DE2739597A1 - Rad mit nicht pneumatischem reifen - Google Patents

Description

Rad mit nicht pneumatischem Reifen

Vor vielen Jahren wurde ein nicht-pneumatischer Reifen und eine Vorrichtung zur Verwendung als Ersatzreifen für Personenwagen und für nicht auf der Straße fahrende Fahrzeuge, geringer Geschwindigkeit z.B. für Landwirtschaftsund Militär, wie auch für bestimmte kommerzielle Fahrzeuge benötigt. Frühere Bemühungen in den letzten Jahrzehnten haben im allgemeinen zur praktisch starren Konstruktionen geführt, die nicht die gewünschten Fahreigenschaften besaßen.

Ein Beispiel einer früheren Ausführung wird in der US-Patentschrift 2.016.095 beschrieben, bei der eine massive fest Reifenlauffläche so gehärtet ist, daß Versteifungsbügel aus Rohren zähen Federstahls entstanden, die dann an ein Scheibenrad aus Metallblech angeheftet werden.

Die US-Patentschrift 3.807.4-74 beschreibt eine hoch verdichtete lineare Polyethylen-Nabenkonstruktion, die einen Sperrring trägt, an den ein Reifen angeformt wird, der eine Kordeinlage aus federndem Material besitzt und massiv oder hohl sein kann. Die dort beschriebene Nabenkonstruktion ist aus praktisch starrem Material mit der Absicht, daß er den Reifen Elastizität verleiht.

Die Britische Patentschrift 1.013,214 zeigt ein Fahrzeugrad mit einem nicht-pneumatischem Reifen, der einen Wulst zwischen radial verlaufenden Flanschen besitzt, die am Rand vermutlich aus starrem Metall bestehen, wobei die Elastizität der Konstruktion sich in der die Lauffläche an den Rand

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heftenden Einrichtung wie auch im Laufflächenmaterial selbst befindet.

Alle bisherigen Versuche zum Erhalt eines nicht-pneumatischen Reifens und eines Rades sind darin fehlgeschlagen, daß sie eine einrichtung mit ausreichendem Nutzen nicht kommerziell herstellen ließen. Keine der bisherigen Einrichtungen hatten die mechanischen Funktionen und die Fahreigensch&ften eines pneumatischen Reifens mit einem Rad.

Die Erfindung enthält in ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein geformtes, elastisches und verstärktes Kunststoffglied mit einem Nabenteil zur Montage an einer Fahrzeugachse und einen federnden Randteil, der vom Nabenteil radial nach außen verläuft. Dieser Randteil ist von S-förmigem radialen Querschnitt und läuft in einen spitzen Teil aus, um die Konstruktion einer offenen Felge zu ergeben. Die den Boden angreifende Reifenlauffläche wird an den verjüngten Teil der Felge geheftet. An Bogenteilen der S-förmigen Krümmung der Felge befinden eich Abschnitte geringerer Dicke, durch die die Elastizität der Konstruktion erhöht wird.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen. In diesen ist:

Figur 1 eine isometische Vorderansicht eines Rades nach der Erfindung;

Figur 2 eine isometische Rückansicht der Anordnung nach Figur 1;

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Figur 3 ein Schnitt der Nabe und der Felgenteile;

Figur 4- ein Teil des Schnitts durch das Ausführungsbeispiel nach der Erfindung;

Figur 5 ein Teilschnitt des Ausführungsbeispiel nach Figur 4 in der Form in größerem Maßstab;

Figur 6 ein Teilschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels nach der Erfindung und

Figur 7 ein Schema der allgemeinen Konstruktion des Felgenteils nach Figur 3 im größerem Maßstab.

Die Gedanke der Erfindung wird in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Das Rad 10 besteht aus einer gegossenen verstärkten Kunststoffnabe 11, die an den Felgenteil 12 angeformt ist und die an den Erdboden angreifende Laufflächen 13 trägt. Diese ist und besteht aus einem angeformten Natur- oder Synthetikgummi oder einem elastomerem Material, z.B. flüssig eingespritzten mikrozellularen Urethan. Bei der Verwendung von Gummi als Laufflächenmaterial muß ein Kleber zum Verbinden mit der Felge verwendet werden, während bei der Verwendung von Urethan hierfür die natürliche Klebkraft an der Felge ausreicht und kein zusätzlicher Kleber notwendig ist.

Die Ausbildung von Nabe und Felge wird in einem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 und 5 gezeigt. Der Nabenteil 11 ist von üblicher Form und kann an ein übliches Fahrzeugrad mit mehreren Löchern 1A- angebracht werden, die die Gewindeteile an den Fahrzeugohasäis (nicht dargestellt) aufnehmen. Das Rad ist durch die Gewindebolzen und Muttern 14a (Figur 1) befestigt.

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Das Felgenteil nach Figur 3 besitzt die Form eines Stumpfes eines Kegels 15 kreisrunden Querschnitts, der fortlaufend tangential am kleineren Durchmesser an der Außenkante 16 eines Segments eines Ringes angebracht ist, dessen Innenkante 17 fortlaufend tangential am großen Durchmesser 18 eines kurzen Stumpfes eines kreisrungen Kegels befestigt ist, dessen kleinerer Durchmesser 19 fortlaufend und tangential an der Außenkante 20 eines Ringsegments mit seiner Innenkante 21, verbunden ist, die fortlaufend und tangential an einer radialen Montagescheibe angebracht ist. (Figur7).

Die Kante 23 des Randteils 12 ist angeschrägt, wie es die Figuren 3 bis 5 die Laufflächenfüße zeigen, um das Regeln der Form des Laufflächenfußabdrucks und das Anbringen des Laufflächengliedes I3 zu unterstützen, was noch beschrieben wird. Außerdem ist der Randteil 12 an den Punkten A und B (Figur 7) so verjüngt, daß er eine verhältnismäßig konstante Arbeitsbeanspruchung geringer Größenordnung durch die ganze Konstruktion hindurch ergibt und die Beanspruchungskonzentrationen bei hoher Abbiegebelastung oder bei Stoßen so klein wie möglich zu halten.

Die Naben-und Randkonstruktion wird beispielsweise aus glasfaserverstärktem Epoxid-Kunststoff mit hervorragenden Langzeit-Ermüdungseigenschaften zusammen mit Stoßabsorbierungs- und Dämpfungseigenschaften mit verhältnismäßig geringen Abbiegezurückgewinnungsraten hergestellt. Eine Art der glasfaserverstärkten Kunststoffe, der für die Verwendung mit der Erfindung geeignet ist, ist in den deutschen Patentanmeldungen P 26 40 933.6; P 26 39 634.9 beschrieben.

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Ein Verfahren zum Formen des Laufflächenteils 13 am Felgenteil 12 wird in Figur 5 gezeigt. Die metallische Form besteht aus einem Oberteil 24, einem Seitenteil 25 und einem Bodenteil 26. Der Randteil selbst besteht aus einem Teil des Formbodens zusammen mit der Dichtungstasche 27 und dem Ring 28. Der Formhohlraum 29« der durch diese Teile gegeben ist, wird durch Einspritzen von elastoaerem Material 30 angefüllt, mit dem ein Flüssigkeitszufuhrrohr 30 verbunden ist. Wie zu ersehen ist, ist die Lauffläche 13 mit einer Rippenausbildung versehen, die einen Normreifen simuliert und an der Außenhälfte ähnlich der eines Normreifens ballig und an der Innenhälfte spitz 1st, so daß die konstruktive Abbiegekrümmung die primäre Kontaktfläche in der Mittelrippe 32 der Lauffläche ausgleichen kann, ^ies geschieht, um einen niedrigen Rollwiderstand zu erhalten, wie auch die Lastverteilung in die Konstruktion zu regeln, während gleichzeitig den von jeder Seite wirkenden Momenten ein Gebiet eines höheren Seitengleitwiderstandes geboten wird. Die breite Mittelrippe 32 dient zur Unterstützung der Gleichmäßigkeit - der Laufflächenabnutzung.

Die Laufflächenschulter 33 (Figur 5) wird über dem Mittelpunkt der Seite des Ringabschnitts getragen, wie es zu sehen ist, um einen höheren Schnittmodul zu erhalten und ihn vor Bordkantenabrieb und Stoßen zu schützen. Dies gibt auch -ein besseres Aussehen des Reifens. Der erhöhte Schnittmodul dieser Ausbildung erhöht die konstruktive Steifigkeit, durch die die statische Abbiegung durch um etwa die Hälfte der verstärkten Kunetstoffkonstruktion allein verringert wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 besteht aus dem Kegel-

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stumpf eines Kegels 34 mit kreisrundem Querschnitt der fortlaufend tangential an der kleineren Kante 35 an der Außenkante eines Halbringes 36 angebracht ist, dessen Innenkante 37 fortlaufend tangential in einem kleinen Winkel an der Außenkante eines anderen ringförmigen oder konischen Segments 38 befestigt ist, das fortlaufend tangential an der Außenkante 39 eines kleineren ringförmigen Segments 40 angebracht ist, dessen Innenkante 41 fortlaufend tangential mit der äußeren gekrümmten Kante 42 einer mittleren Montagescheibe 43 verbunden ist. Die konstruktive Dicke aller genannten Elemente ist so eingestellt, daß sich eine relativ konstante Arbeitsbelastung geringer Größenordnung durch den ganzen Aufbau ergibt und die Belastungskonzentrationen unter hoher Abbiegungsbelastungen oder Stoßen so gering wie möglich gehalten wird.

Die Lauffläche des nicht-pneumatischen Reifens nach der Erfindung dient dazu, eine zusammengesetzte biegsame Konstruktion mit einheitlich gefederter Lastverteilung zu erhalten und Bordkantenabrieb im größeren Ringabschnitt der Konstruktion zu verhindern. Die Zug und Abbiegekräfte nähern sich dem eines pneumatischen Reifens. Offensichtliche Vorteile enthalten die Durchführung eines Rades mit pneumatischen Reifen jedoch ohne die Nachteile, die beim Fahren ohne Luft auftreten. Das Mitrühreη eines Ersatzreifens am Fahrzeug ist nicht notwendig. Das Gesamtgewicht des Fahrzeugs wird verringert. Größere Bremsendurchmesser und Bremsflächen sind möglich. Es gibt einen größeren Freiraum zum Aufhängen des Mechanismus des Fahrzeugs.

Das Rad nach der Erfindung ist ein solches für viele Arten von Fahrzeugen, z.B. von Fahrzeugen, die'nicht auf der Straße fahren, Militär-, Luftfahrt und kommerzielle Personenfahrzeuge.

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Ee sind besondere Ausführungsbeispiele und Einzelheiten zur Erläuterung der Erfindung beschrieben worden, doch kann der Fachmann Abänderungen vornehmen, ohne vom Umfang und Sinn der Erfindung abzuweichen.

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Claims (6)

Meissner & Meissner PATENTANWALTSBÜRO LRLlN — MÜNCHEN PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) ■eimern ηιρι -"*"* uχ MEISSNER (MCHN) _,,,4«.Qj[l»L-JNQ..k^4.·;PRESTING (BLN) HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33 IhrZaidwn Ihr Sdiraibwi vom Uns·» Zeichen Berlin, den 76274A-GE The Goodyear Tire & Rubber Company Akron, Ohio 44316, USA Patentansprüche

1.) Rad mit einem Glied, das einen Nabenteil aufweist, der an eine Fahrzeugachse montiert werden kann, gekennzeichnet durch einen elastischen Felgenteil (12\ der von der Nabe (11) axial nach außen verläuft und einen Sinusförmigen oder S-förmigen Querschnitt in eine Achsebene aufweist, die in eine seitliche Felgenverlängerung ausläuft und durch eine herumgelegte Reifenlauffläche (13)» die an dieser Verlängerung befestigt ist.

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geformte, elastische, verstärkte Kunststoff- Kraftfahrtkonstruktion und einen angeformten nicht pneumatischen Reifen aus einer offenen Felge vorgesehen sind, die vom Stumpf eines Kegels (15) kreisrungen Querschnitts am Ende besteht, der seinem kleineren Durchmesser tangential am Rand eines ringförmigen Segments (40) befindet und einen Nabenteil (11) besitzt, der an der radialen Innenkan-

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BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEQRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 1-K644 INVENTION BERLIN BERLIN SI W. MEISSNER, BLN-W «HO MÖNCHEN 72 INVEN d BERLIN 030/89190 37 BERLINER BANK AQ. 123 U-109 TEL.: 0M2235 44 030/893 23 C 368571«000

ORIGINAL INSPECTED

te dieses Querschnitts ausgebildet ist, und an der Fahrzeugachse zusammengesetzt wird.

3. Anordnung eines Rades nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (13) ein verjüngtes Oberteil (24) und ein Reifenlaufflächenglied besitzt, das an dem Oberteil angebracht ist.

4·. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Laufflächenglied an die Felge (13) geformt wird und aus einem Material besteht, das Natur-, Synthetikgummi oder Folurethan sein kann.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (13) ein gekrümmter faserglasverstarkter Epoid-Kunststoffkörper ist, der eine geringe Querschnittdicke an der Verbindung des Kegelstumpfes mit dem Nabelteil aufweist, was eine bessere Federung der Konstruktion ergibt.

6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Felge einen zur Bordkante hin offenen ^Aufbau besitzt.

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