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Die
vorliegende Erfindung betrifft Automobilräder von einer Art, die zur
Verwendung mit pneumatischen schlauchlosen Reifen ausgelegt sind,
und genauer Räder
der genannten Art, die spezielle Aufblassysteme verwenden, die zum
Aufblasen der zugehörigen
schlauchlosen Reifen verwendet werden. Noch genauer betrifft die
Erfindung ein solches verbessertes Rad, bei dem innerhalb der Nabenfläche des
Rades ein Netzwerk von Luftleitungen zur Verwendung mit einem Aufblassystem
der beschriebenen Art ausgebildet ist. Ein Rad nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der
US
2,884,042 A bekannt.
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Es
ist seit langem üblich,
bei bestimmten Arten von Fahrzeugen spezielle Automobilräder zu verwenden,
die mit einem zentralen Reifenaufblassystem verbunden sind, beispielsweise
einer bordinternen Pumpe zum Produzieren komprimierter Luft, die durch
verschiedene radmontierte Ventile und Schläuche zu den schlauchlosen Reifen
zu leiten ist, die auf den Rädern
des Fahrzeugs montiert sind. Beispielsweise verwendet ein Rad von
der Art, wie sie im
US-Patent 4,836,261 offenbart
ist, ein Aufblasventil, welches an der Radfelge zwischen den Wulst-Halteflanschen
befestigt ist, so dass ein Auslassport des Ventils mit dem Inneren
des schlauchlosen Reifens auf der Felge kommuniziert. Der Einlassport
zu dem Ventil ist andererseits durch einen röhrenförmigen Ventilkörper mit
einer Öffnung
in dem nach außen weisenden
Abschnitt der Felge verbunden, wo er in einer Position befestigt
ist, um Druckluft von einer Zufuhrquelle zu empfangen.
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Systeme
der eingangs genannten Art funktionieren sehr gut, wenn das Ziel
darin besteht, einfach Luft in einen Reifen einzuführen, und
sie darin zu behalten, bis sie absichtlich ausgelassen wird oder
einem Blowout oder dergleichen unterworfen wird. In manchen Fällen, wie
beispielsweise im Fall eines Militärrades, ist es jedoch nicht
unüblich,
verschiedene Luftdruckeinstellungen zu benötigen, beispielsweise wenn
das Fahrzeug in rauem Terrain abseits der Strasse unterwegs ist,
in Matsch oder Schnee oder auf harten befestigten Oberflächen. Der
Betrieb auf diesen verschiedenen Terrains macht unterschiedliche
Luftdruckeinstellungen für
die Reifen erforderlich, um die Traktion des Fahrzeugs zu optimieren. Um
eine Änderung
in dem Luftdruck zu erzeugen, ohne das Fahrzeug anzuhalten und zu
verlassen, war es bisher notwendig, an der Außenseite der zugehörigen Räder bestimmte
Elemente des Aufblassys tems anzuschrauben oder auf andere Weise
zu befestigen, wodurch eine Unwucht der Reifen erzeugt wurde und
eine mögliche
Beschädigung
oder ein Ausfall der freiliegenden Aufblaskomponenten und ein Anstieg
des Gesamtgewichts und der Kosten des Aufblassystems die Folgen
waren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Automobilrad
bereitzustellen, welches den Bedarf für viele der früher benötigten Komponente
in Reifenaufblassystem der eingangs beschriebenen Art wesentlich
verringert und dadurch eine Reihe von fehlerträchtigen Leckagestellen eliminiert,
die in derartigen früheren
Systemen vorliegen.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes
Automobilrad der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches
nicht nur zur Verwendung in Verbindung mit einem zentralen Aufblassystem
ausgelegt ist, sondern außerdem verbesserte
Mittel zum Verhindern irgendeiner unerwünschten Leckage von Druckluft
aus dem schlauchlosen Reifen, der auf dem Rad montiert ist, verwendet.
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Eine
noch speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein verbessertes Rad der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem
die Mehrzahl von Luftkanälen
zum Zuführen
von Luft in den und aus dem schlauchlosen Reifen innerhalb der Radfelge
selbst ausgebildet sind, und innerhalb des Querschnitts derselben.
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Weitere
Aufgaben der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung
und den anhängenden
Ansprüchen
offenbart, insbesondere wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen werden.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Rad für
einen schlauchlosen Reifen ist in Form einer kreisförmigen Felge
hergestellt, die an ihren gegenüberliegenden
Rändern
sich nach außen erweiternde
umlaufende Flansche zum Eingriff mit den Wulsten eines schlauchlosen
Reifens hat, der auf der Felge montiert ist. Zwischen ihren Enden
hat die Felge eine Wand, die sich quer zu ihrer Achse erstreckt,
und in der Wand ist eine durchgängige
mittige Öffnung
koaxial bezüglich
der Felge angeordnet. Um den Luftfluss in einen Reifen auf der Felge
zu steuern, hat die Querwand einen ersten Luftkanal darin, welcher
sich an einem Ende zum Außenumfang
der Felge öffnet,
um eine Kommunika tion mit dem Inneren des Reifens zu gestatten,
wenn dieser darauf montiert ist, und er öffnet sich an seinem gegenüberliegenden
Ende auf der nach außen
bzw. vom Fahrzeug fort weisenden Seite der Wand.
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Ein
zweiter Luftkanal ist in dem Wandabschnitt ausgebildet, um sich
an einem Ende auf der nach außen
weisenden Seite der Wand zu öffnen,
und um sich an seinem gegenüberliegenden Ende
auf der gegenüberliegenden
bzw. nach innen weisenden Seite der Wand zur Verbindung mit einem zentralen
Reifenaufblassystem zu öffnen.
Der Luftstrom wird durch einen Reifenaufblas-Steuerventil gesteuert,
welches an der Außenseite
der Wand befestigt ist, und in dem ein Paar von Einlaß-/Auslaßkanälen ausgebildet
sind, die an der Außenfläche der Wand
mit dem ersten bzw. zweiten Kanal in abgedichteter Weise kommunizierend
befestigt sind.
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FIGUREN
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1 ist
eine Querschnittsansicht durch die Mitte eines kreisförmigen Automobilrades,
welches nach einer Ausführungsform
dieser Erfindung hergestellt ist, wobei Teile des auf dem Rad montierten
Reifens fragmentarisch durch gestrichelten Linien angedeutet sind;
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2 ist
eine Teilansicht in Explosionsdarstellung des Rades von 1,
durch die das zugehörige
Luftventil und dessen Montagebolzen so gezeigt sind, wie sie aussehen,
bevor das Ventil auf die Fläche
des Rades geschraubt wird; und
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3 ist
eine perspektivische Teilansicht eines Teils des Rades, wie es in 2 gezeigt
ist, bei dem das Ventil und dessen Montagebolzen oder -schrauben
wiederum in Explosionsdarstellung so gezeigt sind, wie sie aussehen,
bevor sie an die Außenfläche des
Rades geschraubt werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren und deren Bezugszeichen zeigt 1 eine
axiale Schnittansicht durch die Mitte eines zweiteiligen Rades,
welches einen kreisförmigen äußeren Felgenabschnitt umfasst,
der durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Zwischen
seinen Enden hat der Felgenabschnitt 10 einen ringförmigen Wandabschnitt 11,
der an seinem offenen äußeren Ende
von einem integralen nach außen
aufgeweiteten umlaufenden Flanschabschnitt 12 umgeben ist
und an seinem inneren Ende durch einen integralen, sich transversal
erstreckenden Wandabschnitt 13 geschlossen ist. Der Abschnitt 13 hat
mittig eine ihn durchdringende Öffnung 14 mit
verringertem Durchmesser, die koaxial mit dem Abschnitt 10 angeordnet
ist, und die koaxial von einer kreisförmigen Anordnung von kleineren
kreisförmigen Öffnungen 15 (2)
umgeben ist, die in gleichmäßigem Winkelabstand
voneinander um die Achse des Abschnitts 10 herum angeordnet
sind und radial etwas von der mittigen Öffnung 14 beabstandet angeordnet
sind. An ihren äußeren Enden
(den oberen Enden in 1) öffnen sich die Öffnungen 14 und 15 zu
einer flachen umlaufenden Ausnehmung 16, die koaxial mit
der ansonsten ebenen Außenfläche 17 (obere
Fläche
in 1) des Wandabschnitts 13 ausgebildet
ist. Radial außen
von der kreisförmigen Anordnung
von Öffnungen 15 ist
in der Innenseite des Wandabschnitts 13 (der Unterseite
in 1) eine umlaufende ringförmige Ausnehmung 18 koaxial ausgebildet,
die sich an einem Ende an der ringförmigen Wand 11 öffnet und
eine ebene Bodenfläche
aufweist, die sich parallel zu der ebenen Außenfläche 17 des Abschnitts 10 erstreckt
und mit dieser ausgerichtet ist.
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Wie
deutlicher in 1 gezeigt ist, hat der innere
Felgenabschnitt 20 ebenfalls einen im Wesentlichen becherförmigen Aufbau,
und er hat ähnlich
wie der Abschnitt 10 zwischen seinen Enden einen ringförmigen Wandabschnitt 21 mit
einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich demjenigen des ringförmigen Wandabschnitts 11 des äußeren Felgenabschnitts 10 ist,
aber der eine axiale Länge
hat, die wesentlich größer ist
als die axiale Länge
des Abschnitts 11. An einer von dem mit einem Flansch versehenen Ende 22 entfernten
Stelle hat der ringförmige Wandabschnitt 21 einen
integral ausgebildeten Wandabschnitt 23, der sich quer
zur Achse der Abschnitte 10 und 20 erstreckt und
in den koaxial bezüglich
der Abschnitte 10 und 20 eine mittig angeordnete
durchgängige
kreisförmige Öffnung 24 ausgebildet
ist. Die Wand der Öffnung 24 umgibt
das radial innere Ende oder den Boden der Ausnehmung 18 in dem
Wandabschnitt 13 des Felgenabschnitts 10 koaxial
und ist mit diesem in Eingriff. Auf dem Wandabschnitt 23 ist
außerdem
eine ebene flache äußere Fläche 25 ausgebildet,
in der an die äußere Umfangsfläche des
ringförmigen
Wandabschnitts 21 angrenzend eine verhältnismäßig flacher kreisförmige Ausnehmung 26 koaxial
bezüglich
des Abschnitts 20 angeordnet ist, für einen Zweck, der später erläutert wird.
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Um
die zwei Abschnitte 10 und 20 zusammen zu bauen,
um ein Rad zum Aufnehmen eines schlauchlosen Reifens T zu bilden,
ist ein federnder O-Ring 27 in der kreisförmigen Ausnehmung 26 angeordnet,
der im Querschnitt nahezu halbkreisförmig ist, so dass ein guter
Teil des O-Rings aus der Ausnehmung 26 hervorsteht. Der
Wandabschnitt 23 des inneren Felgenabschnitts 20 wird
dann in die umlaufende Ausnehmung 18 in dem Wandabschnitt 13 des Ab schnitts 10 gesetzt,
und zwar so, dass eine kreisförmige
Anordnung von kreisförmigen Öffnungen
in dem Abschnitt 13 mit einer gleichartigen Anordnung von
kreisförmigen Öffnungen
in dem Abschnitt 23 zur Deckung kommt. Diese deckungsgleichen Öffnungen
beherbergen die mit Außengewinde
versehenen Schäfte
einer Anordnung von Bolzen 28, die sich durch die ausgerichteten Öffnungen
in den Abschnitten 13 und 23 erstrecken, um diese
Abschnitte durch Mutter 29 sicher aneinander zu befestigen,
die auf herkömmliche
Weise auf die verschiedenen Bolzen 28 geschraubt werden.
Wenn die Abschnitte 13 und 23 auf diese Weise
aneinander geschraubt sind, ist die ebene Fläche 25 auf dem Abschnitt 23 in
koplanarem Eingriff mit der ebenen Fläche gesichert, die auf dem
Abschnitt 13 durch die Ausnehmung 18 ausgebildet
ist, und zwar so, dass der O-Ring 27 durch die Oberfläche des
Abschnitts 13 zusammengedrückt wird, um eine luftdichte
Abdichtung zwischen den beiden Felgenabschnitten 10 und 20 auszubilden,
die an die äußere Umfangsfläche der
ringsförmigen
Abschnitte 11 und 21 derselben angrenzen. Wie in 1 durch
gestrichelte Linien dargestellt ist, kann der schlauchlose Reifen
T dann auf das zusammengesetzte Rad montiert werden, wie durch die
gestrichelten Linien in 1 angedeutet ist, wobei die
Außenbord-
und Innenbord-Wülste
des Reifens an den jeweiligen Flanschöffnungen 12 und 22 aufsitzen.
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Um
Druckluft in einen schlauchlosen Reifen, welcher auf einer zweiteiligen
Radfelge, die die Abschnitte 10 und 20 umfasst,
montiert ist, zuführen
zu können,
ist in dem Wandabschnitt 13 des äußeren Felgenabschnitts 10 ein
sich radial erstreckender Luftkanal 41 parallel zu der
ebenen Oberfläche 25 und
an diese angrenzend ausgebildet, der einen kreisförmigen Querschnitt
hat, und der sich an seinem äußeren Ende
auf die äußere Umfangsfläche des
ringförmigen
Wandabschnitts 11 öffnet.
Der Kanal 41 kommuniziert an seinem inneren Ende mit dem
unteren Ende einer kleinen kreisförmigen Öffnung 42, die in
dem Boden der flachen Ausnehmung 16 im Wandabschnitt 13 an
die äußere Umfangsfläche der
Ausnehmung 16 angrenzend ausgebildet ist. An einem Punkt,
der von der Öffnung 42 radial
nach innen beabstandet ist, ist in dem Boden der flachen Ausnehmung 16 eine
weitere kleine, kreisförmige Öffnung 43 ausgebildet,
die in dem Boden der flachen Ausnehmung 16 ausgebildet
ist und an ihrem inneren Ende (dem unteren Ende in 1)
mit dem inneren Ende einer Gegenbohrung 44 mit etwas vergrößertem Durchmesser
koaxial ausgerichtet ist, die die in der Innenfläche des Wandabschnitts 23 koaxial bezüglich der Öffnung 43 ausgebildet
ist.
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Ein
herkömmliches
zentrales Reifenaufblasventil, wie es beispielsweise von C. M. Automotive kommerziell
erhältlich
ist, und welches im Allgemeinen durch Bezugszeichen 50 bezeich net
ist, beinhaltet ein Paar von voneinander beabstandeten, parallelen
Lufteinlass- und Luftauslass-Kanälen 51 und 52, die
wie in 2 gezeigt sich an ihren äußeren Enden auf einer ebenen
flachen Bodenfläche 53 des
Ventils öffnen,
und die an ihren inneren Enden mit einem herkömmlichen Ventilmechanismus
(nicht gezeigt) kommunizieren, der in einer Ausnehmung 54 innerhalb
des Ventils 50 untergebracht ist. Dort, wo sich die äußeren Enden
der Kanäle 51 und 52 auf
die Fläche 53 öffnen, sind
sie von federnden O-Ringen 55 umgeben, die so angeordnet
sind, dass sie in kreisförmigen
ausgerichteten Ausnehmungen sitzen, die in der Oberfläche 53 so
ausgebildet sind, dass sie die äußeren Ende
der Kanäle 51 und 52 in
einem radialen Abstand umgeben, und aus diesen Ausnehmungen hervorstehen.
Das Ventil 50 ist so angeordnet, dass seine ebene Bodenfläche 53 eng
und koplanar mit der ebenen Bodenfläche der Ausnehmung 16 in dem
Wandabschnitt 13 mit einer Mehrzahl von (in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
4) Bolzen oder Schrauben 56 befestigt ist, dergestalt,
dass das äußere Ende
des Kanals 52 mit der Öffnung 42 in
dem Wandabschnitt 13 ausgerichtet ist, und das äußere Ende
des Kanals 51 exakt mit der Öffnung 43 im Wandabschnitt 13 ausgerichtet
ist. Auf diese Weise ist der Kanal 41 kommunizierend mit
dem Ventilkanal 52 angeordnet, während die Öffnung 43 und ihre
zugehörige
Gegenbohrung 44 kommunizierend mit dem Ventilkanal 51 angeordnet
sind. Außerdem,
und dies ist sehr wichtig, sind die O-Ringe 55, die die äußeren Enden
der Kanäle 51 und 52 umgeben,
auf abdichtende Weise mit der ebenen Bodenfläche der Ausnehmung 16 in
dem Wandabschnitt 13 in Eingriff und werden von dieser
komprimiert. Der Kanal 41 bleibt somit auf abgedichtete
Weise mit dem Ventilkanal 52 verbunden, und der Ventilkanal 51 bleibt
auf abgedichtete Weise mit der Öffnung 43 und
ihrer Gegenbohrung 44 verbunden, und, wie im Folgenden noch
erwähnt
wird, mit einem jeden Abschnitt des zentralen Reifen-Aufblassystems,
das dazu eingerichtet ist, mit der Gegenbohrung 44 verbunden
zu werden.
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Im
Betrieb sind die Öffnungen 15 geeignet, die
Bolzen aufzunehmen, die normalerweise verwendet werden, um das Rad 18 an
der Achse eines Fahrzeugs zu befestigen, und in diesem Fall weist
der innere Felgenabschnitt 20 zur Fahrzeug-Innenseite, während der
Felgenabschnitt 10 nach außen weist. Die nach innen weisende
Gegenbohrung 44 des Wandabschnitts 13 bildet eine
Einlass-Schnittstelle zur Unterbringung der Komponente (nicht gezeigt), die
verwendet wird, um den Ventileinlasskanal 51 mit einem
zentralen Reifenaufblassystem oder dergleichen zu verbinden. Zu
diesem Zwecke wäre
die Oberfläche
des Wandabschnitts 13 an dem äußeren Ende der Gegenbohrung 44 idealerweise
mit einer kreisförmigen
Ausnehmung 57 versehen, die koaxial um das äußere Ende
der Gegenbohrung 44 angeordnet ist, um einen O-Ring (nicht
gezeigt) aufzunehmen, der verwendet würde, um eine dichte Verbindung
zwischen der Komponente des Luftfiltersystems oder dergleichen bereitzustellen,
die mit der Gegenbohrung 44 verbunden ist. Wenn solch ein System
mit der Gegenbohrung 44 verbunden ist, wäre solch
eine Verbindung innerhalb des inneren Felgenabschnitts 20 angeordnet,
so dass das abgedichtete Ventil 50 das einzige Element
oder die einzige Komponente des Systems ist, die außerhalb
der Nabenfläche
des Rades angeordnet ist. Luft, welche dem System zugeführt wird,
würde dann
durch den Ventileinlasskanal 51, den Ventilsteuermechanismus,
den Auslasskanal 52 und den Zufuhreinlasskanal 41 zum
Inneren des Reifens T gelangen. Andererseits würde Luft, die durch das System
aus dem Reifen entlassen würde,
in umgekehrte Richtung durch das Ventil 50 und unter dessen
Steuerung fließen.
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Obwohl
die Erfindung oben im Detail in Verbindung mit einer zweitteiligen
Felge bzw. einem zweiteiligen Rad beschrieben wurde, die bzw. das beispielsweise
aus geschmiedetem Aluminium oder dergleichen hergestellt sein kann,
ist es offensichtlich, dass diese Erfindung auch mit unterschiedlichen Arten
von Rädern
verwendet werden kann, wie beispielsweise einteiligen Rädern oder
sogar einem mehrteiligen Rad, beispielsweise von der Art, wie sie in
dem oben erwähnten
US-Patent Nr. 4,836,261 offenbart
ist. Beispielsweise könnte
der Wandabschnitt
23 bei einem einteiligen Rad integral
mit dem ausgerichteten Teil des Wandabschnitts
13 sein,
und in diesem Fall wären
der Kanal
41 und die Öffnungen
42,
43 und
die Gegenbohrung
44 in einer einteiligen Einheit ausgebildet,
statt in zwei separaten Abschnitten
10 und
20.
Falls mehrere Abschnitte verwendet werden, wäre das Prinzip dasselbe. Das
Ventil
50 würde dann
die einzige Komponente des gesamten Reifenaufblassystems sein, welche
auf der Außenfläche der
Felgennabe angeordnet ist, und seine Kanäle
51 und
52 würden mit Öffnungen
in den Luftkanälen ausgerichtet
sein, die vollständig
innerhalb anderer Abschnitte des Rades ausgebildet waren. Außerdem versteht
es sich, dass das gezeigte Ventil
50 nur eines aus einer
Reihen von herkömmlichen
Ventilen ist, die für
das Herstellen eines zentralen Reifenaufblassystems der oben genannten
Art verwendet werden kann. In jedem Fall besteht der Vorteil der
Verwendung von Luftkanälen
oder Luftwegen, die innerhalb der Radfläche angeordnet sind, und genauer
innerhalb des Querschnitts des Rades, darin, dass im Vergleich zu
früheren
Systemen eine wesentliche Verringerung in den Installations- und
Wartungskosten erreicht wird, ebenso wie eine wesentliche Verringerung
des Gesamtgewichts des Systems. Falls ein zweiteiliges Rad der beschriebenen
Art mit dem System verwendet wird, stellt die Verwendung des federnden
O-Rings
27 in der Ausnehmung
26 in dem Felgenabschnitt
20 eine
einfache und sehr effektive Art dar, irgendein unerwünschte Austreten
von Luft aus dem zugehörigen
Reifen zwischen den zwei Abschnitten
10 und
20 des
Rades zu verhindern.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit lediglich gewissen Ausführungsformen
derselben im Detail gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich
für den
Fachmann, dass die Erfindung weitere Modifikationen erlaubt, und
dass die Anmeldung sämtliche
solcher Modifikationen abdecken soll, solange sie im Schutzbereich
der zugehörigen
Ansprüche
liegen.