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Laufrad oder Felge, insbesondere für Luftfahrzeuge Die Erfindung betrifft
Laufräder, insbesondere aus Guß, deren Felgen Luftreifen od. dgl. tragen und vorzugsweise
fugenlose Reifenflansche aufweisen.
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Es ist üblich, Laufräder für Luftfahrzeuge aus gegossenem Magnesium
oder Aluminium oder aus Legierungen dieser Metalle herzustellen, um das Radgewicht
so klein wie möglich zu halten. Normalerweise werden diese Räder mit Luftreifen
od. dgl. ausgerüstet und haben an einer oder an beiden Seiten angegossene fugenlose
Reifenflansche, an denen der Wulst der Bereifung gehalten wird. Beim Landen eines
schweren Flugzeugs werden Räder und Felgen oft hohen Stoßbeanspruchungen ausgesetzt,
besonders bei einer sog. Bumslandung. Außerdem haben die -umlaufenden Teile der
Räder nur eine begrenzte Lebensdauer, da an den Stellen maximaler Belastung sich
Ermüdungserscheinungen und Fehler zeigen; diese Stellen liegen an der Übergangsstelle
der Felge in die Seitenflansche. Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl die großen
Stoßbeanspruchungen beim Landen als auch die normale rollende Belastung vom Luftreifen
so auf die Felge übertragen wird, daß auf ihr große seitlich wirkende Kräfte auftreten,
die insbesondere die Flansche beanspruchen und die erwähnten Ermüdungserscheinungen
zur Folge haben.
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Versuche, den Radius des den Reifenflansch mit der Radbasis verbindenden
Materials zu vergrößern, machten eine Querschnittsänderung des
Reifenwulstes
erforderlich; was unerwüi scht ist. Eine Vergrößerung der Gußdicke des Flansches
auf der Außenseite des Rads hat schwere und plumpe Räder zur Folge und verbietet
sich oft wegen der vorgeschriebenen Begrenzungsmaße.
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Es ist vor allem Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile und
Schwierigkeiten zti vermeiden und eine billige und leichte Konstruktion eines gegossenen
Rads in der Weise vorzusehen; daß erfindungsgemäß der oder die den Reifenwulst haltenden
Felgenflansche durch endlose Versteifungsringe aus Stahl od. dgl. verstärkt sind.
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Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag wird dem Reifenflansch an
der Stelle. des gefährlichen Querschnitts eine Vorspannung erteilt, so daß die am
Flansch auftretenden Belastungskräfte zunächst die herrschenden Vorspannungskräfte
überwinden müssen, um dann erst über die netrale Zone in die Dehnungszone zu gelangen,
in' der überbeanspruchungen und Materialschäden möglich sind.
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Ferner sieht die Erfindung gegossene. Magnesiumräder für Luftfahrzeuge
mit angegossenen Flanschen vor, die durch fugenlose Stahlringe so verstärkt sind,
daß ein Bruch der Radflansche selbst unter Stoßbeanspruchungen :vermieden wird.
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Schließlich können die gemäß der Erfindung für gegossene Räder verwendeten
Stahlversteifungsringe auch zur Bildung einer Hemmvorrichtung Verwendung finden.
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Wie aus der Beschreibung deutlicher hervorgeht, schließt die Erfindung
insbesondere die Kombination eines tragenden Glieds (Rad, Felge) mit angearbeitetem
Flansch als Widerlager für die Reifenwülste ein,' dessen Flansche ringförmige und
seitwärts gerichtete Ansatzflächen hur Aufnahme der konzentrisch zu ihnen angeordneten
Versteifungsringe haben, wobei die Ansatzflächen mit den Flanschen unter Vorspannung
gesetzt und die Versteifungsringe eingesetzt werden, die ihrerseits wiederum durch
die konzentrischen Kräfte, die von den Ansatzflächen ausgehen, gehalten werden.
Das tragende Glied, also der Radkörper;, bestecht gewöhnlich aus Magnesium- oder
Aluminiumguß, der Versteifungsring kann im Querschnitt I-Profil -haben und eine
Bremsscheibe aufnehmen, die mit ihm verzahnt oder versplintet ist. .
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch ein gegossenes Rad entsprechend
dem Erfindungsvorschlag, Fig. 2 eine Seitenansicht des Rads. der Fig. i, Fig.3 eine
vergrößerte Wiedergabe des Querschnitts des Rollenflansches der Fig. i mit dein
erfindungsgemäßen Versteifungsring; Fig. 4 und 5 die Teile der Fig. _3 in abgeänderter
Ausführungsform, Fig.6 eine Seitenansicht eines Reifenflansches, dessen Versteifungsring
mit einer Bremsscheibe verzahnt ist, Fig. 7 eine vergrößerte Wiedergabe des Querschnitts
des Flansches gemäß :Linie VII-VII der Fig. 6. In den Zeichnungen ist mit i allgemein
der die Bereifung tragende Körper bezeichnet, der beim Ausführungsbeispiel aus einem
Rad mit trommelartig gewölbter Felge 2 besteht, an die .die Speichen 3 mit der Nabe
4 angegossen sind. Der die Felge bildende trommelartige Radkranz 2 hat an seinen
beiden Kanten angeformte, endlose Flansche 5 zum Halten der Bereifung, die ihrerseits
wiederum waagerechte Ansätze 6 haben, welche ringförmig und parallel zur Radachse
verlaufen.
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Die Felge 2 des sich drehenden Körpers i ist unmittelbar zur Aufnahme
einer Luftreifentype mit nicht dehnbarem Drahtwulst geeignet. Zur Erleichterung
der Montage und Demontage der Bereifung kann das Rad i in üblicher Weise bei 7 gespalten
sein. Es sei bemerkt, daß der Erfindungsgedanke auch bei Rädern und Felgen anderer
Konstruktionen zur Anwendung gebracht werden kann, z. B. solchen mit Tiefbettfelgen
oder solchen mit abnehmbaren Ringflanschen für die Bereifung.
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Das Rad i hat die bei Flugzeugen übliche Form und ist entsprechend
der normalen Praxis aus Magnesium, Aluminium oder aus Legierungen aus dem einen
oder anderen oder aus beiden Metallen gegossen. Dabei können die Teile 2, 3, 4,
5 und 6 -
des Rads unmittelbar zu dem gemeinsamen und in der Zeichnung dargestellten
Radkörper zusammengegossen werden.
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Konzentrisch zu dem äußeren Flanschring 6 des Rads ist ein fugenloser
Ring 8 aus Material hoher Festigkeit, z. B. hochwertigem Stahl, angeordnet, der
unter dem Flanschring 6 so eingespannt ist, daß er nicht nur diesen abstützt, sondern
auch gleichzeitig fest an dem Reifenflansch 5 anliegt.
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Das Einziehen des Rings 8 in den Flansch 6, 5 erfolgt zweckmäßig mittels
eines Schrumpfvorgangs, der wiederum in der Weise durchgeführt wird, daß zwischen
dem Ring 8 und dem Radkörper ein genügend großer Temperaturunterschied hergestellt
wird, der die Vereinigung der genannten Teile ermöglicht.
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Insbesondere kann so vorgegangen werden, daß der Ring 8 unter normalen
Temperaturen ausgesetzt wird, während der Radkörper bzw. seine Flanschteile, eine
übernormale Temperatur erhalten. Die Teile werden dann zusammengefügt, und sobald
sie die normale Raumtemperatur wieder erreicht haben, sitzt der Ring 8 infolge der
Schrumpfung des Ringflanschteils 6 und der Ausdehnung des Rings 8 fest und konzentrisch
innerhalb des Flanschteils 6. Das Ergebnis dieser Behandlung ist, daß der Ring 8
unter Druckbeanspruchung steht, der Ringflansch 6 dagegen unter Spannung, daß aber
außerdem der Flanschteil 5 etwas nach links (Fig. 3) gebogen wird und dadurch dem
Bereich 9 der Felge, unter Druck beansprucht, eine Vorspannung erteilt wird. Dieser
Teil 9 ist der gefährliche Querschnitt zwischen Reifenflansch 5 und dem trommelartig
gewölbten Bodenteil 2 der Felge. Die dem Teil 9 erteilte Vorspannung ist deshalb
wesentlich, da der Reifenflansch 5 Beanspruchungen ausgesetzt ist, die ihn auswärts
zu biegen suchen, was bei der nor- i malen rollenden Belastung des Rads der Fall
ist;
der Querschnitt 9 muß dann zuerst aus dem Bereich der Druckbeanspruchung
zurück in die neutrale Zone bewegt werden, um dann erst Zugbeanspruchungen ausgesetzt
zu werden, die bei Überbeanspruchung Schäden verursachen können.
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In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführung der Erfindung gezeigt,
bei der der Reifenflansch io wieder einen ringförmigen Flanschteil ii hat. Der gefährliche
Querschnitt liegt bei 12. Der vorgesehene Versteifungsring 13 entspricht im wesentlichen
dein Ring 8 der Ausführung der Fig. 3, hat jedoch einen I-förmigen Querschnitt.
Hierdurch ergeht sich unter Beibehaltung der wesentlichen Abmessungen der Ausführung
der Fig. 3 eine kräftigere Konstruktion.
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In Fig. 5 ist ein Reifenflansch 14 vorgesehen, dessen gefährlicher
Querschnitt bei 15 liegt und dessen ringförmiger Flanschteil mit 16 bezeichnet ist.
In seinem Innern liegt der Versteifungsring 17. Diese Ausführung unterscheidet sich
von denjenigen der Fig. 3 und 4 lediglich dadurch, daß der Versteifungsring 17 zusätzlich
zu dem Schrumpfungsvorgang durch mehrere Stifte 18 in dem waagerechten Teil des
Flansches gehalten wird, die längs des LJinfangs des Flanschteils 16 vorgesehen
sind.
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Fig. 6, 7 zeigen einen Radkörper 18' mit angegossenem Reifenflansch
i9, dessen waagerechte ringförmige Verlängerung mit 2o bezeichnet ist. Der in dieser
liegende Versteifungsring 21 hat im Querschnitt eine größere Breite als radikale
Dicke und kann wiederum durch über den Umfang verteilte Stifte 22 mit dem Ringflansch
20 verbunden sein. Versteifungsring 21 und Flansch 20 haben bei dieser Ausführungsform
der Erfindung konische Paßflächen 26, um im Bereich des gefährlichen Querschnitts
bei 25 Druckkräfte hervorrufen zu können, nachdem sie zusammengepreßt wurden. Der
innere Umfang des Versteifungsrings 21 hat eine Verzahnung 23, in der eine Bremsscheibe
24 'gehalten wird. Der Ring 21 hat daher den doppelten Zweck, einmal die Versteifung
des Reifenflansches i9 hinsichtlich seines gefährlichen Querschnitts 25 zu erzielen
und außerdem gleichzeitig eine Bremsscheibe 24 zu tragen, die dabei in axialer Richtung
eine begrenzte Bewegungsmöglichkeit besitzt.
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Aus der Beschreibung ergibt sich, daß die Aufgabe der Erfindung mittels
eines einfachen, billigen und leicht konstruierten Rads oder sonstigen umlaufenden
Glieds erreicht wird, das zur Aufnahme einer Bereifung geeignet ist. Dabei sind
übermäßige Beanspruchungen an der Stelle des gefährlichen Querschnitts zwischen
Felge und Reifenflansch erheblich verringert, wodurch die Lebensdauer des Rads verlängert
und das Auftreten von Radschäden so gut wie unmöglich gemacht wird.