DE3046514C2

DE3046514C2 - Tiefbettfelge für Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE3046514C2
Application number: DE19803046514
Authority: DE
Inventors: Saizaburo Kodaira Tokyo Hirase; Hiroshi Higashimurayama Tokyo Ito; Satoru Okamoto
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1980-12-10
Publication date: 1984-08-16
Also published as: JPS5687902U; FR2471868A1; FR2471868B1; DE3046514A1; GB2065572A; JPS5819042Y2

Description

Tiefbettfelge für Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft eine Tiefbettfelge für Luftreifen vöh Lastkraftwagen und Omnibussen gemäü de·.!! Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bekannte 15°-Tiefbcttfclgcn 1"Qr Räder von Lastkraftwagen und Omnibussen werden üblicherweise durch Walzen eines Stahlblechabschnrttcs in eine zylindrische Gestalt, anschließendes Stumpfschweißen und Formung durch Profilwalzen hergestellt. Nach einem anderen Herstellungsverfahren wird der Stahlblechabschnitt, der in eine dem Felgenquerschnitt entsprechende Gestalt vorgeformt worden ist. zu einem zylindrischen Körper geformt und dann r-xschweißt. In jedem Falle weisen jedoch herkömmliche Felgen dieses Typs verschiedene Nachteile auf. Obwohl sich die Dicke durch die Bearbeitung des Stahls lokal über aer Breite verändert, reicht diese Dickenänderung nicht aus. um die im Betrieb des Rades auf die Felge einwirkende unterschiedliche Spannungsverteilung zu kompensieren, so daß die einer großen Spannung unterliegenden Abschnitte der Felge im Betrieb Ermüdungsbruch erfahren können. Umgekehrt führt eine Überdickc von kleineren .Spannungen unterworfenen Abschnitten zu einer Erhöhung des Gewichtes und der Kosten für die Felge.

Aus der DE-OS 2231842 ist weiterhin eine Schrägschulterfelge bekannt, bei der ausgehend von Material unterschiedlicher Wandstärke die Maulweite der Felge genauestens einstellbar ist, wobei die Felge in Bereichen hoher Beanspruchung, d. h. im Bereich eines Felgenhorns und besonders im Bereich einer Sprengringnut, eine einstellbare hohe Wandstärke aufweist und allein der Felgenboden der Felge als Körper gleicher Festigkeit ausgebildet ist. Auch diese Felge ist nicht insgesamt als Körper gleicher Festigkeit ausgebildet, was leicht zu einem Ermüdungsbruch der einer großen Spannung ausgesetzten Abschnitte der Felge führen kann. Diese vorbekannte Schrägschulterfelge kann auch üblicherweise nicht für schlauchlose Reifen verwendet werden, da sie asymmetrischer Gestalt ist, d.h. zwischen Felgenbodcn und Felgenhorn tritt ein Luftverlust auf.

Eine in der US-PS 3347302 beschriebenen Felge weist ebenfalls eine asymmetrische Gestalt auf, wobei die Dicke des Felgenhorns und die Dicke einer Außenwand doppelt so stark ausgelegt sind, wie ein im Felgenbodcn liegendes inneres Felgenbett. Diese Felge weist ebenfalls die oben genannten Nachteile auf.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Felge /ur Verwendung für schlauchlose Keifen in Lastkraftwagen und Omnibussen zu entwickeln, welche im wesentlichen als Körper gleicher Fertigkeit ausgebildet ist. die bis dahin auftretenden Nachteile der bekannten Felgen, wie Ermüdungsbruch der einer großen Belastung ausgesetzten Teile der Felge, überwindet und deren Gewicht und Kosten durch geeignete Ausgestaltung niedrig sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Felge, wie sie im einzigen Patentanspruch gekennzeichnet ist, gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Größe der auf die Felge einwirkenden Belastung in dej Brei-

to tenrichtung an verschiedenen Stellen verschieden ist, wobei sich überraschenderweise ergab, daß die mittels einer Radschüssel befestigten, zum Rad hin gewandten Felgenabschnitte in ihrer Wandstärke nicht so stark ausge-■!egt werden müssen, obwohl die Felge in diesem Fall als »!.inseitig befestigter Träger« aufzufassen ist, dessen Momcnteinkurvc mit abnehmender Distanz zum Befestigungspunkt (Rad) ansteigen sollte.

Krfindungsgemäß ist die in der Felge wirkende Spannung an allen Fclgcnabschnillcn in der Breitcnrichlung

2(> zumindest annähernd ausgeglichen, so daß das lokale Versagen einzelner Abschnitte infolge Ermüdung verhindert und dadurch die Haltbarkeit der Felge verbessert wird. Außerdem lassen sich durch Verkleinern der Dicke von weniger beanspruchten Abschnitten der Felge Gewicht und Kosten der Felge insgesamt senken.

Die erfindungsgemäße Felge kann für schlauchlose Reifen für Lastkraftwagen und Omnibusse verwendet werden; sie weist im Vergleich zu der aus der DE-OS 3046514 bekannten herkömmlichen Felge den Vorteil auf, daß bei gleicher Belastbarkeit eine Gewichtsverminderung der Felge von 42 kg auf 37 kg erzielt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine herkömmliche Felge mit einer Darstellung ihrer Spannungsverteilung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Felge gemäß der Erfindung.

Die in Fig. I dargestellte Spannungsverteilung ist auf die Ureilenrichlung der dargcslcllicti 15"-Ticfbeltfelge bezogen. Die Felge weist Felgenhörner la und 1Λ auf, ferner Felgenschultcrn Iu und Ib, die je unter einem Winkel von 15° in bezug auf eine waagerechte Ebene so angeordnet sind, daß das zugehörige Felgenhorn 1 α bzw. I h auf einem höheren Niveau liegt, sowie einen geraden Abschnitt 3 am Innenrand der Felgenschulter 2h, ein Felgenbett 4 zwischen dem geraden Abschnitt 3 und der Felgenschulter 2«, und eine Radscheibe 5, die mit dem Innenumfang des geraden Abschnitts 3 durch Schweißen o. dgl. verbunden ist.

Bei herkömmlichen Felgen mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau und gleichmäßiger Dicke des Werkstoffs über der Breite der Felge wurde die in jedem Abschnitt in der Breitenrichtung wirkende Spannung mit einem daran befestigten Dehnungsmeßstreifen bei einem Luftdruck von 10 kg/cm², einer Belastung von 3000 kg und einer Seitenkraft von 500 kg gemessen. Die Messung /cigt, daß auf das Felgenbett 4 Biegespannung, dagegen auf die übrigen Felgenabschnillc Zugspannung wirkt. Die Größe der in den Felgcnabschnittcn wirkenden Spannung ist in Fig. 1 durch eine schraffierte Fläche ausgedrückt. Bei einem wertmäßigen Vergleich der Meßergebnisse ergibt sich für die im Felgenbett 4 wirkende

b5 Spannung (T₄ = 25 30 N/mm² und für die in der Felgenschulter la wirkende Spannung ^₁=IK 20 N/mm² Werte die beträchtlich größer sind als ^₁₁₁ = 1,5 als Mittelwert der in den übrigen l'elgeniibschnitlen wirkenden

Spannungen. Die Lebensdauer der herkömmlichen Felge von gleichmäßiger Dicke wird daher durch Ermüdungsversagen bestimmt, das in irgendwelchen Abschnitten der Felge auftritt bzw. seinen Ausgang nimmt.

Die Anmelderin hat umfangreiche Untersuchungen Ober den Zusammenhang zwischen der Dicke der Felge und der in der Felge wirkenden Spannung angestellt, und als Ergebnis den dargestellten und beanspruchten Zusammenhang gefunden. Angenommen, daß die Dicke eines bestimmten Abschnittes der Felge /,. eine in diesem Abschnitt wirkende Spannung σ, und ein an ihm wirkendes Moment konstant seien» so läßt sich eine Dicke I₂ bei Änderung der Spannung in <τ, im Falle der Belastung aus Biegespannung mit <τ,/χ =σ₂ί| durch die nachstehende Gleichung (1) und im Falle der Zugspannung aus σ,/, = σ₂/₂ durch die Gleichung (2) ausgedrückt:

(D

20 /₂ = σ,/σ₂·/, ... (2)

Wenn nun die Dicke der Felge gleichmäßig ist. und die mittlere Dicke t_m beträgt, ist die Dicke r₄ des Felgenbettes 4 gleich r₄ = t_m. Um die auf das Felgenbett 4 wirkende Spannung σ₄ auf eine Spannung a_m bei konstanter Momentcnbelastung zu reduzieren, wird daher eine Dicke r₄ zu

Wie sich durch Rechnung mit der Gleichung {!) ergibt. Um in ähnlicher Weise die auf die Felgenschulter la wirkende Spannung auf ts_m herabzusetzen, wird eine Dicke i_2a nach der Gleichung (2) berechnet und wird

Erfindungsgemäß läßt sich also die Felge mit einer zumindest annähernd gleichmäßigen Spannungsverteilung herstellen, wenn die Dicke des Felgenbetlcs 4 das 1,3- bis 1,4fache und die Dicke der Felgenschulter la das 1,2- bis 1,3fache der Dicke des übrigen Abschnitts betrügt (s. Fig. 2).

Wenngleich die Erfindung in bezug auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform erläutert wurde, ist sie selbstverständlich auch auf andere Helgen als 1
bett feigen anwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

Tiefbettfelge für Luftreifen von Lastkraftwagen und Omnibussen mit einem Paar Felgenhörner, einem Paar Felgenschultern, einem Felgenbett und einem geraden Abschnitt, an dem die Felge mit einer Radschüssel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Materialstärken des Felgenbettes (4). der Felgenschulter (2a), die an der Scheibe (5) abgewandten Seite des geraden Abschnitts (3) angeordnet ist, und der übrigen Felgen teile (1,3 bis 1,4): (1,2 bis 1,3): 1 beträgt.