DE3738735A1

DE3738735A1 - Kraftwagenrad mit gegossenem kunstgummireifen

Info

Publication number: DE3738735A1
Application number: DE19873738735
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-14
Filing date: 1987-11-14
Publication date: 1989-05-24

Description

Kunstgummireifen, besonders solche aus Polyurethan, können in einem Druckgußverfahren hergestellt werden. Dies bedeutet eine Verbilligung gegenüber Reifen mit konventionellem Auf bau. Durch Umgießen der Felgenhörner können derartige Reifen mit der Felge verbunden werden, wodurch das Rad mit dem Reifen eine Einheit bildet. Gegossene Reifen weisen den Nach teil auf, daß wohl in einem zweiten Gußverfahren eine Laufbahn verstärkung durch Anordnung eines Textilgürtels vorgenommen werden kann, jedoch eine Verstärkung der Seitenwände durch eingießbare Gewebewände praktisch nicht zu verwirklichen ist. Nur dadurch könnte die geringe Seitensteifigkeit des Gußreifens, um Schwimmerscheinungen zu verhindern, dem eines konventionellen Reifens angeglichen werden.

Vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, diese Nachteile zu beseitigen und darüber hinaus gegenüber kon ventioneller Bereifung eine verbesserte Seitensteifigkeit zu gewährleisten und durch Verringerung der Walkarbeit des Gummiteils eine Vergrößerung der Lebensdauer, sowie eine Erhöhung der Sicherheit zu erzielen.

Bei dem mit gegossenem Reifen ausgerüsteten Kraftwagenrad der Erfindung wird die als Hohlzylinder ausgebildete Lauf decke mit kegeligen Seitenwänden ausgerüstet, welche auf jeder Seite eine den Reifenluftraum seitlich abschließende Ring platte aus einem elastisch federnden Werkstoff, wie Federstahl, einem elastischen Thermoplast oder faserverstärkter Kohle umfassen, wobei der Kegelwinkel der Seitenwände vergrößert und dabei die durch den Kegelwinkel gegebene Druckkraftkom ponente auf die Ringplatten übertragen wird.

Durch diese Maßnahme wird neben der Erzielung der in der Aufgabenstellung genannten Eigenschaften gegenüber bisher bekannten Reifenbauformen eine bedeutende Änderung der Reifenkennung erreicht, welche sich auf den Rollreibungs widerstand auswirkt. Die Durchfederung des Reifens an der Aufstandsfläche erfolgt mit einer in der Größenordnung er heblich verkleinerten Hysterese, da die Formänderung des Gummis auf einen Bruchteil reduziert ist. Die Erwärmung des Reifens wird dadurch geringer, außerdem sinkt propor tional der Rollreibungswiderstand.

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die Ringplatten als am Innenumfang umgebörtelte, an der Bördelstelle ge stanzte Fortsätze aufweisende Tellerfeder ausgebildet, über welche die Umfangskräfte von der die Tellerfedern tragenden Felge auf den Reifen übertragen werden. Diese Reifenausbildung stellt eine aufgebaute, für Nutzfahrzeuge und Traktoren geeignete Lösung dar, bei der eine Felge vor gesehen ist, auf die der Reifenteil mit seinen Ringplatten aufgeschoben werden muß. Zum Abdichten zwischen Reifen und Felge muß eine Manschette vorgesehen sein, deren radiale Lippen sich an den Ringplatten anlegen.

Bei dieser Ausführung kann auch, wie es in weiterer Ausbil dung der Erfindung angeführt wird, das Antriebs- sowie das Bremsmoment einseitig von der Felge in den Reifen, bzw. vom Reifen in die Felge geleitet werden, so daß sich der Reifen bei Kurvenfahrt an der Aufstandsfläche auswinkeln kann, ohne seine Seitenwände zusätzlich zu belasten, bzw. ohne in der Reifenaufstandsfläche auf einer Seite zu gleiten. Die Ver hinderung dieser bei breiten Reifen nachteiligen Erscheinungen wird dadurch erreicht, daß die Ringplatte der einen Seite in Umfangsrichtung rollend auf der Felge abgestützt ist.

In noch weiterer Ausbildung der Erfindung werden die federnden Ringplatten bei einer besonders bei PKW-Reifen angewendeten Anfertigung des Radkörpers aus Thermoplast zusammen mit letz terem in einem Preßstück hergestellt. Dabei wird die gute Eigenschaft von Thermoplasten, elastische Verformungen auf zunehmen, ausgenutzt.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In

Fig. 1 ist ein Nutzfahrzeug-Hinterrad im Längsschnitt wiedergegeben,

Fig. 2 und 3 geben die in Fig. 1 mit A-B sowie C-D gekennzeichneten Querschnitte wieder, in

Fig. 4 und 5 ist ein PKW-Rad als Beispiel gewählt, welches in Fig. 4 in Längs- und in Fig. 5 im Querschnitt veranschau licht ist.

In Fig. 1 ist mit 1 der gegossene Reifen mit zylindrischer Laufdecke und kegeligen Seitenwänden 1 ₁ und 1 ₂ gekennzeich net. Die in der Druckgußform mit Polyurethan umgossenen Tellerfedern 2 und 3 besitzen am Innenumfang Bördelränder 2 ₁ und 3 ₁, welche, wie in Fig. 2 veranschaulicht, einge stanzt oder durch Räumvorgang erzeugte Fortsätze aufweisen. Diese Fortsätze besitzt auch der Bördelrand 3 ₁ der Teller feder 3, damit die Feder 3 mit dem Reifen 1 bei der Montage auf der Felge 4 über deren Verzahnung 4 ₁ nach vorherigem Aufbringen des Kugelkranzes 5 sowie dem Einstülpen der Man schette 6 aufgeschoben werden kann. Die Fortsätze 2 ₁ der Tellerfeder 2 umfassen dann die Zähne 4 ₁ der Nabe 4 und übertragen die Drehmomente von der Nabe 4 auf den Reifen 1 und umgekehrt. Der runde Sprengring 7, der radial durch eine Hohlkehle der Tellerfeder gehalten wird, während dieselbe Hohlkehle in der Feder 3 die in Umfangsrichtung nachgiebige Abstützung über den Kugelkranz 5 vornimmt, stützt die Axial kräfte ab, wozu auf der gegenüberliegenden Seite über den Kugelkranz 5 die Felgenschulter 4 ₂ dient.

Zur Druckluftbeschickung des Reifens ist in der Manschette eine Verdickung 6 ₁ vorgesehen, welche eine Bohrung aufweist. Bei der Reifenmontage muß diese an der Manschette markierte Stelle so aufgeschoben werden, daß sie an einer auf dem Felgenflansch 4 ₃ angebrachten Markierung sitzt. Dort ist die Bohrung 4 ₄ in der Nabe angebracht, in welche der das nicht mit dargestellte Ventil tragende Stutzen 7 in die in der Verdickung 6 ₁ angebrachten Bohrung 6 ₂ geschraubt wird.

Der Felgenflansch 4 ₃ ist mittels der Radbolzen 8 mit Mutter 8 ₁ an der Nabe 9, welche über die Schrauben 10 den Flansch 11 trägt, in welchem der Keilwellenfortsatz der Achswelle 12 sitzt, befestigt. Mit der Schraube 10 ist das den Innenring raum der Nabe ausfüllende Bremsgehäuse 13, dem sechs Reib lamellen 14 mit dazwischen sitzenden Zuspanneinheiten 15 bis 17 zugeordnet sind, befestigt. Der Bremsträger 18 der Bremse sitzt mittels Schrauben 18 am Flansch 19 ₁ des Achs rohres 19, auf dem die Schrägrollenlagern 20 und 21 die Nabe 9 gelagert ist.

Die Befestigung der beiden Tellerfedern 2 und 3 werden durch Bälge 22 und 23, welche durch Sprengringe 24 und 25 an der Nabe 4 befestigt sind, abgedeckt.

Bei dem mit Polyurethan-Reifen 30 ausgerüsteten Thermoplast- Rad Fig. 4 und 5 ist mit 31 der Radkörper mit seinen geraden, vorgespannten Ringplatten 31 ₁ und 31 ₂ gekennzeichnet. Die Ring platten weisen, wie aus Fig. 2 entnommen werden kann, Fort sätze auf, welche am Ende verdickt ausgebildet sind. Fort sätze deshalb, weil die federnde Beanspruchung nur am Reifen aufstand entsteht und die ungleichmäßige Beanspruchung bei Unterbrechungen des Außenumfangs damit ohne zu große Rand spannungen aufgenommen wird. Die Verdickung am Außenumfang soll die spezifische Druckbeanspruchung zwischen Ringplatte und Reifen im Pannenfall, also bei luftlosem Reifen, herab setzen. Auch bei dieser Lösung sind Aussparungen 30 ₈ in den Ringplatten vorgesehen, um einen guten Formschluß zwischen Radkörper und Reifen herzustellen.

Im vorliegenden Beispiel ist der aus Aramidfäden bestehende Gürtel 30 ₉ mit dargestellt. Die kegeligen Seitenwände sind mit 30 ₂ und 30 ₃ gekennzeichnet. In der linken Hälfte der Darstellung Fig. 4 ist die Geometrie im unbelasteten und bela steten, gestrichelt dargestellten Zustand des Reifens wieder gegeben. Mit 30 ₄ ist der äußerste Schwenkpunkt und mit 30 ₅ der innere im unbelasteten Zustand gekennzeichnet. Beim Durchfedern wandert 30 ₄ in derselben Radialebene auf 30 ₆. 30 ₅ schwenkt auf 30 ₇, wobei deren Abstände (also 30 ₄ bis 30 ₅ und 30 ₆ bis 30 ₇) als gleichbleibend angenommen wird. Der ursprüngliche halbe Kegelwinkel der Seitenwand 30 ₂ ist α ₁, der halbe Kegelwinkel im durchgefederten Zustand α ₂.

Claims

1. Kraftwagenrad mit gegossenem Kunstgummireifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen aus einer zylindrischen Laufdecke (1; 30) und zwei kegeligen Seitenwänden (1 ₁, 1 ₂; 30 ₂, 30 ₃) be steht, welche die Außenumfänge von zwei ebenen oder kegelig vorgespannten, aus elastischem Werkstoff, wie Federstahl, Thermoplast oder faserverstärkter Kohle bestehenden Ring platte (2, 3; 31 ₁, 31 ₂) umfassen, wobei der Kegelwinkel der Reifen-Seitenwände (a ₁) und ihre Wandstärke derart be messen sind, daß sich an der Reifenaufstandsfläche der Kegelwinkel (α ₁; α ₂) der Seitenwände vergrößert und dabei von den Seitenwänden im wesentlichen Druckkräfte auf die Ringplatten übertragen werden.

2. Kraftwagenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatten (2, 3) als am Innenumfang umgebör delte, an der Bördelstelle gestanzte Fortsätze (2 ₁, 3 ₁) aufweisende Tellerfedern ausgebildet sind, über welche die Umfangskräfte von einer die Tellerfedern tragenden Felge (4) auf den Reifen (1) übertragen werden.

3. Kraftwagenrad nach Anpruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tellerfeder (3) in Umfangsrichtung rollend auf der Felge (4) abgestützt ist.

4. Kraftwagenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Ringplatten (31 ₁, 31 ₂) mit dem aus elastischem Thermoplast hergestellten Radkörpern (31) ein Preßstück bilden.