DE2625797C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachbettfelge für ein Fahrzeug­ rad, insbesondere für Luftfahrzeuge, mit einer Bremsvorrich­ tung.

Aus der US-PS 29 43 827 ist eine Flachbettfelge für ein Fahrzeugrad, insbesondere für Luftfahrzeuge, mit einer Bremsvorrichtung bekannt, bei der mit der Felge mittelbar verbundene und mit dieser umlaufende Brems-Ringscheiben mit Brems-Ringscheiben zusammenarbeiten, die drehfest an einer Radachse gehalten sind und bei der auf der radial innenliegenden Oberfläche einer Hälfte der Flachbettfelge in Abständen miteinander achsparallel verlaufende, kraft­ übertragende und radial auf das Felgenbett einwirkende Kräfte aufnehmende Mitnehmerleisten angeformt sind, die in Aussparungen auf dem Umfang der umlaufenden Brems-Ring­ scheiben eingreifen. Diese Mitnehmerleisten besitzen dar­ über hinaus über ihre gesamte Länge gleichbleibenden Quer­ schnitt.

Zugbeanspruchungen in der Felge der integrierten Mitnehmer­ leisten haben die gewünschten Grenzwerte im Betrieb über­ schritten, wodurch frühzeitige Schäden infolge Ermüdungs­ erscheinungen auftraten und ferner die mögliche Belastung der Felge verringert wurde. Beschädigungen der integrierten Mitnehmerleisten traten ferner in der Felge an den Reifen­ stützflanschen auf, welche den Reifen in seinem Bett halten; hierdurch wurde zusätzlich die Gefahr des Auftretens von Schäden erhöht.

Nach dem Gegenstand der US-PS 38 36 201 sind die Mitnehmer­ leisten nicht integraler Bestandteil des Felgenbettes, viel­ mehr sind sie mit ihren inneren Enden und ihren äußeren Enden jeweils in nachgiebigen Lagern gehalten.

Bei Felgenkonstruktionen dieser Art sind die Schwingungen des Felgenrandes ungedämpft, so daß Biege- und Scher­ momente zu hohen Beanspruchungen entlang der Flächen der Mitnehmerleisten führen, was zu Ermüdungsbrüchen und zu Brüchen bei geringer statischer Belastung führen kann. Ur­ sächlich hierfür dürfte die durch die Mitnehmerleisten bedingte hohe Steifigkeit des Felgenbettes sein. Dabei kommt es zu ungedämpften Schwingungen des Felgenrandes, was zu Brüchen der Mitnehmerleiste und wegen der dann un­ günstigeren Verteilung der Bremskräfte gelegentlich zu Felgenbrüchen mit katastrophalen Folgen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mitnehmer­ leisten so auszugestalten und anzuordnen, daß ein ge­ zielter Momentenverlauf über ihre Länge, d. h. die Tiefe des Felgenbettes erreicht wird, derart, daß der über die axiale Länge der Mitnehmerleisten unterschiedliche Momentenverlauf an keiner Stelle den Maximalwert erreicht oder gar überschreitet, der Punkt des größten aufzunehmen­ den Momentes möglichst weit vom Reifenbett nach außen verlegt wird, so daß eine schnelle Dämpfung der auftre­ tenden Schwingungen gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, welche gleichfalls Bestandteil der Beschreibung sind.

Die Wirkung dieser Maßnahmen besteht darin, daß ein Ermü­ dungsbruch praktisch nur am Felgenrand auftreten kann, d. h. in einem Bereich, der zu einem langsamen Druckabfall in dem aufgezogenen Reifen führt und das Rad entlastet, ohne daß dies katastrophale Folgen hat.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform sowie eine Abänderung des Erfindungsgegenstandes beispiels­ weise und rein schematisch dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt nach Linie 1-1 von Fig. 2 einer Rad- und Bremsanordnung, wobei die Achse und eine Hälfte des Rades strichpunktiert dargestellt und Teile fortgelassen sind;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Felge und zwei Mit­ nehmerleisten längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt der Felge und einer Mitnehmer­ leiste längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine radiale Ansicht der Mitnehmerleiste längs der Linie 4-4 in Fig. 2, und

Fig. 5 einen Teilschnitt gemäß Fig. 3 für eine abge­ änderte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Rad- und Bremsanordnung 10, bei welcher ein Rad 11 aus einer inneren Radhälfte 12 und einer äußeren Radhälfte 13 besteht, welche durch nicht dargestellte Bolzen und Muttern in bekannter Weise miteinander verbunden sind.

Das Rad 11 hat Nabenteile 14, 15, welche drehbar auf einer Achse 16 gelagert sind.

Die Achse 16 trägt Lager 17, 18, welche zwischen der Achse und Nabenteilen liegen. Die Rad- und Bremsanordnung 10 dreht sich um die Achse A-A der Achse 16.

Die Radflächen 12 und 13 schließen Felgenhälften 19 und 22 mit Flanschen 23 und 24 ein, welche mit den Betteilen der Reifen in Eingriff kommen.

Die Felgenhälften 19 und 22 haben Radscheiben 25 bzw. 26. Diese liegen zwischen den Nabenteilen 14 und 15 und den Felgenhälften 19 und 22. Zwischen die Radscheiben 25 und 26 kann eine Dichtung 27 eingeklemmt sein, um innerhalb des auf die Felgenhälften 19 und 22 montierten Reifens eine luftdichte Kammer zu schaffen.

Die Felgenhälfte 19 der inneren Radhälfte 12 hat eine etwa axialverlaufende Innenfläche 28, welche von einem inneren oder ersten Felgenrand 29 der Felge zu einer Fläche neben der Radscheibe 25 oder einem zweiten Felgenrand 32 der Felgenhälfte verläuft.

Die Felgenhälften 19 und 22 sind im wesentlichen zylindrisch, wobei die Zylinderachse koaxial zur Achse A-A der Rad- Bremsanordnung 10 verläuft.

Gemäß Fig. 1 und 2 erstrecken sich die das Drehmoment über­ tragenden Mitnehmerleisten 33 und 34 von der Innenfläche 28 der Felgenhälfte radial nach innen. Sie bestehen aus einem Stück mit der Felgenhälfte 19 und erstrecken sich axial über die Innenfläche 28 von dem ersten Felgenrand 29 zum zweiten Felgenrand 32 der Felgenhälfte.

Die Mitnehmerleisten 33 und 34 sind in Abständen voneinander auf den Umfang der Felgehälfte 19 verteilt. Da die Konstruktion aller Mitnehmerleisten gleich ist, ge­ nügt es, die folgende Beschreibung auf die Leiste 33 zu beschränken, wobei diese Beschreibung auch für die Leiste 34 und alle anderen (nicht dargestellten) Leisten rund um die Felgenhälfte 19 herum gilt.

Die Mitnehmerleiste 33 besteht aus einem Stück mit der Felgenhälfte 19 der Radhälfte 12, die z. B. aus geschmie­ detem Aluminium besteht. Die Leiste 33 ist im Querschnitt rechteckig und besitzt parallele Seitenflächen 35, 36. Ferner hat die Mitnehmerleiste 33 eine axial verlaufende Innenfläche 37, welche im wesentlichen parallel zur Achse A-A der Rad- und Bremsanordnung 10 verläuft.

Wie insbesondere aus der achsparallelen Schnittansicht die­ ses Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 ersichtlich ist, hat die Innenfläche 37 der Mitnehmerleiste 33 eine in ihrer Längsrichtung verlaufende Vertiefung 38, so daß die radiale Dicke T der Mitnehmerleiste zwischen ihrer Innenfläche 37 und der radialen Innenfläche 28 der Felgenhälfte 19 ge­ ringer ist als nahe den Enden.

Bei dieser Ausführungsform hat die Mitnehmerleiste 33 eine Länge von ungefähr 18 cm, und die Vertiefung 38 liegt etwa in einem Abstand von 10 cm von der Radscheibe 25. Die Tiefe d der Vertiefung an der dünnsten Stelle der Leiste beträgt etwa 6 mm, und die Länge der Vertiefung 38 erstreckt sich von der Radscheibe 25 in einem Abstand von etwa 13 cm bis zu einer Lage unter den Flansch 23. Gemäß Fig. 3 ist der Abstand der Vertiefung 38 zum inneren Felgen­ rand gleich dem Abstand zum Felgenrand 32 der Felgenhälfte 19 und die Vertiefung erstreckt sich bis zum Ende der Mitnehmerleiste an der Radscheibe 25.

Die Leiste 33 ist durch eine im Querschnitt U-förmige Trag­ schiene 39 aus Stahl oder einem anderen gegen Abnutzung widerstandsfähigem Material umschlossen. Die Schiene 39 hat Seitenflächen 42 und 43 und einen Bodenteil 44. Die Schiene 39 ist auf der Mitnehmerleiste 33 so gelagert, daß die Seitenflächen 42, 43 der Schiene sich dicht gegen die Seitenflächen 35 und 36 der Leiste legen und der Bodenteil 44 der Schiene sich wenigstens gegen einen Teil der Innen­ fläche 37 außerhalb der Vertiefung 38 legt.

Die Mitnehmerleiste 33 kann neben der Innenfläche 28 der Felgenhälfte 19 Schultern 47 und 48 haben, welche sich längs der Leiste erstrecken und eine Fläche bilden, welche im wesentlichen parallel zur Achse A-A der Rad- und Brems­ anordnung 10 verläuft.

Die Breite der Seitenflächen 42, 43 der Schiene 39 ist über die gesamte Länge der Schiene gleich. Die Kanten 49 und 52 legen sich gegen Hitzeschilde 53, 54 und 55 aus Metall oder einem anderen wärmereflektierenden Werkstoff zwischen den Schultern 47 und 48 der Leiste 33. Der Hitzeschild 53 liegt zwischen den Mitnehmerleisten 33 und 34 und wird durch die Tragschienen 39 und eine Stütze 56 in seiner Stellung gehalten. Die Stütze 56 ist am Hitzeschild be­ festigt und mit der Felgenhälfte 19 durch einen Niet 57 verbunden. Da die Hitzeschilde 53, 54 und 55 über ihre ge­ samte Ausdehnung dieselbe Dicke haben und die Kanten 49 und 52 der Schiene 39 sich gegen eine zur Achse A-A der Rad- und Bremsanordnung 10 parallele Fläche legen, ver­ läuft auch die Fläche des Bodenteils 44 der Schiene pa­ rallel zur Achse der Rad- und Bremsanordnung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist zwischen der Felgenhälfte 19 und dem Nabenteil 14 eine Scheibenbremse mit dem Rad mit drehenden Brems-Ringscheiben 58, 59 und 60 und nicht drehbaren Brems-Ringscheiben 63, 64 und Endplatten 65 und 66 angeordnet.

Die sich mitdrehenden Brems-Ringscheiben 58, 59 und 60 haben Ausnehmungen 67, 68 und 69 zum Gleiteingriff mit den Schienen 39. Auf den Flächen der Brems-Ringscheiben 58, 59 und 60 sind Reibbeläge 72 und 73 angeordnet zum Eingriff mit den Endplatten 65 und 66 sowie den drehfesten Brems- Ringscheiben 63 und 64.

Die Achse 16 hat einen Teil 74 mit größerem Durchmesser bzw. eine Büchse 74 und einem Drehflansch 75. Auf diesem sind ein Drehrahmen und ein Drehrohr angeordnet. Das Drehrohr hat Keilnuten zum gleitbaren Eingriff in Schlitze in den drehfesten Brems-Ringscheiben 63, 64 und den Endplatten 65, 66.

Die Brems-Ringscheiben werden miteinander durch geeignete Kraftmittel, z. B. eine hydraulische Zylinder- und Kolben- Anordnung miteinander in Bremseingriff gebracht. Die hydraulische Kolben- und Zylindervorrichtung ist auf den Drehrahmen montiert und drückt die Endplatte 65 gegen eine Reaktionsplatte, welche die Endplatte 66 trägt.

Bei der abgeänderten Ausführungsform gemäß Fig. 5 hat die Leiste 33′ zwei im Abstand voneinander liegende vertiefte Bereiche 76 und 77 an ihrer Innenfläche 37′.

Eine Tragschiene 39′ umfaßt die Mitnehmerleiste 33′ in gleicher Weise, wie für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 beschrieben.

Die Leiste 33′ besteht mit der einen Felgenhälfte 19′ aus einem Stück. Die Felgenhälfte 19′ ist mit einer Radscheibe 25′ der einen Radhälfte 12′ verbunden.

Ein Flansch 23′ zum Abstützen des Reifens erstreckt sich axial von der einen Felgenhälfte 19′ nach außen.

Die Vertiefung 76 liegt radial innerhalb des Flansches 23′. Die Vertiefung 77 liegt zwischen der Vertiefung 76 und der Verbindung der Leiste 33′ mit der Radscheibe 25′. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist die Leiste 33′ etwa 18 cm lang, und die Vertiefung 76 liegt etwa 13 cm von der Radscheibe 25′ entfernt. Die Vertiefung 77 ist etwa 7,5 cm von der Radscheibe 25′ entfernt. Beide Vertiefungen haben eine Tiefe d′ von etwa 6 mm. Jede Vertiefung 76 und 77 ist etwa 4 cm lang, und ihr Abstand voneinander beträgt etwa 4 cm.

Vergleichsversuche mit angesetzten Spannungsmessern längs den Innenflächen 37 und 37′ der Mitnehmerleisten 33 und 33′ haben ergeben, daß die erreichten Spitzenbeanspruchungen um über 140 kg pro cm² verringert wurden im Vergleich zu einer Felgenkonstruktion, bei welcher die Leisten an ihrer Innenfläche keine Vertiefungen haben.

Diese Verringerung der maximalen Zugbeanspruchung an den Innenflächen 37 und 37′ der Mitnehmerleiste 33 und 33′ verhindert vorzeitige Ermüdungserscheinungen, welche sich aus den Dauerbeanspruchungen ergeben, die beim Rollen des Rades 10 in belastetem Zustand auftreten.

Wahrscheinlich beruhen diese verbesserten Ergebnisse auf der Verringerung der Steifigkeit der Leisten 33 und 33′, die gestattet, daß die Flansche 23 und 23′ einen größeren Teil des Gewichts auf einen größeren Teil der Felgenhälften 19 und 19′ übertragen.

Außer den in den Fig. 3 und 5 gezeigen Konturen können in Übereinstimmung mit der Lehre der Erfindung eine größere Anzahl von Vertiefungen von unterschiedlicher Tiefe oder auch eine Vertiefung mit unterschiedlichen Konturen vor­ gesehen werden, um die Höchstbeanspruchung auf diejenige Beanspruchung zu verringern, welche den notwendigen Roll­ abstand für ein Rad aus dem betreffenden Material sicher­ stellt.

In der Erfindung ist ferner die Maßnahme eingeschlossen, daß die Tragschienen 39 und 39′ in Verbindung mit Mit­ nehmerleisten 33 und 33′ unterschiedlicher Konturen Ver­ wendung finden, um wirksam die Drehkräfte von den umlau­ fenden Brems-Ringscheiben 58, 59 und 60 auf die Felgen­ hälften 19′ und die Radscheiben 25 und 25′ der Radhälften 12 und 12′ gemäß der Erfindung zu übertragen.

Claims (7)

1. Flachbettfelge für ein Fahrzeugrad, insbesondere für Luftfahrzeuge, mit einer Bremsvorrichtung, bei der mit der Felge mittelbar verbundene und mit dieser umlaufende Brems-Ringscheiben mit Brems-Ringscheiben zusammenarbeiten, die drehfest an einer Radachse gehalten sind, und bei der auf der radial innenliegenden Oberfläche einer Hälfte der Flachbettfelge in Abständen miteinander achsparallel ver­ laufende, kraftübertragende und radial auf das Felgenbett einwirkende Kräfte aufnehmende Mitnehmerleisten angeformt sind, die in Aussparungen auf dem Umfang der umlaufenden Brems-Ringscheiben eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerleisten (33, 34; 33′) von dem Felgenrand (29) her in axialer Richtung zur Radscheibe (25; 25′) hin einen abnehmenden Querschnitt derart aufweisen, daß die radial innenliegende achsparallele Fläche jeder Mit­ nehmerleiste - auf ihrer Längenerstreckung zur Radscheibe hin - bei gleichbleibender Breite in Umfangsrichtung ver­ tiefte Bereiche (38; 76, 77) in größerem radialem Abstand aufweist, daß die Mitnehmerleisten von im Querschnitt U-förmigen Tragschienen (39) umschlossen sind, deren Seitenflächen (42, 43) in die mitdrehenden Brems-Ring­ scheiben (58, 59, 60) eingreifen, welche in Achsrichtung auf den Tragschienen verschiebbar sind und daß die Tragschienen (39) mindestens einen Teil der Länge der Mitnehmerleisten (33, 34; 33′) überdecken und mit den Mitnehmerleisten fest über Befestigungsmittel ( 45, 46) verbunden sind.

2. Felgenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mitnehmerleisten (33, 34; 33′) je min­ destens eine Vertiefung (38; 76/77) besitzen und daß diese im Bereich des Reifenflansches (23; 23′) der Felge ange­ ordnet ist.

3. Felgenkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Vertiefung (77) im Bereich zwischen dem Reifenflansch (23′) und der Radscheibe (25′) der Felge ausgebildet ist.

4. Felgenkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich eine axial innere Vertiefung der Mitnehmerleiste bis zum Anschluß an die Radscheibe er­ streckt.

5. Felgenkonstruktion nach einem der vorhergehenden An­ sprüche mit einer etwa mittig angeordneten Radscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß Mitnehmerleisten (33, 34; 33′), beiderseits der Radscheibe (25; 25′) auf der radial innen­ liegenden Seite des Felgenbettes angeordnet sind.

6. Felgenkonstruktion nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer­ leisten (33, 34; 33′) rechteckigen Querschnitt besitzen, und daß gerade Seitenflächen (42, 43) der Tragschienen (39) an ihren Seitenflächen (35, 36) anliegen.

7. Felgenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer­ leisten (33, 34; 33′) einstückig zusammen mit der Felge aus geschmiedetem Aluminium bestehen, und daß die Trag­ schienen (39) aus Stahl bestehen.