DE2325033C3

DE2325033C3 - Rad

Info

Publication number: DE2325033C3
Application number: DE2325033A
Authority: DE
Inventors: James E. Cuyahoga Falls Ohio Rice (V.St.A.)
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1980-06-04
Also published as: FR2184908B1; GB1387235A; JPS4948001A; FR2184908A1; DE2325033B2; DE2325033A1; US3794384A; IT980362B; CA965132A

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad mit einem Umfangsteil, mit dem eine Radscheibe und wenigstens drei, sich radial längs der Scheibe erstreckende Rippen verbunden sind.

Scheibenräder werden für viele Zwecke verwendet, bei denen es auf eine Steifigkeit ankommt, beispielsweise auf Schienenwegen, Passagier-Transportfahrzeugen sowie Teslrädern. Es wurde gefunden, daß, falls Kräfte an rotierende Scheibenräder angreifen, ein Vibrationsmuster auftritt, wobei eine der Komponenten in der axialen Richtung des Rades eine axiale Erregung desselben verursacht Diese axiale Erregung des Rades -:st im Falle von auf Gleisen fahrenden Fahrzeugen unerwünscht, da die Räder wiederholt in Kontakt mit den Seiten der Gleise an einer Grenzfläche Rad/Gleis gedruckt werden, was eine erhöhte Abnützung, ein rauhes Fahren, sowie ein übermäßiges Geräusch zur Folge hat Das Geräusch wird durch das Scheibenrad ίο noch verstärkt, das wie ein Trommelfell vibriert Tests haben gezeigt, daß die geräuschvollsten und hauptsächlichen Geräuscherzeuger, die beim Betneb von Transportfahrzeugen auftreten, die Räder und Schienen sind. Im Falle von Testrädern für Reifen ist es von Bedeutung, die axiale Erregung zu steuern, um genaue Testergebnisse zu erhalten, was dann nicht möglich ist, wenn die Räder vibrieren.

Es ist bekannt die Scheibenräder mit Rippen zu versehen, um die Scheibe zu verstärken. Bei einem Rad der eingangs genannten Gattung (FR-PS 7 35 499) sind diese Rippen in gleichen Abständen um das Rad herum angebracht Die Wirkung einer derartigen Rippenanordnung besteht jedoch darin, daß sich die Intensität der Vibrationen in der Axialrichtung des Rades erhöht.
Die DE-OS 16 05 065 beschreibt eine Möglichkeit, Axialschwingungen an einem Fahrzeugrad möglichst klein zu halten. Dort ist zur Unterdrückung von Axialschwingungen vorgesehen, am Radkranz schwingungsdämpfende Klemmglieder zu befestigen. Es handelt sich hierbei um ein viskoelastisches Material, welches leicht beschädigt werden kar.ii. so daß die dämpfende Wirkung verlorengehen kann.

Aus der DE-OS 16 05 832 ist es bekannt, zur Vernichtung der Schwingungsenergie die Radscheibe mit einer Beschichtung zu versehen. Es handelt sich hierbei um einen Kunststoffüberzug, auf den ein oder mehrere Metalldeckbleche befestigt sind. Der Kunststoffüberzug kann ein auf die Radscheibe aufgeklebte Kunststoffolie sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Rad der eingangs genannten Art die Axialschwingungen möglichst klein zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Winkel zwischen jeder Rippe und den beiden beiderseits dieser Rippe befindlichen Rippen ungleich groß sind.

In vorteilhafter Weise weiden durch diese Maßnahmen die Rippen in Lagen angeordnet, die nicht mit den in gleichen Abständen verlaufenden Knotenlinien der ■>() Schwingungen zusammenfallen, die durch Kräfte erzeugt werden, die auf das rotierende Rad einwirken, wobei die Zone der axialen Schwingungen voneinander getrennt werden. Es wurde gefunden, daß hierdurch die Schwingungen vermindert und die axialen Resonanzen Yi erheblich unterdrückt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht von vorne eines Scheibenrades gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 den Querschnitt durch das Rad längs der Linie 6S 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 die Ansicht des Rades in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig.2;

F i g. 4 eine Ansicht einer modifizierten Radkonstruk-

tion gemäß eier Erfindung.

Das Rad 1 (F i g. 1,2 und 3) entspricht dem Typ, wie er für Passagierfahrzeuge verwendet wird, die längs eines Gleises bewegt werden können. In diesem Fall ist die Steifigkeit des Scheibenrades erwünscht, um das Fahrzeug in einer im wesentlichen vorherbestimmten Positon bezüglich der Kraftübertragungsaggregate zu halten, die längs des Gleises wirken. Das Rad 1 besitzt eine zentrale Nabe, beispielsweise in Form eines Zylinders ?. mit einem Lager 3 zur Aufnahme einer nicht gezeigten Achse des Fahrzeuges mit einer Achse A-A, um welche das Rad drehbar ist

Eine Scheibe 4 is* an dem Zylinder 2 befestigt und erstreckt sich radial nach außen bis zu einem radialen äußeren kreisförmigen Abschnitt des Rades 1, beispielsweise einer zylindrischen Lauffläche 5. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, befindet sich die Scheibe 4 an der rückwärtigen Seite des Rades 1, während sich die zylindrische Lauffläche 5 nach vorne er.treckt, wobei der rückwärtige Rand an dem äußeren Umfang der Scheibe 4 befestigt isL

Rippen in Form rechtwinkliger Platten 6, 7, 8 und 9, erstrecken sich nach außen von dem Zylinder 2 bis zu einer zylindrischen Lauffläche 5 in einer im allgemeinen radialen Richtung. Sich axial erstreckende Ränder 12 und 13 der Platten 6, 7, 8 und 9 sind mit dem Zylinder 2 sowie der zylindrischen Lauffläche 5 beispielsweise über Schweißungen verbunden. Die Schweißungen 14 und 15 verlaufen nur längs eines Teils der sich axial erstreckenden Ränder. Die Schweißungen 14 und 15 jo können ungefähr ²h der Länge der sich axial erstreckenden Ränder 12 und 13 ausmachen.

Die sich radial erstreckenden Ränder 16 der Platten 6, 7, 8 und 9 sind an der Scheibe 4 beispielsweise durch Schweißungen befestigt. Die Schweißungen 17 und 18 befinden sich an getrennten Stellen radial zu der Scheibe, jede der Schweißungen 17 und 18 kann eine Länge besitzen, die ungefähr '/4 der Länge der sich radial erstreckenden Ränder 16 der Platten 6, 7, 8 und 9 ausmacht. ao

Das Rad 1 kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Breite der Platten 6, 7, 8 und 9, welche die gleiche ist wie die Länge der sich axial erstreckenden Ränder 12 und 13, ist größer als die Dicke der Scheibe 4, so daß die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit des Rades erzielt wird. Die gleiche Radkonstruktion kann auch auf andere Weise hergestellt werden, beispielsweise kann das Rad aus einem einzigen Gußstück bestehen, wobei die in einem Abstand angebrachten Platten 6, 7, 8 und 9 und die w Scheibe 4 integrale Teile des Gußstückes bilden.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, sind die Platten 6,7,8 und 9 in der Weise angeordnet, daß der Winkel zwischen den Platten 6 und 7 85°, der Winkel zwischen den Platten 7 und 8 95°, der Winkel zwischen den Platten 8 und 9 95° und der Winkel zwischen den Platten 9 und 6 95° beträgt. Auf diese Weise sind die Winkel zwischen einer Rippe, wie beispielsweise der Platte 6, und benachbarten Rippen, wie beispielsweise den Platten 7 und 9, auf jeder Seite der P¹- · '" ungleich (85 und 95°). Die sich gegenüberstellenden Paare von Platten 6 und 8 und 7 und 9 können in der gleichen Ebene wie ein Durchmesser des Radis 1 liegen und sich, wie in F i g. 1 gezeigt, durch die Achs^: A-A erstrecken.

Eine andere AusfüliKmgsform der erfindungsgemäßen Konstruktion i£t i^ Fig.4 gezeigt. In diesem Falle besitzt ein Scheibenrad 22 eine zentrale Nabe, beispielsweise einen Zylinder 23, der ein Lager 24 aufweist, wobei sich eine Scheibe 25 radial nach außen bis zu einer zylindrischen Lauffläche 26 erstreckt Rippen, wie beispielsweise rechtwinklige Platten 27, 28 und 29 erstrecken sich radial von dem Zylinder 23 bis zu der zylindrischen Lauffläche 26 und weisen sich axial erstreckende Ränder 32 und 33 auf, die an dem Zylinder sowie an dem zylindrischen Laufflächenelement beispielsweise durch Schweißungen 34 und 35 befestigt sind. Die Schweißungen 34 und 35 erstrecken sich nicht über die volle Länge der sich axial erstreckenden Ränder 32 und 33 und können V₃ der Länge der sich axial erstreckenden Ränder einnehmen. Die sich radial erstreckenden Ränder 36 der Platten 27, 28 und 29 können an der Scheibe 25 durch getrennte Schweißungen 37 und 38 befestigt sein. Jede der Schweißungen 37 und 38 kann ungefähr V₄ der Länge der sich radial erstreckenden Ränder 36 einnehmen, so daß nicht verbundene Abschnitte der Ränder übrig bleiben, weiche ungefähr die Hälfte der Länge der Ränder ausmachen.

Wie aus F i g. 4 hervorgeht, sind die Platten 27,28 und 29 unter Winkeln in der Umfangsrichtung angebracht, wobei der Winkel zwischen den Platten 27 und 28 140°. der Winkel zwischen den Platten 28 und 29 100° und der Winkel zwischen den Platten 29 und 27 120° beträgt. Auf diese Weise sind die Platten auf jeder Seite unter Winkeln angeordnet, die ungleich sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß die gleiche Radkonstruktion auf andere Weise erzeugt werden kann, beispielsweise kann ein einziges Gußstück hergestellt werden, wobei die Platten 27, 28 und 29 sowie die Scheibe 25 integrale Teile des Gußstückes bilden.

Während des Betriebes wird das Rad 1 einer Kombination aus Kräften ausgesetzt, die auf die zylindrische Lauffläche 5, die Scheibe 4 und den Zylinder 2 einwirken. Auf diese Weise werden radiale, tangentia-Ie und axiale Vibrationen erregt. Diese Vibrationen überlagern sich mit der axialen Vibration, wobei die Neigung besteht, daß sich jede Vibration in eine axiale Erregung des Rades 1 überträgt.

Diese axiale Erregung hat zur Folge, daß die Scheibe 4 in einer solchen Weise vibriert, daß sich Knotenlinien radial zu der Scheibe 1 an Positionen mit gleichem Abstand um das Rad herum erstrecken.

Bei dem Rad gemäß den Fig. 1, 2 und 3 sind die Platten 6, 7, 8 und 9 so um das Rad herum angeordnet, daß sie sich nicht in einem gleichen Abstand zueinander befinden und nicht mit den Knotenlinien der axialen Vibrationen des Rades zusammenfallen.

Es wurde gefunden, daß eine derartige Anordnung der Platten 6,7,8 und 9 die Vibrationen vermindern und die axialen Resonanzen erheblich unterdrücken. Dies ist auch bei den drei Platten der Ausführungsform gemäß Fig.4 der Fall. Durch die beschriebene Konstruktion wird somit eine axiale Vibration des Scheibenrades unterdrückt und nicht — wie bei der Anordnung von Verstärkungsrippen auf einem Scheibenrad sonst üblich — erhöht.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 1, 2 und 3 sowie der Ausführungsform von Fig.4 befinden sich die Scheiben F i g. 4 und 25 auf einer Seite der Räder 1 und 22, während die Rippen 6,7,8,9,27,28 unti 29 sich axial von den Scheiben nur auf einer Seite erstrecken. Es sind auch andere Ausführungsformen, insbesondere Reifentesträder, möglich, die aus Rädern bestehen, bei welchen die Scheibe axial zentriert ist, während sich die Rippen radial von beiden Seiten der Scheibe erstrecken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rad mit einem Umfangsteil, mit dem eine Radscheibe und wenigstens drei sich radial längs der Scheibe erstreckende Rippen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen jeder Rippe (6 bzw. 7 bzw. 8 bzw. 9:27 bzw. 28 bzw. 29) und den beiden beidseits dieser Rippe befindlichen Rippen ungleich groß sind.

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es drei Rippen (27,28 und 29) aufweist, wobei die Winkel zwischen den Rippen 100°, 120° bzw. 140° betragen.

3. Rad mit einer Nabe und mit einem eine Lauffläche aufweisenden Umfangsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6, 7, 8 und 9; 27, 28 und 29) am Umfangsteii (5; 26) sowie an der Nabe (2; 23) befestigt sind.

4. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6, 7, 8 und 9; 27, 28 und 29) Platten sind, die sich axial und radial zu dem Rad erstrecken, wobei die sich radial erstreckenden Ränder der Platten mit der Scheibe (4; 25) und die sich axial erstreckenden Ränder (12, 13; 32, 33) mit dem Umfangsteil (5; 26) und der Nabe (2; 23) verbunden sind.

5. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Rippen (6,7,8 und 9) vorgesehen sind.

6. Rad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei (6 und 8) der Rippen auf einem Durchmesser des Rades liegen.

7. Rad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Rippen (7 und 9) ebenfalls auf einem Durchmesser des Rades liegen, wobei die Ebene mit dem erstgenannten Rippenpaar und die Ebene mit dem zweitgenannten Rippenpaar sich unter einem Winkel schneiden, der von 90° abweicht.

8. Rad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen den Rippen (<5, 7, 8 und 9) 85° und 95° betragen.

9. Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibendicke geringer ist als die Breite der Platten (6,7,8 und 9; 27,28 und 29).

10. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6, 7, 8 und 9; 27, 28 und 29) mit der Scheibe (4; 25) in radial getrennten Positionen verbunden sind.

U. Rad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6, 7, 8 und 9; 27, 28 und 29) mit der Scheibe (4; 25) verschweißt sind.

12. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6, 7, 8 und 9; 27, 28 und 29) und die Scheibe (4; 25) integrale Teile eines einzigen Gußstückes bilden.