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Fahrzeugrad
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Die Erfindung betrifft ein luftbereiftes Fahrzeugrad, insbesondere
ein Rad für Lastkraftwagen, mit einer starren Felge und mit einem Reifen aus Gummi
oder gummiähnlichen Kunststoffen, dessen Karkasse in den Wülsten durch Umschlingen
von Wulstkernen verankert ist, bei dem die Reifenwülste am radial inneren Umfang
des Felgenkranzes angeordnet sind.
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Bei bekannten Fahrzeugrädern dieser Art befindet sich am Felgenkranz
ein radial sich nach innen erstreckendes Felgenhorn, und ein Reifenwulst ist derart
am Felgenkranz angeordnet, daß ein zug- und druckfester Wulstkern mit seinem Querschnitt
teilweise oder vollständig hinter dem Felgenhorn liegt (Felgendurchmesser im Bereich
des Felgen horns < Wulstkernmittendurchmesser), so daß ein seitliches Abspringen
des Wulstkerns bei genügend hohem Felgenhorn zuverlässig vermieden wird. Je höher
das Felgenhorn gewählt wird, um so schwieriger wird allerdings auch eine Reifenmontage
bei einteiligen Felgen, was insbesondere bei üblichen LKW-Reifen mit ihren schweren
und biegesteifen Wulstkernen und Reifenwülsten der Fall ist Der Erfindung liegt
deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad der eingangs genannten Art anzugeben,
bei dem die Reifenmontage vereinfacht ist und bei dem die Qualität des Reifensitzes
auf der Felge verbessert sein sollte.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reifenwand
im Bereich der Wülste im wesentlichen parallel zur Drehachse des Reifens verläuft,
daß der Felgenkranz auf der radial inneren Seite im
Bereich der
Felgensitzflächen zumindest zwei umlaufende Rippen aufweist, die jeweils eine Rille
zwischen sich einschließen, daß Reifenwulstrippen unter Vorspannung in die Rillen
eintauchen und daß radial innen von den Rippen und Rillen ein flacher Wulstkern
angeordnet ist, dessen Querschnitt sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckt
und in der Breite zumindest eine Rille und Teile der benachbarten Rippen des Felgenkranzes
abdeckt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Rillen und Rippen am Felgenkranz und am Reifenwulst gewindeartig verlaufen,
so daß zur Reifenmontage der Reifenwulst auf den Felgenkranz aufgeschraubt wird.
Dabei sind dann vom Reifenwulst keinerlei Höhenunterschiede zu bewältigen, die der
überwindung eines Felgenhorns vergleichbar wären. Die gewindeartigen Umfangsrillen
können in ein- oder mehrgängiger Art ausgeführt sein (Veränderung der Gewindesteigung),
und die Anzahl und Querschnittsgröße, insbesondere Tiefe der nebeneinanderliegenden
Umfangsrillen werden durch die gewünschte Belastbarkeit eines Reifens festgelegt.
Damit der Reifen bei der übertragung von Drehmomenten fest auf der Felge verharrt,
wird jeder Reifenwulst auf je eine Felgenkranzhälfte mit gleichsteigendem Gewinde
aufgeschraubt, so daß beim anschließenden Verbinden der Felgenkranzhälften eine
automatische Sperrung des Reifens gegen Abdrehen von der Felge erfolgt. Die Abdichtung
zwischen Reifenwulst und Felge erfolgt an den Gewindeflanken und wird durch Druckerhöhung
im Reifen verstärkt.
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Der Wulstkern, der zur Verankerung der Karkasse dient, ist als Flachkern
ausgebildet, und er besitzt eine axiale Breite, die sich bevorzugt über mehrere
Rillen und Rippen des Reifens erstreckt.
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Bei einem Rad mit gewindeartigen Rippen und Rillen am Reifenwulst
und am Felgenkranz erübrigt sich in aller Regel ein zusätzlicher Klemm- bzw. Sicherungsring,
doch ist die Montage eines solchen nicht schädlich,
Die Erfindung
umfaßt außer der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit gewindeartigen Rillen und
Rippen auch solche Fahrzeugräder, bei denen die Rillen und Rippen am Reifenwulst
und am Felgenkranz jeweils in einer Ebene verlaufen. Damit bei diesen Rädern die
Reifen montierbar sind, ist eine gewisse radiale Flexibilität des Reifenwulstes
erforderlich. Um ein Herausspringen des Reifenwulstes aus seinem Felgensitz bei
extremen Fahrsituationen zu verhindern, sollte radial innen vom Reifenwulst ein
sichernder Klemmring vorgesehen sein.
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Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung, die
in einer Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Zur Einsparung weiterer Figuren
sollen die gezeichneten Rillen und Rippen je nach Bedarf die Bedeutung von gewindeartigen
oder auch geraden Rillen und Rippen haben können.
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Es zeigt Fig. 1 ein Fahrzeugrad, bei dem der Reifenwulst und die Sitzfläche
am Felgenkranz jeweils drei Rippen und zwei Rillen aufweisen, in einem radialen
Teilschnitt, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Fahrzeugrads gemäß Fig. 1,
jedoch mit einem etwas anders gestalteten Wulstkern, in einem radialen Teilschnitt,
Fig. 3 einen weiteren Ausschnitt eines Fahrzeugrads, bei dem die Sitzfläche am Felgenkranz
zwei Rippen und eine Rille aufweist, in einem radialen Teilschnitt, Fig. 4 einen
Ausschnitt mit einer Felgensitzfläche mit vier Rillen in einem radialen Teilschnitt,
Fig. 5 einen Ausschnitt mit einem Kunststoffring am Reifenwulst, dessen vier Rippen
in vier Rillen der Felgensitzfläche greifen, in einem radialen Teilschnitt,
Fig.
6 - 8 Fahrzeugradausschnitte mit vier Rippen am Reifenwulst und vier Rillen am Felgenkranz
und mit jeweils einem unterschiedlichen Flachkern im Reifenwulst, in einem radialen
Teilschnitt, Fig. 9 ein Fahrzeugrad mit zwei Felgenkranzhälften in einem radialen
Teilschnitt, Fig. 10 und 11 Teile des Felgenkranzes mit unterschiedlichen Rillenouerschnitten
in einem radialen Teilschnitt.
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Das Fahrzeugrad gemäß Fig. l besteht aus einer einteiligen starren
Felge und einem Luftreifen, der überwiegend aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen
aufgebaut ist. Eine Radialkarkasse 1 aus bevorzugt metallischen Festigkeitsträgern,
gegebenenfalls kann es auch eine Winkelkarkasse sein, ist in den Wülsten 2 durch
Umschlingen von im Querschnitt flachen Wulstkernen 3 verankert. Zwischen dem Laufstreifen
4 und der Karkasse 1 befindet sich ein aus mehreren Gewebelagen bestehender Gürtel
5.
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Die Felge besteht aus einem einteiligen Felgenkranz 6, der bevorzugt
an eine Rad scheibe 7 anschraubbar ist, so daß ein bestimmter Felgen kranz 6 für
unterschiedliche Fahrzeugtypen einsetzbar ist.
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Seitlich außen befinden sich Felgenkranzteile 8, die am radial inneren
Umfang Felgensitzflächen 9 für den Reifen aufweisen, die aus sich abwechselnden
Rippen 10 und Rillen 11 bestehen, wobei der Grund der Rillen 11 im wesentlichen
parallel zur Rotationsachse verläuft. Die seitlichen Felgenkranzteile 8 gehen zur
Mitte hin in einen ringzylinderförmigen Teil über, der auf einem größeren Durchmesser
liegt und damit als Stützteil 12 für den Reifen bei einem Notlauf dient.
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Der flache Wulstkern 3 im Reifenwulst verläuft mit seinem Querschnitt
im wesentlichen parallel zur Rotationsachse, so daß die Reifenkarkasse 1 den Wulstkern
3 im wesentlichen waagerecht verläßt und damit die
Reifenseitenwände
bei einem Druckverlust seitlich ausbiegen können und die Zenitpartie des Reifens
sich ohne Erzeugung scharfer Knickstellen auf dem Stützteil 12 abstützen kann. Hierdurch
kann der Reifen auch bei einem Druckverlust noch in erheblichem Umfang gefahren
werden, ohne dauerhaften Schaden zu nehmen.
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Radial außen weist der Reifenwulst 2 Wulstrippen 13 auf, die in entsprechende
Rillen 11 der Felgensitzfläche 9 eintauchen. Ebenso tauchen die Rippen 10 in Wulstrillen
14 ein. Die Rillen 11, Rippen 10, Wulstrippen 13 und Wulstrillen 14 können entweder
in Ebenen verlaufen oder aber gewindeartig ausgebildet sein. Im zweiten Fall können
Wulst kerne 3 mit einer relativ hohen Radialsteifigkeit eingesetzt werden, weil
für die Reifenmontage durch Verschrauben von Reifenwulst 2 und Felgenkranz 6 ein
Einbiegen des Reifenwulstes 2 nach radial innen nicht erforderlich ist. In jedem
Fall sollte der Reifenwulst 2 unter Vorspannung auf der Felge montiert werden, damit
ein optimaler Sitz gewährleistet ist.
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In den Beispielen mit gewindeartigen Rillen 11, 14 und Rippen 10,
13 an Reifenwulst 2 und Felgenkranz 6 sollte der Felgenkranz 6 mittig teilbar sein
(Fig. 9), so daß bei einer gleichsinnigen Gewindesteigung an beiden Reifenwülsten
2 eine zusätzliche Sicherung gegen ein Abdrehen des Reifens von der Felge erzielt
wird.
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Beim Reifen der Fig. 1 befinden sich im Querschnittsbereich der Wulstrippen
13 zusätzliche Gewebeeinlagen 15 und gegebenenfalls Bereiche mit einem besonders
harten Gummi, so daß die von den Zugspannungen der Reifenwände erzeugten Kräfte
sicher aufgefangen werden. Die Anzahl und Querschnittsgröße der Rillen 11, 14 und
Rippen 10, 13 ist dabei der vorgesehenen Reifenbelastung anzupassen. Die Rillentiefen
sollten in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 cm liegen und bevorzugt ca. 1 cm betragen.
Die Rillen- und Rippenbreiten können von 0,5 bis ca. 2 cm gewählt werden.
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Der Wulstkern 3 beim Reifen der Fig. 1 besteht aus einem Flachkern
mit einem ersten Teil aus dünnen,nebeneinanderliegenden Metallkabeln und einem axial
innen befindlichen zweiten Teil mit wesentlich vergrößertem Kernteildurchmesser.
Gegebenenfalls können Teile des Wulstkerns 3 sich auch in den Querschnittsbereichen
der Wulstrippen 13 befinden, so daß sie nach der Reifenmontage in die Rillen 11
der Felgensitzflächen eintauchen.
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Ein im Querschnitt flacher bevorzugt metallischer Klemmring 16 sichert
den Reifenwulst 2 gegen ein Ablösen von der Felgensitzfläche 9. Damit der Klemmring
16 sicher in der montierten Position gehalten wird, weist er in den Beispielen der
Fig. 1 bis 3 an seinem äußeren Umfang eine umlaufende Nut 17 auf, in die ein umlaufender
Vorsprung 18 des Reifenwulstes 2 hineinragt. Zur Demontage des Klemmrings 16 können
einzelne durchgehende Löcher 19 vorhanden sein. Wie bereits erwähnt, ist bei Reifenwülsten
2 mit Rillen 14 und Rippen 13 in jeweils einer Ebene ein Klemmring 16 zwingend erforderlich,
während er bei gewindeartigen Rillen 14 und Rippen 13 angewendet werden kann.
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Das Fahrzeugrad der Fig. 2 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen
lediglich durch eine andere Ausbildung des Wulstkerns 3, der nunmehr ausschließlich
aus dünnen, nebeneinanderliegenden Metallkabeln oder anderen Fäden ähnlich hoher
Festigkeit und Steifigkeit aufgebaut ist. In dem Bereich, der vorher von dem Kernteil
mit dem vergrößerten Durchmesser eingenommen wurde, befindet sich nunmehr ein Wulstbereich
20 mit einem besonders harten Gummi, der nach außen hin von einer Gewebeeinlage
15 begrenzt wird.
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Fig. 3 zeigt ein Fahrzeugrad, bei dem die Felgensitzfläche 9 lediglich
zwei Rippen 10 und eine Rille 11 und der Reifenwulst 2 ebenfalls nur eine Wulstrille
14 aufweisen. Der Wulstkern 3 entspricht dem der Fig. 1, während die einzelnen Gummischichten
und Textileinlagen 15 im Reifenwulst 2 in einer größeren Feinunterteilung dargestellt
sind.
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Beim Fahrzeugrad der Fig. 4 enthält die Felgensitzfläche 9 vier Rillen
11, deren Raum von vier Wulstrippen 13 eingenommen wird.
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Rillen 11, 14 und Rippen 10, 13 können wieder gewindeartig oder gerade
verlaufen. Axial innen vom Reifenwulst 2 befindet sich ein umlaufendes Ringteil
21 des seitlichen Felgenkranzteils 8, das dem Reifenwulst 2 als Anschlag dient.
Weiterhin wird das Ringteil 21 zur Halterung eines Klemmrings 16 ausgenutzt, der
sich mit einer Gumminase 22 hinter dem Ringteil 21 verhakt. Der metallische Teil
des Klemnrings 16 weist wiederum eine Nut 17 mit Löchern 19 auf.
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In Fig. 5 ist ein Fahrzeugrad dargestellt, bei dem der seitliche Felgenkranzteil
8 wieder vier Rillen 11 im Bereich der Felgensitzfläche 9 und ein Anschlagteil 21
für den Reifenwulst 2 aufweist. Der Reifenwulst 2 nimmt auf seiner radial äußeren
Seite einen unlösbar mit ihm verbundenen Kunststoffring 23 auf, dessen im Querschnitt
trapezförmige Rippen 13 in die Rillen 11 des seitlichen Felgenkranzteils 8 eingreifen.
Der Kunststoffring 23 wird gemeinsam mit dem übrigen Reifenwulst 2 auf den Felgenkranz
6 aufgeschraubt.
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Die Felgen der Fig. 6, 7 und 8 entsprechen der von Fig. 5, während
die Reifen sich durch die unterschiedliche Gestaltung im Wulstbereich (ohne Kunsttoffring)
und zum Teil durch unterschiedliche Wulstkerne 3 unterscheiden. Der Wulstkern 3
der Fig. 6 stimmt mit denen der Fig. 2, 4 und 5 überein, der der Fig. 7 dagegen
mit denen der Fig. 1 und 3.
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Der Wulstkern 3 im Beispiel der Fig. 8 besteht aus einem massiven
Metallring mit einem flachen Querschnitt, der in seiner Breite etwa die vier Rippen
13 des Reifenwulstes 2 abdeckt.
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Fig. 9 zeigt schematisch ein Fahrzeugrad, bei dem der Felgenkranz
6 aus zwei Hälften besteht, die nach der Reifenmontage durch Aufschrauben einer
jeden Felgenkranzhälfte 6 auf den zugehörigen Reifenwulst 2 miteinander verbunden
werden. Die Felgensitzflächen 9 und Reifenwülste 2 können entsprechend den vorstehend
beschriebenen Beispielen mit gewindeartigen Rillen 11, 14 und Rippen 10, 13 versehen
sein, doch sollte darauf geachtet werden, daß beide Felgenkranzhälften 6 Rechtsewinde
oder aber beide Linksgewinde aufweisen, so daß der Reifen nach dem Zusammenfügen
der Felgenkranzhälften 6 mit Hilfe von Schrauben 24 ab-
drehsicher
montiert ist. Eine Gummidichtung 25 sorgt für einen luftdichten Zusammenbau des
Felgenkranzes 6.
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In Fig. 10 und 11 sind weitere mögliche Querschnittsformen für die
Rillen 11 und Rippen 10 des seitlichen Felgenkranzteils 8 dargestellt, wobei es
sich in Fig. 10 um eine spezielle Trapezform mit einer senkrechten Kante 26 und
in Fig. 11 um eine Wellenform handelt.
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