DE3307475A1

DE3307475A1 - Fahrzeugrad fuer kettenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3307475A1
Application number: DE19833307475
Authority: DE
Inventors: James Bruce 48840 Haslett Mich. Weeks
Original assignee: Motor Wheel Corp
Current assignee: Motor Wheel Corp
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1983-03-03
Publication date: 1983-09-15
Also published as: CA1196939A; DE3307475C2; NL8204549A; US4449756A; IL67075A; IL67075A0

Description

Motor Wheel Corporation

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Fahrzeugrad für Kettenfahrzeuge

Die Erfindung ist auf Scheibenräder gerichtet und insbesondere auf Fahrzeugräder für Kettenfahrzeuge.

Militär-Kettenfahrzeuge, wie Tanks- und gepanzerte Truppenfahrzeuge müssen oft schlammiges Gebiet überqueren, wobei Schlamm, Schmutz und Geröll die Neigung haben, sich an den Fahrzeugrädern anzusammeln. Eine solche Ansammlung mag im Extremfall bis 500 kg das Gewicht des Fahrzeugs zu erhöhen, wodurch die Mobilität und die Wirtschaftlichkeit in Bezug auf den Kraftstoff verringert wird und sich Abnutzung und die Gefahr einer Beschädigung der Fahrzeugkette erhöhen. Die Schwierigkeiten zum Säubern und/oder Entgiften des Fahrzeugs, wo es erwünscht ist, werden erhöht. Ein solches zusätzliches Gewicht trägt auch wesentlich dazu bei, die Schwimmfähigkeitseigenschaften eines Fahrzeugs, wenn es als Amphibienfahrzeug ausgebildet ist, zu vernichten. Die Probleme, die durch zusätzliches Gewicht und Verringerung des Kraftstoffverbrauchs hervorgerufen werden, spielen auch eine dominierende Rolle bei zivilen, Nicht-Amphibienfahrzeugen, wie Bulldozer.

Bisherige Versuche in Bezug auf das oben beschriebene Schlammansammlungsproblem sahen im allgemeinen eine Lösung in Metallabstreifern und/oder Zwei-Scheibenräderkonstruktionen, wodurch durch diese selbst das Fahrzeuggewicht erhöht wurde mit dem Ergebnis der oben beschriebenen Nachteile und zusätzlich wurden die Fahrzeugkosten erhöht. Außerdem sind solche Konstruktionen schwierig zu schweißen oder in anderer Weise gegen Eindringen abzudichten und sie sind auch schwierig zu säubern und zu entgiften für den Fall, daß Schlamm hinter das Schild oder zwischen die Zwei-Scheibenräderkonstruktion ein-

dringt.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Rad für Kettenfahrzeuge und ähnliche Anwendungen verfügbar zu machen, um einige oder alle der zuvor genannten Schwierigkeiten, wie sie bei dem Stand der Technik auftreten, zu vermeiden.

Ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Verfügbarmachung eines verbesserten Rades der beschriebenen Art und ein Verfahren,einer Ansammlung von Schlamm und Schmutz darauf unter Betriebsbedingungen, wie sie oben beschrieben wurden, entgegenzutreten.

Ein noch spezielleres Ziel der Erfindung besteht in der Verfügbarmachung eines verbesserten Fahrzeugrades für Kettenfahrzeuge, das konstruiert und gestaltet ist, nicht nur zur Verhinderung einer Ansammlung von Schlamm und Schmutz usw., wie es beschrieben wurde, sondern auch für eine "selbstreinigende" Wirkung, um ein tatsächliches Entfernen einer solchen Schmutzansammlung während des normalsn Betriebs zu fördern.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugrad der beschriebenen Art verfügbar zu machen, das verbesserte Geräuschdämpfungseigenschaften hat.

In der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden, soweit nichts anderes angegeben ist, richtungsweisende Adjektive, wie "außenseitig" und "nach außen" in Bezug auf die normale Montierungsausrichtung des Rades auf dem Fahrzeug verwendet und irgendwelche Beschränkungen sollen damit nicht verbunden sein.

Die Erfindung soll nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert

-7-werden. In den Zeichnungen Zeigen:

Fig. 1 eine äußere Aufrüstansicht in der bevorzugten Ausführungsform des Kettenfahrzeugrades gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2

in Fig. 1; und
Fig. 3 und 4 Schnittansichten entsprechend der

nach Fig. 2, andere Ausführungsformen des Kettenfahrzeugrades gemäß der Erfindung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform 10 eines Fahrzeugrades für Kettenfahrzeuge und ähnliche Anwendungsfälle. Das Rad 1.0 ist eine zusammengesetzte Anordnung, die ein Metallscheibenrad 12 von allgemein herkömmlicher Ausgestaltung umfaßt und aus einer Scheibe 14 und einer ringförmigen Felge 16 besteht, die sich axial nach außen in dem Scheibenumfang 18 erstreckt. Die Scheibe 14 besitzt eine mittige Öffnung 20, von der eine geeignete Nabe oder ähnliches (nicht dargestellt) aufgenommen wird und eine Reihe runder Öffnungen 22, die die Nabenöffnung 20 umgeben für eine Montage 10 des Rades an dem Fahrzeug. Das mittige oder Zwischenteil 24 der Scheibe 14 zwischen den Montierungsöffnungen 22 und dem Scheibenumfang verläuft gewölbt nach außen, gesehen von außen, d.h.

in Fig. 2 in Längsrichtung, um eine zusätzliche Steifigkeit und Feder- bzw. Rückstellkraft zu gewährleisten. Die von der Scheibe entfernt liegende Kante 26 der Felge 16 ist gekrümmt, um einen geschlossen Flanschbogen auszubilden, um eine Mantelfestigkeit der Felge zu erzielen. Ein massiver Gummireifen 28 ist außen auf

der Felge 16 aufgeschweißt oder in anderer Weise be-. festigt.

In der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist das Scheibenrad 12 eine einstückige Konstruktion

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und allgemein von einer gleichmäßigen Dicke. Das Rad 12, wie es dargestellt ist, kann aus Stahlblech in einer Reihe von Zieh- und Biegeverfahren hergestellt werden. Andererseits kann das Rad 12 aus einer getrennten Scheibe hergestellt werden, an der eine Felge und/oder Flanschsegmente in geeigneter Weise angeschweißt sind. Die Scheibe und die Felge können aus einer einstückigen konischen Schleudergußkonstruktion bestehen, an der ein getrennter Ring angeschweißt ist um einen Flansch 26 zu bilden. Gieß- und Schmiedeverfahren können auch in Betracht gezogen werden.

Aus der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die allgemein napfartige Gestalt der Felge 16 und der Scheibe 14 insbesondere in Kombination mit dem Flansch 26 einen ringförmigen Kanal oder Tasche wirksam ausbilden. Schlamm und ähnliches, was auf die Außenfläche der Scheibe 12 während des normalen Betriebs gespritzt wird, hat die Neigung,längs der Scheibe zu fließen aufgrund der Zentrifugalkräfte, die durch die Raddrehung bewirkt werden, und sich in dem Kanal zu sammeln, der durch den Flansch 26, die Felge 16 und den Scheibenumfang 18 gebildet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Überzug oder Belag aus elastomerischem Material in diesem Kanal angebracht, um eine Ansammlung von Schlamm zu verhindern.

²S Weiter erhält die Außenfläche 32 des Körpers 30 eine Kontur in Bezug auf die Scheibe 14, die Felge 16 und den Flansch 26 um mit den o.g. Zentrifugalkräften während des Betriebs zusammenzuwirken und jeden Schlamm, der auf die Scheibenaußenfläche gespritzt wird, zu entfernen und somit als "selbstreinigender¹¹ Effekt zu wirken.

Insbesondere besteht der Körper 30 in der bevorzugten Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 aus einem geschäumten elastomerischen Material, wie Polyurethan, Polyäthylen oder Polypropylen, der auf die gegenwirkende Fläche des Rades 12 aufgeformt ist. Der Körper

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füllt vollständige den ringförmigen Kanal,der durch den Scheibenumfang 18,die Felge 16 und den Flansch 26 gebildet wird,aus und erstreckt sich radial nach innen längs der Außenfläche der Scheibe 14 bis·etwa zum Scheitelpunkt oder der höchsten Erhebung des Scheibenzwischenteiles 24. Die äußere oder von der Scheibe entfernte Fläche 32 des Körpers 30 ist axial nach außen geneigt von der Scheibe 14 im Bereich der von der Scheibe entfernt liegenden Kante der Felge 16. Insbesondere ist die Fläche 32 konkav und von abnehmendem Radius der Wölbung vom Scheibenteil 24 zum Flansch 26 um weich in die angrenzende axial nach außen weisende Fläche der Scheibe 14 und der radial nach innen weisenden Fläche des· Flansches 26 üeerzugehen, um einen reibungslosen

•5 "selbstreinigenden" Strom des Schlammes zu fördern, wie zuvor beschrieben.

Der Überzugkörper 30 ist vorzugsweise dauerhaft klebend an dem Rad 12 befestigt durch Aufformen gemäß der Lehre der US-Patentschriften 3 756 658 und 3 815 200, die dem

^O Anmelder übertragen wurden, wobei die Offenbarung dieser Patente durch Bezugnahme auch zu dieser Beschreibung gehören. Ein vorgefertigtes Rad 12 wird mit der Außenseite nach unten über eine vorgeheizte Form gebracht, wobei der Flansch 26 und das Scheibenteil 24 in Bezug auf die gegenüberliegende Formfläche dichtend abgestützt werden. Eine reaktionsfähige elastomere Mischung wird dann durch •geeignete,nicht dargestellte Öffnungen in dem Rad in den Hohlraum zwischen der sich gegenüberliegenden Form und den Radaußenflächen eingefüllt um auszuhärten und an Ort und Stelle einen einstückigen elastomeren Überzug zu bilden, der dauerhaft und dichtend an dem Rad befestigt ist. Geeignete Gießeinrichtungen können ausgebildet werden gemäß der Lehre nach den US-Patenten 3 762 677 und 3 956 451, die auf den Anmelder übertragen wurden und

" durch Bezugnahme zur Beschreibung gehören.

Die reagierende Mischung härtet in dem Formhohlraum wie beschrieben aus und besteht vorzugsweise aus einem sogenannten "selbst abisolierenden) Schaum, d.h. ein Schaum, welcher eine harte federnde Haut aus geschlossenen Zellen an der Oberfläche 32 während der Aushärtung inhärent ausbildet. Der Überzugskörper 30 besitzt einen Kern aus niedriger Dichte und eine Haut aus höherer Dichte aus einem Stück und ist nach dem Härten genügend federnd,um Spannungen oder Verbiegungen

"Ό der Felge 16 und/oder der Scheibe 14 während des normalen Betriebs zu erlauben, ohne an der.Oberfläche zu brechen oder seine abdichtende Anhaftung an den benachbarten Scheiben- und Flanschflächen zu verlieren. Um den Auftrieb des Rades und des Fahrzeugs zu erhöhen, ist bevorzugter Weise die Massendichte des Überzugskörpers 30 nach der Aushärtung geringer als die Dichte des Wassers (ca. 1000 kg/m³). In dieser Hinsicht kann der Überzugskörper 30 Füllstoffe von geringer Dichte enthalten, wie hohle Mikroglaskugeln oder ähnliches.

Die Schaummasse kann wie gewünscht gefärbt sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Überzugskörper 30 aus einem dominierenden (mindestens 90%) geschlossenen Zell-Urethanschaum mit einer Dichte von 80 bis 240 kg/m³ mit einer einstich- und wasserresistenten Hautdicke von 1,0 bis 2,5 mm Dicke. Es kann in einigen Fällen erwünscht sein, den Überzug&örper 30 und den Reifen 28 in einem Vorgang an dem Rad 12 zu befestigen.

Ein anderes Verfahren, den Überzugskörper 30 auszubilden in der Form eines Kernes mit geringer Dichte und einer Hautschicht mit einer höheren Dichte, ergibt sich aus den Lehren des US-Patents 4 251 476, was ebenfalls der Anmelderin übertragen wurde und durch Bezugnahme zu der Beschreibung gehört. Gemäß dieser Lehren wird die Formfläche zuerst besprüht oder in anderer Weise

beschichtet mit einer oder mehreren Schichten einer geeigneten elastomeren Reaktionsmischung und dort teilweise gehärtet. Das vorbereitete Rad wird dann über der Formfläche wie zuvor beschrieben angeordnet und eine zweite Reaktionsmischung wird dann eingefüllt oder in anderer Weise in den Hohlraum zwischen Form und Rad gebracht. Die zweite Reaktionsmischung wird dann ausgehärtet und die Formflächenschichten sind an Ort und Stelle entausgehärtet,um eine einstückige Struktur zu bilden, die einen Kern von niederer Dichte und eine Hautschicht von höherer Dichte umfaßt. Das Rad, das durch eine der Methoden hergestellt wurde, kann nach dem Härten geeignet mit Farbe versehen werden. Ein Vorteil der zweiten oben beschriebenen Methode besteht darin, daß ein gewünschtes Pigment zu der ersten Reaktionsmischung zugeführt werden kann, wodurch ein weiterer Schritt zum Färben entfällt. Es ist auch möglich, durch eine vorgefärbte Schaumreaktonsmischung mit der ersten Methode zu arbeiten. Als dritte Methode kann ein hautausbildender oder nichthautausbildender. Körper an dem Scheibenrad angebracht werden und nachträglich wird in einem weiteren Vorgang eine Haut zugeführt. Dieses getrennte Hautaufbringen kann durchgeführt werden durch Anformen, Aufsprühen, Aufstreichen oder durch andere Weise in der eine geeignete Reaktionsmischung, wie Urethan aufgebracht wird. Die getrennt aufgebrachte Haut sollte alle die wünschenswerten Eigenschaften haben, wie sie oben beschrieben wurden in Bezug auf Farbe und Widerstandsfähigkeit in Bezug auf Stoß, Eindringen, Abreibung, chemischen Angriff, ultraviolettes Licht und Wasserabsorption.

Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Überzugskörper einen getrennt ausgebildeten Einsatz 4Ö aufweist, der durch ein im Extruderguß- oder Spritzgußverfahren hergestellten elastomerischen Körper gebildet ist. Der Einsatz 40 kann eine

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3 3U¹MVb

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hohle röhrenförmige Struktur eines harten Materials mit geschlossenen Zellen sein, wie dargestellt und kann mit einem Material geringer Dichte gefüllt sein oder eine kompakte Gestalt aufweisen. Beim Zusammenbau wird der Einsatz 40 auf die gewünschte Länge geschnitten und dann abdichtend an dem Rad 12 befestigt, wobei die sich gegenüberliegenden Enden dichtend aufeinanderliegen, wie bei 42 zu sehen ist. In den meisten Fällen ist es anzustreben, daß der Einsatz 40 adhäsiv an dem Rad 12 befestigt ist, obgleich eine solche Adhäsion nicht erforderlich sein kann in Fällen, wo die Geometrie des Rades und/oder des Einsatzes eine abdichtende Befestigung erlauben, ohne daß Klebstoffe verwendet werden.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer separaten vorgeformten Haut 44 aus einer vorgeformten elastomeren oder Metallschichtausbildung, die abdichtend an dem Rad 12 klebend befestigt wird, und zwar durch einen Überzugsring 46 in Übereinstimmung mit den Lehren des US-Patentes 3 669 501, das der Anmelderin übertragen wurde und durch Bezugnahme zu dieser Beschreibung gehört.

Eine vorgeformte oder einstückig ausgebildete Schutzschaumoberflächenmaterialschicht aus' einem Gespinst oder regellosem Faserstoff, wodurch die Ausbildung verstärkt wird, kann in der gleichen Weise während der beschriebenen hautausbildenden Verfahren angebracht werden, um den Abrieb, den Verschleiß und die Eigenschaften in Bezug auf Eindringmöglichkeit und Festigkeit zu erhöhen, falls es erforderlich ist. ■

Claims

Motor Wheel Corporation
1600 N. Larch Street
Lansing, Michigan 48909, USA

Patentansprüche :

1.J Zusammengesetztes Rad für Kettenfahrzeuge und ähnliches, V-g-eicennzeichnet durch ein allgemein napfartig gestaltetes Scheibenrad mit einer Scheibe und einer von deren Umfang sich erstreckenden ringförmigen Felge, durch ein Körper aus elastomerem Material, der an den Rad innerhalb der Felge befestigt ist und eine ansteigende Außenfläche von geschlossener wasserresistenten Zellenstruktur aufweist, wobei sich die Außenfläche axial und radial von der Scheibe von dem der Scheibe entfernt liegenden Kante der Felge erstreckt und durch eine abdichtende Verbindung in angrenzenden Flächen von Scheibe und Felge.

2 . Rad nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Rad einen Verstärkungsflansch aufweist, der sich radial nach innen von dem der Scheibe entfernt liegenden Ende der Felge erstreckt und mit der Scheibe und der Felge einen ringartigen Kanal innerhalb der Felge bildet und daß der Kanal mit einem Körper ausgefüllt ist, dessen ansteigende Außenfläche sich von der Scheibe zu dem Flansch erstreckt.

3. Rad nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine Massendichte aufweist, die geringer als die Dichte von Wasser ist.

SonnenbergerStra0e43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme Palenlconsult RadecfceslraOe 43 8000 München 00 Telefon (069) 883603/883604 Telex 5212313 Telegramme Patentconsult

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4. Rad nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Körper einen festen Überzug von geschäumtem elastomerem Material umfaßt, der darauf angeformt ist und an den gegenüberliegenden Flächen von Scheibe und Felge angeklebt ist, wobei der Überzug eine genügende Flexibilität und Federungsvermögen aufweist, um sich einem Biegen der Scheibe und Felge während des normalen Betriebs anzupassen.

5. Rad nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug einen Körper aus geschlossenen Zellen umfaßt, der eine Dichte im Bereich von 80 bis 240 kg/m³ aufweist und eine einstückige Haut mit geschlossenen Zellen von 1,0 bis 2,5 mm Dicke die Außenfläche bildet.

6. Rad nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte elastomere Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyurethan, Polyäthylen und Polypropylen besteht.

7. Rad nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem vorgeformten Einsatz besteht, der eingesetzt und abdichtend an Felge und Scheibe befestigt ist.

8. Rad nach Anspruch 4 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche konkav ist.

9. Rad nach Anspruch 1, 2 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche konkav ist und einen abnehmenden Radius der Wölbung vom Bereich der Scheibe zu der Kante der Felge aufweist.

10. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf. einem napfartig gestalteten Metallrad mit einer Scheibe und einer außen be-

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festigten ringförmigen Felge, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus elastomerem Material an dem Rad innerhalb der Felge angebracht ist und eine steigende wasserresistente Fläche aufweist und sich axial und radial von der Scheibe zu der von der Scheibe entfernt liegenden Ecke der Felge erstreckt und abdichtend.an den Flächen von Scheibe und Felge befestigt ist.

.11. Rad nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch sich radial nach innen von der von der Scheibe entfernt liegenden Kante der Felge erstreckt und daß sich die Außenfläche von der Scheibe zu der freien Kante des Flansches erstreckt.

12. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum innenliegend von der Felge und im Bereich der Felgenscheibenverbindung mit einem Körper aus einem elastomeren Material mit geringer Dichte ausgefüllt wird und daß der Körper mit einer Haut von höherer Dichte abgeschlossen wird, wobei die Haut abdichtend an den benachbarten Flächen von Scheibe und Felge anliegt.

13. Verfahren zur Herstellung eines Rades nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum innenliegend von der Felge mit einem elastomeren Material ausgefüllt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ausfüllkörper eine widerstandsfähige Außenhaut angebracht wird und an Felge und Rad abdichtend zur Anlage gebracht wird.

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15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Körpers bzw. der Haut mit einem konkaven Profil versehen wird, wobei der Radius der Wölbung vom Bereich der Scheibe zu der Felge abnimmt.