DE2535790C2

DE2535790C2 - Radstruktur für hohe Winkelgeschwindigkeiten und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2535790C2
Application number: DE2535790A
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Giovachini; Jean-Pierre Paris Pascal
Original assignee: Institut De Recherche Des Transports (irt) Arcueil Val-De-Marne Fr; VENDRAMINI DANTE MARC ASNIERES HAUTS-DE-SEINE FR
Current assignee: Institut De Recherche Des Transports (irt) Arcueil Val-De-Marne Fr; VENDRAMINI DANTE MARC ASNIERES HAUTS-DE-SEINE FR
Priority date: 1974-08-22
Filing date: 1975-08-11
Publication date: 1985-06-20
Also published as: FR2282737A1; FR2282737B1; DE2535790A1; GB1516862A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Radstruktur für hohe Winkelgeschwindigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Pa

tentanspruchs 1.

Derartige Radstrukturen insbesondere mit dünnen kreisförmigen metallischen Läufern werden als Versuchsräder für Wirbelstrommaschineii, lineare Motoren, Bremsen oder Magneten zur magnetischen Aufhängung benutzt Bei derartigen Versuchsaufbauten werden die Modellmaschinen in einem kleineren Maßstab gebaut als die Maschinen, deren elektromagnetische Kenngrößen abgeleitet werden sollen. Bei diesen Versuchen an kleineren Modellen ist es aufgrund der Ähnlichkeitsgesetze der zu untersuchenden Phänomene erforderlich, mit Geschwindigkeiten zu arbeiten, die um so größer sind, je kleiner der Maßstab ist Wenn die tatsächliche Maschine mit 200 km/h arbeiten soll, so muß in dem Versuch das Modell, das auf ein Drittel verkleinert ist, mit Geschwindigkeiten bis zu 600 km/h arbeiten können. Es ist also erwünscht, die Umlaufgeschwindigkeiten der Versuchsräder weiter zu erhöhen, da man so mit noch kleineren Maßstäben arbeiten kann.

Bei der aus der DE-OS 21 19 015 bekannten, gattungsbildenden Radstruktur ist eine Felge mittels endlosen Seilringen mit einer Welle verbunden. Die Seilringe sind dabei an Haken eingehängt, die an zwei auf die Welle aufgehetzten Scheiben vorgesehen sind. Um die Seilringe zu verspannen, werden die Scheiben gegeneinander verdreht und anschließend in ihrer jeweiligen Lage relativ zur Welle fixiert

Aufgrund von geringfügigen Längenunterschieden der Seilringe sowie aufgrund unterschiedlicher Elastizität und Materialbeschaffenheit der Seilringe können bei der Verspannung der Seilringe unterschiedliche Spannungen der einzelnen Seilringe erzeugt werden, woraus eine ungleichmäßige Radstruktur resultieren kann, die die Umlaufgeschwindigkeit eines Rades in unerwünschter Weise begrenzt

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine gattungsgemäße Radstruktur zu schaffen, die einen äußerst gleichmäßigen, festen und kompakten Aufbau und eine konstante Seilspannung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Schlaufen, die beim Aufbau der Windungen die achsnormale Radmittelebene einmal vor und einmal nach dem Umlegen um die Felge durchstoßen, wird eine besonders feste und kompakte Wicklung erzielt, die einen hohen Widerstand gegen zentrifugales Platzen der einzelnen Windungsstränge besitzt.

Um die Gleichlaufeigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Radstruktur weiter zu verbessern, ist vorgesehen, daß die benachbarten Schlaufen zweier Seile gegensinnig zueinander um die Felge geführt sind. Durch diesen zur achsnormalen Radmittelebene symmetrischen Aufbau der Wicklung wird jegliche Unwucht innerhalb der Radstruktur vermieden.

Um darüber hinaus die Festigkeit der Wicklung weiter zu verbessern, ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Radstruktur vorgesehen, bei dem jede Schlaufe eine erste Verdrallung erfährt, bevor sie um die Felge gelegt wird, wobei vorzugsweise jede um die Felge gelegte Schlaufe vor Erreichen der durch die erste Verdrallung gegebenen Kreuzungsstelle der Stränge zwischen diesen hindurch auf die andere Seite der achsnormalen Radmittelebene geführt wird. Hierdurch werden die einzelnen Stränge einer Windung fest gegeneinander gepreßt, so daß die Kompaktheit der Wicklung weiter erhöht wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 8 und 11 beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Radstruktur,

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch eine Felge der Radstruktur und

F i g. 3 eine schematische Darstellung, die einen Wikkelvorgang zur Bildung einer Radstruktur zeigt

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausfübrungsform dint die Radstruktur als Träger für einen dünnen, kreisförmigen, metallischen Läufer 1, der am Umfang des Rades durch eine Wicklung 2 festgehalten wird, die durch strahlenförmige Windungen von mindestens 2 Seilen gebildet wird, die die Verbindung zwischen einer Nabe 3 und dem kreisförmigen Läufer 1 bilden.

Die zur Bildung der Wicklung benutzten Seile sind vorzugsweise kontinuierliche Seile aus harzfaserverstärktem Kunststoff, wobei die Faser beispielsweise aus Glas oder organischen Stoffen besteht

Zwischen dem kreisförmigen Läufer 1 und der Wicklung 2 sind ausgebauchte, kreisförmige Mantel 4 vorzugsweise ebenfalls aus harzfaserverstärktem Kunststoff vorgesehen, wodurch einerseits eine Durchbiegung des dünnen, kreisförmigen Läufers 1 verhindert wird und andererseits das strahlenförmige Wickeln erleichtert wird.

Die Wicklung 2 ist von einer Außenhaut 5 umgeben. Diese besteht vorzugsweise aus einem Gewebeschichtstoff aus einem Faden mit hohem Modul aus harzfaserverstärktem Kunststoff.

Die Wicklung 2 erhält man mit Hilfe von mindestens zwei Seilen 6 und 7. Der Ausgangspunkt Da des Seils 6 befindet sich an einem Vorsprung 8 der Nabe 3 des Rades auf der Seite a dieses Rades. Der Ausgangspunkt Db des Seils 7 befindet sich auf einem Vorsprung 9 der Nabe 3 des Rades auf der Seite b dieses Rades (F i g. 3). Die Vorsprünge 8 und 9 sind zweckmäßigerweise an einer ringförmigen, zentralen Trennwand 3a der Nabe 3 befestigt. Die Dicke e dieser Trennwand 3a kann mehr oder weniger groß gewählt werden.

Je nach der Stärke e der Trennwand 3a der Nabe 3 kann in der Wicklung 2 ein Hohlraum V gebildet oder nicht gebildet werden, so daß entweder Räder mit einer vollen Wicklung 2 oder Räder mit einer Wicklung 2 aus zwei Scheiben hergestellt werden können.

Der Hohlraum V kann sich von der Trennwand 3a bis zur Höhe der ringförmigen Verriegelungszone Z erstrecken.

Die Seile 6 und 7 werden jeweils von einer getrennten Abgabevorrichtung aufgenommen, die mit einer Vorrichtung zur Regulierung der Spannung des Seils (nicht dargestellt) versehen ist. Der von seiner Abgabe vorrichtung kommende Seilabschnitt ist nur mit 56 und der von seiner Abgabevorrichtung kommende Seilabschnitt ist nur mit S 7 bezeichnet.

An jedem der Seile 6, 7 wird eine Schlaufe 56, B 7 gebildet (Schlaufe B 6 am Seil 6 und Schlaufe B 7 am Seil 7), und die Seilschlaufe wird ein erstes Mal verdrallt (Verdrallung TIa an der Schlaufe 56 und Verdrallung Tib an der Schlaufe B 7). Dann läßt man die Schlaufe durch die achsnormale Radmittelebene hindurchtreten. Die Schlaufe B 6, B 7 macht somit einen ersten Seitenwechsel mit Auf diesen ersten Seitenwechsel folgt ein zweiter Seitenwechsel der Schlaufen B6,B7, indem die Schlaufe B 6, B 7 um den kreisförmigen Läufer 1 gerollt wird (Wicklung EB 6 an der Seilschlaufe B 6 und Wicklung EB 7 an der Schlaufe B 7), wobei das Schlaufenende B 6, B 7 auf die Nabe 3 des Rades zu gezogen wird (Pfeil /6 bei der Schlaufe BS und Pfeil /7 bei der Schlaufe B 7). Auf diese Weise wird die Schlaufe B 6, B 7 hinter bzw. vor die erste Verdrallung TIa, Tib der Schlaufe 5 6,5 7 geführt (je nachdem, ob es sich um die Schlaufe 56 oder die Schlaufe B 7 handelt), woraus sich ein dritter Seitenwechsel der Schlaufe B6,B7 ergibt
Die Schlaufe B 6 wird also nacheinander von der Seite a des Rades auf die Seite b, dann von der Seite b auf die Seite a (infolge der Wicklung um den Läufer 1) und dann wieder von der Seite a zur Seite b geführt

Die Schlaufe B 7 wird also nacheinander von der Seite b des Rades auf die Seite a, dann von der Seite a auf die Seite b (infolge der Wicklung um den Läufer 1) und dann wieder von der Seite b auf die Seite a geführt

Nach dem dritten Seitenwechsel wird die Seilschlaufe 56, 57 ein zweites Mal verdrallt (Verdrallung T2b an der Schlaufe 5 6 und Verdrallung T2a an der Schlaufe 5 7) und das Schlaufenende 5 6,5 7 wird umfänglich um

die Nabe 3 herumgelegt, um eine Umschlingung dieses Teils der Nabe 3 zu bilden (Umschlingung Cb der Schlaufe 5 6 und Umschlingung Ca der Schlaufe 5 7).

Da die Abgabe des Seils 6 und des Seils 7 unter einer gleichförmigen, konstanten Spannung vor sich geht, können Anordnungen von strahlenförmigen Seilen mit aneinanderstoßenden Windungen (J in F i g. 3) in ausreichender Anzahl geschaffen werden, um die gesamte Wicklung 2 zu erhalten, deren Festigkeit bezüglich zentriiugalen Platzen aufgrund der zahlenmäßigen Verteilung der Windungen von der Nabe 3 bis zum Umfang konstant ist.

Die erste Seilverdrallung Tia und Tib ebenso wie die zweite Seilverdrallung T2a und T2b pressen die strahlenförmig verlaufenden Stränge einer Windung fest und verhindern ihr Auseinandertreten, und die ersten Verdrallungen TIa und Tib, die durch die Durchführung der Schlaufen 56 und B 7 verstärkt werden, bilden durch Kreuzung der Seile 6,7 in dieser Zone eine ringförmige Verriegelungszone Z, die die Wicklung 2 auf dem kreisförmigen Läufer 1 schließt, der auf diese Weise festgehalten wird.

Gemäß einer Abwandlung (nicht dargestellt) kreuzt jede Schlaufe der Radstruktur sich selbst, so daß eine ringförmige Ve^rriegelungszone Z gebildet wird, ohne daß Verdrallungen TIa und/oder T2b vorgenommen werden.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform werden zwei strahlenförmig verlaufende Seile 6,7 mit entgegengesetzter Schlaufenwicklung (je nachdem, ob es sich um das erste Seil 6 oder das zweite Seil 7 handelt) um die Felge 1 benutzt, die sich ausgleichen. Es können jedoch auch zwei strahlenförmig verlaufende Seilgruppen mit entgegengesetzter Schlaufenwicklung (je npchdem, ob es sich um die erste Seilgruppe oder die andere Seilgruppe handelt) um die Felge 1 vorgesehen werden, die sich ausgleichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radstruktur für hohe Winkelgeschwindigkeiten, bei der eine Nabe und eine Felge über eine aus einzelnen Windungen mit zwei in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden Strängen einer Schlaufe gebildete Wicklung von mindestens zwei Seilen miteinander verbunden sind, wobei die Windungen sich radial zwischen der Nabe und der Felge erstrecken und radial außen um die Felge gelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die von der Nabe (3) zur Felge (1) als auch die von der Felge (1) zur Nabe (3) zurück verlaufenden Stränge der Windungen (EB 7, EB 6) die achsnormale Radmittelebene innerhalb der Felge (1) durchstoßen und daß das jeweilige Schlaufenende (B 6, B 7) umfänglich um die Nabe (3) herum gelegt ist

2. Radstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Schlaufen (B6, BT) zweier Seile (6, 7) gegensinnig zueinander um die Felge (1) geführt sind.

3. Radstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (3) in der achsnormalen Radmittelebene eine sich nicht bis zur Felge (1) erstreckende Trennwand (3a) trägt

4. Radstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wicklung (2) bildenden Seile (6,7) aus harzfaserverstärktem Kunststoff bestehen.

5. Radstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (2) von einer Außenhaut (5) umgeben ist.

6. Radstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (5) aus einem Gewebeschichtstoff aus harzfaserverstärktem Kunststoff besteht.

7. Radstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Felge als dünner, kreisförmiger, metallischer Läufer ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wicklung (2) und dem Läufer (1) ausgebauchte, kreisförmige Mäntel (4) vorgesehen sind.

8. Radstruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mäntel (4) aus harzfaserverstärktem Kunststoff bestehen.

9. Verfahren zur Herstellung einer Radstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlaufe (B 6, B 7) eine erste Verdrallung (Tta, TXb) erfährt, bevor sie um die Felge (1) gelegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede um die Felge (1) gelegte Schlaufe (B 6, B 7) vor Erreichen der durch die erste Verdrallung (TXa, TXb) gegebenen Kreuzungsstelle der Stränge zwischen diesen hindurch auf die andere Seite der achsnormalen Radmittelebene geführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlaufe (B 6, B 7) eine zweite Verdrallung (T2a, T2b) erfährt, bevor sie um die Nabe (3) gelegt wird.