DE3137180A1

DE3137180A1 - Sicherheitsreifen mit radaufbau

Info

Publication number: DE3137180A1
Application number: DE19813137180
Authority: DE
Inventors: Don S. 48910 Lansing Mich. Strader
Original assignee: Motor Wheel Corp
Current assignee: Motor Wheel Corp
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1982-05-13
Also published as: MX153495A; IT1142831B; NO813281L; FR2491004A1; BR8105999A; GB2084088A; JPH0217363B2; IT8149362A0; JPS5787706A; US4327791A; IL63719A0; SE8105699L; CA1152416A

Description

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Sicherheitsreifen mit Radaufbau

Die Erfindung ist gerichtet auf einen Sicherheitsreifen und Radausrüstungen für pneumatische Reifen der Art, die für einen fortgesetzten Betrieb bei einem Verlust des Luftdrucks im Reifen.geeignet sind. Insbesondere ist die Erfindung gerichtet auf Montagegruppen der beschriebenen Art, die eine Sicherheitseinsatzvorrichtung umfassen, die innen im Reifen angeordnet ist, um die Reifenlauffläche im nicht aufgeblasenen Zustand zu tragen. Bei Sicherheitsreifen mit Radaufbau , die Einsätze der beschriebenen Art aufweisen, umfaßt der herkömmliche Einsatz ein Grundteil, das benachbart der Radfelge angeordnet ist, und ein zweites Teil, das sich von der Felge radial in den Reifenhohlraum oder -kammer erstreckt. Bei Verlust des Luftdrucks in der Kammer wird die Reifenlauffläche gegen das zweite Teil des Einsatzes so eingedrückt, daß der Einsatz die Reifenlauffläche in Bezug auf die Felge für einen fortgesetzten Betrieb des Fahrzeuges abstützt. Eine Reibung aufgrund der Relativbewegung zwischen der Reifenlauffläche'und dem die Lauffläche abstützenden Teil des Sicherheitseinsatzes bewirkt oft eine Überhitzung und Zerstörung des Einsatzes während des fortgesetzten Betriebs. Dieses Problem wurde bis zu einem gewissen Maß gemildert, aber es konnte nicht vollständig beseitigt werden durch die Anordnung von festen oder flüssigen Schmierungen längs der Laufflächen-Tragefläche des Einsatzes. Ein Ziel der Fahrzeugindustrie besteht darin, einen Sicherheitsreifen und eine Radanordnung verfügbar zu machen, die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von ca. 80 km/Stunde über eine Entfernung von ca. 80 km arbeiten, nachdem der Druckverlust auftritt, wobei

weder Reifen noch Rad zerstört werden.

Bei den bisher vorgeschlagenen Sicherheitsanordnungen sind diese Besonderheiten bisher nicht erreicht worden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Sicherheitsreifen mit Radaufbau verfügbar zu machen, der . für einen Betrieb bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von wenigstens ca. 80 km /Stunde für eine Entfernung von mindestens ca. 80 km , nachdem der Verlust des Reifendrucks auftritt, geeignet ist. Ein weiteres und spezielles Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Verfügbarmachung eines Sicherheitsreifens mit Radaufbau, bei dem ein Sicherheitseinsatz vorgesehen ist, der insbesondere für eine verringerte Reibungserwärmung gestaltet und daher geeignet ist, bei der genannten Geschwindigkeit und Entfernung zu arbeiten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verfügbarmachung eines Sicherheitsreifens mit Radaufbau, der insbesondere gut geeignet ist für Spezialfahrzeuge, wie Militärfahrzeuge.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Verfügbarmachung eines Sicherheitseinsatzes für pneumatische Reifen und Radaufbau, wobei der Einsatz beim Betrieb unerapfind- . lieh ist, ein geringes Gewicht aufweist und nicht wesentlich die statischen und dynamischen Verhältnisse beim Rad und beim Reifen verändert.

Die Erfindung, weitere Ziele und Vorteile sollen anhand des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Sicherheitsreifen-Rad-Aufbaus gemäß der Erfindung in einer radialen Ebene längs der Linie 1-1 in Fig. 2;

Fig. 2 eine Ansicht teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriß der Reifen- und Radanordnung

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längs der Linie 2-2 in Fig. 1; und Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2.

- In den Zeichnungen ist eine "bevorzugte Ausführungsform einer Sicherheitsreifen- und Radanordnung 10 dargestellt, die ein Mehrstück-Fahrzeugrad· 12 umfaßt, einen pneumatischen, ■ schlauchlosen Reifen 14 und einen Sicherheitseinsatz 16, der im Luftraum oder in der Luftkammer 18 angeordnet ist, die gebildet wird von der ringförmigen Karkasr· se des Reifens 14 und dem Rad 12. Das spezielle Rad, das in den Zeichnungen dargestellt wird, ist insbesondere für Militärfahrzeuge nützlich und umfaßt eine Stahlscheibe 20 mit einem zentralen Teil, das eine runde Anordnung von Bolzenlöchern 22 umfaßt und eine Nabenöffnung 24 zum Montieren des Rads auf einer Fahrzeugachse oder ähnliches, was nicht dargestellt ist. Wie am besten Fig. 1 zeigt, erstreckt sich die Scheibe 20 von der Kreisanordnung von Bolzenlöchern 22 winklig nach außen zu einem Hut oder einer Krone 26 und dann winklig nach innen zu einer axialen Flanschscheibe 28. (Es ist zu bemerken, daß die r.ichtungsgebenden Adjektive wie "nach innen" und "nach außen" benutzt werden in Bezug auf die bevorzugte Ausrichtung des Rades, in der es auf dem Fahrzeug montiert ist.) Eine Vielzahl von Bolzen 30 ist in einer über den Umfang verteilten Anordnung innerhalb des Flansches 28 angeschweißt und erstrecken sich axial nach außen durch entsprechende Scheibenöffnungen in einer Richtung parallel zur Achse der Scheibe 20. Das Rad 12 umfaßt weiter eine zweistückige Radfelge 32, die ein erstes Stück oder- Segment 34 (Fig.1) umfaßt, das außen am Scheibenflansch 28 angeschweißt ist und sich axial nach innen davon erstreckt. Ein zweites Felgenstück oder -segment 36 ist·entfernbar an dem Felgensegment 34 befestigt durch eine über den Umfang verteilte Anordnung von Klemmeinrichtungen, die allgemein mit 38 bezeichnet sind.

Das Felgensegment 34 ist allgemein abgestuft, wie im radialen Querschnitt nach Fig. 1 zu sehen ist, und hat ein

innenliegendes Teil 40 in der Form eines Streifens, der wie zuvor beschrieben - an den Scheibenflansch 28 angeschweißt ist. Ein zweites Teil 42 des Feigensegments 34 ist radial auswärts versetzt vom Band 40 vorgesehen, um eine Felgenbasis zu bilden, und ist mit dem Streifen 40 durch eine abgewinkelte Schulter 44 verbunden. Ein konischer Randwulstsitz 46 erstreckt sich von der Felgenbasis 42 und endigt in einem inneren Randwulst-Halteflansch 48. Das entfernbare Felgensegment 36 besitzt ein über den Umfang verlaufendes Streifenteil 50, das gleitend über.dem Streifen 40 zu liegen kommt, und besitzt eine angewinkelte Lippe 52, die sich nach innen erstreckt, um einen über den Umfang fortgesetzt verlaufenden Dichtungsring 44 von federnder Beschaffenheit gegen die Schulter 44 zum Anliegen zu bringen. Ein konischer Randwulstsitz 56 ist an den Streifen 50 durch eine Schulter 58 angeschlossen und endigt in einem äußeren Randwulst-Halteflansch 60.

Jede Klemmeinrichtung 38 umfaßt einen Keil 62, der lose von einem entsprechenden Bolzen 30 aufgenommen wird, und eine Mutter 64, die auf das Ende eines jeden Bolzens 30 geschraubt wird, um den Keil 62 fest gegen das angewinkelte Außenteil der Scheibe 20 zwischen dem Kopf 26 und dem Flansch 28 zu klemmen. Jeder Keil 62 wird somit radial nach außen in Berührung mit der Schulter 58 in dem demontierbaren Felgensegment 36 gedrückt, so daß das Segment 36 fest an der Scheibe 20 montiert ist,und das Segment 36 wird nach innen gedrückt, um den Abdichtungsring 54 zusammenzudrücken. Ein Ventilstempel 76 ist durch eine Mutter 78, eine Scheibe 80 und einen Augenring 82 (Fig. 2 und 3) außerhalb der Felgenbasis 42 montiert und erstreckt sich nach vorn durch eine entsprechende Öffnung 84 in der Scheibe 20. Der Reifen 14 (Fig. 1) besitzt ein Paar axial im Abstand über den Umfang fortlaufender Randwulstzehen 66 68, die von den Felgenrandwulstsitzen 46, 58 gegen die entsprechenden Randwulsthaltef!ansehe 48, 60 gehalten wer-

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den. Die Reifenseitenwände 70, 72 erstrecken sich von den entsprechenden Randwulstzehen 66, 68 zu einer radial verlaufenden Reifenlauffläche 74. Der in den Zeichnungen dargestellte Reifen 14 ist von herkömmlicher Bauart.

Der Sicherheitseinsatz 16 umfaßt einen zweistückigen Kern 86, 88 (Fig. 2), wobei sich jedes Stück über einen Bogen von 180° erstreckt. Der Kern 86, der zum Kern 88 identisch ist, kann am besten aus Fig. 1 ersehen werden. Er ist allgemein I-förmig im Querschnitt und umfaßt einen ersten Teil 90, der die Basis des I-förmigen Querschnitts bildet und sich axial über den Umfang längs der Felgenbasis 42 erstreckt. An den Kanten der Basis 90 sind axial gerichtete Umfangslippen 92, 94 ausgeformt, um mit den Reifenrandwulstzehen 66, 68 in Eingriff zu kommen und dieselben gegen die entsprechenden Felgenflansche 48, 60 zu halten. Ein zweites Teil 96 des Kerns 86 bildet den mittigen Steg des I-förmigen Querschnitts und erstreckt sich radial nach außen von der axialen Mitte der Basis 90 in den Hohlraum 18. Der Steg 96 endigt innerhalb der Kammer 18 in einem zylindrischen Steg 98, der den Kopf des I-förmigen Kernquerschnitts bildet. Der Kopf 98, der Steg 96 und die Basis 90 sind aus einem Stück aus stabilem Material mit leichtem Gewicht, wie Aluminium oder kunstfaserverstärktem Kunstharz, hergestellt. Ein Paar Schlauchklemmen 100, 102 sind in entsprechenden Nuten 104, 106, die in der Außenfläche der Kernbasis 90 ausgebildet sind, angeordnet, um die Kernsegmente 86, 88 (Fig. 2) zu einem festen Umfangsgebilde zusammenzuklemmen, wobei die Enden aneinander liegen. Eine radial nach innen weis-ende Schulter 108 (Fig. 2 und 3) ist an einem Umfangsende der Basis 90 ausgebildet und reicht über den Augenring 82 und den Ventilstempel 76,um den Eintritt von Luft zum Ausblasen zu ermöglichen, so daß Luft in die Kammer 18 zwischen den gegenüberliegenden Enden der Kernsegmente 86, 88 gelangt.

Eine über den Umfang sich erstreckende Nut oder Ausnehmung 110 (Fig. 1) ist mittig zum Steg 98 seiner radial nach

außen gerichteten Fläche ausgebildet. Ein über den Umfang fortlaufendes Band von federndem bzw. nachgiebigem Material, wie Gummi, ist in der Ausnehmung 110 so angebracht, daß es sich drehen und verschieben kann, und befindet sich im Abstand von den gegenüberliegenden Seiten und der Bodenfläche der Ausnehmung 110 durch eine Vielzahl von über den Umfang im Abstand voneinander angeordneten Lagerelementen 114 (Fig. 1 und 2). Wie am besten Fig. 1 zeigt, sind die Lagerelemente 114 allgemein von U-förmiger Querschnittsgestalt, haben eine flache Bodenwand 115, die verschiebbar mit der gegenüberliegenden Bodenwand der Ausnehmung 110 in Berührung kommt, und besitzt zwei nach oben stehende Seitenwände 116, die mit den gegenüberliegenden Seitenwänden der Ausnehmung 110 zusammenarbeiten, um die Elemente 114 und das Band 112 gegen eine Axialbewegung in Bezug auf den Kern 16 festzulegen. Das Band 112 hat einen rechteckigen Querschnitt, wie am besten in Fig. 1 zu ersehen ist, und besitzt eine Abmessung in radialer Richtung, die etwas größer ist als die entsprechende Abmessung der Einsatzseitenwände 116, so daß das Band 112 radial nach außen von den Lagerelementen und dem Steg 98 hervorsteht. Die Lagerelemente 114 sind am Band 112 festgeklebt und können aus Phenolharzen beispielsweise gebildet sein. In bevorzugter Weise sind die Lagerflächen der Ausnehmung 110, die mit den Lagerelementen 114 in Berührung kommen, mit einem festen Schmiermittel, wie Molybdän-Disulfid, beschichtet.

Beim Zusammenbau werden die Kernsegmente 86, 88 zunächst in die Kammer 18 des Reifens 14 gebracht und dann durch die Schlauchklemmen 100, 102 über den Umfang zusammengeklemmt. Das Band 112 mit den darauf befestigten Lagerelementen wird dann über die zusammengesetzten Kernsegmente 86, 88 eingesetzt, wobei die segmentartigen Lagerelemente eine begrenzte, federnde Umfangsausdehnung des Bandes 112 über den Steg 98 erlauben. Die zusammengesetzte Einheit, bestebexi aus Reifen und Einsatz 16, wird dann axial über das Federsegment 32 gebracht,und der Dichtungsring 54 und das FeI-

gensegment 36 werden dann mit dem Felgensegment 32 zusammengebaut, wie oben beschrieben. In einer derartigen Anordnung wird das Basisteil 90 eines jeden Kernsegments 86, 88 zwischen den Randwulstzehen 66, 68 eingedrückt. Der Innendurchmesser der festgeklemmten Kernsegraente 86, 88 ist vorzugsweise dem Außendurchmesser der Felgenbasis 42 angenähert. Der Reifen 14 kann dann über das Ventilsystem 76 in der üblichen Weise aufgepumpt werden, so daß die Innenfläche der Lauffläche 74 sich normalerweise im Abstand radial nach außen vom Einsatz 16 befindet, wie in Fig. 1 gezeigt. Wenn beim Betrieb ein Luftverlust im Reifen 14 auftritt, wird der Teil der Reifenlauffläche 74, der mit der Straße in Berührung kommt, gegen den Kern 16 gedrückt (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt), insbesondere gegen den Teil des Bandes 112, der radial vom Steg 98 vorsteht. Die Fahrzeuglast wird so durch den Sicherheitseinsatz 16 über die Felgenbasis 42 und die Scheibe 20 abgestützt. Die Randwulstschuhe 66, 68 bleiben jedoch in Klemmeingriff mit den entsprechenden Flanschen 48, 60, so daß die Antriebs- und Bremsmomente der Reifenlauffläche durch die Reifenseitenwände 70, 72 übertragen werden. Während des fortgesetzten Betriebs im nichtaufgepumpten Zustand erzeugt die Relativbewegung zwischen der.Reifen- . lauffläche und dem Kern 16 eine Gleitbewegung des Bandes 12 und der Lagerelemente 114 in Bezug auf die Lagerflächen der Ausnehmung 110. Diese so beschriebene Konstruktion verringert beträchtlich das Problem der Wärmeerzeugung, wie es bei bisher bekannten Sicherheitseinsätzen auftritt, wie bereits erwähnt worden ist. Die Sicherheitsreifen- und Radanordnung 10 kann betrieben werden über eine Entfernung von ca. 80 km bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h, ohne daß der Reifen 14 oder das Rad 12 beschädigt werden. Aufgrund des fortgesetzten Klemmeingriffs der Reifen 10 mit den Felgenflanschen, was durch den Sicherheitskern 16 sichergestellt wird, ist das übliche Problem, daß beim nichtaufgepumpten Reifen dieser sich von der Felge löSt₁ vermieden.

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Leerseite

Claims

BLUMBACH · WESER;· BeRQEN:- KRAMER ZW!RKiEfR -

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Peteniconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsull Patentconsull Sonnenberger Siraße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Palenlconsult

Motor ¥heel Corporation

1600 N. Larch Street, Lansing, Michigan 48909 Vereinigte Staaten von Amerika

Patentansprüche

1♦} Sicherheitsreifen- und Radanordnung bestehend aus iinem Fahrzeugrad, das eine Radfelge besitzt, die axial im Abstand voneinander angeordnete Randwulstflansche und eine Felgenbasis aufweist, und einen Reifen mit axialem Abstand voneinander angeordneten Randwulstzehen und einer über den Umfang verlaufenden Reifenlauffläche, gekennzeichnet durch einen Sicherheitseinsatz, der einen Kern umfaßt, mit einem ersten Teil, das sich über den Umfang längs der Felgenbasis erstreckt und axial im Abstand voneinander angeordnete Seitenkanten aufweist, die die Randwulstζehen gegen die Randwulstflansche klemmen, so daß die Reifenlauffläche im Abstand radial nach außen von der Felgenbasia sich befindet und eine Reifenkammer bildet, mit einem zweiten Teil, das mit dem ersten Teil ein Stück bildet und sich radial nach außen in die Kammer erstreckt, wobei das zweite Teil in einem von der Reifenlauffläche radial nach innen versetzt angeordneten, über den Umfang verlaufenden Lagersteg endigt, wobei der Lagersteg mit einer radial ausgerichteten Lagerfläche versehen ist, die ein über den Umfang fortlaufendes, federndes Band aufweist, wobei Lagereinrichtungen das Band verschiebbar an der Lagerfläche halten, so daß das Band sich radial vom Steg erstreckt und die Reifen-München: R. Kramer Dipl.-Ing. ■ W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E, Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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lauffläche abstützen kann, wenn beim Fährbetrieb ein Druckverlust in der Kammer auftritt.
2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersteg eine über den Umfang verlaufende Ausnehmung in der Lagerfläche aufweist, daß die Ausnehmung axial gegenüberliegende Seitenwände und eine radial ausgerichtete Bodenwand aufweist, und daß das Band und eine Lagereinrichtung in der Ausnehmung angeordnet sind, wobei die Lagereinrichtung mit den Seitenwänden in Eingriff kommt, um eine axiale Verschiebung des Bandes in Bezug auf den Kern zu verhindern,und die Berührung mit der Bodenwand eine verschiebliche Lagerung in Bezug auf den Kern erlaubt.
3. Anordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung eine Vielzahl von über den Umfang in Segmente aufgeteilte Lagerelemente umfaßt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen etwa I-förmigen radialen Querschnitt aufweist, daß das Basisteil des I-förmigen Querschnitts sich axial und über den Umfang längs ■ der Felgenbasis erstreckt, daß ein daran angeformter Steg sich mittig in radialer Richtung vom Basisteil erstreckt und daß das Kopfteil des I-förmigen Querschnitts sich aus einem Stück und axial symmetrisch vom Steg erstreckt.
5. Anordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kern eine Vielzahl von über den Umfang angeordnete Kernsegmente umfaßt, die über den Umfang zu einem festen Aufbau zusammengeklemmt sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad eine Scheibe aufweist, die entfernbar an der Radnabe oder an der Fahrzeugachse montiert ist, daß die Radfelge aus zwei Teilen besteht,

daß das erste Felgenteil am Außenumfang der Radscheibe angeschweißt ist und sich allgemein axial nach innen davon erstreckt und innenbords "bei einem der Randwulstflanschen endigt, daß das zweite Felgenteil demontierbar am ersten Felgenteil befestigt ist, wobei es teleskopartig axial das erste Felgenteil überlappt und sich allgemein axial nach außen erstreckt und außenbords an einem der Randwulstflansche endigt, daß eine, über den Umfang angeordnete Reihe von entfernbaren Klemmen durch zugeordnete Halter an der Radscheibe befestigt sind und das zweite Felgenteil festklemmen, wobei ein Dichtungsring, der zwischen den teleskopartig sich überlappenden Teilen des ersten und des zweiten Felgenteils angeordnet ist, eine Luftabdichtung herstellt.