NO155332B - Konstruksjon med sikkerhetsdekk og hjul, samt fremgangsmaate ved fremstilling derav og hjul dertil. - Google Patents

Abstract

Sikkerhetsdekk- og hjulkonstruksjon som omfatter en forbedret hjulfelgkonstruksjon (10, 100) med flere deler for å hindre oppblåsning og/eller utlufting til atmosfæren når komponentene i felgkonstruksjonen er ukorrekt montert, og en forbedret sikkerhetsinnsat (14) montert på hjulets felgbunn for å understøtte slitebanen under bruk etter tap av oppblåsningstrykk. Felgkonstruksjonen (10, 100) omfatter teleskopisk førte felgsegmenter (16, 36, 102, 110) og en O-ring (46, 116) som normalt holdes innlåst ved kompresjon mellom motstående partier av felgsegmentene for å av-tette dekkets hulrom. Luftutblåsningspassasjer (34,. 124) er utformet på et felgsegment nær tetningsringen på utsiden av rommet for å utlufte dekkets hulrom til atmosfæren når det ikke foreligger tilstrekkelig inn-spenningskrefter mot 0-ringen for således å hindre ukorrekt montering eller demontering. Sikkerhetsinnsatsen (14) omfatter et anlegg (72) som normalt er anordnet i dekkets hulrom og har en radialt utad vendende overflate (86) som er oppruet ved hjelp av flere spor (88) som strekker seg aksialt langs periferien. Innkapslet smøremiddel (82) bæres på innsatsen i en stilling slik at det brytes av slitebanen (84) etter tap av oppblåsningstrykk slik at smøremidlet fordeles over den flate av innsatsen som ligger an mot slitebanen og holder seg nær flaten mellom sporene.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en felg for pneumatiske slangeløse dekk ifølge kravenes innledning.

Ved sikkerhetsdekk og hjulkonstruksjoner som omfatter innsatser av den beskrevne type omfatter innsatsen konvensjo-nelt et bunnparti anordnet nær hjulfélgen og et andre parti som rager radialt ut fra felgen inn i dekkets hulrom eller kammer. Etter tap av lufttrykk i kammeret faller dekkets slitebane sammen mot det andre parti av innsatsen slik at innsatsen understøtter dekkets slitebane i forhold til felgen for fortsatt bruk av kjøretøyet. Friksjon på grunn av relativ bevegelse mellom slitebanen og det parti av sikkerhetsinnsatsen som understøtter slitebanen forårsaker ofte overoppvarming og beskadigelse av innsatsen ved fortsatt bruk. Dette problem har til en viss grad blitt dempet, men ikke fullstendig over-vunnet, ved anordning av fast eller væskeformet smøremiddel langs innsatsens støtteflate mot slitebanen. Imidlertid har det relativt myke materiale i stammeforingen en tendens til å klemme ut smøremidlet fra mellomrommet mellom foringens overflate og innsatsen slik at innsatsens og dekkets overflater til slutt i det vesentlige er uten smøring.

Et mål i bilindustrien har vært å frembringe et sikkerhetsdekk og en hjulkonstruksjon som vil virke ved en kjøretøys-hastighet på 48,3 km/t over en avstand på 48,3 km etter tap av dekktrykk, uten beskadigelse av dekket eller hjulet. Bortsett fra sikkerhetsdekket og hjulkonstruksjonen omtalt i norsk søk-nad 813281 er disse målsetninger eller spesifikasjoner ikke imøtekommet av tidligere foreslåtte sikkerhetskonstruksjoner. Sikkerhetskonstruksjonen omtalt i den nevnte søknad er funnet

å tilfredsstille den beskrevne målsetning, men omfatter mange konstruksjonskomponenter som bidrar til innsatsens totalvekt og kostnad.

Det er tidligere innsett at hjulfelgkonstruksjoner med flere deler, alene eller i kombinasjon med sikkerhetsinnsatser av ovenfornevnte type, kan frembringe en betydelig sikkerhets-risiko dersom luften går ut av et dekk som er montert på denne, når de ulike komponenter i felgkonstruksjonen er ukorrekt plassert eller anordnet, eller å demontere felgen når dekket som er montert på dette, er oppblåst. Dette problem er spesielt akutt ved høytrykkstraktordekk o.l.

Et viktig mål for den foreliggende oppfinnelse er

å frembringe en felgkonstruksjon og en sikkerhetsinnsats innrettet for bruk deri, som er innrettet for bruk ved en kjørehastighet på minst 50 km/t og en avstand på minst 50 km etter at dekktrykket er borte og som er billigere og lettere enn de konstruksjoner som tidligere er foreslått og som er i stand til å imøtekomme dette mål.

Et annet mål for oppfinnelsen er å frembringe en sikkerhetsinnsats for et pneumatisk dekk og en hjulkonstruksjon som er kraftig under bruk og allikevel har liten vekt og ikke i vesentlig grad påvirker hjulets og dekkets dynamiske og statiske avbalanseringskarakteristika.

Et ytterligere mål ved oppfinnelsen er å frembringe en hjulfelgkonstruksjon for slangeløse pneumatiske sikkerhetsdekk og hjulkonstruksjoner av den ovenfornevnte type, som hindrer oppblåsing av et dekk montert på en felgkonstruksjon når felg-konstruksjonens komponenter er ukorrekt plassert og/eller som automatisk utlufter dekkets hulrom til atmosfæren dersom demontering startes når det monterte dekk er oppblåst.

Disse mål oppnås med felgen ifølge oppfinnelsen med de i kravenes karakteriserende deler angitte trekk.

Oppfinnelsen, sammen med ytterligere mål, trekk og fordeler, forstås best av den følgende beskrivelse i henhold til tegningen hvor figur 1 viser et tverrsnitt av en utførelse av sikkerhetsdekket og hjulkonstruksjonen med oppfinnelsen, langs 1-1 på figur 2, figur 2 viser et delriss, delvis i snitt av dekket og, hjulkonstruksjonen langs 2-2 på figur 1, figur 3 viser et delsnitt i forstørret målestokk langs 3-3 på figur 2, figur 4 viser et delsnitt i forstørret målestokk langs 4-4 på figur 1, figur 5 viser et snitt langs 5-5 på figur 3 og figur 6 viser et snitt tilsvarende figur 1 med et modifisert sikkerhetsdekk og hjulkonstruksjon i henhold til oppfinnelsen.

I den etterfølgende beskrivelse er uttrykkene "indre" og "ytre" benyttet i sammenheng med foretrukket orientering ved montering av hjulet etc. på et kjøretøy og det skal ikke forstås noen unødvendige begrensninger ved bruk av disse ut-trykk .

Figur 1-5 viser en foretrukket utførelse av et sikkerhetsdekk og hjulkonstruksjon i henhold til oppfinnelsen, omfattende en hjulkonstruksjon 10, et slangeløst pneumatiske dekk 12 montert derpå og en sikkerhetsinnsats 14 som bæres av hjulkontruksjonen 10 i dekkets 12 indre for å understøtte dette i tilfelle det sammenpresses. Hjulkonstruksjonen 10 omfatter et første felgsegment 16 med en sylindrisk felgbane 18 og en flens 20 for å holde vulsten som rager innover og er sammenkoblet ved hjelp av et 15° vulstsete 22. En kontinuerlig periferisk sylindrisk vulst 24 har en diameter som er mindre enn felgbanen 18 og er koaksialt sammenhengende forbundet med denne ved den radialt utad rettede og aksialt innad vinklede skulder 26. Et periferisk mønster med aksialt ragende luftut-tømmingspassasjer eller kanaler 34 (figur 3 og 4) er utformet som radiale utsparinger i den sylindriske ytre overflate av bunnen 24 ved en foretrukket avstand på i det vesentlige 45°. Slik det best ses på figur 3 strekker kanalene 34 seg aksialt gjennom det sylindriske parti av bunnen 24, men ikke inn til den vinklede skulder 26.

En hjulmonteringsskive, generelt betegnet med 28 er sammenhengende med en kant av bunnen 24 motsatt flensen 22 og omfatter navåpning 30 og bolthull 32 for montering av hjulkon-struks jonen 10 på et kjøretøy på vanlig kjent måte. Som det best ses på figur 1 avtar skiven 28 kontinuerlig i tykkelse fra en maksimal tykkelse ved navåpningens 30 og boltåpningens 32 område til et minimum ved den ytterste kant av skiven som hen-ger sammen med felgsegmentet 16. Felgsegmentet 16 har i det vesentlige ensartet tykkelse. Felgsegmentet 16 med den dermed sammenhengende skive 28 kan utformes i en stanse- og rullefor-mingsoperasjon med en etterfølgende formingsoperasjon hvor kanalene 34 presses inn i felgbunnen 24 med 45° avstand fra hverandre .

Hjulkonstruksjonen 10 omfatter videre et andre felgsegment 36 som omfatter en sylindrisk ring 38 som er innrettet til glidende og teleskopisk å mottas over bunnen 24 og en ytre flens 40 for å holde vulsten, som sammenhengende er koblet til ringen 38 ved et ytre 15° vulstsete 42. En leppe 44 rager aksialt innad og radialt utad fra den kant av bunnen 38 som befinner seg lengst bort fra flensen for tettende å holde en fjærende O-ringtetning 46 mot skulderen 26. Flere bolter 48 med gjenger er festet eksempelvis ved sveising til innsiden av bunnen 24 på kantsegmentet 16 og rager aksialt utad derfra gjennom tilsvarende åpninger 50 (figur 1) i skiven 28. Boltene 4 8 er fortrinnsvis anordnet i 4 5° avstand fra hverandre og alternerende symmetrisk med luftuttakskanalene 34. Det vil si at hver luftuttakskanal 34 er presset inn i kantsegmentet 16 midt mellom et tilhørende par med åpninger 50 i skiven. En klemring 52 mottas over de ytre ender av boltene 48 og flere låsemuttere 54 mottas over de tilsvarende gjengede bolteender for å presse felgsegmentet 36 mot felgsegmentet 16 med O-ringen 46 innpresset mellom leppen 44 og skulderen 26.

Med felgsegmentene sammenmontert som vist på figur 1,

er dekkets 12 indre hulrom tettet med O-ringen 46 slik at dekket kan oppblåses via ventilen 45 (figur 2) og benyttes på vanlig måte. Dersom klemringen 52 og felgsegmentet 36 ikke befinner seg i fullstendig sammenmontert stilling eller dersom det

søkes å demontere felgsegmentet 36 ved å fjerne mutterne 54 med dekket oppblåst, vil trykkreftene mot tetningsringen 46 fjernes og luft under trykk i eller inn til dekkets hulrom, luftes ut til atmosfæren forbi O-ringen og mellom ringen 38 og bunnen 24 gjennom luftutblåsningskanalene 34. Det skal bemerkes især i henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen at det foreligger tilstrekkelige gjenger som strekker seg ut fra mutte-rene 54 i mutter ene fullstendig sammenmonterte stillingtil at, dersom mutterenes løses under demonteringen med dekket oppblåst, vil en leppe 44 på felgsegmentet 36 bevege seg ut av tettende anlegg med O-ringen 46 og således lufte ut dekkets hulrom mot atmosfæren gjennom luftutblåsningspassasjene 34 før alle muttere 54 er fjernet fra boltene 48.

Sikkerhetsinnsatsen 14 omfatter en indre bunn 6 0 som strekker seg rundt felgbunnen 18. Bunnen 6 0 har ytre og indre kanter 62, 64 som strekker seg aksialt og som ligger an mot hhv. dekkets 12 vulsttær 66, 68 og klemmer disse vulsttær mot tilsvarende ytre og indre flenser 40, 20 for feste av vulsten. Flere ribber 70 som strekker seg aksialt rager radialt innad fra bunnen 60. Innsatsen 14 omfatter videre et ytre bånd eller anslag 72 som er montert koaksialt og sammenhengende med den indre bunn 6 0 ved hjelp av periferisk fordelte aksialt rettede stivere eller søyler 74 som er anordnet i avstand rundt periferien. Slik det best ses på figur 1 er innsatsen 14 i det vesentlige l-formet sett i radialt tverrsnitt og er sentrert og symmetrisk plassert i forhold til hjulets 10 akse eller plan. Volumet mellom tilstøtende søyler 74 og mellom anslaget 72 og bunnen 60 har ikke kjernemateriale for å redusere total-vekten av sikkerhetsinnsatsen i tillegg til dekket og hjulkon-struks jonen. Innsatsen 14 er fortrinnsvis oppbygget av to identiske delsirkelformede kjernesegmenter 71,73 av fiberfor-sterket syntetisk harpiksmateriale. Kjernesegmentene 71, 73

er forbundet med hverandre ved endeanlegg ved hjelp av bolter 76 og muttre 78 slik at ribbene 70 som rager innad fra den indre bunn 6 0 er presset tett og ikke roterbart mot felgbunnens 18 ytre overflate. Utsparinger 80 (figur 1) er utformet i den indre bunns 60 kanter for å gi luftforbindelse mellom dekkets rom og området umiddelbart nær tetningsringen 46 og sikkerhets-passasjene 34 for luftutblåsning.

En beholder 82 (figur 1 og 2) med ikke vannbasert væskeformet smøremiddel er montert i en utsparing 84 på hvert kjerne-segments 71, 73 radialt ytre overflate i en stilling slik at det kommer til anlegg og ødelegges av den indre overflate av dekkets slitebane 84 dersom dekktrykket tapes. Minst en smøre-middelbeholder 82 er montert i hvert kjernesegment, fortrinnsvis på diametralt motsatte steder på grunn av avbalanseringen.

I henhold til et nyttig trekk av den foreliggende oppfinnelse er den radialt utad rettede flate 86 av anlegget 7 2 oppruet rundt hele anleggets overflate tilsvarende et stort antall mikroskopiske lommer. Disse lommer virker for å holde smøre-midlet på anleggets overflate mot krefter som påføres av dekket ved bruk under ikke oppblåst forhold som ellers ville søke å trykke smøremidlet bort fra stedet mellom anlegget for dekket og kjerneflåtene. I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen vist på tegningen, er slike mikroskopiske lommer utformet som flere aksialt orienterte spor 88 som strekker seg ved siden av hverandre i periferien rundt hele den ytre overflate av anlegget. Utsparingene eller kanalene 89 mellom sporene 88 har en størrelse C i periferisk retning som er utilstrekke-lig til å tillate full inntrengning av stammens foringsmateriale 85 (figur 4) når dekket ikke er oppblåst, slik at smøre-middel vil tilbakeholdes her. En periferisk lengde L (figur 4) og dybde D på 1 mm for hvert spor , 88 og en periferisk lengde C på 1 mm for hver utsparing 89 foretrekkes. Fortrinnsvis er de ytre kanter av sporene 88 avrundet for således å hindre av-sliping av slitebanens indre overflate. Disse kanter kan være avrundet med en radius på 0,25 mm i den foretrukne utførelse. Således omfatter i den foretrukne form av oppfinnelsen vist på figur 1, 2 og 4, innsatsens overflate 86 en periferisk symmetrisk rekke med topper og utsparinger eller kanaler med ens dimensjon. Andre oppruede eller irregulære overflater er også vurdert, innbefattet den ru overflate som et resultat av sam-støping av en kjerne oppbygget av aluminium. Figur 6 viser en modifisert utførelse av oppfinnelsen hvor en sikkerhetsinnsats 14a i ett stykke er modifisert i forhold i.til det som er vist på figur 1, 2 og 4, ved eliminasjon av det ytre anlegg 72 og stiverne 74. Innsatsen 14a som omfatter en indre bunn 60 er således innrettet til ved bruk med kjøring uten luft, å klemme vulsttærene 66, 68 fast mot de til-hørende holdeflenser for vulsten slik at dekket ikke vil demon-teres fra!,hjulet.

Figur 6 viser også en modifisert hjulkonstruksjon 100

i henhold til oppfinnelsen, med et indre felgsegment 102 med en bunn 104 koblet til vulstsetet 106 ved hjelp av den periferiske utsparing 108. Det ytre felgsegment 110 omfatter en sylindrisk ring 112 som mottas over bunnen 104. Ringens 112 radialt og aksialt indre overflate 114 er utformet konisk og inneslutter tettende* en 0-ring 116 i utsparingen 108. En sepa-rat skive 118 er på innsiden sveist til det ytre felgsegment 110.

Gjengede bolter 120 er sveist til innsiden av bunnen 104, rager gjennom tilsvarende åpninger i skiven 118 og er fordelt over periferien. En innsats 122 mottas teleskopisk over hver bolt 120 og kommer til anlegg mot den vinkelstilte ytre flate av skiven 118 for å gi plan anleggsflate mot låsemutteren 54 i et plan perpendikulært til boltens akse (og hjulaksen). Luftutblåsningskanaler 34 på figur 3 og 5 er på figur 6 erstat-tet av åpninger 124 som strekker seg radialt gjennom utsparingen 108 på utsiden av tetningsringen 116.

Det fremgår således tydelig at en hjulkonstruksjon er frembragt med et første viktig aspekt av den foreliggende oppfinnelse, især en felgkonstruksjon bestående av flere deler.

I de beskrevne utførelser har hjulkonstruksjonen luftutblåsningspassasjer (34 på figur 1-5 og 124 på figur 6) for å hindre oppblåsing av et dekk som monteres og/eller automatisk utblåsning av et dekk som er montert når felgsegmentene ikke er korrekt sammenmontert. Sammenpressing av en O-ring (46 eller 116) mellom en indre kantflate (44 eller 114) på det demonterbare felgsegment (36 eller 110) og det motstående parti (26 eller 108) på det andre felgsegmnet (16 eller 102)

vil tette dekkets hulrom. I tilfelle en slik sammenpressing ikke foreligger på grunncav at felgkomponentene ikke er korrekt sammenmontert eller sammenpresset eller at sammen-pressingskreftene fjernes ved å løse låsemutterene 54, utluftes dekkets hulrom effektiv til atmosfæren gjennom luftutblåsningspassasjene.

Selv om hjulfelgen med flere deler og hjulet i henhold til oppfinnelsen forventes å få generell utnyttelse ved eksempelvis traktorhjul hvor det i' det vesentlige benyttes hjulfel-ger med flere deler av andre utforminger, er det^underforstått at felgen med flere deler i henhold til oppfinnelsen især kan utnyttes i kombinasjon med en sikkerhetsinnsats for kjøring uten luft som omfatter et i det vesentlige inkompressibelt parti (60 på figur 1 og 6) for å klemme vulsttærene mot flen-sene for å holde vulsten. Denne spesielle bruk fremgår av at det demonterbare felgsegment 36 i felgkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen ikke må plasseres aksialt innenfor sin slutt-stilling under monteringen, slik tilfellet er med mange felger bestående av flere deler av konvensjonell type. Således sam-virker felgkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen med en sikkerhetsinnsats for sammenpressing av vulsttåen under sammenmonteringen av hele dekk- og hjulkonstruksjonen.

Det skal også understrekes at bruken av vinkelformede flater på en eller begge av felgsegmentene for anlegg av tetningsringen tillater opptak av vesentlig variasjon av hjulets, innsatsens og dekk-komponentenes fremstillingstoleranser. Klaringen 126 på figur 3 viser punktet for minimal sammenpressing av boringen og tilsvarer en maksimal avstand mellom vulstflensene 20, 40 (figur 1). På den annen side viser aksialt anlegg av feltsegmentene ved 128 (figur 6) punktet for minimal klaring mellom vulstflensene.

I henhold til et annet viktig aspekt av den foreliggende oppfinnelse foreligger en forbedret sikkerhetsinnsats for bruk ved flate dekk, som omfatter flere mikroskopiske lommer eller utsparinger for å holde smøremiddel ved anleggsflåtene mellom innsatsen og dekkstammen og således å minimere oppvarmingen fra friksjon som ellers ville oppstå på grunn av deh relative periferiske bevegelse mellom disse to overflater. Lommene eller utsparingene har en dimensjon som er tilstrekkelig liten til å hindre at de fylles av dekkstammens foringsmateriale og således å fortrenge eller å klemme ut de smøremiddel som foreligger. Den forbedrede sikkerhetsinnsats overvinner problemer som foreligger ved kjente innsatser av i det vesentlige tilsvarende type hvor smøremiddel i utgangspunktet fordeles over den flate av dekket som ligger an mot innsatsen når dekket brukes uten luft og hvor smøremidlet presses eller tvinges bort fra innsatsens flate av krefter fra dekkstammen som presser mot slik at det oppstår en oppvarming på grunn av friksjonen og mulig beskadigelse og ødeleggelse av kjernen og/eller dekket.

Claims (5)

1. Felg for pneumatiske, slangeløse dekk (12) med felgbunnanordninger (16, 102) med en i det vesentlige sylindrisk felgbunn (18), en første flens (20) i en side av flensbunnen, en sylindrisk del (24, 104) i den motsatte side av felgbunnen og som har en mindre diameter enn felgbunnen, demonterbare flensanordninger (36, 110) omfattende en sylindrisk ring (38, 112) som mottas over den sylindriske del, en andre flens (40) som holdes på en kant av ringen, samt radialt og aksialt innad vendende koniske flater (44, 114) på ringen i avstand fra flensen,en ringform-et , kontinuerlig og fjærende tetningsanordning (46, 116) anordnet mellom den koniske flate og den motstående flate (26, 108) på flensbunnen, og anordninger (48-54, 120-122) for løsbar fastklemming av den demonterbare flens mot flensbunnen med tetningsanordningene inneklemt mellom den koniske flate og den motstående flate for å tette dekkets (12) indre rom når dette er montert på felgen, KARAKTERISERT VED at luftuttaksanordninger (34, 124) i den sylindriske del tillater luftlekkasje forbi tetningsanordningen (46, 116) ut til atmosfæren ved ukorret montering av de demonterbare flensanordninger til felgbunnen.

2. Felg ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at klem-anordningen omfatter en første gjenget anordning (48, 120) som holdes av felgbunnen og en andre gjenget anordning (54) som mottas av den første gjengede anordning, og at de første og andre gjengede anordninger er slik dimen-sjonert i felgbunnens aksiale retning at tap av tettende anlegg av tetningsanordningen (46,116) tillates før det oppstår tap av gjenget anlegg ved de gjengede anordninger etter at de gjengede anordninger løses.

3. Felg ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den første gjengede anordning omfatter flere gjengede bolter (48, 120) festet periferisk fordelt på den sylindriske del og at den andre gjengede anordning omfatter flere mutre (54) som mottas på boltene, og at boltenes gjengede lengder er slik at det tillates tap av tetning av tetnings anordningen (46, 116) før mutrene fjernes fra boltene.

4. Felg ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at luftuttakspassasjen omfatter minst én kanal (34) som strekker seg aksialt i den sylindriske dels radialt ytre flate.

5. Felg ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at luftuttaksanordningene omfatter minst én radial åpning (124) som strekker seg gjennom den sylindriske del.