DE102015003999B4

DE102015003999B4 - Fiber composite plastic roller

Info

Publication number: DE102015003999B4
Application number: DE102015003999.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Mengel
Original assignee: Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Current assignee: Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: DE102015003999A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Laufrolle für Fahrzeuge mit Gleisketten- und/oder Gleisbandfahrwerk, umfassend mindestens einen inneren Radkörper, mindestens einen äußeren Radkörper, mindestens einen mittleren Radkörper, der zwischen dem inneren Radkörper und dem äußeren Radkörper platziert ist, mindestens ein Verbindungselement, das am Rollbereich der Laufrolle platziert ist, und den inneren Radkörper, den äußeren Radkörper und den mittleren Radkörper am Rollbereich miteinander verbindet, mindestens ein Laufflächenring, der auf dem Rollbereich angebracht ist und mindestens ein Nabenelement, das am Achsbereich der Laufrolle platziert ist und den inneren Radkörper, den äußeren Radkörper und den mittleren Radkörper am Achsbereich miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der innere Radkörper als auch der äußere Radkörper und das Verbindungselement aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt sind, der Kohlenstofffasern oder Aramid und/oder Kevlar, und/oder Basalt, und/oder Naturfasern umfasst, dass das Nabenelement ein radial umlaufendes U-Profil umfasst, welches die axialen Enden von innerem Radkörper, äußerem Radkörper und mittleren Radkörper aufnimmt.The present invention discloses a roller for vehicles with a caterpillar track and / or track belt running gear, comprising at least one inner wheel body, at least one outer wheel body, at least one middle wheel body which is placed between the inner wheel body and the outer wheel body, at least one connecting element, which Rolling area of the roller is placed, and connects the inner wheel body, the outer wheel body and the middle wheel body on the rolling area with each other, at least one tread ring, which is attached to the rolling area and at least one hub element, which is placed on the axle area of the roller and the inner wheel body, connects the outer wheel body and the middle wheel body to each other at the axle area, characterized in that both the inner wheel body and the outer wheel body and the connecting element are made of a fiber composite plastic, the carbon fibers or aramid and / or Kevlar, and / or basal t, and / or natural fibers comprises that the hub element comprises a radially circumferential U-profile, which receives the axial ends of the inner wheel body, outer wheel body and middle wheel body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet von Laufrollen für Kettenfahrzeuge mit Gleisketten oder Gleisbändern. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Laufrolle für Fahrzeuge mit Gleisketten- und/oder Gleisbandfahrwerk, wobei die Laufrolle aus mehreren Komponenten und in Leichtbauweise unter Verwendung von Faserverbundkunststoff gefertigt ist.The present invention relates to the technical field of track rollers for tracked vehicles with track chains or track bands. In particular, the present invention relates to a roller for vehicles with a crawler track and / or track belt carriage, wherein the roller is made of several components and in a lightweight construction using fiber composite plastic.

Im Stand der Technik werden Laufrollen für Fahrzeuge mit Gleisketten- und/oder Gleisbandfahrwerk, insbesondere militärische Kettenfahrzeuge aus massiven Metallwerkstoffen, vor allem aus unterschiedlichstem Stahl gefertigt. Unter den heutzutage ständig steigenden Anforderungen an militärische Kettenfahrzeuge wird der Luftverlastbarkeit besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Infolge dessen spielt das Gesamtgewicht von militärischen Kettenfahrzeugen eine besonders große Rolle. Es ist daher ein weltweites Bestreben, das Gesamtgewicht von militärischen Kettenfahrzeugen erheblich zu reduzieren. Um eine Gewichtsersparnis erreichen zu können, werden im Stand der Technik Laufrollen beispielsweise aus Aluminium gefertigt, anstelle des Stahls. Um eine weitere Gewichtsreduzierung zu erreichen, steht seit geraumer Zeit die Technik von carbonfaserverstärktem Kunststoff bzw: CFK als Fertigungsmaterial zur Verfügung. Allerdings war es bis jetzt nicht möglich, dieses Fertigungsmaterial für die Konstruktion von Laufrollen für Kettenfahrzeuge zu verwenden, da die spezifischen Belastungen, die an Laufrollen auftreten nicht von der herkömmlichen CFK-Bauweise aufgefangen werden konnten. Daher besteht ein Bedarf an einer Bauweise für eine Laufrolle aus z.B. CFK, die es ermöglicht, Faserverbundkunststoffe für die Herstellung von belastungsfähigen Laufrollen zu verwenden.In the prior art, track rollers for vehicles with a crawler track and / or track belt carriage, in particular military tracked vehicles, are made from solid metal materials, especially from a wide variety of steel. With the increasing demands on military tracked vehicles these days, special attention is paid to air pollution. As a result, the total weight of military tracked vehicles plays a particularly important role. It is therefore a global effort to significantly reduce the total weight of military tracked vehicles. In order to be able to save weight, rollers are made in the prior art, for example from aluminum, instead of steel. In order to achieve a further weight reduction, the technology of carbon fiber reinforced plastic or CFRP has been available as a manufacturing material for some time. However, until now it has not been possible to use this manufacturing material for the construction of track rollers for tracked vehicles, since the specific loads that occur on the track rollers could not be absorbed by the conventional CFRP construction. There is therefore a need for a construction for a roller consisting of e.g. CFRP, which makes it possible to use fiber-reinforced plastics for the production of heavy-duty rollers.

Aus der WO 2010/065633 A2 ist eine Laufrolle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 bekannt.From the WO 2010/065633 A2 a roller with the features of the preamble of claim 1 is known.

Aus der DE 35 37 665 A1 ist ein Leit- oder Laufrad, bei dem sich zwischen dem äußeren Laufring aus Stahl und dem eigentlichen Radkörper eine Zwischenlage aus Elastomer, z. B. ein Gummi, befindet, bekannt. Durch diese Zwischenlage wird der Schall und Schlag gedämpft und nicht an den eigentlichen Radkörper weitergegeben.From the DE 35 37 665 A1 is a stator or impeller, in which there is an intermediate layer made of elastomer, for example, between the outer steel race and the actual wheel body. B. a rubber, is known. This intermediate layer dampens the sound and shock and does not pass it on to the actual wheel body.

Aus der DE 21 34 557 A ist ein hochbelastetes Laufrad, das als Radscheibe mit auslaufendem peripheren zylindrischen Radkranz als Lauffläche ausgebildet ist, insbesondere für Kettenfahrzeuge, bekannt. Das gesamte Rad besteht aus Glasfaserkunststoff und das den Radkörper verstärkende Glasfasergewebe ist kontinuierlich (knickungslos) und ohne Unterbrechung angeordnet.From the DE 21 34 557 A is a highly loaded impeller, which is designed as a wheel disc with a tapering peripheral cylindrical wheel rim as a tread, especially for tracked vehicles. The entire wheel is made of fiberglass and the fiberglass reinforcing the wheel body is arranged continuously (without kinks) and without interruption.

Aus der DE 101 13 362 A1 ist ein Rad für Kettenfahrzeuge, welches an einer Fahrzeug-Radnabe vorgesehen ist, bekannt. Zur Realisierung eines derartigen Rades geringen Gewichtes mit optimalen Dämpfungseigenschaften und geringer Wärmesignatur weist das Rad einen Radring aus einem Kunststoffmaterial auf.From the DE 101 13 362 A1 a wheel for tracked vehicles, which is provided on a vehicle wheel hub, is known. In order to implement such a low-weight wheel with optimal damping properties and a low heat signature, the wheel has a wheel ring made of a plastic material.

Die US 7137675 B1 offenbart ein Hohlschalen-Straßenrad für Kettenfahrzeuge, welches einen im Allgemeinen dreieckigen Außenumfangshohlraum umfasst, der durch einen Außenrand und zwei Wandelemente gebildet wird. Eine Reihe von Hohlschalen-Straßenrädern, die in einer Rücken-an-Rücken-Konfiguration zusammengebaut sind, unterstützen das Kettenfahrzeug und dienen als Führungen für die Spur des Kettenfahrzeugs.The US 7137675 B1 discloses a hollow shell road wheel for tracked vehicles which includes a generally triangular outer circumferential cavity formed by an outer rim and two wall members. A series of hollow-shell road wheels, which are assembled in a back-to-back configuration, support the tracked vehicle and serve as guides for the track of the tracked vehicle.

Aus der US 2011 / 0 298 274 A1 ist ein segmentierter Verschleißring für ein Kettenrad eines Kettenfahrzeugs, das mit einer Kettenführung zusammenarbeitet, bekannt.From US 2011/0 298 274 A1, a segmented wear ring for a chain wheel of a tracked vehicle, which works together with a chain guide, is known.

Zuletzt offenbart US 5 171 074 A ein leichtes Straßenrad mit einem relativ geringen Massenträgheitsmoment für die Verwendung in einem Fahrzeug mit endloser Spur. Das Rad umfasst ein inneres Metallelement mit einer Umfangsnut zum Aufnehmen von Führungsklampen einer Endlosbahn und gegenüberliegenden Umfangsfelgen mit inneren ringförmigen Wandabschnitten, die gegen Oberflächen des inneren Metallelements angeordnet sind. Die Felgen bestehen aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff. Es sind Mittel vorgesehen, um das innere Element und die Felgenabschnitte miteinander zu sichern. Elastomerreifen, die an den Außenflächen der Felgen befestigt sind, und segmentierte Verschleißpolster befinden sich auf nach innen gerichteten Flächen der Umfangsnut.Last revealed US 5,171,074 A a light road bike with a relatively low mass moment of inertia for use in a vehicle with endless track. The wheel includes an inner metal member with a circumferential groove for receiving guide cleats of an endless track and opposed circumferential rims with inner annular wall portions arranged against surfaces of the inner metal member. The rims are made of a fiber-reinforced composite material. Means are provided to secure the inner member and the rim portions together. Elastomer tires, which are attached to the outer surfaces of the rims, and segmented wear pads are located on inward-facing surfaces of the circumferential groove.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Laufrolle derart auszubilden, dass bei weniger Gesamtgewicht gleichzeitig den typischen Belastungen widerstanden werden, die bei Gleiskettenfahrzeugen, insbesondere militärischen Kettenfahrzeugen auftreten.The object of the invention is to design a generic roller in such a way that, with less overall weight, the typical loads which occur in caterpillars, in particular military tracked vehicles, are simultaneously withstood.

Diese Aufgabe wird durch die Laufrolle gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the roller according to claim 1.

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Laufrolle für Fahrzeuge mit Gleisketten- und/oder Gleisbandfahrwerk, umfassend mindestens einen inneren Radkörper, mindestens einen äußeren Radkörper und mindestens einen mittleren Radkörper, der zwischen dem inneren Radkörper und dem äußeren Radkörper platziert ist. Weiter umfasst die vorliegende Erfindung mindestens ein Verbindungselement, das am Rollbereich der Laufrolle platziert ist, und den inneren Radkörper, den äußeren Radkörper und den mittleren Radkörper am Rollbereich miteinander verbindet. Die vorliegende Erfindung umfasst weiter mindestens einen Laufflächenring, der auf dem Rollbereich angebracht ist und mindestens ein Nabenelement, das am Achsbereich bzw. dem axialen Ende der Laufrolle platziert ist und den inneren Radkörper, den äußeren Radkörper und den mittleren Radkörper am Achsbereich bzw. dem axialen Ende miteinander verbindet. Als axiales Ende ist derjenige Bereich der Laufrolle definiert, der zur Rotationsachse der Laufrolle weist, während als radiales Ende derjenige Bereich der Laufrolle definiert ist, der von der Rotationsachse der Laufrolle weg weist. Erfindungsgemäß sind sowohl der innere Radkörper als auch der äußere Radkörper aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt. Das Verbindungselement ist ebenfalls aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt. Der Faserverbundkunststoff umfasst Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern Aramid, und/oder Kevlar, und/oder Basalt, und/oder Naturfasern.The present invention discloses a roller for vehicles with a caterpillar track and / or track belt running gear, comprising at least one inner wheel body, at least one outer wheel body and at least one central wheel body which is placed between the inner wheel body and the outer wheel body. Furthermore, the present invention comprises at least one connecting element, which is placed on the rolling area of the roller, and the inner wheel body, the outer one Connects the wheel center and the center wheel center on the rolling area. The present invention further comprises at least one tread ring which is attached to the rolling area and at least one hub element which is placed at the axle area or the axial end of the roller and the inner wheel body, the outer wheel body and the middle wheel body at the axle area or the axial End connects with each other. The region of the roller that points to the axis of rotation of the roller is defined as the axial end, while the region of the roller that faces away from the axis of rotation of the roller is defined as the radial end. According to the invention, both the inner wheel body and the outer wheel body are made of a fiber composite plastic. The connecting element is also made of a fiber composite plastic. The fiber composite plastic comprises carbon fibers and / or glass fibers aramid, and / or kevlar, and / or basalt, and / or natural fibers.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Laufflächenring zumindest mit einem Epoxidkleber auf dem Rollbereich angebracht. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Laufflächenring und/oder das Nabenelement aus einem Metallwerkstoff hergestellt. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der mittlere Radkörper einen Schaumfüllstoff .oder ein vergleichbares Material mit ähnlich geringer Dichte.In a further embodiment of the present invention, the tread ring is attached to the rolling area at least with an epoxy adhesive. In a further embodiment of the present invention, the tread ring and / or the hub element are made of a metal material. In another embodiment of the present invention, the center wheel body comprises a foam filler or a comparable material with a similarly low density.

In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der innere Radkörper und/oder der äußere Radkörper mindestens teilweise einen Schutzüberzug auf. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an dem Laufflächenring eine Laufflächenbeschichtung angebracht.

1 zeigt eine dreidimensionale Querschnittansicht einer Laufrolle.
2 zeigt eine senkrechte Ansicht auf den Querschnitt einer Laufrolle.

In an alternative embodiment of the present invention, the inner wheel body and / or the outer wheel body at least partially has a protective cover. In a further embodiment of the present invention, a tread coating is applied to the tread ring.

1 shows a three-dimensional cross-sectional view of a roller.
2nd shows a vertical view of the cross section of a roller.

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Laufrolle 1 für Fahrzeuge mit Gleisketten- und/oder Gleisbandfahrwerk, insbesondere für militärische Kettenfahrzeuge, z.B. Kampfpanzer oder Schützenpanzer. Fahrzeuge mit Gleisketten- und/oder Gleisbandfahrwerk werden weiter lediglich unter dem Begriff Kettenfahrzeug subsummiert, d.h. die vorliegende Erfindung kann sowohl zusammen mit einer Gleiskette als auch mit einem Gleisband verwendet werden. Die erfindungsgemäße Laufrolle 1 umfasst mindestens einen inneren Radkörper 2, mindestens einen äußeren Radkörper 3, und mindestens einen mittleren Radkörper 4, der zwischen dem inneren Radkörper 2 und dem äußeren Radkörper 3 platziert ist.The present invention discloses a roller 1 for vehicles with caterpillar tracks and / or track belt running gear, in particular for military tracked vehicles, for example battle tanks or armored personnel carriers. Vehicles with track and / or track belt running gear are further subsumed under the term tracked vehicle, ie the present invention can be used both with a track chain and with a track belt. The roller according to the invention 1 comprises at least one inner wheel body 2nd , at least one outer wheel body 3rd , and at least one middle wheel center 4th that between the inner wheel body 2nd and the outer wheel body 3rd is placed.

Weiter umfasst die erfindungsgemäße Laufrolle 1 mindestens ein Verbindungselement 5, das am Rollbereich 8 der Laufrolle 1 platziert ist, und den inneren Radkörper 2, den äußeren Radkörper 3 und den mittleren Radkörper 4 am Rollbereich 8 miteinander verbindet.
Der innere Radkörper 2, der äußere Radkörper 3 und das Verbindungselement 5, welche zusammenfassend im Weiteren als Tragelemente bezeichnet werden, umfassen Faserverbundkunststoffe, wobei der Faserverbundkunststoff Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern oder Aramid und/oder Kevlar und/oder Basalt und/oder Naturfasern umfasst. Die Tragelemente sind vollständig aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt. In den von 1 bis 2 gezeigten Ausführungsformen sind alle Tragelemente aus einem Faserverbundkunststoff hergestellt. Unter Faserverbundkunststoff versteht man im Stand der Technik Verbundwerkstoffe, bei denen Fasern, z.B. Carbonfasern oder Glasfasern, in Kunststoff eingebettet sind, wobei auch andere Arten von Fasern verwendbar sind, z.B. Aramidfasern oder Metallfasern. Der Kunststoff besteht im Allgemeinen aus Epoxidharz, wobei aber auch andere Duromere oder Thermoplaste möglich sind. Vorzugsweise wird glasfaserverstärkter Kunststoff bzw. GFK oder insbesondere carbonfaserverstärkter Kunststoff bzw. CFK verwendet. Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen Tragelemente aus CFK. Der Vorteil, den die Verwendung von CFK bezüglich der Laufrolle 1 bietet, ist eine enorme Gewichtsreduktion im Vergleich zu herkömmlichen Laufrollen 1 aus Metall, meist Stahl oder Aluminium, wie man durch Vergleich der spezifischen Gewichte leicht erkennen kann: Aluminium: 2,71 g/cm³, Stahl: 7,85 g/cm³, CFK: 1,8 g/cm³.The roller according to the invention further comprises 1 at least one connecting element 5 that at the taxi area 8th the roller 1 is placed, and the inner wheel body 2nd , the outer wheel center 3rd and the middle wheel center 4th at the taxi area 8th connects with each other.
The inner wheel body 2nd , the outer wheel body 3rd and the connecting element 5 , which are referred to in the following as support elements, comprise fiber composite plastics, the fiber composite plastics comprising carbon fibers and / or glass fibers or aramid and / or Kevlar and / or basalt and / or natural fibers. The support elements are made entirely of a fiber composite plastic. In the of 1 to 2nd The embodiments shown are all made of a fiber composite plastic. In the prior art, fiber composite plastic is understood to mean composite materials in which fibers, for example carbon fibers or glass fibers, are embedded in plastic, it also being possible to use other types of fibers, for example aramid fibers or metal fibers. The plastic generally consists of epoxy resin, although other thermosets or thermoplastics are also possible. Glass fiber reinforced plastic or GRP or in particular carbon fiber reinforced plastic or CFRP is preferably used. The exemplary embodiments of the present invention show support elements made of CFRP. The advantage of using CFRP with respect to the roller 1 offers is an enormous weight reduction compared to conventional rollers 1 Made of metal, usually steel or aluminum, as can easily be seen by comparing the specific weights: aluminum: 2.71 g / cm ³ , steel: 7.85 g / cm ³ , CFRP: 1.8 g / cm ³ .

Beispielsweise hat eine herkömmliche Laufrolle 1 des militärischen Kettenfahrzeugs „Wiesel“ ein Gesamtgewicht von ca. 11,9 kg. Die vorliegende Erfindung reduziert das Gesamtgewicht dieser Ausführungsform einer Laufrolle 1 auf weniger als 7 kg, in bevorzugten Ausführungsformen sogar auf weniger als 5,5 kg.For example, has a conventional roller 1 of the military tracked vehicle “Wiesel” a total weight of approx. 11.9 kg. The present invention reduces the overall weight of this embodiment of a roller 1 to less than 7 kg, in preferred embodiments even to less than 5.5 kg.

Weiter umfasst die erfindungsgemäße Laufrolle 1 mindestens ein Laufflächenring 6, der auf dem Rollbereich 8 angebracht ist. In den gezeigten bevorzugten Ausführungsformen werden zwei Laufflächenring 6 verwendet, d.h. je ein Laufflächenring 6 für den inneren Radkörper 2 und den äußeren Radkörper 3. Die Laufflächenringe 6 können erfindungsgemäß auch derart gestaltet sein, dass sie einen Mittenführungsring aufweisen, um Mittenführungszähne von Gleisketten zu führen. Erfindungsgemäß sind aber auch mehr als zwei Laufflächenringe 6 oder auch nur ein Laufflächenring 6 einsetzbar. In einer nicht gezeigten Ausführungsform werden der innere Radkörper 2 und der äußere Radkörper 3 am Rollbereich 8 durch einen gemeinsamen Laufflächenring 6 verbunden, welche einen sogenannten Mittenführungsring ausbilden.The roller according to the invention further comprises 1 at least one tread ring 6 who is on the taxi area 8th is appropriate. In the preferred embodiments shown, two tread rings 6 used, ie one tread ring each 6 for the inner wheel body 2nd and the outer wheel body 3rd . The tread rings 6 can also be designed according to the invention in such a way that they have a center guide ring in order to guide center guide teeth of track chains. According to the invention, however, there are also more than two tread rings 6 or just a tread ring 6 applicable. In an embodiment not shown, the inner wheel body 2nd and the outer wheel body 3rd at the taxi area 8th through a common tread ring 6 connected, which form a so-called center guide ring.

Der mindestens eine Laufflächenring 6 erstreckt sich vorzugsweise vom Rollbereich 8 bis in die Aussparung zwischen dem inneren und dem äußeren Radkörper 3. Der mindestens eine Laufflächenring 6 dient als Verschleißring, an dem Kräfte während des Betriebs der Laufrolle 1 an der Gleiskette, insbesondere dem Mittenführungszahn der Gleiskette des Kettenfahrzeuges, angreifen, z.B. abrasive Kräfte durch Roll- oder Gleitreibung etc., was zu Mikrozerspanung führt. Der Laufflächenring 6 schützt in seiner Funktion als Verschleißring die Tragelemente zumindest vor abrasiven Kräften im Rollbereich 8.The at least one tread ring 6 preferably extends from the roll area 8th to the recess between the inner and outer wheel body 3rd . The at least one tread ring 6 serves as a wear ring on the forces during operation of the roller 1 on the track, especially the center guide tooth of the track of the tracked vehicle, for example abrasive forces due to rolling or sliding friction, etc., which leads to micro-machining. The tread ring 6 protects the support elements in its function as a wear ring at least against abrasive forces in the rolling area 8th .

Der mindestens eine Laufflächenring 6 ist vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus Stahl gefertigt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Laufflächenring 6 aus einem Titanwerkstoff hergestellt. Für den Laufflächenring 6 wird vorzugsweise ein Metallwerkstoff, z.B. 42CrMo4 verwendet, um möglichst widerstandsfähig gegenüber insbesondere abrasiven Kräften und Mikrozerspanung zu sein, wodurch eine Laufrolle 1 für das Anwendungsbeispiel beim militärischen Kettenfahrzeug „Wiesel“ auf weniger als 7 kg Gesamtgewicht reduziert wird. Der Titanwerkstoff der besonders bevorzugten Ausführungsform weist neben der genannten Widerstandsfähigkeit zudem noch den Vorteil eines geringeren spezifischen Gewichts als herkömmlicher Kohlenstoffstahl auf, wodurch eine erfindungsgemäße Laufrolle 1 für das Anwendungsbeispiel beim militärischen Kettenfahrzeug „Wiesel“. auf weniger als 5,5 kg Gesamtgewicht reduziert wird.The at least one tread ring 6 is preferably made of a metal material, in particular steel. In a particularly preferred embodiment, the at least one tread ring 6 made of a titanium material. For the tread ring 6 a metal material, for example 42CrMo4, is preferably used in order to be as resistant as possible to particularly abrasive forces and micro-machining, which results in a roller 1 for the application example for the military tracked vehicle "Wiesel" is reduced to a total weight of less than 7 kg. In addition to the resistance mentioned, the titanium material of the particularly preferred embodiment also has the advantage of a lower specific weight than conventional carbon steel, which means that a roller according to the invention 1 for the application example for the military tracked vehicle "Wiesel". is reduced to less than 5.5 kg total weight.

Weiter umfasst die Laufrolle 1 mindestens ein Nabenelement 7, das am Achsbereich 9 der Laufrolle 1 platziert ist und den inneren Radkörper 2, den äußeren Radkörper 3 und den mittleren Radkörper 4 am Achsbereich 9 miteinander verbindet, wie in 1 veranschaulicht ist. Das Nabenelement 7 kann einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Zudem kann das Nabenelement 7 in einer Ausführungsform als Zentralverschlusselement oder auch als Lochkreiselement ausgeführt sein, je nach Bedarf auch einteilig oder mehrteilig. Ein Nabenelement 7 in der Ausführungsform eines Zentralverschlusselements verschließt die Öffnung zwischen innerem Radkörper 2 und äußerem Radkörper 3 zum größten Teil. Ein Nabenelement 7 als in der Ausführungsform eines Lochkreiselements läßt die Öffnung zwischen dem inneren Radkörper 2 und dem äußeren Radkörper 3 zum größten Teil offen, wie die in 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht. Das Nabenelement 7 ist ein radial umlaufendes U-Profil, welches die axialen Enden 15 von innerem Radkörper 2 und äußerem Radkörper 3 aufnimmt. Vorzugsweise ist das U-Profil zusätzlich geschäftet, um die wirksame Klebefläche zu erhöhen und/oder den Spannungsverlauf zu optimieren. Vorzugsweise wird zusätzlich noch der mittlere Radkörper 4 an seinem axialen Ende 15 im radial umlaufenden U-Profil des Nabenelements 7 aufgenommen, wie in 1 gezeigt ist. Das Nabenelement 7 bildet die Schnittstelle der Laufrolle 1 zum Kettenfahrzeug. Herkömmlicherweise wird das Nabenelement 7 über ein Radlager mit einer Achswelle des Kettenfahrzeugs verbunden. Die Passung des Nabenelements 7 an das jeweilige Radlager ist von einem Fachmann individuell bzw. je nach Bedarf bzw. anwendungsspezifisch zu fertigen.The roller also includes 1 at least one hub element 7 that on the axis area 9 the roller 1 is placed and the inner wheel body 2nd , the outer wheel center 3rd and the middle wheel center 4th at the axis area 9 connects with each other, as in 1 is illustrated. The hub element 7 can be made in one part or in several parts. In addition, the hub element 7 in one embodiment as a central locking element or as a bolt circle element, depending on the need also in one part or in several parts. A hub element 7 in the embodiment of a central locking element, the opening between the inner wheel body closes 2nd and outer wheel body 3rd mostly. A hub element 7 than in the embodiment of a bolt circle element leaves the opening between the inner wheel body 2nd and the outer wheel body 3rd for the most part open, like the one in 1 illustrated preferred embodiment. The hub element 7 is a radial circumferential U-profile, which has the axial ends 15 from inner wheel body 2nd and outer wheel body 3rd records. Preferably, the U-profile is additionally busy to increase the effective adhesive surface and / or to optimize the voltage curve. The middle wheel body is also preferred 4th at its axial end 15 in the radially circumferential U-profile of the hub element 7 recorded as in 1 is shown. The hub element 7 forms the interface of the roller 1 to the tracked vehicle. Conventionally, the hub member 7 connected to an axle shaft of the tracked vehicle via a wheel bearing. The fit of the hub element 7 A specialist must manufacture the respective wheel bearing individually or as required or application-specific.

Aus denselben Gründen wie für den mindestens einen Laufflächenring 6 wird das Nabenelement 7 erfindungsgemäß aus einem Metallwerkstoff hergestellt. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Nabenelement 7 z.B. aus herkömmlichem Stahl, oder 42CrMo4, oder Aluminium oder einem Titanwerkstoff. Je nach Bedarf oder je nach Gewichtsvorgaben kann der Fachmann den Metallwerkstoff für das Nabenelement 7 individuell wählen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Nabenelement 7 aus einem Aluminiumwerkstoff, z.B. dem hochfesten Aluminiumwerkstoff EN-AW 7075 gefertigt, da dieser das geringstmögliche spezifische Gewicht bei hoher Widerstandsfestigkeit gegenüber abrasiven Kräften in die gesamte erfindungsgemäßen Laufrolle 1 miteinbringt. Es kann aber auch kostengünstigerer Stahl unter Inkaufnahme eines erhöhten Gesamtgewichts verwendet werden.For the same reasons as for the at least one tread ring 6 becomes the hub element 7 According to the invention made of a metal material. In preferred embodiments, the hub member 7 eg made of conventional steel, or 42CrMo4, or aluminum or a titanium material. Depending on requirements or weight specifications, the person skilled in the art can choose the metal material for the hub element 7 choose individually. In a preferred embodiment of the invention, the hub element 7 made of an aluminum material, e.g. the high-strength aluminum material EN-AW 7075 manufactured because this has the lowest possible specific weight with high resistance to abrasive forces in the entire roller according to the invention 1 brings with it. However, cheaper steel can also be used while accepting an increased total weight.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Laufflächenring 6 zumindest teilweise, wie in 2 veranschaulicht ist, oder auch vollständig (nicht gezeigt) mit einem zähelastischem Epoxidkleber 13 auf dem Rollbereich 8 des inneren Radkörpers 2 und/ oder des äußeren Radkörpers 3 angebracht. Bei Bedarf können zusätzlich weitere Befestigungsmöglichkeiten verwendet werden, um den mindestens einen Laufflächenring 6 auf dem Rollbereich 8 der Laufrolle 1 zu befestigen. Bevorzugt wird eine Klebeschicht aus zähelastischem Epoxidharz zwischen Laufflächenring 6 und innerem Radkörper 2 bzw. äußerem Radkörper 3, da die zähelastische Eigenschaft eine zusätzliche Dämpfung von Stößen bzw. Kräftespitzen während des Betriebs der Laufrolle 1 erzeugt.In a preferred embodiment, the at least one tread ring 6 at least partially, as in 2nd is illustrated, or completely (not shown) with a tough elastic epoxy adhesive 13 on the taxi area 8th of the inner wheel body 2nd and / or the outer wheel body 3rd appropriate. If necessary, additional fastening options can be used to secure the at least one tread ring 6 on the taxi area 8th the roller 1 to fix. An adhesive layer made of tough elastic epoxy resin between the tread ring is preferred 6 and inner wheel body 2nd or outer wheel body 3rd , because the tough elastic property an additional damping of shocks or force peaks during operation of the roller 1 generated.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufrolle 1 umfasst der mittlere Radkörper 4 einen Schaumfüllstoff oder ein vergleichbaren Material ähnlich geringer Dichte. Vorzugsweise ist der mittlere Radkörper 4 vollständig aus einem Schaumfüllstoff hergestellt. Der Schaumfüllstoff kann in einer alternativen Ausführungsform auch als regelmäßige oder unregelmäßige Wabenstruktur oder Netzstruktur ausgeführt sein. Dieser Schaumfüllstoff bzw. diese Waben- oder Netzstruktur erhöht die Steifigkeit der Laufrolle 1. Insbesondere bei eintreffenden Querkräften wird ein Biegemoment eingeleitet, wobei - durch den mithilfe des Schaumfüllstoffs des mittleren Radkörpers 4 erreichten größeren Abstand zwischen innerem Radkörper 2 und äußerem Radkörper 3 - die darin enthaltenen Fasern fasergerecht auf Zug belastet werden können. Als Schaumfüllstoff wird vorzugsweise ein PU-Schaum bzw. ein Schaum auf Polyurethanbasis verwendet. In anderen Ausführungsformen sind als Schaumfüllstoff auch Metallschäume einsetzbar. Als Schaumfüllstoff sind erfindungsgemäß auch auf die auftretenden Kräfte angepasste Wabenstrukturen anwendbar, wobei die Materialwahl für die Wabenstruktur vom Fachmann anwendungsspezifisch auszuwählen ist.In a preferred embodiment of the roller according to the invention 1 includes the middle wheel center 4th a foam filler or similar material of similar low density. The middle wheel body is preferably 4th Made entirely from a foam filler. In an alternative embodiment, the foam filler can also be designed as a regular or irregular honeycomb structure or network structure. This foam filler or this honeycomb or mesh structure increases the rigidity of the roller 1 . A bending moment is initiated in particular in the event of transverse forces, whereby - by means of the foam filler of the middle wheel body 4th achieved greater distance between the inner wheel body 2nd and outer wheel body 3rd - The fibers contained therein can be loaded in tension on the fibers. A PU foam or a foam based on polyurethane is preferably used as the foam filler. In other embodiments, metal foams can also be used as the foam filler. According to the invention, honeycomb structures adapted to the forces occurring can also be used as foam filler, the choice of material for the honeycomb structure having to be selected by the person skilled in the art on the basis of the application.

Vorzugsweise weist der innere Radkörper 2 und/oder der äußere Radkörper 3 mindestens teilweise einen Schutzüberzug 10 auf. Dieser Schutzüberzug 10 ist vorzugsweise auf allen Oberflächen der Tragelemente angebracht, so dass die Tragelemente keinem direkten Kontakt mit der Umgebung der Laufrolle 1 ausgesetzt sind. Der Schutzüberzug 10 schützt die Tragelemente vor Witterungseinflüssen und/oder Steinschlag und ist vorzugsweise aus mindestens einer Lage aus GFK gefertigt. In einer alternativen Ausführungsform ist der Schutzüberzug 10 aus einer zähelastischen Schicht, bzw. zähelastischen Lackierung gefertigt. In einer alternativen Ausführungsform kann der Schutzüberzug 10, insbesondere die zähelastische Schicht, mindestens teilweise in mindestens eines der Tragelemente, z.B. in mindestens eine CFK-Schicht davon integriert werden. Der Schutzüberzug 10 kann bedarfsgerecht vom Fachmann gewählt werden, insbesondere ist Dicke oder Volumen des Schutzüberzugs 10 bedarfsgerecht frei wählbar.The inner wheel body preferably has 2nd and / or the outer wheel body 3rd at least partially a protective cover 10th on. This protective cover 10th is preferably attached to all surfaces of the support elements so that the support elements do not come into direct contact with the surroundings of the roller 1 are exposed. The protective cover 10th protects the load-bearing elements from the weather and / or stone chips and is preferably made from at least one layer of GRP. In an alternative embodiment, the protective cover is 10th made of a tough elastic layer or tough elastic paint. In an alternative embodiment, the protective cover 10th , in particular the tough elastic layer, are at least partially integrated in at least one of the support elements, for example in at least one CFRP layer thereof. The protective cover 10th can be selected by a specialist according to need, in particular the thickness or volume of the protective coating 10th freely selectable as required.

Die erfindungsgemäße Laufrolle 1 ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Laufflächenbeschichtung 11 versehen, wobei die Laufflächenbeschichtung 11 auf dem Laufflächenring 6 angebracht ist. Diese Laufflächenbeschichtung 11 ist vorzugsweise aus Kunststoff bzw. Gummimaterial gefertigt, dient zur Dämpfung von Stößen bzw. Kraftspitzen, dämpft Geräuschemissionen zwischen der Gleiskette und dem Laufrad und dient als Verschleißring zum Schutz der Kontaktstellen zwischen Laufrolle 1 und Gleiskette. Derartige Laufflächenbeschichtungen 11 sind bereits für herkömmliche Stahl-Laufrollen 1 bekannt.The roller according to the invention 1 is in a preferred embodiment with a tread coating 11 provided, the tread coating 11 on the tread ring 6 is appropriate. This tread coating 11 is preferably made of plastic or rubber material, serves to dampen shocks or force peaks, dampens noise emissions between the track chain and the impeller and serves as a wear ring to protect the contact points between the roller 1 and caterpillar. Such tread coatings 11 are already for conventional steel rollers 1 known.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: LaufrolleRoller
22nd: innerer Radkörperinner wheel center
33rd: äußerer Radkörperouter wheel center
44th: mittlerer Radkörpermiddle wheel center
55: VerbindungselementFastener
66: LaufflächenringTread ring
77: NabenelementHub element
88th: RollbereichTaxi area
99: AchsbereichAxis range
1010th: SchutzüberzugProtective cover
1111: LaufflächenbeschichtungTread coating
1212: RotationsachseAxis of rotation
1313: EpoxidkleberEpoxy adhesive
1414: radiales Enderadial end
1515: axiales Endeaxial end

Claims

Track roller (1) for vehicles with a caterpillar track and / or track belt carriage, comprising at least one inner wheel body (2); at least one outer wheel body (3); at least one central wheel body (4) placed between the inner wheel body (2) and the outer wheel body (3); at least one connecting element (5), which is placed on the rolling area (8) of the roller (1), and connects the inner wheel body (2), the outer wheel body (3) and the middle wheel body (4) on the rolling area (8); at least one tread ring (6) attached to the rolling area (8); and at least one hub element (7), which is placed on the axle area (9) of the roller (1) and connects the inner wheel body (2), the outer wheel body (3) and the middle wheel body (4) on the axle area (9), characterized in that - both the inner wheel body (2) and the outer wheel body (3) and the connecting element (5) are made of a fiber composite plastic, the carbon fibers or aramid and / or Kevlar, and / or basalt, and / or natural fibers comprises - that the hub element (7) comprises a radially circumferential U-profile which receives axial ends of the inner wheel body (2), the outer wheel body (3) and the middle wheel body (4).

Roller (1) according to Claim 1 , characterized in that the tread ring (6) is attached to the rolling area (8) at least with an epoxy adhesive (13).

Roller (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tread ring (6) and / or the hub element (7) are made of a metal material.

Roller (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the central wheel body (4) comprises a foam filler.

Roller (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner wheel body (2) and / or the outer wheel body (3) at least partially have a protective cover (10).

Roller (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a tread coating (11) is attached to the tread ring (6).