DE60300254T2

DE60300254T2 - Notlaufstützring für einen Reifen

Info

Publication number: DE60300254T2
Application number: DE60300254T
Authority: DE
Inventors: Anthony Dennis Adams
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2023-04-19
Also published as: EP1356958B1; EP1356958A1; BR0302316A; DE60300254D1; US6880596B2; US20030201045A1; JP2003320822A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Stützringe für Kraftfahrzeugreifen, die innerhalb der Reifen an ihren Radfelgen montiert sind, um im Fall verringerten Reifendrucks die Fahrzeuglast aufzunehmen. Insbesondere weist der Stützring eine vereinfachte, aus einer Reihe sich wiederholender Bögen bestehende Geometrie auf.
Hintergrund der Erfindung
Reifen werden in erster Linie durch inneren Luftdruck getragen. Nun besteht eine Anzahl von Reifengestaltungsformen, die einen innerhalb des Reifens befindlichen Stützring nutzen, um den Reifen zu stützen, wenn der Reifen in einem Zustand zu geringen Luftdrucks betrieben wird. Die Verwendung eines Stützrings von ringförmiger Form, der aus einem flexiblen Elastomermasterial gefertigt ist, ist bereits lange Zeit bekannt gewesen.
Eine bekannte Gestaltungsform für den Stützring besteht aus zwei kreisförmigen Gummibändern, die mittels einer komplexen Gummiverstärkungsstruktur miteinander verbunden sind, um das Gewicht zu verringern und die Stärke aufrechtzuerhalten, wenn sich das Gewicht des Fahrzeugs auf den Stützring absenkt. Ein Beispiel, das mit der Einleitung von Anspruch 1 übereinstimmt, ist in US-A-5.891.279 offengelegt. Die komplexe Struktur der Verstärkungsstruktur kann jedoch Schwierigkeiten beim Gestalten der Heizform und beim Formen des Stützrings verursachen.
Die Verstärkungsstruktur des Stützrings von US-A-5.891.279 und ähnlicher Gestaltungsformen weist eine säulenartige Konfiguration auf. Wenn jedoch der Ring die Fahrzeuglast während zu geringen Luftdrucks trägt, so erzeugt die Nichtzusammendrückbarkeit der Säule einen unerwünschten Aufschlag, oder heftigen dumpfen Schlag, wenn der Reifen rotiert.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Reifenstützring mit einer Geometrie gerichtet, die in Hinblick auf die Heizformgestaltung und das Formen einfacher ist und so wirkt, dass sie das Aufschlagen durch eine einzigartige und flexible Verstärkungsstruktur eliminiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stützring ist zur Montage an einer Radfelge innerhalb eines Reifens gedacht, um den Laufflächenstreifen des Reifens im Fall verringerten Reifenluftdrucks zu stützen. Der Stützring weist eine mit einem Profil versehene Basis auf, die satt anliegend um das Radfelgenprofil passen soll, und eine im Wesentlichen zylindrische Laufflächenkrone. Erfindungsgemäß erstreckt sich eine Serie sich wiederholender Bögen zwischen Basis und Laufflächenkrone und verbindet diese.
Die Bögen erstrecken sich vorzugsweise durchlaufend entlang der Länge des Stützrings. Die Bögen können sich auch über die gesamte Breite des Stützrings erstrecken.
Der Stützring kann aus jedem geeigneten Material gefertigt sein, der den unter zu geringem Luftdruck stehenden Reifen während des Betriebs stützen kann und der zumindest für einen Abstand, der die Fahrzeugbedienperson in die Lage versetzen wird, den Reifen untersuchen, und herzustellen oder reparieren zu lassen, funktionsfähig bleiben wird. Das Material kann elastomer, thermoplastisch oder wärmeausgehärtet sein.
In einem anderen Aspekt der Erfindung bilden die Bögen zumindest einen Hohlraum, der die Breite des Stützrings überspannt. Ein zweiter Hohlraum kann auch radial nach außen und in Umfangsrichtung zum ersten Hohlraum versetzt gebildet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird beispielhaft und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine Querschnittsansicht eines Reifens, einer Felge und eines Stützrings ist;
2 eine Seitenansicht des Reifenstützrings ist; und
3 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Reifenstützrings ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 stellt einen erfindungsgemäßen Stützring 10 dar, der um eine bevorzugte Radfelge 12 und innerhalb des Hohlraums 14 eines entsprechenden Reifens 16 montiert ist.
Die Radfelge 12 ist ein einstückiges Rad. Die Radfelge 12 umfasst axial, beginnend von derselben Seite her wie die Radscheibe 18, nämlich von der Seite, die die Außenbordseite des Fahrzeugs sein soll: eine erste Aufnahmefläche 20, einen zur Aufnahme des Stützrings 10 gedachten flachen zylindrischen Bereich 22, wobei der Durchmesser dieses Bereichs 22 größer ist als der der Aufnahmefläche 20, um ein einfaches und direktes Montieren des Stützrings durch dessen axiales Aufschieben zu gestatten, einen Anschlag 24 für das quergerichtete Unbeweglichmachen des Stützrings 10, ein Montagetiefbett 26, wobei dieses Tiefbett 26 im Vergleich zu konventionellen Montagetiefbetten von minimierter Größe ist, eine zweite Aufnahmefläche 28, der ein Rückhaltebuckel 30 vorangeht, wobei der Durchmesser dieser zweiten Aufnahmefläche größer ist als der Durchmesser des Bereichs 22. Ein Merkmal dieser Radfelge ist, dass die zwei Aufnahmeflächen 20, 28 in Gegenrichtung in Bezug zu den Aufnahmeflächen konventioneller Radfelgen angewinkelt sind.
Der abgebildete Reifen 16 ist ein asymmetrischer Reifen und besitzt zwei Wülste 32 mit unterschiedlichen Durchmessern.
Der Stützring 10 weist drei Hauptteile auf (siehe 2): eine innere Basis 34, eine im Wesentlichen zylindrische Laufflächenkrone 36, und eine zwischen der Basis 34 und der Laufflächenkrone 36 befindliche Serie von Bögen 38. Die Bögen 38 wiederholen sich durchlaufend zwischen den zwei Bändern 34, 36, wobei sie zumindest einen Hohlraum 40 bilden, und vorzugsweise einen zweiten Hohlraum 42 radial über und in Umfangsrichtung versetzt zu dem ersten Hohlraum 40. Der Stützring 10 ist ein durchlaufender einheitlicher Gegenstand. Die Höhe des Stützrings 10 ist so gewählt, dass er bei normaler Verwendung des Reifens selbst bei annehmbarer zeitweiliger Überbelastung nicht mit der Unterseite des Reifens in Kontakt kommt. Diese Höhe entspricht annähernd der halben Höhe des Reifenhohlraums 14, gemessen zwischen der Radfelge und der Laufflächenkrone des Reifens.
Der Stützring 10 kann auch definiert werden als eine erste Seite 44 und eine zweite Seite 46 aufweisend, wobei jede Seite 44, 46 sich in Umfangsrichtung entlang der Länge des Stützrings 10 erstreckt. Die Bögen 38 erstrecken sich von der Innenseite 44 zur Außenseite 46 des Stützrings 10, und somit erstrecken sich die Hohlräume 42, 44 über die gesamte quergerichtete Breite des Stützrings 10.
Jeder Bogen 38 kommt am Maximalpunkt des Bogens 38 mit der Laufflächenkrone 36 in Kontakt. Wird der Stützring 10 mit Gewicht belastet, etwa wenn der Reifen 16 in einem Zustand mit zu geringem Luftdruck betrieben wird und die Unterseite des Reifens 16 auf dem Stützring 10 aufliegt, so biegt sich der Bogen 38 nach unten, wobei er das Gewicht an den Seiten des Bogens 38 nach unten und zur Basis 34 und der Radfelge 12 überträgt.
Die Innenseite jedes Bogens 38 ist durch einen ersten Radius R₁ definiert, der den größten Teil der Innenseite des Bogens definiert. Ein zweiter Radius R₂ definiert denjenigen Teil des Bogens 38 radial nach innen, wo jeder Bogen 38 an den benachbarten Bogen 38 anschließt. Jeder zweite Radiusteil schließt an eine relativ flache Basis des ersten Hohlraums 40 an. Jeder Hohlraum 40 kann geometrisch auch als ein Bogen beschrieben werden, mit einem Radius R₁, der durch eine Kreissehne verbunden ist, wobei die Verbindungspunkte zwischen dem Bogen und der Sehne abgerundet sind.
Die Außenseite jedes Bogens, die einen Radius R₃ aufweist, bildet die zwei Unterseiten des dreiseitigen zweiten Hohlraums 42. Der zweite Hohlraum 42 kann geometrisch als umgekehrtes Dreieck beschrieben werden, wobei die Verbindungsstellen zwischen den drei Armen abgerundet sind. Um die Belastung der drei Verbindungsstellen zu minimieren, sind die Verbindungsstellen alle vorzugsweise mit demselben Krümmungsradius R₄ geformt.
Der Radius R₁ jedes Bogens ist identisch, um eine gleiche Belastungsverteilung zu gestatten. Die Radien der Bögen sind auf der Dicke des Stützmaterials basiert, die ihrerseits auf dem den Stützring formenden Material basiert sein kann, wobei die Höhe des Stützrings abhängig ist von der Gestaltung des Reifens, den erwünschten Stützringmerkmalen oder anderen Faktoren, die die Leistung von Ring und Reifen beeinflussen.
Nur als Beispiel sind, für einen erfindungsgemäßen Stützring mit einem Innenradius von 23,25 cm und einem Außenradius von 28,75 cm, die folgenden Abmessungen beispielhafte Bogenabmessungen. Beispiel 1: der Bogen hat einen unteren Radius von 2,54 cm und einen oberen Radius von 3,56 cm; somit hat er eine Dicke von annähernd 10 mm. Beispiel 2: der Bogen hat einen unteren Radius von 3,0 cm und einen oberen Radius von 3,4 cm, die eine Dicke von 4 mm bilden. Die Dicke des Bogens bestimmt auch die Größe des oberen Hohlraums.
Anzahl und Größe der Bögen 38 ist abhängig von einer Anzahl von Faktoren, einschließlich der Materialwahl, der Länge der Stütze in Umfangsrichtung und der voraussichtlichen Belastungsmerkmale und angestrebten Betriebsbedingungen. Aufgrund dieser Faktoren, wovon einige beim Gestalten der Ringe ausgeschlossen sein können, und der Flexibilität der Formgebung kann für eine einzige Ringgröße eine Vielzahl von Ringen mit unterschiedlichen Bogenabmessungen entworfen werden.
Der Stützring 10 ist aus elastomerem, thermoplastischem oder wärmeausgehärtetem Material gebildet. Ist der Stützring 10 aus Elastomermaterial, wie etwa Naturkautschuk, gebildet, so sollte das Elastomer eine Shore A-Härte von 60 bis 90 aufweisen. Ist der Stützring 10 aus einem Material wie etwa Polyurethan, Polyesterelastomeren oder Nylon gebildet, dann sollte das Material eine Shore D-Härte von 30 bis 45 aufweisen.
Wie oben angemerkt, kann die Materialwahl die Bogengestaltung beeinflussen. In den oben angeführten Beispielen ist der erste Stützring des ersten Beispiels, der eine größere Verstärkungsstrukturdicke hat, vorzugsweise aus einem Elastomermaterial gebildet, während das zweite Beispiel, mit einer dünneren Verstärkungsstrukturdicke, vorzugsweise aus einem Harzmaterial gebildet ist.
Zur Verbesserung der Dauerleistung der Stütze ist ein Schmiermittel innerhalb des Reifenhohlraums 14 beinhaltet, um jeden Kontakt, der zwischen der Oberseite des Stützrings 10 und der Innenseite des Reifens 16 vorliegen kann, zu schmieren.
Der Stützring 10 kann mit verschiedenen Optionen versehen sein, wie in 3 dargestellt. Der Stützring 10 kann mit einem entweder durchlaufenden oder nicht durchlaufenden Buckel 48 an der Unterseite der Basis 34 versehen sein. Der Buckel 48 würde beim Montieren des Stützrings 10 an einer mit einer entsprechenden Nut ausgestatteten Radfelge 12 helfen.
Der Stützring 10 kann auch mit durchlaufenden oder nicht durchlaufenden Nuten 50 an der Laufflächenkrone 36 versehen sein, die über die Breite der Laufflächenkrone 36 beabstandet angebracht sind. Die Nuten 50 sind als gleichmäßig über die Breite der Laufflächenkrone 36 beabstandet abgebildet, können jedoch unregelmäßig beabstandet sein. Die Nuten 50 sorgen für eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels und für Hitzeverteilung während des Betriebs mit verringertem Druck. Die Nuten 50 helfen auch, das Gewicht des Rings 10 zu reduzieren, ohne die Leistung des Rings 10 nachteilig zu beeinflussen, wenn der Ring 10 aus einem schwereren Material gebildet ist.
Zusätzlich kann, obwohl dies nicht abgebildet ist, die Basis 34 mit nicht dehnbaren Verstärkungselementen verstärkt sein. Die Verstärkungsmittel können individuelle Drahtfasern, individuelle Kabel oder ummantelte Stahlkabel sein. Die Wahl eines Verstärkungsmaterials wird von der Materialwahl für den Stützring 10 und von der angestrebten Verstärkung des Stützrings 10 abhängig sein. Die nicht dehnbaren Verstärkungselemente helfen bei der Verhinderung des Wachstums des Rings 10 während der Rotation. Eine solche Option ist abhängig von der Materialwahl für den Ring 10 und wird vorzugsweise nur dann angewandt, wenn der Ring 10 aus Elastomermaterialien gebildet ist.
Auch kann, falls dies zur zusätzlichen Verstärkung des Stützrings 10 erwünscht ist, der zweite obere Hohlraum 42 weggelassen sein, wodurch zusätzliches Material unter der Laufflächenkrone 36 bereitgestellt wird.
Zur Veränderung der Fahrmerkmale des Rings 10 können der erste oder zweite Hohlraum 40, 42 mit einem Schaumstoff gefüllt sein.
Während die Bögen 38 und der entsprechend geformte erste und zweite Hohlraum 40, 42 als sich in gerader Form über die quergerichtete Breite des Rings 10 erstreckend dargestellt sind, können die Hohlräume 40, 42 in einer Vielzahl von Konfigurationen vorliegen, da die Hohlräume 40, 42 sich über die Breite des Rings 10 erstrecken. Die Hohlräume 40, 42 können sich schräg über die Breite des Rings erstrecken, können über die Breite des Rings gekrümmt sein oder können V-förmig über die Breite sein. Durch Variieren der Ausrichtung der Hohlräume 40, 42, und somit der Ausrichtung der Bögen 38, werden die Hohlräume 40, 42 unter Belastung progressiv zusammenfallen und wird die Belastung in kürzester Zeit vollständig auf einem einzigen Bogen 38 sein, wird jedoch über benachbarte Bögen 38 weiter verteilt werden.
Während der Stützring 10 als bei einer asymmetrischen Radfelge 12 und asymmetrischem Reifen 16 angewandt illustriert und beschrieben ist, kann er selbstverständlich auch an einer konventionellen zweiteiligen Radfelge mit einer flachen Basis montiert sein und innerhalb entweder eines konventionellen Reifens oder eines symmetrischen Reifens mit Notlaufeigenschaften montiert sein. Der Ring 10 kann auch modifiziert und als ein geteilter Ring mit einem Sicherungsmechanismus zur Montage an einem einteiligen Rad ausgebildet sein.
Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion ist das Formen des Stützrings 10 im Vergleich zu bekannten Stützringen vereinfacht und leichter herzustellen.
Wie erläutert, geben, da die Verstärkungsstruktur des Rings 10, im Gegensatz zu bekannten Säulen, mit Bögen versehen ist, die Bögen nach und werden unter Belastung zusammengedrückt, wodurch Kräfte auf die Radfelge übertragen werden. Das Nachgeben der Bögen verringert Aufschlageffekte des Stützrings. Auch die Formgebung des Bogens sorgt für große Flexibilität bei der exakten Formgebung des Stützrings.

Claims

Ein Stützring (10), der zur Montage an einer Radfelge (12) innerhalb eines Reifens (16) gedacht ist, um den Laufflächenstreifen des Reifens im Fall verringerten Reifenluftdrucks zu stützen, wobei der Stützring eine Basis (34) aufweist, die um die Radfelge passen soll, und eine Laufflächenkrone (36), wobei der Stützring (10) durch eine Serie sich wiederholender Bögen (38) gekennzeichnet ist, die sich zwischen der Basis (34) und der Laufflächenkrone (36) erstrecken und diese verbinden, wodurch sie erste Hohlräume (40) bilden, wobei eine Innenseite jedes Bogens (38) durch einen ersten Radius (R₁) definiert ist, der den größten Teil der Innenseite des Bogens (38) definiert, wobei ein radial nach innen gerichteter Teil des Bogens (38) durch einen zweiten Radius (R₂) definiert ist, wobei der erste Radius (R₁) größer ist als der zweite Radius (R₂), und wobei jeder zweite Radius (R₂) an eine relativ flache Basis der ersten Hohlräume (40) anschließt.
Ein Stützring (10) gemäß Anspruch 1, wobei die sich wiederholenden Bögen (38) sich durchlaufend entlang der Länge des Stützrings (10) erstrecken.
Ein Stützring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Stützring (10) aus einem thermoplastischen oder wärmeausgehärteten Material gebildet ist.
Ein Stützring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stützring (10) aus einem aus der Gruppe von Polyurethan, Polyester oder Nylon gewählten Material gebildet ist.
Ein Stützring (10) gemäß Anspruch 1, wobei besagte erste Hohlräume (40) sich zu beiden Seiten des Stützrings (10) öffnen.
Ein Stützring (10) gemäß Anspruch 5, wobei der Stützring (10) einen zweiten Hohlraum (42) aufweist, der radial nach außen gerichtet und in Umfangsrichtung zu dem ersten Hohlraum (40) versetzt ist.
Ein Stützring (10) gemäß Anspruch 5, wobei zumindest einer der Hohlräume (40, 42) mit einem Schaumstoffmaterial gefüllt ist.
Ein Stützring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Ring (10) als ein geteilter Ring geformt ist und weiterhin einen Sicherungsmechanismus umfasst, um den Ring um ein Rad zu schließen.
Ein Stützring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Hohlräume (40, 42) sich in einem schrägen Winkel über den Ring (10) erstrecken.
Ein Stützring (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Ring (10) mit einem Material, gewählt aus der individuelle Drahtfasern, individuelle Kabel oder ummantelte Stahlkabel umfassenden Gruppe, verstärkt ist.