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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren einer Radkappe an einer Felge
eines Fahrzeugrades, wobei das Rad eine Felgenkante aufweist, die mit einer Rille bzw. Nut
versehen ist, die in Richtung der Mittelachse des Rades ausgerichtet ist, wobei die Vorrichtung
einen Sicherungsring aufweist, der einen elastischen Ring trägt, der wiederum eine Anzahl von
Sicherungseinrichtungen für den Sicherungsring trägt, wobei der Sicherungsring mit der
Radkappe verbunden ist oder mit der Radkappe ein einstückiges Bauteil bildet.
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Aus der SE-C2-501 440 ist eine Vorrichtung vorbekannt, die Umfangswulste besitzt, die von
elastischen Federn getragen werden, wobei die Wulste dafür vorgesehen sind, mit einem oder
mehreren Aussparungen bzw. Ausnehmungen in der Radkappe zusammenzuwirken. Ein federnder
bzw. elastischer Ring drückt die Wulste in Richtung der Aussparungen in der Radkappe. Diese
Vorrichtung funktioniert für Radkappen von Rädern von Privatwagen zufriedenstellend, diese
Lösung ist jedoch für Radkappen von größeren Fahrzeugrädern, wie zum Beispiel von
Lastkraftwagen oder Bussen, nicht geeignet. Der Grund hierfür ist, daß die Felgenkante, die der einzige
Teil ist, an dem die Radkappe befestigt werden kann, eine zu große Hinterschneidung besitzt, um
es zuzulassen, daß eine Vorrichtung mit Wulsten an einem federnden Ring eingedrückt wird und
nach der Befestigung der Abdeckkappe noch genug Elastizität im System hat, um eine Drehung
der Abdeckkappe oder ein Lösen der Abdeckkappe von dem Rad zu unterbinden.
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Die vorbekannten Abdeckkappen, die zur Zeit für Lastkraftwagen und Busse verwendet werden,
haben teure komplizierte Verschlußsysteme, die viel Zeit für die Montage beanspruchen.
Trotzdem wird eine variierende Qualität des Endproduktes erreicht, was sich in einem häufigen
"Wobbeln" bzw. Taumeln der Radabdeckkappen der Räder zeigt. Folge davon ist, daß es vielen
Lastkraftwagen und Bussen an Radabdeckkappen fehlt.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung des oben erwähnten Typs zur
Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung wesentlich leichter zu montieren/demontieren ist als
bekannte Vorrichtungen. Trotzdem wird die Vorrichtung an der Abdeckkappe in einer sicheren Art
und Weise montiert und Tendenzen des "Wobbeln" werden in der Praxis völlig eliminiert.
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Im folgenden wird eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei auf die
begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, worin Fig. 1 eine Ansicht von oben einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, Fig. 2 einen Schnitt entlang 11-11 in Fig. 1 zeigt, Fig. 3
einen Schnitt entlang III-III in Fig. 1 zeigt, Fig. 4 eine modifizierte Ausführungsform der
Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, wobei die Vorrichtung an einer Radkappe montiert ist, Fig. 5
den unteren Abschnitt von Fig. 4 in einem vergrößerten Maßstab zeigt, Fig. 6 eine weitere
modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, wobei die Vorrichtung
mit einer Radkappe verbunden ist und an einer Radfelge montiert ist, Fig. 7 ein Detail des
unteren Abschnitts von Fig. 6 in einem vergrößerten Maßstab zeigt, Fig. 8 eine Ansicht von oben
einer weiteren modifizierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, Fig. 9
die obere Hälfte der Vorrichtung nach Fig. 8 zeigt, die auf einer Felgenkante montiert ist, Fig.
10 einen Detailausschnitt in einem vergrößerten Maßstab des unteren Abschnitts von Fig. 9
zeigt, Fig. 11 eine Seitenansicht einer modifizierten Ausführungsform einer Rolle, die Teil der
Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, zeigt und Fig. 12 eine Stirnansicht der Rolle nach Fig. 11
zeigt.
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Die Vorrichtung, die in den Fig. 1-3 offenbart ist, beinhaltet einen Sicherungsring 10, einen
elastischen Ring 12 und sechs (6) Rollen 14, die mit gleichen Abständen entlang des
Sicherungsrings 10 angeordnet sind. Insbesondere aus Fig. 2 kann man sehen, daß der
Sicherungsring im Querschnitt die Form eines "Doppel-Z" hat. Der elastische Ring 12 ist mit dem
Sicherungsring 10 in der Art verbunden, daß der elastische Ring 12 durch Löcher 16 in Wänden 18
des Sicherungsrings 10 durchgeht, wobei die Wände 18 sich quer zu der Längsrichtung des
federnden Rings 12 erstrecken. Die Wände 18 sind vorzugsweise einstückig mit dem
Sicherungsring 10 ausgebildet, der vorzugsweise aus Kunststoff im Spritzguß hergestellt ist. Wie aus Fig. 1
entnommen werden kann, sind die Wände paarweise symmetrisch auf beiden Seiten jeder Rolle
14 angeordnet. Die Bereitstellung der Wände 18 hat zur Folge, daß in dem Bereich zwischen
jeder Rolle 14 und den angrenzenden Wände 18 der Sicherungsring 10 im Querschnitt die Form
eines "Einfach-Z" hat.
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In dem Bereich jeder Rolle 14 ist der Sicherungsring 10 mit Ausnehmungen 20 ausgestattet, die
in der Längsrichtung des Sicherungsrings 10 eine Ausdehnung haben, die die Länge der Rollen
14 leicht übersteigt, so daß die Rollen 14 relativ zu dem elastischen Ring 12 in den
Ausnehmungen 20 frei rotierbar sind.
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Wenn der federnde Ring 12 und die Rollen 14 auf den Sicherungsring 10 montiert werden, hat
der federnde Ring 12 die Form eines offenen Drahtes und wird durch die Löcher 16 der Wände
18 gefädelt, wobei eine Rolle 14 auf den Draht gefädelt wird, wenn der Draht durch eine
Ausnehmung 20 tritt. Wenn der federnde Ring/Draht alle Löcher 16 der Wände 18 durchlaufen hat,
wird er, gemäß eines bevorzugten Montierungsverfahrens, derart angeordnet, daß die Enden des
federnden Rings 12 in der durchgehenden Bohrung einer Rolle 14 angeordnet sind. Diese Rolle
ist vorzugsweise mit einer Art Verriegelungsmechanismus ausgestattet, um eine relative
Bewegung zwischen der Rolle und den Enden des federnden Rings zu verhindern. Gemäß eines
alternativen Montierungsverfahrens können die Enden des federnden Rings 12
zusammengeschweißt werden, wenn alle Rollen 14 montiert sind.
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Die Ausführungsform der Vorrichtung, die in Fig. 4 offenbart ist, beinhaltet Rollen 14' mit einem
kleineren Durchmesser als die Rollen 14 gemäß den Fig. 1-3. Abgesehen davon, ist die
Vorrichtung in Fig. 4 im Prinzip der Vorrichtung der Fig. 1-3 ähnlich. Wie in Fig. 4
gesehen werden kann, wird der Sicherungsring 10' mit einer Radkappe 22' verbunden, wobei die
Verbindung in einer geeigneten Weise verwirklicht wird, zum Beispiel durch Kleben, Nieten,
Schweißen usw. Auch der Sicherungsring 10, der in den Fig. 1-3 gezeigt ist, wird in einer
entsprechenden Art und Weise mit einer Radkappe verbunden. Die Radkappe 22', die in Fig. 4
offenbart wird, ist dafür gedacht, auf ein Hinterrad des Fahrzeugs montiert zu werden. Da die Scheibe
(Nabenplatte) eines äußeren Hinterrades sich einwärts krümmt, hat die Radkappe 22' entlang
ihres Umfangs ebenso eine Einwärtskrümmung. Die Rollen 14' haben einen relativ kleinen
Durchmesser, so daß die Rollen 14 nicht mit der einwärts gekrümmten Form der Radkappe 22 in
Konflikt geraten. Der Grund, warum die Scheibe eines äußeren Hinterrades einwärts gekrümmt
ist, ist der, daß es dadurch möglich ist, ein weiteres Hinterrad anzukoppeln, das eine konvex
gewölbte Scheibe besitzt. Es ist durchaus üblich, daß Lastkraftwagen und Busse solche Hinterräder
haben, die paarweise zusammengekoppelt sind.
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Die Einheit 24', die den Sicherungsring 10' und die Radkappe 24' beinhaltet, ist dafür
vorgesehen, auf einer Felgenkante 26' einer Felge 25' montiert zu werden, siehe Fig. 4, in der der
äußere Teil einer Felgenkante 26' gezeigt ist.
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In Fig. 5 ist ein vergrößertes Detail des untersten Abschnittes von Fig. 4 dargestellt. Aus den
Fig. 4 und 5 kann man erkennen, daß die Feigenkante 26' eine umlaufende Nut 28' an ihrem
freien Ende aufweist, wobei die Nut der Mittelachse 30' des Rades zugewandt ist.
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Die Montage an sich wird in der Art durchgeführt; daß die Einheit 24', die den Sicherungsring 10'
hat, welcher dem Rad zugewandt ist, in die Nut 28' der Felgenkante 26' entlang eines Abschnitts
seines Umfangs aufgenommen wird. Dann wird der Rest der Einheit 24' in Richtung der
Felgenkante 26' gedrückt, und die noch nicht montierten Rollen 14' rotieren und "steigen" auf die
freie Kante 32' der Felgenkante 26'. Wenn die Rollen 14' die Kante 32' passieren, tritt eine
bestimmte radiale Kompression der Einheit 24' in Richtung der Mittelachse 30' auf. Wenn die Rollen
14' die Kante 32' passiert haben, tritt eine radiale Expansion der Einheit 24' auf. Wie in Fig. 5
klar gezeigt ist, berührt ein Abschnitt der Umfangsfläche der Rollen 14' einen Abschnitt der Nut
28'. In der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Position, wenn die Einheit in ihrer Endposition an der
Felgenkante 26' des Rades montiert ist, liegt ebenso ein innerer Abschnitt des Sicherungsrings
10' an der Nut 28' an. Durch diese Anordnung ist die Position der Einheit 24' sowohl in radialer
als auch in axialer Richtung des Rades fixiert. An dieser Stelle soll erwähnt werden, daß in der
Montierungsphase die Rollen normalerweise nicht um eine volle Umdrehung rotieren.
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Wenn die Einheit 24' demontiert werden soll, wird ein Abschnitt der Einheit 24' nach außen
gezogen, was dazu führt, daß die Rollen/Rollen 14' dieses Abschnitts die Kante 32' in
entgegengesetzter Richtung verglichen mit der Montierungsphase "ersteigen".
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Die Ausführungsform einer Einheit 24", die in den Fig. 6 und 7 offenbart ist, ist dafür
vorgesehen, an einem Vorderrad eines Lastkraftwagens oder Busses montiert zu werden. Die Einheit
24" wird im Prinzip in der gleichen Weise wie die Einheit 24' zusammengebaut, d. h. die Einheit
24" beinhaltet einen Sicherungsring 10" und eine Radkappe 22", die miteinander in geeigneter
Weise verbunden sind. Die Radkappe 22 hat eine konvex gewölbte Form, um an einer konvex
gewölbten Scheibe 23" des Vorderrads angepaßt zu werden. Aus Tradition haben Vorderräder
von Lastkraftwagen und Bussen eine konvex ausgebildete Scheibe. Da sich die Radkappe 22"
wölbt, können mit der Einheit 24" Rollen 14", die einen größeren Durchmesser haben, verwendet
werden, als mit der Einheit 24'.
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Die Felgenkante 26" der Felge 25" und die angrenzende Nut 28" haben im Prinzip das gleiche
Design sowohl für ein Vorderrad als auch für ein Hinterrad. Deshalb wird, was die Montage und
Demontage der Einheit 24" betrifft, auf das Bezug genommen, was oben in Verbindung mit den
Fig. 4 und 5 gesagt wurde. Es soll an dieser Stelle erwähnt werden, daß für die
Ausführungsform gemäß der Fig. 6 und 7 die Rollen 14" relativ gesehen einen derart großen
Durchmesser haben, daß die Rollen 14" die Nut 28" entlang zweier Abschnitte berühren. Wenn die Rollen
14" die Position der Fig. 6 und 7 angenommen haben, ist die Einheit 24" in ihrer Endposition
montiert, wobei die Einheit 24" sowohl in radialer als auch axialer Richtung des Rades fixiert ist.
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In der Ausführungsform, die in den Fig. 8-10 gezeigt ist, ist der Sicherungsring und die
Radkappe als integrale Einheit 24''' ausgebildet. In einer korrespondierenden Art und Weise wie
bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, trägt die Einheit 24''' einen federnden Ring 12,
der eine Anzahl von Rollen 14''', in dem dargestellten Beispiel sechs (6) Rollen, drehbar trägt. Die
Rollen 14''' sind gleich beabstandet entlang des elastischen Rings 12 angeordnet, der im Prinzip
in der gleichen Art und Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen getragen wird,
d. h. der elastische Ring 12 läuft durch Löcher bzw. Bohrungen in den Wänden 18''' der Einheit
24''', wobei die Wände 18''' eine Ausdehnung quer zu der Längsrichtung des federnden Rings 12
haben.
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Da die Felgenkante 26''' und die angrenzende Nut 28''' im Prinzip in der gleichen Art und Weise
wie die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 gestaltet ist, wird Bezug genommen auf
das, was oben in Verbindung mit der Einheit 24' gesagt wurde, soweit es die Montage und
Demontage der Einheit 24''' betrifft.
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In den Ausführungsformen der Erfindung, die oben beschrieben wurden, sind gleichmäßige
Rollen 14, 14', 14" und 14''' offenbart. In den Fig. 11 und 12 wird eine Rolle 14"" offenbart,
wobei die Rolle mit einer Anzahl von Kerben 15 versehen ist, die in axialer Richtung der Rolle 14""
beabstandet sind und sich um die Mittelachse 17 der Rolle 14"" erstrecken. Dadurch wird eine
Anzahl von Nocken 19"" erzeugt, die sich um die Mittelachse 17"" erstrecken, wobei die Nocken
einen konstanten Radius relativ zu der Mittelachse 17"" haben. Die Rolle 14"" arbeitet in einer
entsprechenden Weise wie die oben beschriebenen gleichmäßigen Rollen 14, 14', 14", 14'''. Man
erkennt jedoch sofort, daß die Rolle 14"" weniger Material beinhaltet als die gleichmäßigen
Rollen.
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Innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung ist es möglich, daß die Rollen nicht eine zylindrische
Basisform haben, d. h. ein Segment, zum Beispiel in der Form eines Keils, wird aus der Rolle
entfernt, wobei sich das Segment bis zu einer zentralen Bohrung der Rollen erstreckt, siehe die
Bezugszahl 21"" in den Fig. 11-12. Die Querausdehnung des Segments, das mit der
Zentralbohrung in Verbindung steht, sollte etwas kleiner als der Durchmesser der zentralen Bohrung
und dem Querschnitt des federnden Rings sein, da solch eine Anordnung es möglich macht, die
Rolle seitlich auf den federnden Ring 12 einzuschnappen, d. h. es ist nicht notwendig, die Rollen
auf den federnden Ring aufzufädeln, wie oben beschrieben wurde. Die erwähnten
Größenverhältnisse resultieren auch daher, daß die Rolle auf dem federnden Ring 12 verbleiben soll. Um zu
gewährleisten, daß ein zylindrischer Abschnitt der Rolle die Felgenkante berührt, wenn die
Radkappe montiert wird, ist es angebracht, eine Art von Beschränkung betreffend die Rotation der
Rolle zu haben.
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Alle Rollen 14, 14', 14", 14''', 14"", die oben beschrieben wurden, haben eine lineare zentrale
Bohrung, siehe die Bezugszahl 21"" der Fig. 11-12, diese Bohrung hat einen kreisförmigen
Querschnitt und nimmt einen gekrümmten Abschnitt des federnden Rings 12 auf. Der
Krümmungsradius ist jedoch groß verglichen mit der Länge der Rollen, d. h. die Rollen 14, 14', 14",
14''' können relativ zu dem federnden Ring 12 rotieren, selbst wenn der Durchmesser der
Bohrung nur geringfügig größer als der Querschnittsdurchmesser des federnden Rings 12 ist.
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Alle Rollen 14, 14', 14", 14''', 14"", die oben beschrieben wurden, haben eine Länge, die den
Durchmesser der Rolle übersteigt. Der Begriff Durchmesser der Rolle 14"" nimmt auf den
Durchmesser der Nocken 19"" Bezug. Vorzugsweise haben die Rollen eine Länge, die etwa dem
Doppelten des Durchmessers der Rollen entspricht.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind eine Anzahl von Rollen auf einem
federnden Ring 12 angeordnet. Es ist jedoch innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich,
beispielsweise die Hälfte der Rollen durch Perlen zu ersetzen, die auf dem federnden Ring 12
montiert sind, wobei die Perlen nicht rotationssymmetrisch in Bezug auf den federnden Ring 12 sind.
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Die Perlen können jedoch um einen bestimmten Winkel relativ zu dem federnden Ring
schwenkbar sein, wobei dies in Verbindung mit der Montage/Demontage der Vorrichtung bevorzugt ist.
Der Querschnitt solch einer Perle kann auf verschieden Art ausgebildet sein. Es ist jedoch
wichtig, daß der Abschnitt der Perle, der in der Nut 28, 28', 28", 28''' aufgenommen werden soll, eine
Form hat, die an die Nut angepaßt ist. Um das Auftreten von zu großen Kräften in Verbindung mit
der Demontage solch einer Ausführungsform zu verhindern, ist es notwendig, zu markieren, wo
die Rollen lokalisiert sind, um die Demontagekraft an der richtigen Stelle der Vorrichtung
anzulegen, d. h. dort wo die Rollen angeordnet sind.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der federnde Ring 12 im Prinzip völlig
kreisförmig. Innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung ist jedoch auch eine alternative Ausführung
des federnden Rings möglich. Dieser Ring hat immer noch eine kreisförmige Grundform, in den
Bereichen der Anordnung der Rollen/Perlen hat der federnde Ring aber Abschnitte, die nach
außen versetzt sind, wobei die Abschnitte die Rollen/Perlen aufnehmen. Somit ist der federnde
Ring mit einer Anzahl von "Zähnen" entlang seines Umfangs ausgerüstet, wobei die Rol-
Ien/Perlen von den Zähnen getragen werden. Der Nutzen solch einer Konstruktion des federnden
Rings ist der, daß zusätzlicher Raum für mögliche Ausgleichs- bzw. Auswuchtgewichte
geschaffen wird.