NL1041559B1 - Wiel en werkwijze. - Google Patents

Abstract

Een wiel omvat een velg en een band, waarbij de band is gebaseerd op het karkas van een vliegtuigband, en waarbij de velg van het dropcenter-type is, waarbij de afmetingen van de velg zijn aangepast aan die van het karkas van de vliegtuigband. Een werkwijze voor het vervaardigen van een wiel omvat de stappen van het verschaffen van een karkas van een vliegtuigband; het op het vliegtuigbandkarkas aanbrengen van een loopvlakdeel en/of ten minste één zijvlakdeel om een band te vervaardigen; het verschaffen van een velg van het dropcenter-type, en het op de velg monteren van de band.

Description

ref.: P 2015 NL 024

Titel: Wiel en werkwijze

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een wiel voor gebruik onder een als zwaar verkeer te classificeren voertuig in het snelverkeer. De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk wiel.

De afmetingen van wielen voor gebruik onder als zwaar verkeer te classificeren voertuigen worden doorgaans bepaald op basis van de maximale aslast die voor een bepaald voertuig geldt. Uit de maximale aslast wordt een belasting per wiel afgeleid, die een maat geeft voor de gewenste afmetingen van elk wiel. In het algemeen geldt: hoe groter de belasting, des te groter dan het wiel moet zijn.

Onder bepaalde omstandigheden kan het zijn dat wielen van een bepaalde gewenste grootte niet kunnen worden gemonteerd. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn wanneer de wielkasten van het voertuig niet groot genoeg zijn voor bepaalde grotere wielen. In een dergelijke situatie kunnen in plaats van grotere wielen meerdere kleinere wielen worden gebruikt, die dan gezamenlijk een bepaalde belasting moeten dragen.

Een voorbeeld van een voertuig dat met een relatief groot aantal kleinere wielen wordt uitgerust, welke wielen gezamenlijk een relatief grote last moeten dragen, betreft een torenkraanvoertuig. Dit is een voertuig met een toelating voor de openbare weg, waarop een zeer grote uitschuifbare kraan is aangebracht. Een torenkraanvoertuig heeft vanwege de aanwezige kraan een relatief hoge opbouw, waardoor de wielen klein gehouden moeten worden om de totale hoogte van het voertuig niet boven een bepaald maximum uit te laten komen. Een andere reden waarom relatief kleine wielen worden toegepast, is dat het zwaartepunt van het voertuig laag gehouden moet worden, in verband met de functie van contragewicht van het basisvoertuig bij gebruik van de kraan, en met de stabiliteit van het voertuig tijdens het rijden op de weg.

Een nadeel van het gebruik van relatief kleine wielen onder relatief zware voertuigen is het risico op klapbanden. Specifiek bij torenkraanvoertuigen, maar meer in het algemeen ook bij andersoortige zware voertuigen die met relatief kleine wielen worden uitgerust, is dat risico groot. Van de banden met specifieke afmetingen die onder torenkraanvoertuigen worden gebruikt, klappen er jaarlijks in Nederland al ongeveer 100. De gevolgen van het klappen van een dergelijke band kunnen ernstig zijn, met name vanwege de druk die vrijkomt bij het klappen, en die afhankelijk van de omstandigheden materiële schade en persoonlijk letsel kan veroorzaken.

Het risico op een klapband neemt toe naarmate een voertuig met een hogere snelheid rijdt, of langer onderweg is. Bij veel voertuigen is het rijden over een bepaalde afstand gedurende een bepaalde langere tijd echter onvermijdelijk, omdat een voertuig zoals een torenkraanvoertuig op verschillende locaties functioneel moet kunnen worden ingezet, of omdat het voertuig zelf wordt gebruikt om transport van goederen tussen verschillende locaties te verzorgen. De voertuigen waar het hier om gaat, zijn dan ook wettelijk toegelaten voor gebruik op de openbare weg, en meer specifiek voor gebruik in het snelverkeer. Onder snelverkeer worden in dit kader voertuigen verstaan, die geschikt zijn of een toestemming hebben om in ieder geval 80 km/u te rijden.

De onderhavige uitvinding beoogt een oplossing te verschaffen voor ten minste één van de problemen die in het bovenstaande zijn aangestipt. Meer specifiek beoogt de uitvinding een wiel voor gebruik onder een als zwaar verkeer te classificeren voertuig te verschaffen, dat geschikt is voor gebruik in het snelverkeer, welk wiel het risico op een klapband in vergelijking met bestaande wielen voor gebruik in een dergelijke toepassing reduceert, of tenietdoet.

Ten miste één van bovenstaande doelen is bereikt met een wiel omvattende een velg en een band, waarbij de band is gebaseerd op het karkas van een vliegtuig-band, en waarbij de velg van het dropcenter-type is, waarbij de afmetingen van de velg zijn aangepast aan het karkas van de vliegtuigband.

Het is gebleken dat een band op basis van het karkas van een vliegtuigband vele malen betrouwbaarder is dan een band van het type dat althans in Nederland veel onder torenkraanvoertuigen wordt toegepast. Het toepassen van een band van het nieuwe type wordt mogelijk gemaakt door de velg van het dropcenter-type, waarvan de afmetingen zijn aangepast aan die van het vliegtuigbandkarkas waar de nieuwe band op is gebaseerd.

Met een vliegtuigband worden in dit kader in ieder geval banden bedoeld, die door de European Tyre and Rim Technical Organization (ETRTO) als zodanig zijn geclassificeerd. Een voorbeeld van een toegestane draaglast van een vliegtuigband waarvan het karkas geschikt is voor toepassing in een wiel volgens de uitvinding, is 30 ton bij 250 mijl per uur.

Het wordt opgemerkt, dat het opbouwen van banden rondom een bestaand karkas van een vliegtuigband op zich bekend is. Vooralsnog was deze toepassing echter beperkt tot gebruik in het langzaam verkeer. Toepassing in het snelverkeer lag ook niet voor de hand, vanwege verschillen in de standaard maatvoering tussen vliegtuigbanden en banden voor gebruik onder wegvoertuigen. Ook was toepassing van op vliegtuigbandkarkassen gebaseerde banden beperkt tot gebruik op velgen van het ringsluitingstype.

Binnen de mogelijkheden die worden geboden door bepaalde gestelde ontwerpeisen aan het wiel in verband met toepassing van het wiel onder een toren-kraanvoertuig is een specifieke, voordelige keuze voor bepaalde afmetingen van band en velg gemaakt.

De gestelde eisen omvatten onder meer de volgende: een nominaal draagvermogen van 6700 kg; een maximale snelheid van 80 km/u; een maximale diameter van 1265 mm; een maximale breedte van 460 mm, en een maximaal gewicht van 175 kg.

Om aan deze eisen te voldoen is gekozen voor het karkas van een vliegtuigband die als vliegtuigband is geclassificeerd met een maat van 22 inch. Bij voorkeur betreft dit een vliegtuigband van het type 1270 x 455 R22.

Op het karkas kan een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte zijn aangebracht, dat een loopvlakdeel en ten minste één zijvlakdeel omvat, waarbij een overgangsgedeelte tussen het loopvlakdeel en het zijvlakdeel een schouder vormt, die een concaaf zijoppervlak heeft. Met een concaaf zijoppervlak heeft de schouder een vorm waarbij spanningen tussen het vliegtuigbandkarkas en het loopvlak/zijvlaksgedeelte relatief laag zijn, wat de duurzaamheid van de verbinding tussen karkas en het loopvlak/zijvlaksgedeelte ten goede komt. Een concaaf zijoppervlak aan de schouder biedt verder het voordeel, dat de hoeveelheid rubber in de schouder relatief klein is, waardoor opwarming van de schouder en eventuele daaruit voortkomende degradatie van rubber beperkt blijven. Tegelijkertijd wordt daarbij wel een bepaalde minimale loopvlakbreedte van de band gewaarborgd, die benodigd is om een relatief lage bodemdruk en daarmee ook een relatief lage slijtagegraad te verkrijgen.

Bepaalde afmetingen van het gecombineerde loopvlak/zijvlaksgedeelte, die in het onderstaande nader zullen worden toegelicht, zijn in ieder geval bij gebruik van het karkas van een vliegtuigband van het type 1270 x 455 R22 bij voorkeur als volgt: een schouderradius van R216; een schouderhoogte van 12 mm; een schouderdikte van 37 mm, en een schouderhoek van 70°; bij een loopvlakbreedte van 336,50 mm.

Bepaalde afmetingen van de velg die althans in combinatie een wiel opleveren dat voldoet aan de gestelde eisen, en die ook in het onderstaande nader zullen worden toegelicht, zijn in ieder geval bij gebruik van het karkas van een vliegtuigband van het genoemde type: een intersectiediameter van 560,5 mm; een velgrandbreedte van 355,60 mm; een velgrandzittingshoek van 5°, en een hielzittingsradius van R10,15 opdat met name de velgranden van het karkas op een correcte wijze kunnen worden opgenomen in de velg.

Voor de velg is een diagonale montageafstand gewenst van tussen 550 en 560 mm, en bij voorkeur 555 mm, welke afmeting bij voorkeur wordt bereikt door weer andere afmetingen van de velg als volgt op elkaar af te stemmen: een flensrandbreedte van tussen 20 en 30 mm, en bij voorkeur 25 mm; een velgrandzittingsbreedte van minimaal 38 mm, en bij voorkeur 41 mm; een bodemradiusafstand van minimaal 70 mm, en bij voorkeur 73 mm; een bodemradius van R13, en een velgrandputdiepte van 34,25 mm, waarbij een totaal van een minimale binnendiameter en tweemaal een velgflensdikte van de velg 492 mm bedraagt.

Een voorkeurswaarde voor de minimale binnendiameter bedraagt 478 mm, waarbij in verband met een gewenste sterkte van de velg in verhouding tot het gewicht een optimale waarde van de velgflensdikte 7 mm is.

De flensrandbreedte wordt bij voorkeur verkregen door de volgende keuze van afmetingen: een flensrandhoogte van minimaal 22 mm, en bij voorkeur 22,25 mm, en een flensrandradius van R11.

Ter verkrijging van voldoende sterkte bij een relatief laag gewicht heeft de velg bij voorkeur een montageplaatdikte van 14 mm.

Om de gewenste belasting te kunnen dragen, is de velg bij voorkeur gemaakt uit staal met een hogere classificatie dan St 37; bij voorkeur St 44, St 52 of een combinatie daarvan.

De onderhavige uitvinding wordt in meer detail besproken onder verwijzing naar de tekeningen, waarin

Figuur 1 in doorsnede een wiel volgens de uitvinding toont, welk wiel een band en een velg omvat;

Figuur 2 in doorsnede een karkasgedeelte en een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte van de band uit Figuur 1 met bepaalde afmetingen toont;

Figuur 3 in gedeeltelijke doorsnede de velg uit Figuur 1 met bepaalde afmetingen toont.

Onder verwijzing naar Figuur 1 omvat een wiel 10, 20, 30 volgens de uitvinding een velg 10 van het dropcenter-type en een daarop gemonteerde band 20, 30.

De velg 10 omvat een centrale montageplaat 11 waarmee de velg 10 kan worden vastgezet op een voertuig, en een zich langs de omtrek van de montageplaat 11 en in de breedte van het wiel 10, 20, 30 uitstrekkende, in wezen cilindervormige velgflens 12, die is ingericht om de band 20, 30 te dragen.

De velgflens 12 heeft twee uiterste, radiaal uitbuikende, gebogen flensranden 13, waartussen twee steundelen of zittingen 14 voor de velgranden 21 van de band 20, 30 zijn gevormd. Tussen de twee steundelen 14 is in de velgflens 12 een verdiept gedeelte, of put, 15 gevormd, dat/die volgens het dropcenter-principe dient om bij het opleggen of verwijderen van een band 20, 30 op of van de velg 10 aan één zijde van de velg 10 de velgranden 21 van de band 20, 30 te ontvangen, om mogelijk te maken dat aan de tegenoverliggende zijde van de velg 10 een velgrand 21 van de band 20 over een respectievelijke flensrand 13 van de velg 10 wordt gewipt. De twee steundelen 14 lopen schuin af richting het verdiepte gedeelte 15, waarbij tussen elk steundeel 14 en het verdiepte gedeelte 15 een gebogen overgangsgedeelte 16 is gevormd. Tussen elke flensrand 13 en een aangrenzend steundeel 14 is een tweede gebogen overgangsgedeelte 17 gevormd dat een zitting vormt voor een aan een velgrand 21 van de band 20, 30 gevormde, afgeronde hiel.

Onder verwijzing naar Figuur 2 omvat een band 20, 30 voor gebruik in een wiel 10, 20, 30 volgens de uitvinding een karkas 20 van een vliegtuigband, en een daarop gevulcaniseerd gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte 30, dat een loopvlak-deel 31 en twee zijvlakdelen 32 omvat.

Op elke overgang tussen een zijvlakdeel 32 en het loopvlakdeel 31 is een schouder 33 gevormd. Elke schouder 33 heeft een aan de zijkant van de band 20, 30 gelegen zijoppervlak 34, dat concaaf is. De twee concave zijoppervlakken 34 sluiten elk aan op een vlak 35 dat mede een zijvlak van het loopvlakdeel 31 vormt. Het loopvlakdeel 31, waarop het loopvlak 36 van de band 20, 30 is gevormd, beslaat daarbij een karkasgedeelte 22 dat zich in hoofdzaak uitstrekt in de breedte en langs de omtrek van de band 20, 30. De zijvlakdelen 32 beslaan op hun beurt elk een karkasgedeelte 23 dat zich in hoofdzaak uitstrekt langs een zijkant van de band 20, 30.

Het karkas 20 heeft een intersectiediameter 206, een velgrandbreedte 207, een velgrandhoek 208, en een hielradius 209, welke achtereenvolgens zijn gedefinieerd als de diameter van elk van de velgranden 21, gemeten aan de buitenzijde van de band 20, 30; de breedte van de band 20, 30, gemeten ter plaatse van de velgranden 21; de hoek die een te ondersteunen oppervlak 24 aan elke velgrand 21 maakt met de horizontaal, en de radius van een hiel 25 die aan elke velgrand 21 is gevormd bij de buitenzijde van de band 20, 30.

Het gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte 30 heeft een schouderradius 201, een schouderhoogte 202, een schouderdikte 203, een schouderhoek 204, en een loopvlakbreedte 205, welke achtereenvolgens zijn gedefinieerd als de radius van het concave zijoppervlak 34 van elke schouder 33; het hoogteverschil tussen het hogere midden van het loopvlak 36 en de rand van het loopvlak 36; de totale hoogte van het loopvlakdeel 31; de hoek die elk van de zijvlakken 35 van het loopvlakdeel 31 maakt met de horizontaal, en de breedte van het loopvlak 36.

Onder verwijzing naar Figuren 1 en 3 heeft een velg 10 voor gebruik in een wiel 10, 20, 30 volgens de uitvinding een intersectiediameter 101, een velgrandbreedte 103, een velgrandzittingshoek 112 en een hielzittingsradius 114, welke achtereenvolgens zijn gedefinieerd als de grootste buitendiameter van de velg 10 die wordt bepaald door elk van de steundelen 14; de afstand tussen de twee flensranden 13; de hoek die elk steundeel 14 maakt met de horizontaal, en de radius van de gebogen overgang 17 tussen elk steundeel 14 en een respectievelijke flensrand 13.

Voor een juiste passing tussen velg 10 en band 20, 30 wordt ten minste één van de intersectiediameter 101, de velgrandbreedte 103, de velgrandzittingshoek 112 en de hielzittingsradius 114 van de velg 10 gelijk gekozen aan respectievelijk de intersectiediameter 206, de velgrandbreedte 207, de velgrandhoek 208 en de hielradius 209 van het karkas 20.

Onder verdere verwijzing naar Figuren 1 en 3 heeft een velg 10 voor gebruik in een wiel 10, 20, 30 volgens de uitvinding verder een flensrandbreedte 102, een velgrandzittingsbreedte 104, een bodemradiusafstand 105, een bodemradius 111, en een velgrandputdiepte 109, welke achtereenvolgens zijn gedefinieerd als de breedte van elk van de flensranden 13; de breedte van elk steundeel 14; de afstand tussen elke flensrand 13 en de plaats waar het meest dichtbij liggende gebogen overgangs-gedeelte 16 tussen een steundeel 14 en het verdiepte gedeelte 15 grenst aan dat verdiepte gedeelte 15; de radius van elk dergelijk gebogen overgangsgedeelte 16, en de diepte van het verdiepte gedeelte 15, gemeten vanaf het niveau van de intersectiediameter 101.

De velgflens 12 heeft daarnaast een bepaalde minimale binnendiameter 107, gemeten ter plaatse van het verdiepte gedeelte 15, en een bepaalde dikte 108. Verder heeft elke flensrand 13 een bepaalde hoogte 115, gemeten vanaf het niveau van de intersectiediameter 101, en een radius 113 die de kromming van de flensrand 13 bepaalt.

De velg 10 heeft verder een diagonale montageafstand 106, gemeten als de afstand tussen het hoogste punt van een flensrand 13 aan één zijde van de velg 10, en het laagste punt van het meest dichtbij liggende gebogen overgangsgedeelte 16 tussen een steundeel 14 en het verdiepte gedeelte 15 aan de diametraal tegenoverliggende zijde van de velg 10. Bij een juiste keuze van de flensrandbreedte 102, de velgrandzittingsbreedte 104, de bodemradiusafstand 105, de bodemradius 111 en de velgrandputdiepte 109 in combinatie met een bepaalde totale waarde van de minimale binnendiameter 107 en tweemaal de velgflensdikte 108 wordt een diagonale montageafstand 106 verkregen, die de velg 10 geschikt maakt voor het opleggen en verwijderen van een band 20, 30 middels het dropcenter-principe, zoals in het voorgaande beschreven.

Het zal voor een vakman duidelijk zijn, dat de uitvinding niet is beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvorm, en dat meerdere alternatieve uitvoeringsvormen mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang die wordt bepaald door de aangehangen conclusies. In het bijzonder is de uitvinding niet beperkt tot specifieke afmetingen van de band en de velg die voor de beschreven uitvoeringsvorm zijn genoemd, of tot genoemde specifieke combinaties van afmetingen. Andere, en in het bijzonder slechts beperkt afwijkende afmetingen, alsmede andere combinaties van afmetingen zijn ook toepasbaar, en kunnen gelijke, vergelijkbare of nog andere voordelen bieden.

Claims (29)

1. Wiel omvattende een velg (10) en een band (20, 30), waarbij de band (20, 30) is gebaseerd op het karkas (20) van een vliegtuigband, en waarbij de velg (10) van het dropcenter-type is, waarbij de afmetingen van de velg (10) zijn aangepast aan die van het karkas (20) van de vliegtuigband.

2. Wiel volgens conclusie 1, waarbij de band (20, 30) het karkas (20) omvat van een vliegtuigband die als vliegtuigband is geclassificeerd met een maat van 22 inch, bij voorkeur een band van het type 1270 x 455 R22.

3. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de band (20, 30) een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte (30) omvat, dat een loopvlakdeel (31) en ten minste één zijvlakdeel (32) omvat, waarbij een overgangsgedeelte tussen het loopvlakdeel (31) en het zijvlakdeel (32) een schouder (33) vormt, die een concaaf zijoppervlak (34) heeft.

4. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de band (20, 30) een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte (30) omvat, dat een schouderradius (201) van R216 heeft.

5. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de band (20, 30) een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte (30) omvat, dat een schouderhoogte (202) van 12 mm heeft.

6. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de band (20, 30) een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte (30) omvat, dat een schouderdikte (203) van 37 mm heeft.

7. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de band (20, 30) een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte (30) omvat, dat een schouderhoek (204) van 70° heeft.

8. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de band (20, 30) een gecombineerd loopvlak/zijvlaksgedeelte (30) omvat, dat een loopvlakbreedte (205) van 336,50 mm heeft.

9. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een intersectiediameter (101) van 560,5 mm heeft.

10. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een flensrandbreedte (102) van tussen 20 en 30 mm, en bij voorkeur 25 mm heeft.

11. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een velgrandbreedte (103) van 355,60 mm heeft.

12. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een velgrandzittingsbreedte (104) van minimaal 38 mm, en bij voorkeur 41 mm heeft.

13. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een bodemradiusafstand (105) van minimaal 70 mm, en bij voorkeur 73 mm heeft.

14. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een diagonale montageafstand (106) van tussen 550 en 560 mm, en bij voorkeur 555 mm heeft.

15. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een minimale binnendiameter (107) van 478 mm heeft.

16. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een velgflens-dikte (108) van 7 mm heeft.

17. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een velgrand-putdiepte (109) van 34,25 mm heeft.

18. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een montage-plaatdikte (110) van 14 mm heeft.

19. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een bodem-radius (111) van R13 heeft.

20. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een velgrand-zittingshoek (112) van 5° heeft.

21. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een flensrand-radius (113) van R11 heeft.

22. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een hielzittings-radius (114) van R10,15 heeft.

23. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg een flensrand-hoogte (115) van minimaal 22 mm, en bij voorkeur 22,25 mm heeft.

24. Wiel volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de velg (10) is gemaakt uit staal met een hogere classificatie dan St-37; bij voorkeur St 44, St 52 of een combinatie daarvan.

25. Velg (10) voor gebruik in een wiel (10, 20, 30) volgens één der voorgaande conclusies.

26. Band (20, 30) voor gebruik in een wiel (10, 20, 30) volgens één der voorgaande conclusies.

27. Werkwijze voor het vervaardigen van een wiel (10, 20, 30), omvattende de stappen van: het verschaffen van een karkas (20) van een vliegtuigband; het op het vliegtuigbandkarkas (20) aanbrengen van een loopvlakdeel (31) en/of ten minste één zijvlakdeel (32) om een band (20, 30) te vervaardigen; het verschaffen van een velg (10) van het dropcenter-type, en het op de velg (10) monteren van de band (20, 30).

28. Zwaarverkeersvoertuig voor gebruik in het snelverkeer, uitgerust met meerdere wielen van het type dat is omschreven in één der conclusies 1 tot en met 24.

29. Voertuig volgens conclusie 28, uitgevoerd als een torenkraanvoertuig.