DE29815701U1

DE29815701U1 - Sicherheitsvorrichtung für einen mit Gasdruck beaufschlagbaren elastischen Hohlkörper

Info

Publication number: DE29815701U1
Application number: DE29815701U
Authority: DE
Original assignee: PISULA MIROSLAW
Current assignee: PISULA MIROSLAW
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2008-09-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für einen mit Gasdruck beaufschlagbaren elastischen Hohlkörper gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Sicherheitsvorrichtungen für mit Gasdruck beaufschlagbare elastische Hohlkörper, wie z.B. Reifen oder Schlauchboote, sind zumeist als Mehrkammersysteme ausgebildet. Ein Beispiel für einen mit einer Sicherheitsvorrichtung versehenen elastischen Hohlkörper beschreibt die Patentanmeldung DE 28 48 150 Al. Hierin wird eine Vorrichtung zum Schutz eines Fahrzeugluftreifens gegen Luftverlust offenbart, die aus einem Hauptschlauch und aus mehreren mit dem Hauptschlauch verbundenen flexiblen und dehnbaren Sekundärschlauchzellen besteht, die kranzförmig radial um den Hauptschlauch angeordnet und mit diesem

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über Sekundärventile verbunden sind, wobei die Sekundärventile in Abhängigkeit von Druckdifferenzen zwischen Hauptschlauch und Sekundärschlauchzellen arbeiten. Bei dieser Anordnung ist nachteilig, dass eine Vielzahl von Sekundärventilen erforderlich ist, die einen hohen Fertigungsaufwand mit sich bringen und potentielle Fehlerquellen des Sicherheitssystems sind.

Andere Lösungen sehen bei einem Fahrzeugrad die Anordnung von Notlaufringen auf dem Felgenbett vor. Abhängig von dem Material, dem Volumen und der Anordnung des Notlaufrings wird das Massenträgheitsmoment eines Fahrzeugrads erhöht und somit negativ beeinflusst. Sowohl beim Beschleunigen als auch beim Abbremsen des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugrads ist ein erhöhter Energieaufwand notwendig, wodurch der Kraftstoffverbrauch steigt. Keine der bekannten Anordnungen stellt eine befriedigende Lösung dar.

Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung für einen mit Gasdruck beaufschlagbaren elastischen Hohlkörper zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei einem plötzlichen Druckabfall hohe Sicherheit bietet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Der Grundgedanke der Erfindung ist es, trichterartig konfigurierte Luftsäcke in gleichsinniger Orientierung in sich geschlossen, z.B. kranzförmig anzuordnen und diese luftleitend untereinander zu verbinden, indem der verjüngende Halsabschnitt eines Luftsacks eine Aufnahme des jeweils benachbarten Luftsacks mediendicht durchsetzt. Die derart ineinander greifenden Luftsäcke umschließen einen

druckbeaufschlagbaren Innenraum und bilden so den Sicherheitsschlauch. Der Sicherheitsschlauch ist geeignet, einen herkömmlichen Schlauch, wie z.B. bei Diagonalreifen, zu ersetzen. Natürlich ist auch der Einsatz bei schlauchlosen Stahlgürtelreifen möglich.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 werden defekte Luftsäcke selbsttätig gegenüber den intakten Bereichen des Sicherheitsschlauchs abgegrenzt.

Fällt der Druck in einem der Luftsäcke ab, so fällt dieser in sich zusammen, während sich gleichzeitig die benachbarten Luftsäcke ausdehnen und den Raum des defekten Luftsacks einnehmen. Die aus einem flexiblen Material bestehenden Luftsäcke sind dehnbar und passen sich in ihrer Ausdehnung an die durch die herrschenden Druckverhältnisse bestimmte Geometrie des elastischen Hohlkörpers an. Dabei dehnt sich derjenige Luftsack, in dessen Aufnahme der Halsabschnitt des defekten Luftsacks mündet, so aus, dass seine Aufnahme den Halsabschnitt des defekten Luftsacks zuschnürt und ein Entweichen der Luft durch den Halsabschnitt verhindert. Die Länge der Halsabschnitte kann dabei so bemessen sein, dass ihre Endabschnitte jeweils noch die Aufnahme des übernächsten Luftsacks durchsetzen. Diese Anordnung gewährleistet, dass bei einem Druckabfall nicht nur der Halsabschnitt des defekten Luftsacks zugeschnürt wird, sondern auch der Halsabschnitt des auf seiner anderen Seite benachbarten Luftsacks .

Ventile zwischen den einzelnen Luftsäcken oder sonstige Konstruktionselemente, die immer ein gewisses Ausfallrisiko mit sich bringen, sind nicht erforderlich. Daraus resultieren zum einen wirtschaftliche Vorteile, zum anderen ist die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung mit einem Sicherheitsschlauch, der nur aus identischen Bau-

teilen besteht, auch in fertigungstechnischer Hinsicht günstig.

Die Sicherheitsvorrichtung weist ferner den Vorteil auf, dass mit dem Sicherheitsschlauch sehr flexibel auf unterschiedliche Sicherheitsanforderungen eingegangen werden kann. Bei hohen Sicherheitsanforderungen können entsprechend mehr Luftsäcke in den Sicherheitsschlauch eingegliedert werden. Die so gesteigerte Segmentierung des Sicherheitsschlauchs gewährleistet dann auch eine verbesserte Funktionstüchtigkeit des Hohlkörpers bei Mehrfachleckagen.

Die Luftsäcke können fest miteinander verbunden sein, z.B. durch Verkleben, wobei natürlich das abdichtende Zusammenwirken einer Aufnahme mit dem sie durchsetzenden Halsabschnitt gegeben sein muss. Nach Anspruch 3 ist aber auch ein lösbares Ineinandergreifen der Luftsäcke denkbar. Die Dichtigkeit des Sicherheitsschlauchs wird dabei durch die geometrische Ausgestaltung der Halsabschnitte und der Aufnahme bestimmt.

Nach Anspruch 4 ist den Luftsäcken ein Stabilisierungsdraht zugeordnet. Der Stabilisierungsdraht ist bevorzugt als geschlossener Ring ausgebildet, der die Halsabschnitte aller Luftsäcke durchsetzt. Durch Stabilisierungsdrähte kann die Formstabilität des Sicherheitsschlauchs hinsichtlich der gegenseitigen lateralen Ausrichtung der Luftsäcke vorteilhaft verbessert werden.

Der Sicherheitsschlauch kann den gesamten Hohlkörper ausfüllen, z.B. den zwischen Reifen und Felge vorhandenen Raum, wobei er bei Fahrzeugreifen primär als handelsüblicher Schlauch fungiert und sekundär eine Sicherheitsfunktion wahrnimmt.

Nach Anspruch 5 sind die Vorteile der Erfindung gleichermaßen dann gegeben, wenn zwischen dem Sicherheitsschlauch und dem elastischen Hohlkörper ein Luftpolster vorhanden ist. Das Luftpolster und der Sicherheitsschlauch sind zwei voneinander getrennte Systeme. Bei einem Druckabfall des Luftpolsters dehnt sich der Sicherheitsschlauch aus, wodurch bei verringertem Restdruck im Sicherheitsschlauch dennoch z.B. ein guter Notlauf eines Fahrzeugrads gegeben oder die Schwimmfähigkeit eines Schlauchboots gewährleistet ist.

Zur Befüllung des Sicherheitsschlauchs und des Luftpolsters sind nach Anspruch 6 separate Füllventile vorgesehen. Über das mit dem Luftpolster in Verbindung stehende Füllventil wird der Hohlkörper in üblicher Weise aufgepumpt, ein Reifen z.B. mit einem Druck von 1,8 bar. In einem zweiten Schritt wird dann der Sicherheitsschlauch druckbeaufschlagt, wobei die umgekehrte Reihenfolge ebenso denkbar ist. Mit zwei separaten Füllventilen ist beispielsweise eine auf den jeweiligen Fahrzeugtyp sowie auf den Beladungszustand abgestimmte Befüllung möglich

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 7 gesehen. Hierbei werden der Sicherheitsschlauch und das Luftpolster über ein gemeinsames Füllventil mit differierenden Drücken beaufschlagt. Ein derartiges Füllventil kann mit einem Druckregler ausgestattet sein, wodurch ein im Sicherheitsschlauch vorgesehener Solldruck nicht überschritten wird. Erst wenn der Solldruck erreicht ist, schließt der Druckregler und das Luftpolster wird bis zum Volldruck aufgeblasen.

Im Rahmen der Aus führungs form des Anspruchs 8 ist ein Luftreservoir vorgesehen, welches bei Druckabfall mit dem Sicherheitsschlauch korrespondiert. Aus dem Luftreservoir

kann durch ein entsprechend ausgebildetes Füllventil Luft in den Sicherheitsschlauch abgegeben werden. Dabei kann im Luftreservoir ein höherer Druck als im Sicherheitsschlauch anliegen. Das Luftreservoir kann wendelförmig konfiguriert sein, z.B. durch ein im das Felgenbett eines Fahrzeugrads gewickeltes Rohr oder einen Schlauch.

Zwischen dem Luftreservoir und dem Sicherheitsschlauch kann ein mit einem Schließmechanismus versehenes Füllventil angeordnet sein. Sobald der Druck in dem Sicherheitsschlauch groß genug ist, drückt dieser auf eine an einem Schließmechanismus des Füllventils angebrachte Platte und verschließt so das Füllventil. Dadurch wird sichergestellt, dass der Solldruck im Sicherheitsschlauch nicht überschritten wird. Anschließend kann das Luftreservoir mit höherem Druck befüllt werden.

In weiterer Ausgestaltung ist dem Sicherheitsschlauch nach Anspruch 9 ein begrenzt flexibler Schutzmantel zugeordnet. Der Schutzmantel kann zwischen dem Sicherheitsschlauch und dem Luftpolster angeordnet sein, er kann aber auch den gesamten Sicherheitsschlauch umgeben. Es ist auch denkbar, dass jedem Luftsack ein eigener Schutzmantel zugeordnet ist. Der Schutzmantel ist nur begrenzt flexibel und beschränkt den aufgepumpten Sicherheitsschlauch in seiner Ausdehnung. Dadurch sind höhere Drücke im Sicherheitsschlauch realisierbar. Der Schutzmantel kann durch Gewebeeinlagen oder eingebettete Drähte armiert sein. Hierdurch wird zum einen seine Steifigkeit erhöht und zum anderen seine Eigenschaft als Ersatzlauffläche bei Verwendung in einem Reifen verbessert. Der Schutzmantel dient auch dient dazu, den Sicherheitsschlauch vor dem Eindringen von Fremdkörpern zu schützen. Ein beispielsweise durch die Lauffläche eines Reifens eingedrungener Nagel beschädigt lediglich den Reifen, jedoch bleibt der Sicherheitsschlauch unversehrt. Damit ist

eine höhere Sicherheit für das Fahrzeug und seine Insassen gegeben und der Sicherheitsschlauch kann wiederverwendet werden.

Als besonders vorteilhaft wird die Montage der Sicherheitsvorrichtung zwischen einem Reifen und einer Felge eines Fahrzeugrads gemäß Anspruch 10 erachtet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 11 gesehen. Hiernach bildet das Luftreservoir einen Notlaufring, welcher es dem Fahrzeugführer ermöglicht, sein Fahrzeug selbst bei Versagen des Sicherheitsschlauchs gefahrlos zum Stand bringen zu können.

Der Sicherheitsschlauch kann vorteilhaft so gestaltet sein, dass er sich bei totalem Luftverlust nierenartig zusammenzieht und dabei über die seitlich des Felgenbetts gelegenen Felgenhörner hinaus ragt. Dadurch soll verhindert werden, dass das Fahrzeug auf der Felge weiter bewegt wird, was zum einen die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs stark beeinträchtigen und zum anderen zu Beschädigungen der Felge führen kann. Weiterhin wird der Reifen besser auf der Felge gehalten, da er durch den innen liegenden Sicherheitsschlauch abgestützt wird. Auf diese Art und Weise bleibt ein Minimalreifen zurück, der eine bessere Fahrfähigkeit des Fahrzeugs auch in diesem Zustand ermöglicht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen einer in einem Fahrzeugrad angeordneten Sicherheitsvorrichtung näher erläutert. Es zeigen:

Figuren
1 und 2

ein Fahrzeugrad mit einer Sicherheitsvorrichtung im vertikalen Längsschnitt, einmal im nicht aufgepumpten und einmal im aufgepumpten Zustand des Sicherheitsschlauchs;

Figuren
3 und 4

Figur 5

das Fahrzeugrad im vertikalen Querschnitt, zum einen im nicht aufgepumpten und zum anderen im aufgepumpten Zustand;

eine Anordnung von Luftsäcken in ihrer ursprünglichen und zusammengesteckten Form im Schnitt;

Figur 6 verschiedene Querschnittsformen von Halsabschnitten von Luftsäcken im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Figur 5 und

Figur 7

ein Funktionsschema eines Füllventils.

Figur 1 zeigt ein Fahrzeugrad 1 mit einem Sicherheitsschlauch 2, der zwischen einem Reifen 3 und einer Felge 4 angeordnet ist. Der Sicherheitsschlauch 2 besteht aus mehreren Luftsäcken 5, die gleichsinnig orientiert kranzförmig und gleichmäßig verteilt um die Felge 4 angeordnet sind. Die Luftsäcke 5 sind identisch ausgebildet, wobei jeder Luftsack 5 mit den unmittelbar benachbarten Luftsäcken 5a, 5b Luft leitend verbunden ist. Jeder Luftsack 5 umfasst einen in eine Luftkammer 7 mündenden Halsabschnitt 6 (siehe auch Figur 5). Der Halsabschnitt 6 weist an seinem Ende 8 eine Öffnung 9 auf. In der Luftkammer 7 ist diametral gegenüberliegend zu der Öffnung 9 des Halsabschnitts 6 eine Aufnahme 10 angeordnet (vgl. Figur 5).

In die Aufnahme 10 des Luftsacks 5 ragt der Halsabschnitt 6a des luftkanunerseitig benachbarten Luftsacks 5a (siehe Figur 1) . In der beschriebenen Art und Weise sind alle Luftsäcke 5, 5a, 5b miteinander gekoppelt. Die Luftsäcke 5 können lösbar miteinander verbunden sein oder aber z.B. durch Kleben aneinander fixiert werden. Ein ringförmiger Sicherheitsdraht 29 durchsetzt den gesamten Sicherheitsschlauch 2, wobei er durch die Halsabschnitte 6 geführt ist und über die Öffnung 9 in den jeweiligen Luftsack 5, 5a, 5b eintritt.

Figur 2 zeigt das Fahrzeugrad 1 mit aufgepumptem Sicherheitsschlauch 2, der den gesamten Raum zwischen dem Reifen 3 und der Felge 4 ausfüllt. Bei dieser Ausführungsform ist der Halsabschnitt 6b so weit verlängert, dass sich sein Ende 8a auch noch durch die Aufnahme 10 des übernächsten Luftsacks 5c erstreckt.

An der Felge 4 ist ein Füllventil 11 angebracht, das mit dem Sicherheitsschlauch 2 Luft leitend verbunden ist.

Im Rahmen der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist zwischen dem Sicherheitsschlauch 2 und dem Reifen 3 ein Luftpolster 12 vorhanden. Es kann über ein Füllventil 13 mit einem sich in das Luftpolster 12 erstreckenden Füllschlauch 14 aufgepumpt werden. Der Füllschlauch 14 ist dabei so lang ausgeführt, dass eine Befüllung des Luftpolsters 12 sowohl bei nicht aufgepumptem als auch bei aufgepumptem Sicherheitsschlauch 2 möglich ist (vergleiche Figur 4).

Zwischen dem Luftpolster 12 und dem Sicherheitsschlauch 2 ist im Bereich der Lauffläche 15 und der Schulter 16 des Reifens 3 ein Schutzmantel 17 angeordnet. Der Schutzmantel 17 besteht aus einem begrenzt flexiblen Material. Der

Sicherheitsschlauch 2 passt sich in seiner Ausdehnung an die Kontur des Schutzmantels 17 an.

Figur 3 lässt ferner ein zwischen dem Sicherheitsschlauch 2 und einem Felgenbett 18 platziertes Luftreservoir 19 erkennen. Das Luftreservoir 19 ist an die Kontur des Felgenbetts 18 angepasst und weist einen druckbeaufschlagbaren Hohlkörper 20 auf, der sich wendelförmig um das Felgenbett 18 erstreckt. Das Luftreservoir 19 bzw. der Hohlkörper 20 und der Sicherheitsschlauch 2 stehen über ein gemeinsames Füllventil 21 in Verbindung. Von dem Füllventil 21 erstreckt sich ein flexibler Füllschlauch 14a zum Sicherheitsschlauch 2.

In Figur 4 ist der aufgepumpte Sicherheitsschlauch 2 innerhalb des Reifens 3 zu erkennen. Der Sicherheitsschlauch 2 umschließt an Felgenhörnern 22 der Felge 4 anliegende Wülste 2 3 des Reifens 3. Bei totalem Druckabfall im Reifen 3 gelangt der Sicherheitsschlauch 2 eingeklemmt vom Reifen 3 auf seinen Wülsten 2 3 zur Anlage, wodurch eine zusätzliche Polsterung der Felge 4 bzw. der Felgenhörner 22 geschaffen wird.

Aus Figur 5 ist die Anordnung der einzelnen Luftsäcke 5 zu erkennen, wobei die kugelartige Gestalt Luftkammer 7a vor der Eingliederung in den Sicherheitsschlauch 2 deutlich wird. Nach der Eingliederung weist die Luftkammer 7b eine trichterartige Gestalt auf.

In Figur 6 sind Halsabschnitte 6, 6a, 6b von Sicherheitsschläuchen 2 mit kreisrundem, nierenförmigem und elliptischem Querschnitt im Schnitt dargestellt. Insbesondere die nierenförmigen und elliptischen Querschnittsformen ermöglichen eine gute gegenseitige Ausrichtbarkeit der Luftsäcke 5. Vorteilhaft sind nur die Halsabschnitte 6, 6a, 6b und die Aufnahmen 10 nierenförmig oder elliptisch

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ausgebildet. Die Luftkammer 7, 7a, 7b kann einen runden Querschnitt aufweisen.

Das in Figur 7 abgebildete Schema stellt die Funktionsweise des Füllventils 21 zur Beschickung des Luftreservoirs 19 und des Sicherheitsschlauchs 2 dar (vgl. Figuren 3 und 4). Über einen Einlass 24 gelangt Luft in das Füllventil 21, das Luftreservoir 19 und durch einen Druckregler 25 in den Sicherheitsschlauch 2. Der Druckregler 25 ist in seiner Funktion ein Schließer, der in seiner Grundstellung durch Federkraft offengehalten ist. Steigt der Druck im Sicherheitsschlauch 2 an, übt dieser eine Kraft in Richtung des Pfeils PF auf eine am Schließmechanismus 26 befestigte Platte 27 aus. Bei anliegendem Solldruck im Sicherheitsschlauch 2 ist der Druckregler 25 geschlossen. Fällt der Druck im Sicherheitsschlauch 2 ab, liegt an der Platte 26 eine geringere Kraft an und der Druckregler 25 öffnet durch Federkraft. Luft kann aus dem Luftreservoir 19 durch den Druckregler 25 in den Sicherheitsschlauch 2 strömen und so den Druckabfall kompensieren. Der Druckregler weist einen Knopf 2 8 zur manuellen Betätigung des Schließmechanismus 26 auf, um den Sicherheitsschlauch 2 manuell entlüften zu können.

BezugsZeichenaufstellung

1 - Fahrzeugrad

2 - Sicherheitsschlauch

3 - Reifen

4 - Felge

5 - Luftsack

5a - Luftsack 5b - Luftsack 5c - Luftsack

6 - Halsabschnitt

6a - Halsabschnitt 6b - Halsabschnitt

7 - Luftkaituner

7a - Luftkammer 7b - Luftkammer

8 - Ende v. 6

8a - Ende v. 6a

9 - Öffnung v.

10 - Aufnahme

11 - Füllventil

12 - Luftpolster

13 - Füllventil

14 - Füllschlauch

14a - Füllschlauch

15 - Lauffläche v.

16 - Schulter v.

17 - Schutzmantel

18 - Felgenbett

19 - Luftreservoir

20 - Hohlkörper

21 - Füllventil

22 - Felgenhorn

23 - Wulst

24 - Einlass

25 - Druckregler

26 - Schließmechanismus

27 - Platte

28 - Knopf

29 - Sicherheitsdraht

PF - Pfeil

Claims

- 12 - Schutzansprüche

1. Sicherheitsvorrichtung für einen mit Gasdruck beaufschlagbaren elastischen Hohlkörper (3), wie Fahrzeugreifen oder Schlauchboote, mit einem aus mehreren flexiblen Luftsäcken (5, 5a, 5b, 5c) bestehenden in sich geschlossenen Sicherheitsschlauch (2), wobei die Luftsäcke (5, 5a, 5b, 5c) untereinander Luft leitend verbunden sind und jeder Luftsack (5, 5a, 5b, 5c) trichterartig konfiguriert ist mit einem sich verjüngenden Halsabschnitt (6, 6a, 6b), welcher eine Aufnahme (10) des jeweils benachbarten Luftsacks (5a, 5b) raediendicht durchsetzt.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Druckabfall in einem Luftsack (5) dessen Halsabschnitt (6) und die Aufnahme (10) des benachbarten Luftsacks (5b) abdichtend zusammenwirken.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftsäcke (5, 5a, 5b, 5c) lösbar ineinander greifen.

4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, dass den Luftsäcken (5, 5a, 5b, 5c) ein Stabilisierungsdraht zugeordnet ist.

5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Sicherheitsschlauch (2) und dem

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elastischen Hohlkörper (3) ein Luftpolster (12) erstreckt .

6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschlauch (2) und das Luftpolster (12) über separate Füllventile (13, 21) befüllbar sind.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsschlauch (2) und das Luftpolster (12) über ein gemeinsames Füllventil mit differierenden Drücken befüllbar sind.

8. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftreservoir (19) bei Druckabfall mit dem Sicherheitsschlauch (2) korrespondiert.

9. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sicherheitsschlauch (2) ein begrenzt flexibler Schutzmantel (17) zugeordnet ist.

10. Fahrzeugrad mit einer zwischen einem Reifen (3) und einer Felge (4) montierbaren Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Fahrzeugrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftreservoir (19) einen Notlaufring bildet.