DE29503085U1

DE29503085U1 - Fahrzeugrad

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Publication number: DE29503085U1
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Priority date: 1995-01-03
Filing date: 1995-01-03
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2005-01-04

Description

Fahrzeugrad

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit einer Felge und einem Reifen, wobei der Reifen aus verschiedenen Schichten aufgebaut ist.

Aus der Praxis sind insbesondere für Kraftfahrzeuge Fahrzeugräder der beschriebenen Art bekannt.

Hierbei ist auf die Felge ein Reifen aufgezogen, welcher mit oder ohne einen Schlauch ausgeführt ist, der auf einen vorher festgelegten Druck, beispielsweise 2 bar, aufgepumpt wird.

Der Reifen selbst besteht aus mehreren Schichten, wie

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Lauffläche, Karkasse, Gürtel usw.

Nachteilig an dieser bekannten Konstruktion ist jedoch, da/? diese einerseits einen guten Fahrkomfort bietet, andererseits besteht jedoch die Gefahr, daß der Reifen beispielsweise durch Fremdeinwirkung wie Nägel, Glasscherben, usw. platzen kann, was sich insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeuges nachteilig auswirken kann.

Aus der Praxis sind auch Vollgummireifen bekannt, die zwar die vorgenannten Nachteile der beschriebenen sogenannten Luftreifen bzw. Pneus nicht aufweisen, jedoch beispielsweise hinsichtlich ihrer Federungseigenschaften nur einen eingeschränkten Fahrkomfort bieten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, insbesondere ein Fahrzeugrad vorzusehen, welches einerseits einen guten Fahrkomfort bietet und andererseits gefahrlos betrieben werden kann.

Erfindungsgemä/3 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die radial innen bezüglich der Lauffläche des Reifens liegende Schicht als selbsttragende Konstruktion ausgebildet ist, wobei die selbsttragende Konstruktion

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ein mattenartiges Gewebe oder eine wellblechartige Platte aus Metall aufweist, und wobei die Felge wenigstens ein abnehmbares Felgenhorn aufweist.

Durch das Vorsehen einer selbsttragenden Konstruktion der Lauffläche des Reifens kann der unter Druck stehende Luftschlauch der bekannten Luftreifen bzw. der unter Druck stehende Reifen selbst, also die bisher am stärksten belasteten Bauteile des Fahrzeugrades, entfallen, so da/3 auch der gefährliche schnelle Druckabfall beim Bersten oder Platzen des Reifens bzw. des LuftSchlauches nicht mehr auftreten kann.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung ist ein erhöhter Fahrkomfort, da in der Hauptbelastungszone des Reifens, d.h. im Bereich des Aufstandspunktes des Reifens auf der Fahrbahn, der sogenannte "Polygoneffekt¹¹ nicht mehr auftritt, d.h. der Reifen weist keinen Latsch auf, was zu einer hohen Laufruhe des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades führt.

Zusätzlich ergeben sich noch Vorteile hinsichtlich eines verminderten Kraftstoffverbrauchs, da dieser aufgrund des fehlenden Polygoneffektes deutlich absinkt.

Die selbsttragende Konstruktion des Reifens ist, wie

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bereits erwähnt, als mattenartiges Gewebe oder wellblechartige Platte aus Metall ausgeführt.

In vorteilhafter Weise kann als Werkstoff für das Metall Stahl, insbesondere Federstahl, verwendet werden.

Durch die guten mechanischen Eigenschaften kann mit mattenartigen Geweben aus Stahl oder wellblechartigen Platten aus Stahl eine sehr stabile selbsttragende Konstruktion hergestellt werden, welche mit zu den bereits beschriebenen Vorteilen beiträgt, da sie sehr gute mechanische Eigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Zug-/Druckfestigkeit und Biegefestigkeit auch bei wechselnden Belastungen, wie sie im Fahrbetrieb auftreten, aufweist.

Die Eigenschaften der bereits erwähnten selbsttragenden Konstruktion des Reifens können auf einfache Art und Weise dadurch eingestellt werden, daß wenigstens eines der beiden Felgenhörner der Felge in Axialrichtung des Reifens verstellbar ist.

Wird somit das Felgenhorn in Richtung auf die Mitte des Reifens bzw. des Fahrzeugrades verschoben, so nimmt gleichzeitig die Vorspannung der selbsttragenden Konstruktion zu, wodurch gleichzeitig die Federungs-

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eigenschaften des Fahrzeugrades beeinflußt werden können, d.h. je weiter wenigstens eines der Felgenhörner in Richtung der Mitte des Reifens bewegt wird, um so härter ist die Federung des Fahrzeugrades.

Die Verstellung wenigstens eines der beiden Felgenhörner pro Fahrzeugrad kann vorteilhafterweise mittels einer Zugstange oder auch mittels mehrerer am Umfang der Felge angeordneter Schrauben durchgeführt werden.

Um ein Heißlaufen des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades zu vermeiden, kann vorgesehen sein, daß im Reifen und/oder in der Felge öffnungen vorgesehen sind, durch welche Außenluft in den Reifen und/oder die Felge zuführbar ist.

Durch die genannten öffnungen, die die Funktion von Kühlbohrungen haben, kann auf einfache Art und Weise ein Heißlaufen des Fahrzeugrades verhindert werden, da sich die innerhalb des Fahrzeugrades anstauende heiße Luft durch die Kühlbohrungen nach außen abgeführt wird, während gleichzeitig von außen kühlere Luft in das Innere des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades eindringen kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungs-

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gemäßen Fahrzeugrades kann vorgesehen sein, daß die wellblechartige Platte oder das mattenartige Gewebe in den Reifen einvulkanisiert sind.

Durch Einvulkanisieren kann auf einfache Art und Weise die wellblechartige Platte oder das mattenartige Gewebe in den Reifen integriert und somit die selbsttragende Konstruktion kostengünstig realisiert werden.

Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, auch andere Möglichkeiten zum Einbringen der wellblechartigen Platte oder des mattenartigen Gewebes in den Reifen vorzusehen.

Vorteilhafterweise können in der wellblechartigen Platte Öffnungen vorgesehen sein, in welche wenigstens ein Teil der Lauffläche des Reifens hineinragt oder durchgeführt ist.

Durch die eindringenden Bereiche des Reifens in die öffnungen in der wellblechartigen Platte wird eine Art "Mitnehmereffekt¹¹ realisiert, so da/3 keine Verschiebungen der Lauffläche gegenüber der selbsttragenden Konstruktion auftreten bzw. die Verschiebungen sind vernachlässigbar gering.

In einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, da/? zwischen dem Reifen und der Felge ein Zwischenraum vorgesehen ist, in welchen ein unter überdruck stehender Schlauch einsetzbar ist.

Der in den beschriebenen Zwischenraum einsetzbare Schlauch trägt zusätzlich noch zu einer Erhöhung des Fahrkomforts bei, da durch den Schlauch die Federungseigenschaften des erfindungsgemäjßen Fahrzeugrades noch zusätzlich steuerbar sind, und zwar durch ein Verändern des Überdrucks in dem Schlauch. Somit werden die Vorteile des Standes der Technik, genauer gesagt der Luftreifen, vorteilhaft auf das erfindungsgemäße Fahrzeugrad übertragen.

Um ein Verrutschen des Reifens auf der Felge zu verhindern kann vorgesehen sein, da/3 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Reifen und der Felge vorgesehen ist. Mittels dieser formschlüssigen Verbindung, die beispielsweise als Verzahnung, Riffelung oder dergleichen ausgeführt sein kann, sind der Reifen und die Felge ineinander verhakt, so daß kein "Wandern" des Reifens auf der Felge möglich ist, was insbesondere beim scharfen Abbremsen eines Fahrzeuges der Fall sein kann.

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Nachfolgend sind anhand der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung prinzipmäjSig beschrieben..

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäjSes Fahrzeugrad, wobei in der linken Figurhälfte und in der rechten Figurhälfte jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine selbsttragende Konstruktion dargestellt sind,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit II der Fig. 1, und

Fig. 3 eine Mehrfachanordnung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades.

Bezugnehmend auf Fig. 1 sind zwei Ausführungsbeispiele eines Fahrzeugrades dargestellt, welches einen Reifen 1 und eine Felge 2 aufweist.

Nachfolgend soll zuerst das Ausführungsbeispiel, welches links der Symmetrielinie des Fahrzeugrades dargestellt ist, beschrieben werden.

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Ein Reifen 1 eines Fahrzeugrades weist bekannte Profilierungen 3 in seiner Lauffläche 5 auf, um ein gutes Haftverhalten des Fahrzeugrades auf der Straße zu gewährleisten .

Der Reifen 1 an sich ist aus einer bekannten Gummimischung hergestellt, in welche ein mattenartiges Gewebe 4, das aus einem Metall, beispielsweise aus Stahl, gefertigt ist, einvulkanisiert ist. Das mattenartige Gewebe 4 mit der Gummimischung ist radial innen bezüglich der Lauffläche 5 des Reifens 1 angeordnet.

Selbstverständlich wäre es auch möglich, anstatt einem Metall als Werkstoff für das mattenartige Gewebe 4 auch einen anderen, eine ausreichende Festigkeit aufweisenden, Werkstoff zu verwenden.

Das mattenartige Gewebe 4 ist hierbei so in dem Reifen 1 angeordnet, da/3 es weitgehend parallel zur Lauffläche 5 des Reifens 1 verformbar ist, wobei beispielsweise mehrere mattenartige Gewebe 4 neben- bzw. übereinander angeordnet sein können, um eine ausreichende Stabilität des Reifens 1 zu erzielen.

Zwischen dem Reifen 1 und dem Felgenbett 6 der Felge 2

• · » &diams; · ta

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ist ein Hohlraum 7 vorgesehen, welcher über wenigstens eine öffnung 8 im Felgenbett 6 mit der Umgebung verbunden ist, so daß durch die öffnung 8 Luft, die sich während des Betriebes des Fahrzeugrades erwärmt hat, aus dem Hohlraum 7 durch die öffnung 8 abströmen kann, während kalte Umgebungsluft durch dieselbe öffnung 8 in das Innere des Fahrzeugrades einströmen kann, wodurch eine überhitzung des Fahrzeugrades durch den ständigen Abtransport von Warmluft vermieden wird.

Zusätzlich sind in dem Reifen 1 ebenfalls Öffnungen 9, die die Funktion von Kühlöffnungen haben, vorgesehen, durch welche ebenfalls Warmluft aus dem Hohlraum 7 nach außen dringen kann. Durch die Kühlöffnungen 9 kann der Reifen 1 direkt gekühlt werden, so da/? ein Aufheizen des Reifens 1 während des Fahrbetriebes oder bei starken Beanspruchungen, wie beispielsweise beim scharfen Abbremsen, vermieden wird und der Reifen 1 somit weitgehend mit einer optimalen Betriebstemperatur betrieben werden kann.

Die Felge 2 des Fahrzeugrades weist an ihren Außenseiten jeweils ein Felgenhorn 10 auf, wobei das Felgenhorn 10 in Axialrichtung des Fahrzeugrades verstellbar vorgesehen ist. Das Felgenhorn 10 kann beispielsweise gegen einen Anschlag (nicht dargestellt)

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arretierbar vorgesehen sein.

Um eine Montage des Reifens 1 auf die Felge zu ermöglichen, ist , wenigstens ein Felgenhorn 10 abnehmbar ausgeführt, d.h. auf wenigstens einer Seite des Fahrzeugrades kann ein Felgenhorn 10 abgenommen werden, um die Montage bzw. Demontage des Reifens 1 zu ermöglichen.

Um eine formschlüssige Verbindung des Reifens 1 mit der Felge 2 zu gewährleisten, ist im Bereich des Felgenhorns 10 eine Hinterschneidung bzw. ein Rücksprung 11 vorgesehen, in welchen der Reifen 1 bei einer geeigneten geometrischen Ausbildung eingreifen kann, so daß ein Ablösen des Reifens 1 von der Felge 2 nahezu unmöglich ist.

Zusätzlich können (nicht dargestellt) an den Anlageflächen zwischen dem Reifen 1 und der Felge 2 formschlüssige Verbindungseinrichtungen wie beispielsweise Kerben, Verzahnungen, Riffelungen oder dergleichen jeweils am Reifen 1 und der Felge 2 vorgesehen sein, so daß der Reifen 1 mit der Felge 2 auch über die genannten Einrichtungen formschlüssig verbunden ist, wodurch ein Durchrutschen des Reifens 1 auf der Felge 2 bzw. ein Wandern des Reifens 1 auf der Felge 2 vermie-

-12-den wird.

Die rechte Hälfte der Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fahrzeugrades.

Hierbei ist in den Reifen 1 eine wellblechartige Platte 12 aus Metall einvulkanisiert, mittels welcher eine selbsttragende Konstruktion realisiert ist. In der Mitte des Reifens 1, d.h. im Bereich der Aufstandsfläche des Reifens 1, ist ein Ringgürtel 13 vorgesehen, welcher zur Formerhaltung des Reifens 1 mit beiträgt bzw. die selbsttragende Konstruktion des Fahrzeugrades zusätzlich aussteift.

Auch die wellblechartige Platte kann selbstverständlich nicht nur aus Metall, sondern auch aus einem anderen ausreichend festen Werkstoff hergestellt sein.

In der wellblechartigen Platte 12 sind öffnungen 14 vorgesehen, durch welche das Gummi des Reifens 1 beim Einvulkanisieren durchdrückt, so da/3 eine sehr gute formschlüssige Verbindung zwischen dem Reifen 1 und der wellblechartigen Platte 12 hergestellt ist.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Felge 2 als Tiefbettfelge ausgeführt, so daß der Hohlraum 7

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im Vergleich zu dem ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel verhältnismäßig groß ausgeführt ist. In diesen Hohlraum 7 kann beispielsweise ein bekannter Luftschlauch 15 eingelegt werden, wobei der Luftschlauch 15 auf einen geeigneten Druck aufgepumpt werden kann, um die Federungseigenschaften und somit den Fahrkomfort des Fahrzeugrades zu erhöhen. Der größte Teil der auftretenden Kräfte wird jedoch auch bei diesem Ausführungsbeispiel nach wie vor von der beschriebenen selbsttragenden Konstruktion aufgenommen.

Die Funktionsweise des Fahrzeugrades soll nun nachfolgend beschrieben werden.

Im Fahrbetrieb wirkt auf das Fahrzeugrad eine Kraft ^Frad ^ein. Diese Kraft F_ra(j wird aufgrund der selbsttragenden Konstruktion des Reifens 1 in eine Kraft P_r und eine Kraft P_x zerlegt. Die Kraft P_r wirkt hierbei auf das Felgenhorn 10 ein und drückt den Reifen 1 gegen das Felgenhorn 10. Die Kraft P_x stellt an dem Fahrzeugrad angreifende Seitenkräfte dar, so daß das Kräftedreieck, bestehend aus den genannten drei Kräften, an dieser Stelle geschlossen ist.

Die Wirkungslinien der Kräfte P_r und P_x verlaufen in einem Winkel &agr; versetzt zueinander, wobei sich beide

-14-Kräfte am Felgenhorn 10 schneiden.

Auf bekannte Art und Weise lassen sich die Kräfte nach den Formeln

'rad

^pX =

2 tan &agr;

^Frad

2 sin &agr;
berechnen.

Der Winkel &agr; läßt sich über die verschiebbaren Felgenhörner 10, die, wie bereits erwähnt, über eine Zugstange oder mehrere am Umfang verteilte Schrauben verstellbar sind, beeinflussen, so daß bei einer konstanten Radlast F_racj die Größe der Kräfte P^ und &Rgr;&khgr; beeinflußt werden kann.

An den Rändern des Reifens 1 ist eine Seil- oder Drahteinlage 16 vorgesehen, die in der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung gezeigt ist.

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Mittels dieser Seil- oder Drahteinlage können ebenfalls am Reifen 1 wirkende Kräfte aufgenommen werden.

Außerdem trägt die Seil- oder Drahteinlage 16 zu einem festen und strammen Sitz des Reifens 1 auf der Felge 2 bei.

Fig. 3 zeigt prinzipmäßig eine Mehrfachanordnung des Fahrzeugrades mit einer Felge 2 und zwei Reifen 1, beispielsweise als Zwillingsbereifung für Lastkraftwagen, wobei nur ein verschiebbares Felgenhorn zur Beeinflussung der Federungseigenschaften des Fahrzeugrades vorgesehen ist.

Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, auch mehr als zwei Reifen 1 nebeneinander anzuordnen, falls dies für eine vorgesehene Anwendung sinnvoll erscheint.

Des weiteren kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, da/3 jeder Reifen 1 auf einer einzelnen Felge angeordnet ist, so daß die Federungseigenschaften jedes einzelnen Reifens 1 für sich durch das Verschieben eines Felgenhorns eingestellt werden können.

Claims

1. Fahrzeugrad mit einer Felge und einem Reifen, wobei der Reifen aus verschiedenen Schichten aufgebaut ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
die radial innen bezüglich der Lauffläche (5) des Reifens (1) liegende Schicht als selbsttragende Konstruktion ausgebildet ist, wobei die selbsttragende Konstruktion ein mattenartiges Gewebe (4) oder eine wellblechartige Platte (12) aus Metall aufweist, und wobei die Felge (2) wenigstens ein abnehmbares Felgenhorn (10) aufweist.

2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1,

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dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Stahl, insbesondere Federstahl, ist.

3. Fahrzeugrad nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, da/J wenigstens eines der beiden Felgenhörner (10) der Felge (2) in Axialrichtung des Reifens (1) verstellbar ist.

4. Fahrzeugrad nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Felgenhörner (10) der Felge (2) mittels einer Zugstange verstellbar ist.

5. Fahrzeugrad nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, da/J wenigstens eines der Felgenhörner (10) der Felge (2) mittels mehrerer am Umfang der Felge (2) angeordneter Schrauben verstellbar ist.

6. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Reifen (1) und/oder in der Felge (2) Öffnungen (8,9) vorgesehen sind, durch welche Außenluft in den Reifen (1) und/oder die Felge (2) zuführbar ist.

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7. Fahrzeugrad nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, da/&idigr; die wellblechartige Platte (12) oder das mattenartige Gewebe (4) in den Reifen (1) einvulkanisiert sind.

8. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der wellblechartigen Platte (12) öffnungen (14) vorgesehen sind, in die wenigstens ein Teil des Reifens (1) hineinragt oder durchgeführt ist.

9. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reifen (1) und der Felge (2) ein Hohlraum (7) vorgesehen ist, in welchen ein unter Überdruck stehender Luftschlauch (15) einsetzbar ist.

10. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dajS eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Reifen (1) und der Felge (2) vorgesehen ist.

11. Fahrzeugrad nach Anspruch 10,

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dadurch gekennzeichnet, da/? die formschlüssige Verbindung als Verzahnung ausgebildet ist.

12. Fahrzeugrad nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, da/? die formschlüssige Verbindung als Riffelung ausgebildet ist.