Die Erfindung geht von einem Formteil zur Verbindung mit einer Felge
an einer im Felgenbett liegenden Stelle aus, welches eine zur Anlage am Felgenbett
bestimmte Kontaktfläche hat. Aus der EP 0 751 017
B1 ist ein solches Formteil bekannt, und zwar in Form eines Gehäuses, welches
eine Einrichtung zum Messen des Luftdrucks in eisem Luftreifen enthält, welcher
auf die Felge aufgezogen ist. Das bekannte Gehäuse ist fest mit dem Fuß eines Ventils
verschraubt. Zu diesem Zweck ist die Ventilbohrung, durch die hindurch Luft in den
Reifen gepumpt werden kann, als Gewindebohrung ausgebildet und das Gehäuse der Vorrichtung
zum Messen des Luftdruckes hat ein Langloch, durch das hindurch eine hohle Schraube
in das Gewinde der Ventilbohrung gedreht werden kann. Die Schraube wird fest angezogen,
so daß danach das Gehäuse am Ventilfuß befestigt ist. Der Ventilfuß besteht zu diesem
Zweck aus Metall und hat eine kugelabschnittförmige äußere Gestalt, mit welcher
er sich in eine Ausnehmung des Gehäuses der Vorrichtung zum Messen des Reifendruckes
einfügt, welche zu diesem Zweck eine komplementäre Kugelkalotte aufweist. Damit
sich das Gehäuse am Felgenbett abstützen kann, hat das Gehäuse auf seiner dem Felgenbett
zugewandten Seite zwei der Abstützung auf dem Felgenbett dienende Füße, welche eine
das Felgenbett berührende Kontaktfläche haben. Damit diese bei unterschiedlich gestalteten
Felgen das Felgenbett tatsächlich erreichen, kann das Gehäuse infolge des vorgesehenen
Langlochs in unterschiedlichen Orientierungen bezüglich der Längsachse der Ventilbohrung
an dem Ventilfuß festgelegt werden. Infolge dieser Ausführungsform kann ein- und
dasselbe Gehäuse der Vorrichtung zum Messen des Luftdrucks in Rädern mit unterschiedlich
gestalteten Felgen stabil montiert werden. Nachteilig ist jedoch, daß man für die
Befestigung des Gehäuses ein speziell angepaßtes Ventil benötigt, dessen Ventilbohrung
im Ventilfuß als Gewindebohrung ausgebildet ist und eine durchbohrte Spezialschraube
aufnimmt, mit welcher das Gehäuse am Ventilfuß festgeschraubt wird. Das speziell
ausgebildete Ventil und die durchbohrte Spezialschraube sind teuer.
Ein Rad mit einer Vorrichtung zum Messen des Reifendrucks ist auch
aus der DE 195 26 145 A1 bekannt.
Sei diesem bekannten Rad wird nicht das Gehäuse der Vorrichtung zum Messen des Luftdruckes
mit dem Ventilfuß verschraubt, sondern statt dessen eine Feder, deren freies Ende
das Gehäuse in der Weise beaufschlagt, daß das Gehäuse zwischen dem freien Ende
der Feder und der Felge des Fahrzeugrades eingeklemmt wird, und zwar so, daß sich
das Gehäuse einerseits auf dem Grund des Felgenbettes und andererseits an zwei Abstützstellen
an der Flanke des Felgenbettes abstützt. Die Feder drückt das Gehäuse sowohl gegen
den Grund des Felgenbettes als auch gegen die Flanke des Felgenbettes, so daß das
Gehäuse an vier Seiten umfaßt ist, nämlich an zwei Seiten von der Feder, an einer
Seite vom Felgenbett und an einer Seite von der Flanke des Felgenbettes. Nachteilig
ist, daß für das Befestigen der Feder am Ventilfuß wie bei der aus der
EP 0 751 017 B1 bekannten Anordnung
eine teure durchbohrte Spezialschraube benötigt wird. Nachteilig ist ferner, daß
für unterschiedlich geformte Felgen unterschiedlich geformte Federn benötigt werden,
um das Gehäuse gegen die Felge zu drücken und dadurch zu fixieren.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Gehäuse einer Einrichtung
zum Messen des Luftdrucks in Luftreifen mittels eines Spannbandes auf der Felge
zu fixieren, welches die Felge auf dem Felgenbett liegend umschließt. Ein solches
Spannband hat den Nachteil, dass es zusammen mit dem erforderlichen Spannschloss
verhältnismäßig schwer ist, für unterschiedlich große Felgen nach dem Spannen individuell
gekürzt werden muß und sich durch Temperatureinfluß und Ermüdung lockern kann.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Weg aufzuzeigen, wie ein Gehäuse, welches eine Einrichtung zur Messung des
Luftdruckes in Luftreifen enthält, mit weniger Aufwand und unter Einsatz von möglichst
wenig zusätzlicher Masse an unterschiedlich großen Felgen von luftbereiften Rädern
befestigt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Formteil, mit dem im Anspruch
1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Felge mit einem daran befestigten Formteil
mit den im Anspruch 20 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Formteil kann ein Gehäuse sein, insbesondere
kann es das Gehäuse selbst sein, welches zur Aufnahme einer Einrichtung zur Messung
des Luftdrucks und/oder der Temperatur im Luftreifen dient. In diesem Fall wird
für die Ausbildung der Kontaktflächen allenfalls eine vernachlässigbare zusätzliche
Masse benötigt. Das Gehäuse kann weitere Komponenten enthalten, insbesondere eine
Batterie, einen Sender, einen Funkempfänger, einen Rollsensor, einen Fliehkraftsensor
und dergleichen mehr. Entscheidend ist für die Verwirklichung der Erfindung, dass
das Gehäuse eine Kontaktfläche mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen
hat.
Das Formteil muß kein Gehäuse sein, sondern kann auch als Träger oder
Halterung für einen auf den Formteil zu befestigenden Gegenstand ausgebildet sein,
insbesondere als Träger oder Halterung für das Gehäuse einer Einrichtung zur Messung
des Luftdruckes im Luftreifen. Die Verbindung zwischen einem als Träger oder Halterung
dienenden Formteil und dem Gegenstand, den es aufnimmt, kann auf
unterschiedliche Weise geschehen und nach Zweckmäßigkeitsgesichtspunkten erfolgen,
zum Beispiel durch eine stoffschlüssige Verbindung, durch Verschrauben oder durch
eine formschlüssige Verbindung, zum Beispiel durch Aufrasten auf das Formteil. Entscheidend
für die Verwirklichung der Erfindung ist auch in diesem Fall, dass das Formteil
eine dem Felgenbett zugewandte Kontaktfläche mit den im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmalen hat. Auch in diesem Fall, dass das Formteil ein Träger oder eine Halterung
oder dergleichen gesondertes Montagehilfsteil ist, kann es mit einem Minimum an
Masse zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt sein, so dass durch den Träger der
Masse des an der Felge zu befestigenden Gegenstandes keine wesentliche zusätzliche
Masse hinzugefügt wird.
Mit der Erfindung werden wesentliche Erfolge erzielt:
- – Ein Formteil passt auf alle möglichen Felgen.
- – Eine Befestigung am Ventil entfällt deswegen muß kein teures Spezialventil
eingesetzt werden, vielmehr können herkömmliche, preiswerte Ventile zum Einsatz
kommen.
- – Bei der Gestaltung des Formteils beziehungsweise eines Gehäuses, welches
vorn Formteil aufgenommen wird, muß keine Rücksicht auf die Ventilausbildung genommen
werden.
- – Das Formteil kann an beliebiger Stelle des Felgenbettes befestigt werden,
insbesondere in größerer Entfernung vom Rand der Felge an der tiefsten Stelle des
Felgenbettes. Das ist günstig für das Vermeiden von Unwuchten. Es verringert obendrein
die Gefahr, dass das Formteil oder der Gegenstand, den es trägt, bei der Reifenmontage
beschädigt wird.
- – Für die Befestigung wird ein Minimum an Masse benötigt.
- – Die Klebeflächen lassen sich auf das Erreichen höher Zugfestigkeiten
der Klebeverbindung optimieren.
- – Die Kosten für die Herstellung und Befestigung des Formteils sind unerreicht
niedrig.
- – Durch Variation von Größe, Neigung und/oder Krümmung der Kontaktfläche
oder von Abschnitten davon kann die Klebespaltgeometrie für die an unterschiedlichen
Rädern auftretenden Beanspruchungen der Klebeverbindung optimiert werden.
Die Wirkungsweise und die Vorteile der Erfindung werden deutlich bei
der nachfolgenden Erläuterung von drei besonders bevorzugten Varianten der Erfindung.
In einer ersten Variante gemäß Patentanspruch 3 ist die Kontaktfläche
so gestaltet, dass sie eine Schar von zueinander parallelen ersten Ebenen jeweils
entlang einer im großen und ganzen konkaven Kurve schneidet, welche wenigstens auf
einer Seite einer die Kontaktfläche unterteilenden zweiten Ebene, welche senkrecht
zu den ersten Ebenen verläuft, eine Folge aus geradlinigen Abschnitten aufweist,
welche einen Polygonzug binden, in welchem der Winkel, den aufeinanderfolgende geradlinige
Abschnitte miteinander bilden, mit zunehmendem Abstand von der zweiten Ebene zunimmt,
während der Zuwachs des Winkels in der Folge der Abschnitte mit zunehmendem Abstand
von der zweiten Ebene abnimmt. Vorzugsweise ist die Kontaktfläche auf beiden Seiten
der sie teilenden zweiten Ebene in der beanspruchten Weise ausgebildet, insbesondere
spiegelbildlich in Bezug auf die zweite Ebene, welche in dieser vorteilhaften Ausführungsform
eine die Kontaktfläche teilende Mittelebene ist. Eine so ausgebildete Kontaktfläche
passt sich gut an unterschiedlich große Felgen an, welche sich im Durchmesser des
Felgenbettes unterscheiden. Felgen, deren Felgenbett den kleinsten Durchmesser hat,
legen sich an einen oder zwei Abschnitte der Kontaktfläche in unmittelbarer Nachbarschaft
der zweiten Ebene an; Felgen deren Felgenbett einen größeren Durchmesser hat, werden
sich an einen oder zwei von der zweiten Ebene weiter entfernte Abschnitte der Kontaktfläche
anlegen, wobei die Abschnitte um so weiter von der zweiten Ebene entfernt sind,
je größer der Durchmesser des Felgenbettes ist. Damit ist eine zuverlässige stoffschlüssige
Verbindung, insbesondere eine Verklebung des Formteils mit Felgen möglich, die sich
im Durchmesser des Felgenbettes unterscheiden, denn für alle möglichen Felgenbettdurchmesser
kann eine hinreichend lange Verbindungszone erhalten werden. Die für einen Klebstoff
zulässige Zugbeanspruchung hängt nämlich von der Höhe des Klebespaltes ab, welche
einen Maximalwert nicht überschreiten soll, der von der Natur des Klebstoffes und
von der zu beherrschenden Zugbeanspruchung der Klebeschicht abhängt. Wird eine zylindrische
Fläche, um die es sich bei einem Felgenbett handeln kann, mit einem ebenen Abschnitt
einer Kontaktfläche verbunden, dann erweitert sich der Klebespalt, der von der Stelle
ausgeht, an welcher die Kontaktfläche das Felgenbett unmittelbar berührt, bei einem
Felgenbett mit dem kleinsten Durchmesser am stärksten und bei einem Felgenbett mit
dem größten Durchmesser am wenigsten. Die wirksame Verbindungszone, welche dort
endet, wo die Klebespalthöhe ihr vorgegebenes Maximum erreicht, wäre also bei einer
zwischen einem zylindrischen Felgenbett und einer ebenen Kontaktfläche ausgebildeten
Klebezone für den kleinsten Felgenbettdurchmesser am kleinsten und für den größten
Felgenbettdurchmesser am größten. Die erste Variante der Erfindung ermöglicht demgegenüber
eine Verlängerung der durch die Lage des vorgegebenen Maximums der Höhe des Klebespaltes
begrenzten wirksamen Klebezone insbesondere für die Anwendungsfälle, in denen der
Felgenbettdurchmesser am kleinsten und eine Verlängerung der Klebezone am wichtigsten
ist. In der ersten Variante der Erfindung kann nämlich nicht nur
der unmittelbar an dem Felgenbett anliegende Abschnitt der Kontaktfläche zur Bildung
der wirksamen Klebezone herangezogen werden, sondern auch dessen Nachbarabschnitte,
die infolge des Winkels, den sie mit dem unmittelbar kontaktgebenden Abschnitt der
Kontaktfläche einschließen, näher bei der Mantelfläche des Felgenbettes liegen als
eine geradlinige Verlängerung des unmittelbar am Felgenbett anliegenden Abschnitts
der Kontaktfläche und die deshalb zusätzlich zur Bildung der wirksamen Klebezone
beitragen.
Es ist zweckmäßig, die Anzahl der geradlinigen Abschnitte auf der
betreffenden Seite, insbesondere auf beiden Seiten der zweiten Ebene, an der Anzahl
der unterschiedlichen Felgenbettdurchmesser auszurichten, für welche das Formteil
passen soll.
In einer zweiten Variante der Erfindung ist die Kontaktfläche des
Formteils so ausgebildet, dass eine Schar von zueinander parallelen ersten Ebenen
die Kontaktfläche jeweils entlang einer konkaven Kurve schneidet, welche wenigstens
auf einer Seite einer die Kontaktfläche unterteilenden zweiten Ebene, welche senkrecht
zu den ersten Ebenen verläuft, eine Folge aus gekrümmten Abschnitten aufweist, deren
Krümmung mit zunehmenden Abstand von der zweiten Ebene abnimmt. Innerhalb eines
gekrümmten Abschnittes ist die Krümmung längs der Kurve vorzugsweise konstant, so
dass der jeweilige gekrümmte Abschnitt der Kurve ein Kreisbogen ist. In dieser zweiten
Variante sollen die gekrümmten Abschnitte eine Krümmung aufweisen, welche mit der
Krümmung des Felgenbetts unterschiedlicher Felgen, auf die das Formteil passen soll,
übereinstimmt oder ihr eng angepasst ist. Dann gibt es für jedes Felgenbett mit
einem bestimmten Durchmesser wenigstens einen dazu passenden gekrümmten Abschnitt
der Kontaktfläche, mit welchem sich das Formteil paßgenau an das Felgenbett anlegen
kann. Zwischen dem anliegenden Abschnitt des Formteils und dem Felgenbett besteht
dabei ein konstanter oder im wesentlichen konstanter Klebespalt, der sich zur Ausbildung
einer festen Klebeverbindung besonders gut eignet und ohne Schwierigkeiten so lang
bemessen werden kann, dass die gewünschte Zugfestigkeit der Klebeverbindung erreicht
wird.
Vorzugsweise schließen die unterschiedlich gekrümmten Abschnitte der
Kontaktfläche unmittelbar aneinander an, so dass sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Abschnitten die Krümmung der Kontaktfläche sprunghaft ändert, wobei aber insgesamt
ein konkaver Verlauf der Kurve erhalten bleibt. Diese Ausbildung des Formteils ermöglicht
eine besonders kurze Kontaktfläche. Es ist aber auch möglich, wenn es aus anderen
Gesichtspunkten erwünscht sein sollte, die einzelnen gekrümmten Abschnitte, die
den verschiedenen Felgenbettdurchmessern entsprechen, nicht unmittelbar aneinander
anschließen zu lassen, sondern einen Abstand zwischen Ihnen zu lassen, wobei die
den Abstand überbrückenden Oberflächenbereiche für keinen der in Frage kommenden
Felgenbettdurchmesser an der Klebeverbindung teilnehmen müssen.
Auch wenn die Abschnitte der Kontaktfläche, die für die stoffschlüssige
Verbindung mit dem Felgenbett benutzt werden, gekrümmt sind, ist es möglich und
von Vorteil, die Nachbarabschnitte eines zur Anlage am Felgenbett kommenden Abschnittes
der Kontaktfläche zur Ausbildung der Klebeverbindung zusätzlich heranzuziehen. Das
ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Kontaktfläche auf eine Vielzahl von
Felgenbetten mit unterschiedlichen Durchmessern passen soll und die einzelnen gekrümmten
Abschnitte der Kontaktfläche nur kurz ausgebildet werden können. Die dem unmittelbar
kontaktgebenden Abschnitt der Kontaktfläche benachbarten Kontaktflächen können dann
mit einem sich fortschreitend öffnenden Klebespalt zur Ausbildung der Klebeverbindung
ergänzend herangezogen werden. In diesen Fällen ist es sowohl bei der Ausbildung
der Kontaktfläche mit einer Folge von gekrümmten Abschnitten gemäß Anspruch 4 als
auch bei der Ausbildung der Kontaktfläche nach Anspruch 3 von Vorteil, jeweils den
ersten und den letzten Endabschnitt in der Folge von Abschnitten der Kontaktfläche
länger auszubilden als die zwischen ihnen liegenden Abschnitte, weil die Endabschnitte
nur noch auf einer Seite einen Nachbarabschnitt haben, welcher zur Klebeverbindung
beitragen kann.
Die gekrümmten Abschnitte der Kontaktfläche können gleich oder annähernd
gleich lang gewählt werden. Sie können aber auch gezielt unterschiedlich lang gewählt
werden, um sie für die an unterschiedlichen Felgen auftretenden Beanspruchungen
der Klebeverbindung zu optimieren. So kann es vorteilhaft sein, die Abschnitte um
so länger auszubilden, je kleiner der Durchmesser des Felgenbettes ist, zu dem sie
passen sollen, so dass der Abschnitt, welcher der zweiten Ebene am nächsten liegt,
die größte Länge aufweist. Da die sprunghafte Änderung der Krümmung, welche zwischen
aufeinanderfolgenden Abschnitten der Kontaktfläche auftritt, in der Nachbarschaft
der zweiten Ebene am größten ist, kann dort der einem auf eine bestimmte Felge passenden
Abschnitt benachbarte Abschnitt weniger zur wirksamen Klebespaltlänge beitragen
als bei Abschnitten, welche in größerer Entfernung von der zweiten Ebene liegen.
Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es von Vorteil, wenn der Abschnitt, welcher
der zweiten Ebene am nächsten liegt, die größte Länge hat.
Es ist zweckmäßig, die Anzahl der gekrümmten Abschnitte auf der betreffenden
Seite, insbesondere auf beiden Seiten der zweiten Ebene auf die Felgenbettdurchmesser
auszurichten, für welche das Formteil passen soll.
In einer dritten Variante der Gestaltung der Kontaktfläche schneidet
diese eine Schar von zueinander parallelen ersten Ebenen jeweils entlang einer konkaven
Kurve, welche wenigstens auf einer Seite einer die Kontaktfläche unterteilenden
zweiten Ebene, welche senkrecht zu den ersten Ebenen verläuft, wenigstens einen
Abschnitt aufweist, welcher eine mit zunehmendem Abstand von der zweiten Ebene stetig
abnehmende Krümmung hat. Zu dieser Variante gelangt man, wenn man ausgehend von
der Variante gemäß Patentanspruch 3 in einer Kontaktfläche von vorgegebener Länge
die Anzahl der geradlinigen Abschnitte der Kontaktfläche gegen unendlich streben
läßt. In entsprechender Weise gelangt man zu der dritten Variante, wenn man ausgehend
von der Variante gemäß Patentanspruch 4 in einer Kontaktfläche von vorgegebener
Länge die Anzahl der gekrümmten Abschnitte der Kontaktfläche gegen unendlich streben
läßt. Dass man auf beiden Wegen zu der dritten Variante kommt, zeigt, dass allen
drei Varianten ein gemeinsamer Grundgedanke zugrunde liegt.
Im Fall der dritten Variante, in welcher die Kontaktfläche eine sich
stetig ändernde Krümmung hat, sollte sie wenigstens auf einer der beiden Seiten
der zweiten Ebene auf ihrer ganzen Länge eine mit zunehmenden Abstand von der zweiten
Ebene abnehmende Krümmung haben. Vorzugsweise sollte die Kontaktfläche aber auch
in dieser Variante, wie vorzugsweise auch in der ersten und der zweiten Variante,
den beanspruchten Verlauf zu beiden Seiten der zweiten Ebene aufweisen, damit zu
beiden Seiten der zweiten Ebene ein gleichartiger, insbesondere ein symmetrischer
Kontakt mit unterschiedlich gekrümmten Felgenbetten möglich ist. Letzteres ist besonders
von Vorteil, weil es das Auftreten von Drehmomenten an der Klebstoffschicht minimiert.
Grundsätzlich ist es möglich, die Kontaktfläche auf einer Seite der
zweiten Ebene anders, insbesondere einfacher, auszugestalten, als auf der anderen
Seite der zweiten Ebene, zum Beispiel durch Vorsehen von lediglich einer ebenen
Kontaktfläche auf einer Seite der zweiten Ebene, doch ist das nicht bevorzugt, vielmehr
wird eine symmetrische Ausbildung bevorzugt. Möglich ist es auch, Mischformen der
drei Varianten für die Ausbildung der Kontaktfläche zu bilden, zum Beispiel in der
Weise, dass in der ersten Variante in der Nachbarschaft der zweiten Ebene ein Abschnitt
der Kontaktfläche mit sich stetig ändernder Krümmung vorgesehen ist, an den sich
in größeren Entfernungen von der zweiten Ebene ein Polygon anschließt. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, auf der einen Seite der zweiten Ebene eine erste Ausführungsform
und auf der anderen Seite der zweiten Ebene eine andere Ausführungsform der Erfindung
zu verwirklichen. Die zweite Variante mit einer Folge von bogenförmigen Abschnitten
der Kontaktfläche mit unterschiedlicher Krümmung ist dann besonders geeignet, wenn
die Felgen, auf die das Formteil passen soll, ein Felgenbett mit sehr geringen Maßtoleranzen
haben. Das ist gegenwärtig jedoch nicht der Regelfall. Beim Auftreten größerer Maßtoleranzen
im Felgenbett bewähren sich die erste Variante gemäß Patentanspruch 3 und die dritte
Variante gemäß Patentanspruch 9 besser, so dass sie besonders bevorzugt sind.
Maßtoleranzen spielen nicht nur in Umfangsrichtung der Felge eine
Rolle, sondern auch in deren Querrichtung. Insbesondere kann nicht davon ausgegangen
werden, dass das Felgenbett immer eine zylindrische Gestalt hat. In vorzugsweiser
Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass die Kontaktfläche längs
der Schnittlinien mit dritten Ebenen, welche die genannte Kurve rechtwinklig schneiden,
konvex verläuft. Wäre das Felgenbett durchweg exakt zylindrisch, wäre es zur Erzielung
einer optimalen Klebefläche am besten, die Schnittlinien würden nicht konvex, sondern
geradlinig verlaufen. Da man in der Praxis aber nicht durchweg von zylindrischen
Felgenbetten ausgehen kann, stellt es unter dem Gesichtspunkt, dass man mit ein-
und demselben Formteil für eine Mehrzahl von Felgenbettformen eine hinreichend große
Klebefläche erreichen will, einen günstigen Kompromiß dar, wenn die Kontaktfläche
längs der Schnittlinien mit den dritten Ebenen, welche die genannte Kurve rechtwinklig
schneiden, konvex verläuft. Die Schnittlinien mit den dritten Ebenen können eine
Folge von geradlinigen Abschnitten aufweisen, welche einen Polygonzug bilden, in
welchem der Winkel zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten vom einen Ende des
Polygonzuges bis zum anderen Ende des Polygonzuges zunimmt. Die Schnittlinien können
abschnittsweise aber auch eine Krümmung aufweisen oder stetig gekrümmt sein, wobei
die Krümmung vorzugsweise vom einen Ende bis zum anderen Ende der Schnittlinie zunimmt.
Eine solche asymmetrische Kontur, welche sich – bezogen auf die Felge –
in Querrichtung der Felge erstreckt, ist besonders geeignet, das Formteil auch an
Felgen mit hohen Maßabweichungen und an Felgen mit nicht-zylindrischem Felgenbett
hinreichend fest zu befestigen, gegebenenfalls auch am Rande des Felgenbettes, wo
dieses beginnt, in eine Schulter überzugehen. Die Kontaktfläche eines so weitergebildeten
Formteils hat eine Gestalt, die einem halben Sattel ähnelt.
Für die stoffschlüssige Verbindung des Formteils mit einer Felge kommen
vor allem Klebstoffe in Frage, insbesondere solche, die aushärtbar sind, wie zum
Beispiel Zweikomponenten-Epoxidharze und Zweikomponenten-SE-Polymere, welche Klebespalte
bis zu einer Höhe von mindestens 1 mm erlauben. Kalt aushärtende Kleber werden aus
Gründen der Prozeßökonomie bevorzugt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, mit
warm aushärtenden Klebern zu arbeiten. Die Haftung der Klebstoffe kann durch
geeignete Ausbildung oder Vorbehandlung der Klebeflächen in an sich bekannter Weise
gefördert werden, zum Beispiel durch Aufrauhen, Ätzen und Strukturieren der Klebeflächen
oder durch Vorsehen von Hinterschneidungen.
Eine stoffschlüssige Verbindung könnte auch metallurgisch hergestellt
werden, jedoch wäre das gegenüber einer Klebeverbindung aufwendiger.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt. Dabei sind die Größenverhältnisse übertrieben dargestellt,
um das wesentliche der Erfindung deutlicher werden zu lassen. Gleiche oder einander
entsprechende Teile sind in den Beispielen mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet.
1 zeigt ein Formteil mit einer Kontaktfläche,
welche eine Folge von unterschiedlich gekrümmten Abschnitten aufweist, in einer
Schrägansicht,
2 zeigt das Formteil aus 1
in einer Seitenansicht, angelegt an ein Felgenbett mit großem Durchmesser,
3 zeigt das Formteil aus 1
in einer Seitenansicht, angelegt an ein Felgenbett mit kleinem Durchmesser,
4 zeigt ein Formteil in einer Seitenansicht
mit einer Kontaktfläche, welche durch Polygonzüge begrenzt ist,
5 zeigt ein Formteil in einer Seitenansicht,
dessen Kontaktfläche eine sich stetig ändernde Krümmung aufweist,
6 zeigt eine Abwandlung des in
5 dargestellten Formteils in einer Seitenansicht,
7 zeigt ein Formteil mit einer Kontaktfläche
aus lediglich zwei einen stumpfen Winkel miteinander einschließenden ebenen Abschnitten,
und die
8 bis 13
zeigen jeweils ein Formteil, angelegt an ein Felgenbett, dargestellt in einem Radialschnitt
bezüglich der Drehachse der Felge, für unterschiedliche Konturen des Felgenbettes
und der Kontaktfläche des Formteils.
Das in 1 dargestellte Formteil
1 hat eine im großen und ganzen konkav verlaufende Kontaktfläche
2. Eine Schar von ersten Ebenen 3, welche parallel zueinander
verlaufen und von denen eine mit der vorderen Seitenfläche 4 des Formteils
zusammenfällt, schneidet das Formteil in Kurven 5, welche eine Folge von
Abschnitten 5a, 5b, 5c haben und unterschiedlich gekrümmt
sind und zwar in der Weise, dass die Krümmung ausgehend von dem Abschnitt
5a, welcher einer zweiten Ebene 6 am nächsten liegt, welche die
Ebenen 3 rechtwinklig schneidet und die Kontaktfläche 2 teilt,
mit zunehmendem Abstand von der zweiten Ebene 6 kleiner wird, so dass der
Abschnitt 5a den kleinsten Krümmungsradius und der Abschnitt
5c den größten Krümmungsradius hat. Dadurch besteht die Kontaktfläche
2 zu beiden Seiten der zweiten Ebene 6 aus einer Felge von unterschiedlich
gekrümmten Abschnitten 2a, 2b und 2c, welche unmittelbar
aneinander anschließen. Im gezeichneten Beispiel handelt es sich bei dem Abschnitten
2a, 2b und 2c jeweils um Ausschnitte aus einer Zylindermantelfläche.
Die Anordnung ist bezüglich der zweiten Ebene 6 spiegelbildlich,
so dass der Abschnitt 2a der Kontaktfläche sich übergangslos von der einen
Seite der zweiten Ebene 6 zur anderen Seite der zweiten Ebene
6 erstreckt und sich die anderen Abschnitte 2b und 2c
nach außen hin anschließen.
Legt man ein solches Formteil gemäß 2
an ein zylindrisches Felgenbett 7 mit großem Durchmesser an, dann kann
sich das Formteil 1 mit den äußeren Abschnitten 2c einer Kontaktfläche
2 an das Felgenbett 7 anschmiegen. Wird das Formteil
1 mit dem Felgenbett 7 verklebt, dann kann sich im Bereich des
Abschnittes 2c der Kontaktfläche eine Klebstoffschicht mit im wesentlichen
konstanter Schichtdicke ausbilden. Vom Rand des äußeren Abschnittes 2c
aus öffnet sich in Richtung der zweiten Ebene 6 zwischen dem Felgenbett
7 und der Kontaktfläche 2 ein Spalt 8, der bis zu einer
maximalen Flöhe dmax, welche von der Natur des Klebstoffes und von geforderten
Zugfestigkeit der Klebeverbindung abhängt, zu der geforderten Zugfestigkeit der
Klebeverbindung beiträgt, wenn er bis zur Spalthöhe dmax mit Klebstoff
angefüllt ist. Diese Zone, die bis zur Spalthöhe dmax reicht, wird hier
auch als Verbindungszone 9 bezeichnet.
Legt man das Formteil 1 gemäß 3
an ein Felgenbett 7 von kleinen Durchmesser an, kann sich der innenliegende
Abschnitt 2a der Kontaktfläche an das Felgenbett 7 anschmiegen
und die Klebezone 9 erstreckt sich darüber hinaus ein Stück weit zu beiden
Seiten des Abschnittes 2a in den Bereich des Abschnittes 2b hinein.
Bei einer Felge von mittlerem Durchmesser kann sich das Formteil
1 mit den Abschnitten 2b seiner Kontaktfläche 2 an das
Felgenbett 7 anschmiegen. In dem Fall kann sich die Verbindungszone
9 zu beiden Seiten jedes der Abschnitte 2b in die Nachbarabschnitte
2a und 2c hinein erstrecken, jeweils bis zum erreichen der auslegungsgemäß
festgesetzten maximalen Spaltbreite dmax.
Das was in den 1 bis 3
am Beispiel von drei Abschnitten mit unterschiedlichem Krümmungsradius
dargestellt ist, kann auf eine größere Anzahl von Abschnitten mit unterschiedlichen
Krümmungsradien erweitert werden, abhängig von der Anzahl der unterschiedlichen
Felgenbettdurchmesser, auf welche das Formteil 1 passen soll.
Das in den 4 dargestellte Ausführungsbeispiel
eines Formteils unterscheidet sich von dem in den 1
bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel darin,
dass die Kontaktfläche 2 aus einer Folge von Abschnitten gebildet ist,
die im Schnitt mit einer Schar aus parallelen Ebenen 3, von denen eine
in 4 die Zeichenebene ist, nicht durch gekrümmte Abschnitte,
sondern durch geradlinige Abschnitte 5a, 5b, 5c gebildete
Kurve 5 ist. Die Kurve 5 ist ein Polygonzug, welcher im großen
und ganzen konkav verläuft und in welchem der Winkel 180°-&agr; bzw. 180°-&bgr;
zwischen den aufeinanderfolgenden Abschnitten 5a und 5b,
5b und 5c mit zunehmenden Abstand von der zweiten Ebene
8, welche in 4 senkrecht zur Zeichenebene
verläuft, zunimmt und der Zuwachs des Winkels in der Folge der Abschnitte
5a, 5b, 5c mit zunehmendem Abstand von der zweiten Ebene
6 abnimmt.
Da es sich bei der Kurve 5 um einen Polygonzug handelt, kann
sie sich an unterschiedliche Felgenbetten 7 bereichsweise angenähert anschmiegen,
was aber angesichts der in der Praxis vorkommenden Maßtoleranzen der Felgenbetten
gegenüber dem in den 1 bis 3
dargestellten Beispiel ein Vorteil ist.
Beim Verkleben des in 4 dargestellten
Formteils 1 mit einem Felgenbett 7 lassen sich im wesentlichen
genau so große Verbindungszonen verwirklichen, wie im Beispiel der 1
bis 3, wobei die Verbindungszonen auch hier
durch die an der vorgegebenen Zugfestigkeit der Klebeverbindung orientierte maximale
Höhe dmax des Klebespaltes zu beiden Seiten der Berührungslinien bestimmt
wird, an welchen das Formteil 1 das Felgenbett berührt.
Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel
zeigt in einer Seitenansicht ein Formteil 1, dessen Kontaktfläche
2 einen sich stetig verändernden Krümmungsverlauf aufweist, welcher sich
als Grenzfall aus den beiden ersten Beispielen ergibt, wenn man dort die Anzahl
der diskreten Abschnitte 2a, 2b, 2c der Kontaktfläche
auf der vorgegebenen Gesamtlänge der Kontaktfläche 2 gegen unendlich streben
läßt. Beim Verkleben mit einem Felgenbett verhält sich das Formteil 1 gemäß
5 ähnlich wie das Formteil in 4.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist gegenüber
dem Ausführungsbeispiel in 5 dadurch abgewandelt, dass
die Kurve 5 auf der einen Seite der zweiten Ebene 6 eine Krümmung
aufweist, welche mit zunehmenden Abstand von der zweiten Ebene 6 wie im
Beispiel der 5 stetig geringer wird, wohingegen die
Kontaktfläche 2 auf der anderen Seite der zweiten Ebene 6 einen
geradlinigen Verlauf hat. Man sieht an diesem Vergleich, dass in dem Bereich, wo
die Kontaktfläche geradlinig begrenzt ist, die Länge der Verbindungszone
9 bis zum Erreichen einer maximalen Spalthöhe dmax deutlich
kürzer ist als auf der anderen Seite der zweiten Ebene 6.
Das Ausführungsbeispiel der 7 unterscheidet
sich von dem in S darin, dass die Kontaktfläche 2 zu beiden
Seiten der zweiten Ebene 6 durch geradlinige Kurven 5 begrenzt
ist, was gegenüber den Beispielen der 4 und der
1 bis 3 zu kürzeren
Verbindungszonen führt.
Die 8 bis 13
illustrieren die Anpassung der Kontaktfläche 2 an ein Felgenbett
7 in einer dritten Ebene, in welcher die Drehachse der Felge liegt, also
in einer Radialebene der Felge. Diese dritte Ebene 12 ist in den
8 bis 13 jeweils
die Zeichenebene, in den 2 bis 7
verläuft sie senkrecht zur Zeichenebene. Da es zur Verdeutlichung der Verhältnisse
nur auf die Gestalt der beiden einander zugewandten Oberflächen des Felgenbettes
7 und des Formteils 1 ankommt, sind sowohl das Felgenbett
7 als auch das Formteil 1 stark vereinfacht nur blockförmig dargestellt.
8 illustriert den Fall, dass das Felgenbett
7 in dem Bereich, in welchem ihm das Formteil 1 anliegt, zylindrisch
ausgebildet ist. In einer Querrichtung 10 des Felgenbettes 7,
welche parallel zur Drehachse der Felge verläuft, kann man dann eine Verbindungszone
9 mit konstanter Spalthöhe haben, wenn die Kontaktfläche 2, wie
in dem vorhergehenden Ausführungsbeispielen gezeichnet, entweder aus zylindrischen
Abschnitten (1 bis 3),
aus ebenen Abschnitten (4 und 7),
oder allgemein aus Abschnitten besteht, welche in der Querrichtung 10 geradlinig
begrenzt sind. Leider ist das häufig nicht der Fall. Häufig ist das Felgenbett
7, wie in 9 gezeichnet, konisch. Dann verkürzt
sich die wirksame Verbindungszone 3, welche bis zur Spalthöhe dmax
reicht, in Abhängigkeit von dem Konuswinkel mehr oder weniger stark. Das ist unerwünscht.
Dem kann man dadurch begegnen, dass man die Kontaktfläche 2 in der Querrichtung
10 nicht geradlinig begrenzt wie in 8 und
3, sondern durch einen Polygonzug, wodurch die Kontur
der Kontaktfläche 2 in der Querrichtung 10 im großen und ganzen
konvex wird. Das einfachste Beispiel, nämlich ein aus zwei geraden Abschnitten bestehender
Polygonzug, ist in den 10 und 11
dargestellt. Man sieht, dass dadurch im Fall einer Felge mit exakt zylindrischem
Felgenbett 7 die Verbindungszone 9 in der Querrichtung
10 zwar verkürzt wird, diese Einbuße wird jedoch dadurch wettgemacht, dass
sich die Verbindungszone 9 gegenüber dem in
9 dargestellten Fall verlängert, wenn man ein so ausgebildetes
Formteil 1 mit einem konischen Felgenbett 7 verklebt, siehe
11. Das Abwinkeln der Kontaktfläche 2 in der
Querrichtung 10 stellt demnach einen vorteilhaften Kompromiss zwischen
den beiden in 8 und 9
dargestellten Grenzfällen dar.
Der Verlauf der Kontaktfläche 2 in der Querrichtung
10 kann optimiert werden, indem man die Kontaktfläche 2 nicht
nur einfach abwinkelt, wie in den 10 und
11, sondern indem man ihr mittels eines Polygonzuges,
welcher sich als Schnittlinie 11 mit einer der dritten Ebenen
12 darstellt, eine Kontur gibt, wie sie in den 12
und 13 dargestellt ist, wobei die Krümmung
im Mittel von einem Rand des Formteils 1 (in 12
der linke Rand) zum gegenüberliegenden Rand des Formteils 1 zunimmt. Statt
eines Polygonzuges kann für die Schnittlinie 11 auch eine ihr angenäherte
stetige Krümmung in der Querrichtung 10 ausgebildet werden. Dadurch erhält
die Kontaktfläche 2 eine Kontur, welche einem halben Sattel ähnlich ist.
Sie stellt ein Optimum dar, um ein und dasselbe Formteil 1 für eine große
Zahl unterschiedlicher Felgenbetten verwenden zu können.
1.- Formteil
2.- Kontaktfläche
2a.- Abschnitt
2b.- Abschnitt
2c.- Abschnitt
3.- erste Ebenen
4.- Seitenfläche
5.- Kurve
5a.- Abschnitt
5b.- Abschnitt
5c.- Abschnitt
6.- Ebene
7.- Felgenbett
8.- Spalt
9.- Verbindungszone
10.- Querrichtung
11.- Polygonzug
12.- dritte Ebene