SE524746C2 - Fordonshjul - Google Patents

Description

524 246 o . : - c o - nu Detta system medför dålig sidostabilitet när ena halvan punkteras. Beröringspunkten mot vägbanan flyttas vilket komplicerar styrbalansen. Dubbarnas infästning i ett stort antal små ”kuddar” är komplicerat och om en dubb lossnar är risken stor för punktering i hela luftsystemet. Även i skriften DE 4140102 Al visas ett däck med mellanvägg varvid avsikten är att vid punktering i den ena halvan den andra halvan är funktionsduglig.

Som ovan nämnts finns samma risk för dålig sidostabilitet och problem vid styrning.

I skriften US 6244666 Bl är ett särskilt vinterdäck med dubbar monterat mellan dubbla ordinarie däck, som brukligt vid bakhjul för lastbilar, men en variant visas med ett vinterdäck intill ett ensamt ordinarie däck. Vinterdäcket eller -däcken är därvid endast avsedda att utgöra slirskydd, pà samma sätt som en snökedja, medan bilens tyngd bärs av de ordinarie däcken. Vinterdäcket bringas i kontakt med markunderlaget genom radiell expansion vid trycksättning, vilket möjliggöres av den veckade formen på sidoväggarna, vilket också tillämpas i patentansökan SE9906/72. Vinterdäcket stabiliseras i sidled av stödet mot de intilliggande ordinarie däcken eller av en extra stödvägg då endast ett sådant däck finns. Vid lågt tryck i de ordinarie däcken eller om ett av dessa punkterats har Vinterdäcket knappast tillräcklig sidostabilitet. Dessutom påverkas även här styrgeometrin. Det är vidare troligt att Vinterdäcket påverkas kraftigt av centrifugalkraften så att det trycks ut även utan luftfyllning och därvid på ett sätt som kan deformera hela däckets viktsymmetri.

I skriften DT 2600797 visas ett däck med dubbar, som trycks ut med hjälp av trycksättning av en slang --fn 5243746 no u - - n u o o en bakom dubbarna. Härom kan anföras som ovan för DE 19860564. Ett liknande system med utskjutbara dubbar anges i US 3665992 men här är det det ordinarie däcktrycket som åstadkommer utskjutningen vilket ju ger en helt okontrollerad aktivering av dubbarna t.ex. vid temperaturändringar.

Bakgrund till uppfinningen.

Det är känt att man i dag i de Nordiska länderna: Finland, Sverige, Norge, Danmark och Island frånsett sandade eller saltade vägbanor även kräver att man mellan tiden första december till sista mars använder vinterdäck såsom dubbade däck eller friktionsdäck tidsbundet 4 månader om det behövs eller inte. Att varje vår återställa de nedslitna vägarna till spàrfri yta, kostar totalt i länderna 428.000.000 EU, vagnskador under motsvarande 4 månaders tid = 42l.0O0.000 EU och personskador under motsvarande tid uppgår till 63l.000.000 EU, eller totalt l480.000.000 EU + vägsaltet som belastar miljön och skadar fordonen. Slitprodukter från gummi, asfalt, is, och snö, ger en trafikfilm på fordonens glasrutor som med Nordens låga vintersolstånd dagtid i motljus ger föraren dålig sikt.

Saltsmält vatten ger ökad vattenplaningsrisk i den konkavt spårade vägytan som i Norrland förstärks genom nedslitna iskanter. Saltet sänker fryspunkten 8-9 grader men ger fortfarande falska övergångar vid återfrysning av den saltmättade sörjan. Dagens vinterdäck är av varierande kvalitet relativt bra som nya men försämras fort genom att de används i många fall på ren asfalt och bidrar då till ökad ljudnivå, bränsleförbrukning och vägslitage. Detta därför att en tidsbunden lag styr användandet av vinterdäck. n ...u nu ~ 0 av-u 52% 746 - ø o a 1 u - nu Sammanfattning av uppfinningen.

Syftet med uppfinningen är att förbättra ett fordonshjul försett med minst två med luft uppblåsbara på samma hjulfälg monterade däck, vilket syfte uppnås genom att fordonshjulet erhållit de i de följande patentkraven angivna kännetecknen.

I föreliggande uppfinning är ett konventionellt radialdäck benämnt sommardäck integrerat med minst ett vinterdäck monterat på samma fälg så att det senare ligger passivt med en rullradie som är betydligt mindre än sommardäckets och parallellt med det senare.

I den fortsatta beskrivningen behandlas ett fall med åtminstone två symetriskt på vardera sidan om ett konventionellt sommardäck placerade vinterdäck på samma fälg. Det är dock underförstått att endast ett vinterdäck kan användas, åtminstone på icke styrande hjul. Då endast ett vinterdäck användes kommer detta däck och det så kallade sommardäcket att ha kontaktpunkter med underlaget på olika avstånd från de båda däckens gemensamma vertikala symmetrilinje. Detta ger moment i förhållande till den nämnda symmetrilinjen, som är olika riktade och olika stora beroende på vilket av däcken som är aktivt. Härvid uppstår vissa problem om däcken är monterade på hjul, vanligen framhjulen, som användes för fordonets styrning.

Patentbeskrivning.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas med hänvisning till ritningarna: Fig. l visar ett tvärsnitt genom ett hjul med ett sommardäck och två vinterdäck monterade. 0-nu -- 524 736 a" i a Fig. 2 visar ett snitt efter linjen A-A i fig. 1 genom ett av vinterdäcken.

Fig. 3 visar ett snitt liknande fig. 2 genom ett oaktiverat vinterdäck.

Fig.4 visar ett snitt efter linjen B-B i fig. 3.

Fig. 5 visar i detalj i störrre skala den inringade delen i fig. 4.

Fig. 6 visar ett snitt liknande fig. 3 med vinterdäcket aktiverat.

Fig. 7 visar ett snitt efter linjen C-C i fig. 6.

Pig. 8 visar i detalj i större skala den inringade delen i fig. 7.

Fig. 9 visar i detalj i större skala dubbarnas montering i vinterdäcket.

I fig. 1 visas ett kombinerat sommar- och vinterdäck där det senare också kan vara dubb- och reservdäck. De två däcktyperna kan vara aktiva var för sig eller tillsammans alltid tillgängliga. Beroende av vägfriktionen kan lufttrycket omfördelas mellan däcken.

Sommardäcket 1 av konventionell radial typ är monterat i centrum på fälgen 2 för att underlätta styrbalans.

Hjulfälgen 2 bär upp en yttre och en inre kombinerad fälgring och ackumulatortank 7 som med O-rings tätningarna 4 och skruvförbandet 5 centralt fixerar sommardäcket lufttätt och slanglöst på fälgen 2. I anslutning till ackumulatortankarna kan finns ventiler 6. I urfräsningar på insidan av flänsförband 5 kan vid behov hästskoformade balansvikter pressas fast. vinterdäcket 10, vars bredd i föreliggande fall kan vara ca. 32 % av sommardäckets l bredd, är uppbyggt enligt följande: En förstärkt slitbana typ terrängmönster eller motsvarande, ett vågformat fjäderstålsband 12 (Fig. 2), med lätthål 13 i neutrala zonen samt axiella cirkulära u u = | | » o on 1 Inne 5246746 .nu .- rörstavar 15 punktsvetsade l5a till stålbandet 12. De gummifyllda rörstavarna 15 följer radiella fälgspàr 16, vid radiell expansion ut till fälgstoppet 18 som även har en axiell làsprofil som tätar mot rörstaven 15 vilken är klädd med vulkaniserat gummi 11 ut- och invändigt. Fjäderstàlbandet är den expanderande stommen* i vinterdäcket som tillverkas så att utfyllnadsgummi 11 och slitbanan 10, som är vulkaniserad till stålbandet 12, får en cirkulär bandform med axiella tätningar och periferiell förspänning, dvs i viss grad redan expanderat, på ackumulatortanken 7. Gummit saknar textilkord och kan därmed expandera i takt med stålbandet 12 vid radiell och periferiell expansion.

Den något mjukare gummimassan 11 har genom lätthålen 13 i fjäderstålsbandet god vulkaniseringskontakt, och förhindrar fjäderstålbandet 12 att i neutrala zonen 13 axiellt buckla. Gummimassan 11, stàlprofilen 12, rörstavarna 15 och fälgstoppet 18 i samverkan bidrar till att vinterdäcket får mycket god radiell och axiell sidostabilitet.

Gummimassan 11 har mot ändarna koncentriska läpptät- ningar lla som är riktade mot trycksidan inåt. Den koncentriska gummikanten 27 har radiella ursparningar i gummit för att öka följsamheten vid expansion och hål- ler yttre rummet 29 mellan slitdelen 10 och fälgringen 17 rent samt skyddar fälgringen 17. Läpptätningen 28 håller inre rummet 30 mellan slitdelen 10 och sommar- däcket 1 eller la rent. Atmosfärsutloppet 6d från ventilerna 6 har utlopp 6d via inre rummet 30 och bidrar till att desamma hålles rent.

Däckdubben 20 är uppbyggd inifrån räknat enl. följande: En cylindrisk kärntapp, bestående av en cylindrisk pinne, d = 4 mm, 20a, en M5 gänga 20b, en stopp- 52% 746 u ~ ~ | n 4 mm 20d, ansats 20c, en räfflad cylindrisk del d avslutas med ändhál d = 3 mm 20e, som allt i rostfritt material. Ett hårdmetallstift 22, d 3 mm, har i nedre änden ett koniskt huvud 22a samt en styrtapp d 3 mm, 22b som passar i förutnämnda ändhál 20e i kärntappen.

Kärntappen och metallstiftet omslutes av en aluminiumhylsa 20f, vilken pressas kring kärna 20d och metallstift 22. Aluminiumhylsan 20f får därvid sexkantig ytterprofil vilket underlättar montering och förhindrar självutskruvning.

Däckdubbens 20 infästning och montering: Dubben 20 går igenom slitbanan, genom en plan-konkav hållist 20g som ligger axiellt på stâlprofilens 12 positiva böj, genom ett hål d 5.2 mm i stålprofilen 12, och dess nedre gängade tapp skruvas fast i en konvex-plan list 20h som ligger axiellt under stålprofilens 12 positiva böj. Hålen i stålprofilen har successiv axiell för- skjutning som medför att dubben inte går i samma rotationsspår mer än intervallvis. Före vulkanisering spänns listerna fast i axiell riktning med en teflonytbelagd blinddubb 20k försedd med ansats och gängad tapp. Efter vulkaniserig är gänglisten 20h och hållisten 20g fixerad varefter blinddubben 20k skruvas ut och lämnar ett hål i gummit som leder in till gänglisten. Vid behov kan dubben 20 förnyas. Medelst ett momenthylsverktyg och lite silikonfett kan dubben skruvas ut och in. Om vinterdäcken används i Norden förses de med dubb, för övrigt går de som terräng- friktions- och reservdäck.

För att Vinterdäcket 10 skall kunna monteras på den koncentriska ackumulatortankens mantelyta är den yttre fälgdelen 17 demonterbar med skruvförband 25 och tätad med O-ring 24. Vinterdäcket skall ligga stadigt kvar o un.. 524 8746 på mantelytan även då det vid högre hastighet utsätts för centrifugalkraften. Vinterdäcket monteras först på radiefixtur där man kan justera upp förspän- ningen så att man kan trycka Vinterdäcket över på ackumulatorns 7 mantelyta. Mantelytan har ett halvöppet konkavt rutmönster 19 som underlättar för luften att fylla och tömma. Den totala kraft som verkar radiellt då Vinterdäcket trycksätts motsvaras av 1970 kp.+ centrifugalkraften vid rotation. Tryckanpassningen kan göras under drift och vid behov. Om vattenplaningsrisk föreligger eller om man vill minska rullmotståndet så skall trycket ökas i sommardäcket och om man vill komfortköra med lågfart på kullerstensgator kan lämpligen lufttrycket sänkas i sommardäcket.

Manövreringen av däcken sker enligt följande: Om väglaget kräver användning av vinterdäck öppnas en ventil i enheten 6, så att kanal 6c öppnar varvid luft ledes direkt genom en inloppskanal 6b till vinterdäc- ket. Nu bör lämpligen trycket i sommardäcket sänkas något så att vinterdäcken ökar greppet. Med en andra ventil i enhet 6 öppnas kanal 6a till sommardäcket mot utloppskanalen 6d och sommardäckets tryck mot underlaget minskar. Vid omfördelning av däcksanvändningen sker det motsatta. Likaså vid behov av högre tryck i sommardäcket, t.ex. vid sommarkörning, kan med en ventil i samma enhet 6 luft ledas från ackumulatorn till detta däck.

Det finns i marknaden system för kontinuerlig övervakning av däckstryck liksom alarm vid för låga tryck. Likaså finns system för automatisk tryckjustering även under drift. Det är underförstått att för däckens manövrering och övervakning också sådana system kan tillämpas vid däck enligt oo 52191 746 v.. o u uppfinningen. I annat fall kan ackumulatorn trycksättas på vanligt sätt vid servicestation.

Vilkoret för halt väglag beror av: luft och vägtemperaturen, relativa fuktigheten samt jämnförelse mellan vägmoment och friktionsmoment etc. Fördelen med ett sommardäck och två alltid tillgängliga vinterdäck är att man på tidiga morgontimmar kan trycka ut vinterdäcken och öka vägtrycket på dessa efter behov genom att sänka trycket på sommardäcket. Huvudvägar är som regel inte hala men byvägar och matarvägar kan vara förrädiska, tillgängligheten gör att man använder vinterdäcken vid behov med manuell aktivering eller automatiskt om halkvillkoren är uppfyllda. Om sommardäcket punkteras går hjulet ned på en rullradie som är ca 25 mm mindre tills föraren aktiverat de kombinerade vinter- och reservdäcken till full radie.

Föraren kör vidare till närmaste servicestation utan att skapa trafikproppar eller ytterligare skador på sommardäcket. De integrerade däcken kan i uppskalad modell även användas för lastfordon och bussar och fungerar också som ständigt tillgängligt terräng- och reservdäck. De integrerade däcken minskar på vägsli- tage, höjer säkerheten och förhoppningsvis minskar på vägsaltanvändningen, ett stort plus för miljön.

Avsikten är, att man alltefter behov med hänsyn till klimat eller terräng skall kunna bringa däcken i bruk genom trycksättning på vanligt sätt genom införande av tryckluft antingen med hjälp av luftpump vid service- station eller automatiskt genom manöver från förarplats. Det förekommer i marknaden system för övervakning av trycket i fordonsdäck även under färd.

System med alarm vid för lågt däckstryck har föreslagits och även lagstiftning därom förberedes. Det ligger därför nära tillhands att även trycket i däcken n a a - | . u | nu a veva u o »u . _... u 524 746 10 u" n. u u. o .u | a .nu 1 o' o o o. o o u v a nu u u ~ u a n | n. skulle kunna regleras från förarplatsen. Detta möjlig- görs genom uppfinningen.

Att under drift reglera in rätt tasstryck, d.v.s. trycket i beröringsytan mellan däck och underlag, beroende av fart och belastning kan ge ända upp till 10% lägre bränsleförbrukning samt ökar säkerheten väsentligt.

Det är klart att det visade och beskrivna utförings- exemplet endast är ett exempel på hur uppfinningen kan realiseras och att ändringar kan vidtagas utan att uppfinningen fràngås. Sålunda är alla angivna mått endast exempel på uppfinningsföremålets dimensionering och kan ändras beroende på storlek, tyngd och andra egenskaper hos fordonet på vilket fordonshjulet enligt uppfinningen skall användas.

Icke styrande hjul kan använda ett vinterdäck av nämnda typ och har då bredden 64% av sommardäckets bredd, vinterdäcket är monterat pà insidan av sommardäcket.

Den yttre fälgringen är då av enkel variant utan ackumulatortank. Fälgringen är O-ringstätad och demonterbar för att underlätta byte av sommardäcket utan att rubba reserv- eller vinterdäcket. n »nu s

Claims (7)

524 746 ll ~ ; - ø . .- P A T E N T K R A V.

1. l. Fordonshjul försett med minst två med luft uppblåsbara, på samma hjulfälg monterade däck, av vilka ett däck (l) kallat sommardäck är försett med en slitbana lämplig för användning sommartid och minst ett ytterligare däck (10) kallat vinterdäck är försett med en slitbana lämplig för användning vintertid, varvid vinterdäcket eller -däcken är monterat vid sidan av sommardäcket och vid sommarföre inte är uppblåst och inte har kontakt med vägbanan genom att dess ytteromkrets har en radie som är mindre än sommardäckets ytteromkretsradie och varvid genom uppblåsning vinterdäcket (lO) kan expanderas till samma ytterradie som sommardäcket (1) så att det också kommer i kontakt med vägbanan, varvid trycket i sommardäcket minskas varigenom kontaktytan med vägbanan i huvudsak omfördelas till vinterdäcket eller -däcken, kännetecknat därav att de så kallade vinterdäcken (10) är armerade med ett vågformat fjäderstålband (12) ingjutet i en gummimassa (ll) varvid fjäderstålbandet (12) är försett med rörformade cirkulära styrpinnar (15), vilkas ytterändar löper i radiella spår (16) i fälgens sidor och vilkas radiella rörelse vid däckets expansion begränsas av en inåtvänd ansats (l8) på fälgens sidor.

2. Fordonshjul enligt patentkrav 1, kännetecknar därav att i vinterdäckets (lO) fjäderstàlband (12) är fästade dubbar (20) bestående av ett hàrdmetallstift (22) fastkrympt i en krymphylsa (20) som fixeras mot stålbandet (12) medelst en ankarskruv (21). 524 746 -

3. Fordonshjul enligt patentkrav 1, kännetecknat därav att den del av hjulfälgen på vilken vinterdäcken appliceras utformas som ackumulatortank (7) för tryckluft att användas vid uppblåsning av endera av de på hjulfälgen monterade däcken.

4. Fordonshjul enligt patentkrav 3, kännetecknat därav att intill ackumulatortanken (7) för tryckluft placeras ventiler (6a,6b, 6c) för reglering av däckens tryck samt fyllning av ackumulatortanken.

5. Fordonshjul enligt något av patentkraven l till 4, kännetecknat av att gummimassan (ll) och slitbanan (10) ar vulkaniserade till stålbandet (l2) och saknar textilkord så att de kan expandera med stålbandet vid däckets uppblåsning och expansion.

6. Fordonshjul enligt patentkravet 3 eller 4, kännetecknat av att hjulfälgen (17) på vilken vinterdäcken appliceras har en mantelyta med konkavt rutmönster (19) för att fördela luften vid däckens fyllning och tömning.

7. Fordonshjul enligt patentkravet 3 eller 4, kännetecknat av att vinterdäcket (10) ligger förspänt stadigt på ackumulatorns mantelyta och fungerar som ständigt tillgängligt reservdäck.