DE3720022A1

DE3720022A1 - Sicherheitsbereifung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3720022A1
Application number: DE19873720022
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1988-12-29
Also published as: US4901779A; JPS6485805A

Description

Die Bemühungen die Sicherheit von Luftbereifungen bei Fahrzeugen zu erhöhen besitzen höchste Dringlichkeit, da beim Entweichen der Luft nicht nur die Reifen kaputt gehen, sondern auch die Kontrolle über das Fahrzeug verloren geht und Menschenleben dadurch gefährdet sind.

Eine der letzten Massnahmen ein sicheres Reifensystem zu erreichen wurde kürzlich unter der Bezeichnung "CTS" (Conti-Tyer-System) vor gestellt. Dabei besitzt die Felge eine entsprechende Stützfläche, welche den Reifen auch bei entwichener Luft fahrfähig erhält.

Dieses Verfahren ist nur bedingt brauchbar, und besitzt wesentliche technische und kommerzielle Nachteile:

Die Lauffläche des Reifens hat einen Umfang, welcher dem aussersten Durchmesser des Reifens enspricht. Andererseits hat die Stützfläche auf der Felge einen Durchmesser der wesentlich kleiner ist. Bei ent wichener Luft liegen zwei Flächen mit verschiedenem Umfang auf einander, nämlich die Stützfläche und die innere Reifenfläche, die bei jeder Umdrehung einen entspechenden Schlupf ausgleichen müssen. Zwangsweise entstehen dabei Abnutzungen durch Abrieb und Erwärmung, welche zu einer Zerstörung des Reifens führen.

Auch kommerziell ist dieses Verfahren nur bedingt einsetzbar, da alle vorhandenen Felgen und derzeitigen Reifenmodelle nicht mit einem solchen System versehen werden können. Es sind immer sowohl neue Felgen als auch neue Reifenmodelle erforderlich.

Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, auf der Felge innerhalb des Reifens einen kreisförmigen Stützkörper vorzusehen, der auf der Felge drehbar um die Achse des Rades gelagert ist.

Der Aussenradius des Stützkörpers auf dem sich bei entwichener Luft der Reifen abstützen kann, ist dabei erfindungsgemäss gleich oder kleiner dem minimalen Abstand der Innenfläche des Reifens zur Rotations achse im belasteten Zustand. Damit ist gewährleistet, dass bei luftge füllten Reifen der Stützkörper nie die Aussenwandung berührt und keiner lei Einfluss auf die Fahreigenschaften des Reifens besitzt.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, den Stütz körper direkt im Aussenwulst am Umfang der Felge zu lagern. Dieser Wulst ist meist so ausgebildet, dass eine Lagerung des Stützkörpers in dem Wulst ohne weiteres möglich ist.

Erfindungsgemäss kann die Lagerung des Stützkörpers auf der Felge mit einem reichlichen Spiel versehen werden, was eine Art Abrollen der Felge im Stützkörper bewirkt.

Um eine Unwucht zufolge des grossen Lagerspieles zu vermeiden, wird vorgeschlagen an der Felge und/oder dem Stützkörper elastische Zentrier mittel anzuordnen.

Besonders schonend arbeitet eine erfindungsgemässe Sicherheitsbereifung, wenn man den Stützkörper und die Felge in Art eines Aussen- und lnnen ringes eines Wälzlagers, z.B. durch Anordnen von Kugeln oder Walzen ausbildet.

Da der Stützkörper bei entwichener Luft, vom Reifenumfang angetrieben, die Felge sozusagen "überholt" d.h. derselben voreilt, muss er sich in dieser Drehrichtung ungehemmt drehen können. Hingegen ist es vorteilhaft durch Anordnung einer kraftschlüssigen Kupplung, welche nur in Richtung der Kraftübertragung vom Motor her wirkt, die Antriebseigenschaften des Fahrzeuges aufrecht zu erhalten.

Bei Verwendung von herkömmlichen Reifen muss ein erfindungsgemässer Stützkörper gleichzeitig mit dem Reifen auf der Felge montiert werden. Um die Montage zu erleichtern wird vorgeschlagen den Stützkörper aus zwei oder mehreren Segmenten zusammenzusetzen.

Das verwendete Material und die konstruktive Gestaltung des Stützkörpers sind wegen einer event. entstehenden Unwucht von grosser Bedeutung. Es wird daher vorgeschlagen Leichtmetall und/oder Kunststoff zu verwenden und gewichtsparende Aussparungen vorzusehen.

Eine weitere Verbesserung besteht darin, am Aussendurchmesser d.h. am Umfang den Stützkörpers einen elastischen Belag, z.B. aus Gummi aufzu bringen. Dadurch wird nicht nur eine bessere Dämpfung der Erschütterungen, sondern auch eine bessere Haftung zwischen der Reifeninnenfläche und dem elastischen Belag erreicht. Das hat zufolge, dass der Schlupf nicht zwischen diesen Teilen auftritt, sondern nur, wie beabsichtigt, zwischen Felge und Stützkörper. Auch diese Massnahme erhöht die Schonung der Reifen.

Falls die Ausbildung als Wälzlager nicht erwünscht ist, wird zur besseren Funktion des Gleitlagers empfohlen, an den sich berührenden Stellen der Felge oder des Stützkörpers ein- oder beidseitig Gleitbeläge (18), (19), wie in Fig. 3 dargestellt, mit geringem Reibungskoeffizient vorzusehen, oder von vornherein für die beiden Teile Materialien zu paaren, welche geringste Reibung erzeugen.

In den Fig. 1 bis 6 sind schematisch einige Konstruktionsbeispiele dargestellt, welche die grossen Vorteile der Erfindung erkennbar machen. Die teilweise sehr vereinfachten Skizzen sind in keiner Art beschränkend aufzufassen, sondern zeigen Wege für eine breite Anwendung bekannter Konstruktionen zur Ausgestaltung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Reifen (2) auf der Felge (1) montiert und auf dem Boden (20) aufsitzend. Im Reifen (2) ist der rotationssymmetrisch aus gebildete Stützkörper (3) auf der Felge (1) gelagert. Er hat einen Radius (4), der kleiner ist als der minimalste Innenradius (5) des Reifens (2) in belastetem Zustand.

Fig. 2 zeigt den gleichen Reifen (2), aber nachdem die Luft entwichen ist. Jetzt sitzt der Stützkörper (3) innen auf der Lauffläche des Reifens (2) auf und rollt auf dieser ab. Da die Radien (4) und (5) bzw. die sich daraus ergebenden Umfänge verschieden gross sind, wird bei einer Umdrehung des Reifens (2) der Stützkörper (3) mehr als eine volle Umdrehung machen, er wird sozusagen die mit gleicher Drehzahl mit dem Reifen (2) umlaufende Felge (1), auf der ja der Reifen (2) fest montiert ist, "überholen". Dies ist nur dadurch möglich, weil der Stützkörper (3) auf der Felge (1) und zwar im Aussenwulst (6) drehbar gelagert ist.

Der einfachen Lagerung im Aussenwulst (6) der Felge (1) kommt grosse Bedeutung zu. Es ist vorteilhaft ein reichliches Lagerspiel (7) wie in Fig. (3) gezeigt vorzusehen. Damit kann ein grosser Toleranzbereich verschiedener Felgenhersteller verkraftet werden. Ein "Abrollen" des Stützkörpers (3) auf der Felge (1) ist u.U. sogar im Hinblick auf Unebenheiten der Oberfläche der Felge (1) vorteilhaft.

Um einer eventuellen Unwucht infolge des reichlichen Lagerspieles (7) vorzubeugen wird vorgesehen, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt mehrere elastische Zentriermittel (8) anzuordnen. Das sind beispiels weise mit Federn (21) belastete Zentrierkolben, welche in passenden Lagerungen des Stützkörpers gelagert sind und das Lagerspiel (7) wie dargestellt gleichmässig verteilen. Selbstverständlich sind auch alle anderen bekannten Methoden zum Zentrieren oder zur spielfreien Lagerung anwendbar.

Fig. 4 zeigt auch eine beispielsweise Teilung des Stützkörpers (3) in drei Segmente (11), (12) und (13), welche innerhalb des Reifens (2) zusammengesetzt und mittels Laschen (14), die jeweils in das benach barte Segment hineinreichen und den dazugehörigen Bolzen oder Schrauben (15) verbunden sind.

Auch hier gilt das vorher gesagte, dass dies nur schematisch aufzu fassen ist und alle Arten bekannter Verbindungen, insbesondere Schnellspannverbindungen anwendbar sind, soweit sie dem Erfindungs zweck dienlich sind.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen eine Variante der Erfindung wobei die Lagerung des Stützkörpers (3) auf der Felge (1) als Wälzlager ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sind Kugeln (10) in den Aussenwulst (6) der Felge (1) eingebracht und der Stützkörper (3) ist als Aussenring dieses Lagers ausgebildet. Die bekannte Anordnung von Kugelkäfigen usw. wie bei Kugellagern bekannt ist zu empfehlen aber wegen der schematischen und einfacheren Darstellung weggelassen. Die Verwendung von Zylindern oder anderen Rollen, zur Form des Aussenwulstes (6) passend ist empfohlen.

In Fig. 6 ist auch eine beispielsweise kraftschlüssige Kupplung dar gestellt, die dadurch erreicht wird, dass die Aussparungen (9) für die Kugeln (10) im Stützkörper (3) in einer Drehrichtung im Radius abnehmen, sodass die Kugeln (10) klemmen und eine kraftschlüssige Verbindung entsteht, vergleichbar mit der altbekannten Rücktrittbremse bei Fahrrädern.

Claims

1. Sicherheitsbereifung für Fahrzeuge, bestehend aus einer Felge und einem konzentrisch daran befestigten luftgefüllten elastischen Reifen, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Felge innerhalb des Reifens ein kreisförmiger Stützkörper drehbar gelagert ist.

2. Sicherheitsbereifung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenradius des Stützkörpers gleich oder kleiner dem minimalen Abstand der Innenfläche des Reifens zur Rotationsachse in belastetem Zustand ist.

3. Sicherheitsbereifung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper im Aussenwulst der Felge gleitend gelagert ist.

4. Sicherheitsbereifung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper und die Felge zueinander ein grosses Lagerspiel haben und die Felge im Stützkörper abrollt.

5. Sicherheitsbereifung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Zentriermittel am Stützkorper und/oder an der Felge vor handen sind.

6. Sicherheitsbereifung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine nur in einer Richtung kraftschlüssige Kupplung zwischen Felge und Stützkörper vorhanden ist.

7. Sicherheitsbereifung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Stützkörper und Felge als Aussen- und Innenring eines Wälzlagers, z.B. mit eingelegten Kugeln ausgebildet sind.

8. Sicherheitsbereifung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper aus zwei oder mehreren Segmenten zusammensetzbar ist.

9. Sicherheitsbereifung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper aus Leicht metall und/oder Kunststoff besteht und Aussparungen zur Gewichts reduzierung vorhanden sind.

10. Sicherheitsbereifung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Aussendurchmesser des Stützkörpers elastische Beläge angeordnet sind.

11. Sicherheitsbereifung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den sich berührenden Lagerflächen des Stützkörpers und der Felge ein- oder beidseitig Gleitbelage mit geringem Reibungskoeffizient vorhanden sind.