14 steht in einem Abstand
a zur Innenwandung 9 und damit zu der dieser zugekehrten Wandung der Felge 3, der
etwa 2/3 der Gesamtbreite B des Hohlkörpers 4 ausmacht. Der Durchmesser d beträgt
bei dem Ausführungsbeispiel 380 mm und die radiale Erstreckung r des Hohlkörpers
4 beträgt 32 mm bei einer Breite B von etwa 18 mm.
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Für den Fachmann ist es aus der vorstehenden Beschreibung unter Zuhilfenahme
der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich, daß sich die Auswuchtvorrichtung 1 mit
einfachsten Mitteln von jedem Laien ohne weiteres montieren läßt. Denn der Hohlkörper
4 braucht zur Montage lediglich in Richtung des Pfeiles 22 von außen her in A«ialrichtung
des Rades 2 in das Felgenhorn 11 gedrückt zu werden. Dabei reicht die geringfügige
Umbördelung
21 aus, um den Hohlkörper 4 im Stillstand in der in der Zeichnung dargestellten
Weise an der Felge 3 zu halten, wobei sich durch diese Ausgestaltung zugleich eine
hervorragende Zentrierung ergibt.
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Während des Betriebes, d.h. also während der Fahrt, kommt es dann
sehr schnell zu radial nach außen gerichteten Zentrifugalkräften, mit denen die
Kugeln 7 auf den Steg 14 drücken, so daß selbsttätig eine außerordentlich hohe Haltekraft
erzeugt wird, mittels welcher der ringförmige Hohlkörper 4 an der Felge 3 bzw. im
Felgenhorn 11 gehalten wird.
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Aber selbst dann, wenn die resultierende Kraft F nicht nur eine radiale,
sondern auch eine horizontale Komponente besitzt, wie dieses in der Zeichnung dargestellt
ist, drücken die Stahlkugeln 7 den Hohlkörper 4 über den Stegabschnitt 14 stets
fest an den Felgenhornflansch 13 bzw. dessen nach innen gerichtete Umbördelung 21
an, so daß es unter keinen nur denkbaren Betriebsumständen zu einem Lösen der Auswuchtvorrichtung
1 kommen kann, obwohl diese in denkbar einfachster Weise an der Felge 3 befestigt
ist. Es sei noch darauf hingewiesen, daß die radiale Erstreckung r des Hohlkörpers
4 auch kleiner sein kann, als dieses in der Zeichnung mit ausgezogenen Linien dargestellt
ist, wobei es grundsätzlich ausreicht, wenn die radiale Erstreckung lediglich r'
ist, wie dieses in der Zeichnung mit gestrichelten Linien angedeutet ist.
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Außerdem kann die Innenwandung 9 auch geringfügig geneigt ausgebildet
sein, wie dieses ebenfalls mit gestrichelten Linien am Beispiel der gestrichelt
dargestellten Innenwand 9' dargestellt ist, wobei die Neigung so gewählt ist, daß
die Innenwand 9' an der Felge 3 anliegt.
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Für die Wahl der Querschnittsform sind verschiedene Gesichtspunkte
maßgebend,
wobei man grundsätzlich bestrebt ist, den Hohlraum 6 unter Ausnutzung des vorhandenen
Platzes verhältnismäßig groß zu machen, um entsprechend große Unwuchten ausgleichen
zu können.
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Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Füllmasse statt der Kombination
aus Stahlkugeln 7 mit dem Durchmesser D, der größer ist als der Abstand x, und dem
ol 8 auch aus anderen Materialien bestehen kann, wie dieses weiter oben bereits
angedeutet ist.
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Auf den eigentlichen Auswuchtvorgang braucht hier nicht weiter eingegangen
zu werden, da das Prinzip des Auswuchtens mit einem mit beweglichen Füllmassen gefüllten
Hohlkörper zwischenzeitlich hinlänglich bekanntgeworden ist.