DE4303922A1 - Notlaufring für ein Fahrzeugrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Notlaufring für ein Fahrzeugrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US 3,814,158 A ist ein Notlaufring der eingangs genannten Art bekannt, der an seiner Innenseite mittig eine umlaufende, ringförmige Aussparung aufweist. Durch diese Aussparung wird der bekannte Notlaufring felgen­ bettseitig in zwei Hälften unterteilt, die jeweils im Be­ reich der Reifenwülste auf dem Luftreifen aufliegen.

Da der Notlaufring beiderseits auf den Reifenwülsten auf­ liegt, muß er im Mittenbereich durch die Aussparung so weit nachgiebig sein, daß die Montage des Luftreifens möglich ist. Die für die Montage erforderliche Weichheit des Notlaufrings wirkt sich bei Rotation des Fahrzeugra­ des nachteilig aus, da insbesondere bei höheren Raddreh­ zahlen der Notlaufring labil wird und sich in radialer Richtung aufweitet. Die auch aus Gründen der Montierbar­ keit relativ weit außen liegenden Verstärkungseinlagen können eine Aufweitung des weiter innen liegenden elasti­ schen Materials des Notlaufrings nicht verhindern. Daher besteht die Gefahr, daß sich der bekannte Notlaufring im Normalbetrieb (das heißt mit ausreichendem Betriebsdruck im Luftreifen) relativ zur Felge bewegt, hierdurch Ver­ schleiß und Temperaturerhöhung hervorruft und insbeson­ dere auch eine Unwucht erzeugt. Im Notlauffall ist der Notlaufring zu labil, um die Radaufstandskraft gezielt auf den Bereich der Reifenwülste zu übertragen und hier­ durch den Luftreifen auf der Felge zu halten. Vielmehr werden die beiden ringförmigen Hälften des Notlaufringes zur Mitte in Richtung der Aussparung auswandern und die Reifenwülste nur noch unzureichend fixieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu­ grunde, einen gattungsgemäßen Notlaufring so auszubilden, daß er trotz leichter Montierbarkeit fest am Fahrzeugrad sitzt und im Notlauffall den Luftreifen an der Felge fixiert.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Kerngedanke ist es hierbei, den Notlaufring so auszubil­ den, daß er sich im unbelasteten Zustand ausschließlich am Felgenbett abstützt. Hierdurch ist es möglich, eine entsprechend große Vorspannung in radialer Richtung zu erzeugen, so daß der Notlaufring sich gegenüber der Felge nicht verdreht. Durch das Tiefbett und die elastische Verformbarkeit des Notlaufringes bleibt die Montierbar­ keit gewährleistet. Der Abstand zwischen zumindest einer Seitenfläche des Notlaufringes und dem Luftreifen ist er­ forderlich, um sicherzustellen, daß sich der Notlaufring nur am Felgenbett abstützt. Außerdem wird durch diesen Abstand die Montage des Luftreifens erleichtert.

Zwar ist aus der DE-OS 27 22 885 ein Notlaufring bekannt, der sich am Felgenbett abstützt, jedoch liegt dieser Not­ laufring gleichzeitig im unteren Bereich der Seitenwände des Luftreifens kraftschlüssig auf. Hierdurch wird die aufbringbare Vorspannung in radialer Richtung stark be­ grenzt, da die Kombination aus Notlaufring und Luftreifen montierbar bleiben muß. Verstärkungseinlagen zu Verminde­ rung der Aufweitung des Notlaufringes unter Fliehkraftbe­ anspruchung fehlen vollends.

Auch der aus der DE 84 32 017 U1 bekannte Notlaufring stützt sich sowohl am Luftreifen als auch dem Felgenbett ab. Die relativ dünnwandige Form dieses Notlaufringes er­ leichtert zwar die Montage, ist aber weder in der Lage, eine ausreichende radiale Vorspannung aufzubringen, noch im Notlauffall die Radlast sicher zu übertragen.

Der aus der DE 33 41 969 A1 bekannte Notlaufring ist fest mit dem Felgenbett verbunden, z. B. durch Verschweißung oder Verschraubung. Aufgrund seiner fehlenden Elastizität (Stahlnotlaufring) und der starren Anordnung am Fahrzeug­ rad liegt gegenüber dem erfindungsgemäßen Notlaufring eine vollkommen andersartige Konstruktion vor. Der starre Aufbau dieses Notlaufringes erfordert beidseitig einen entsprechend großen Abstand zu den Felgenhörnern des Ra­ des, um die Montierbarkeit des Luftreifens zu gewähr­ leisten.

Durch die vorteilhafte Ausbildung der Erfindung gemäß An­ spruch 2 ist der Notlaufring - zumindest nach einer Seite - auch in axialer Richtung fixiert. Dieser Formschluß durch das Tiefbett ist insbesondere bei luftarmem Reifen und gleichzeitiger Kurvenfahrt, d. h. dem Auftreten von Seitenkräften, von Bedeutung.

Der Vorsprung des aus der DE-OS 27 22 885 bekannten Not­ laufringes stellt keine Sicherung gegen axiale Verschie­ bung dar, da sich der Vorsprung im montierten Zustand des Notlaufrings am Felgenhochbett abstützt.

Die wulstartig vorstehenden ringförmigen Auflagebereiche gemäß Anspruch 3 erleichtern die Montage des erfindungs­ gemäßen Notlaufringes: Aufgrund ihrer geringen Breitener­ streckung sind diese Auflagebereiche relativ kompressi­ bel, wobei der Freiraum zwischen den Auflagebereichen auch der Aufnahme des komprimierten elastischen Materials dient. Zudem erleichtert der Freiraum die Montage, da das Aufziehen des Notlaufringes in zwei Schritten erfolgen kann. Die Massenkonzentration außerhalb der Auflageberei­ che hingegen stellt einen massiven und auch gegen Scher­ kräfte steifen Tragkörper dar, der seine Form auch unter Querkrafteinfluß nur geringfügig verändert.

Die Geometrie des erfindungsgemäßen Notlaufringes (Anspruch 4 bis 6) sorgt für einen sicheren Halt des Luftreifens auf der Felge:

Die seitlich ausbauchende Form des Notlaufringes (Anspruch 4) schafft Anlaufflächen, die ein Abziehen des Luftreifens bei Kurvenfahrt und luftarmem Luftreifen er­ schweren. Dadurch, daß die Kontur des Notlaufringes zu­ mindest an einer Seite, bevorzugt der Tiefbettseite, der Kontur des Luftreifens folgt, ergibt sich ein "Formschluß auf Abstand" gegen Herausrutschen der Reifenwülste.

Im Gegensatz zur Breitenerstreckung des aus der DE 33 41 969 A1 bekannten Notlaufringes genügt es bei der vorlie­ genden Erfindung gemäß Anspruch 5 jedoch, für die Mon­ tierbarkeit des Luftreifens einen Abstand d_aH in der Größenordnung von etwas weniger als der einfachen Reifen­ wulstdicke vorzusehen, da der Notlaufring innerhalb be­ stimmter Grenzen elastisch verformbar und axial auf der Felge verschieblich ist.

Die Gesamtbreite des Notlaufringes (Anspruch 6) ist so zu wählen, daß die Seitenwände des Luftreifens im Notlauf­ fall auch unter Kurvenfahrt durch Anlage am Notlaufring zwangsweise leicht schräg nach außen oder senkrecht stehen, jedoch nicht schräg nach innen ausweichen können, da hierdurch das Abziehen des Luftreifens eingeleitet würde. Im Not­ lauffall, d. h. bei drucklosem Luftreifen, werden zudem die Seitenbereiche des Notlaufringes infolge der Kompres­ sion durch die Radlast etwas nach außen verlagert, wo­ durch der Abstand zwischen Notlaufring und Luftreifen noch geringer wird, Notlaufring und Reifenwulstbereich unter Umständen zur Anlage kommen, so daß die Reifenwül­ ste nicht von den Felgenschultern abgezogen werden kön­ nen. Durch die kleinen Abstände d_a und d_aH wird also ver­ mieden, daß der Wulst ins Tiefbett rutscht, womit das gefährliche Abwerfen eines Reifens eingeleitet würde.

Ein nach Anspruch 7 dimensionierter Notlaufring verhin­ dert, daß im Notlauffall die nach außen ausbauchenden Seitenwände des Luftreifens sich an ihrer Innenseite be­ rührend übereinanderlegen. Hierdurch wird übermäßiger Verschleiß und entsprechende Reifenerhitzung vermieden.

Das Merkmal des Anspruchs 8 trägt zwei grundsätzlichen Anforderungen an Notlaufringe in vorteilhafter Weise Rechnung: Zum einen darf der Durchmesser der Verstär­ kungseinlagen nur so klein sein, daß der Notlaufring mon­ tierbar bleibt. Zum anderen ist die Menge elastischen Ma­ terials innerhalb der Verstärkungseinlagen gering zu hal­ ten, um eine entsprechend große Vorspannung auf dem Fel­ genbett und damit eine geringe Aufweitung unter Flieh­ kraft zu gewährleisten, das heißt, Festsitz des Notlauf­ rings auch bei hohen Geschwindigkeiten zu garantieren.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 9 wird das Auswuchten der Einheit aus Rad, Luft­ reifen und Notlaufring auf einer Wuchtmaschine erleich­ tert.

Formschlußerzeugende Ausgestaltungen gemäß Anspruch 10 sind beispielsweise als Vertiefungen und Vorsprünge aus der DE 36 34 459 A1 bekannt und verhindern eine Verdre­ hung des Notlaufringes auf der Felge auch unter Extrembe­ dingungen. Solche Bedingungen liegen beispielsweise vor, wenn Fahrzeugräder für sehr hohe Geschwindigkeiten konzi­ piert sind, da der Fliehkrafteinfluß zu einer entspre­ chenden Aufweitung des Notlaufrings führt. Auch extreme Trägheitskräfte, wie z. B. durchdrehende Räder auf Glatt­ eis oder blockierende Räder während einer Vollbremsung, können eine Verdrehung des Notlaufringes auf der Felge verursachen. Durch die formschlußerzeugenden Ausgestal­ tungen wird diese Verdrehung zuverlässig verhindert; übermäßiger Verschleiß, hohe Temperaturen und Unwucht des ehemals in seiner Gesamtheit ausgewuchteten Rades werden auf diese Weise vermieden.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach An­ spruch 11 verhindert axiales Wandern des Notlaufringes auf der Felge. Die axiale Fixierung kann z. B. durch einen niedrigen Hump oder durch Höcker, die am Felgenbett angeordnet sind, verhindert werden. Bei Ausgestaltung des Notlaufringes nach Anspruch 2 ist die axiale Fixierung nur noch in einer Richtung erforderlich.

Aussparungen gemäß Anspruch 12 erleichtern Relativbewe­ gungen zwischen der Außenseite des Notlaufrings und der Innenseite des Luftreifens, die aufgrund der unterschied­ lichen Durchmesser zwangsläufig auftreten. Des weiteren wird durch die Aussparungen (beispielsweise in Form V- förmiger Kerben) das Gewicht des Notlaufrings reduziert und die Montage durch die verbesserte Verformbarkeit in radialer Richtung erleichtert. Außerdem ist für die Fahr­ zeuginsassen infolge der durch die Aussparung verursach­ ten Abrollungleichförmigkeiten ein eingetretener Notlauf­ fall sofort erkennbar.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an­ hand von Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Notlaufring im Quer­ schnitt und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung ei­ nes auf ein Rad mit einem Luftreifen montierten Notlaufringes.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Not­ laufring 1 für sich bzw. im montierten Zustand. Aus Grün­ den der Übersichtlichkeit wurde jeweils auf die Darstel­ lung der außerhalb der Schnittebene liegenden umlaufenden Kanten verzichtet.

Der Notlaufring 1 ist ein einstückiges Gebilde aus einem elastischen Material mit relativ hohem E-Modul und setzt sich aus einem massiven Tragkörper 2 sowie einem äußeren und einem inneren Tragring 3 bzw. 4 zusammen. Zwischen den beiden Tragringen 3 und 4 befindet sich eine umlau­ fende Aussparung 5. An den Übergangsbereichen der beiden Tragringe 3 und 4 in den Tragkörper 2 sind ringförmige Verstärkungseinlagen 6 eingesetzt, die sich beispiels­ weise aus einzelnen Stahldrähten zusammensetzen.

Fig. 2 zeigt ein Fahrzeugrad 8 mit montiertem Luftreifen 9 und Notlaufring 1. Das Rad 8 besitzt eine einteilige Tiefbettfelge 10 mit einem äußeren und einem inneren Fel­ genhorn 11 bzw. 12. Das Tiefbett 14 des Felgenbettes 13 befindet sich an der Außenseite der Felge 10. Die Reifen­ wülste 15 und 26 werden auf der Felge 10 zwischen den Felgenhörnern 11, 12 und einem äußeren und inneren Hump 16 bzw. 17 auf den Felgenschultern gehalten.

Die Außenseite 18 des Notlaufrings 1 liegt der der Lauf­ fläche des Luftreifens 9 abgewandten Reifeninnenseite 19 gegenüber. Äußere und innere Seitenflächen 20 bzw. 21 des Notlaufringes 1 sind konkav gewölbt und in ihrer Kontur ähnlich den benachbarten äußeren und inneren Seitenwand­ bereichen 22 bzw. 23 des Luftreifens 9.

Die besondere Funktionalität des erfindungsgemäßen Not­ laufringes 1 ergibt sich aus seiner Geometrie und seinem Aufbau:

Für festen Sitz auf der Felge 10 sorgen die Verstärkungs­ einlagen 6, deren Durchmesser D_V nur geringfügig größer ist als der Felgenhorndurchmesser D_H. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch bei hohen Raddrehzahlen die Auf­ weitung des Notlaufringes 1 gering ist und die innerhalb der Verstärkungseinlagen 6 angeordneten Teilmassen des Notlaufringes 1 noch eine ausreichende Vorspannung auf die Felge 10 ausüben, um einen verdrehungssicheren Sitz zu gewährleisten.

Der äußere und innere Abstand d_a bzw. d_i zwischen dem Notlaufring 1 und den betreffenden Felgenhörnern 11 bzw. 12 ist so gering, daß es im Notlauffall, d. h. wenn die Flächen 18 und 19 aneinander liegen, durch die Verformung des Tragkörpers 2 auch zu einer Anlage zwischen Notlauf­ ring 1 und den Seitenwandbereichen 22 bzw. 23 kommt. Auf diese Weise werden die Reifenwülste 15 und 26 daran ge­ hindert, ihre in Fig. 2 dargestellte Lage zu verlassen.

Auch bei einer weiteren kritischen Fahrsituation, nämlich der Kurvenfahrt mit luftarmem Reifen 9, bleibt die Kombi­ nation aus Rad 8 und Luftreifen 9 voll funktionsfähig, da die konkav gewölbten Seitenflächen 20 und 21 des Notlauf­ ringes 1 ein Abziehen des Luftreifens 9 von der Felge 10 verhindern.

Der geringe Abstand d_a bzw. d_i steht der Montierbarkeit des Luftreifens 9 auf die Felge 10 nicht entgegen, da der Notlaufring 1 während der Montage axial im Felgenbett 13 verschieblich ist. Hierdurch ist es möglich, die Breite B des Notlaufringes 1 größer zu wählen als die Differenz aus der Felgenmaulbreite M und der doppelten Reifenwulst­ dicke W.

Der Abstand d_aH zwischen der äußeren Seitenfläche 20 des Notlaufrings 1 und dem Bereich des äußeren Humps 16 ist idealerweise etwas kleiner als die Breite W des äußeren Reifenwulstes 15. Hierdurch ist die Montage des Luftrei­ fens 9, bei welcher der äußere Reifenwulst 15 in den freien Ringraum 27 des Tiefbetts 14 eintaucht, durch elastische Verformung des Tragrings 3 noch ohne weiteres möglich. Im Notlauffall wird der Notlaufring 1 durch Kom­ pression so weit verformt, daß sich der Abstand d_aH auf ein Maß verringert, das ein Abrutschen des Wulstes 15 ins Tiefbett 14 verhindert und somit den Luftreifen 9 auf der Felge 10 hält.

Auch an der Innenseite des Notlaufrings 1 ist ein freier Ringraum 28 vorgesehen, der dem Umstand Rechnung trägt, daß der innere Wulst 26 während der Montage des Luftrei­ fens 9 zunächst innerhalb des inneren Humps 17 liegt und sich erst am Schluß durch Beaufschlagung des Inneren des Luftreifens 9 mit Überdruck aus Felgenhorn 12 anlegt.

Die Höhe H_N des montierten unbelasteten Notlaufringes 1 (gemessen zwischen Hochbett 24 und Außenseite 18) ent­ spricht in etwa der halben Reifenhöhe H_R.

Der Schwerpunkt S des Notlaufringes liegt idealerweise nahe der Mittelebene 25 der Felge 10 (Erleichterung des Auswuchtens) und im Bereich des Durchmessers D_v (Minimierung der fliehkraftbedingten Aufweitung).

Claims (12)

1. Notlaufring für ein Fahrzeugrad, das sich aus einer einteiligen Felge und einem Luftreifen zusammen­ setzt, bestehend aus einem einstückigen, ringförmi­ gen Körper aus elastischem Material, mit ringförmi­ gen Verstärkungseinlagen und mit einer Außenseite, auf der im Notlauffall die der Lauffläche abgewandte Innenseite des Luftreifens aufliegt, einer äußeren und einer inneren Seitenfläche sowie einer felgen­ bettzugewandten Innenseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Not­ laufringes (1) sich zumindest mit einem Teil ihrer Fläche am Felgenbett (13) abstützt und zumindest eine Seitenfläche (20, 21) des Notlaufringes (1) zum benachbarten Seitenwandbereich (22, 23) des Luftrei­ fens (9) beabstandet ist.

2. Notlaufring nach Anspruch 1, für eine einteilige Tiefbettfelge, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Not­ laufringes (1) sich zumindest mit einem Teil ihrer Fläche im Tiefbett (14) der Felge (10) abstützt.

3. Notlaufring nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Not­ laufringes (1) sich über zwei ringförmige Auflagebe­ reiche (Tragringe (3), (4)) am Felgenbett (13) ab­ stützt.

4. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (20, 21) des Notlaufringes (1) konkav gewölbt sind und die Kontur zumindest einer Seitenfläche (20, 21) ähnlich der Kontur des ihr benachbarten Seitenwand­ bereiches (22, 23) des Luftreifens (9) ist.

5. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand d_aH der äußeren Seitenfläche (20) des Notlaufrings (1) zur Felge (10) im Bereich des äußeren Humps (16) gleich oder kleiner ist als die Breite (W) des äußeren Rei­ fenwulstes (15).

6. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) des mon­ tierten, unbelasteten Notlaufrings (1) etwa der um die 0,5 bis 2fache Reifenwulstdicke (W) verminderten Felgenmaulbreite (M) beträgt.

7. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H_N) des mon­ tierten, unbelasteten Notlaufringes (1) im wesentli­ chen der halben Reifenhöhe (H_R) entspricht.

8. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D_V) der Verstärkungseinlagen (6) nur geringfügig größer ist als der Felgenhorndurchmesser (D_H).

9. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (S) des montierten, unbelasteten Notlaufringes (1) in axi­ aler Richtung nahe der Mittelebene (25) der Felge (10) liegt.

10. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Notlaufring (1) auf seiner Innenseite und/oder das Felgenbett (13) der Felge (10) jeweils in Umfangsrichtung formschlußer­ zeugende Ausgestaltungen aufweisen.

11. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Felgenbett (13) der Felge (10) in Umfangsrichtung zumindest abschnitts­ weise Ausgestaltungen aufweist, die mit dem Notlauf­ ring (1) in axialer Richtung Formschluß erzeugen.

12. Notlaufring nach wenigstens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Notlaufring (1) an seiner Außenseite (18) mehrere am Umfang verteilte, quer zur Umfangsrichtung verlaufende Aussparungen aufweist.