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Laufrad für Fahrzeuge aller Art
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad rflit bewußt groß gehaltener
Aufstandsfläche auf der Fahrbahn.
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Laufräder ermöglichen Landfahrzeugen allgemein sowie Amphibien- und
Luftfahrzeugen auf dem Lande eine Fortbewegung. Die gebräuchlichen Laufräder werden
als bekannt vorausgesetzt. Bekannt, jedoch nicht gebräuchlich sind auch Laufräder
geringer Masse, d7e auf einen Laufring reduziert sind, den mehrere Rollen oder ein
Führungsring mit einem Radlaler sehr großen Durchmessers führen und am Fahrzeugkörper
abstützen. Der Führungsring kann dabei radial stark federnd gestaltet sein und die
Aufgaben der Fahrzeugfederung mit übernehmen. Der Laufring kann dabei radial hochflexibel
und/oder stark federnd gestaltet und auf ein (u. U. luftloses) Laufflächenband reduziert
sein.
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Daß ein Laufrad eine möglichst geringe sogenannte "ungefeaerte" Masse
hat, ist stets vorteilhaft. Daß es möglichst nahe der Kreisform gehalten wird, ist
ebenfalls grundsätzlich sinnvoll. Bei leichten und ultraleichten Fahrzeugen ist
eine kleine, nahezu punktförmige Aufstandsfläche auf der Fahrbahn ausreichend oder
gar erwünscht. Bei schweren Fahrzeugen ist sie jedoch unangebracht, weil sie sehr
schnell zur Zerstörung der Fahrbahn führen kann.
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Schnelle Schwerfahrzeuge beanspruchen die Fahrbahn, verglichen mit
Personenkraftwagen, oft um mehr als das Tausendfache. Mit den bekannten Breitreifen,
Doppelreifen und Doppelachsen kann das Problem der hohen Fahrbahnbeanspruchung trotz
hohen technischen Aufwandes nur gemildert, aber nicht gelöst werden. Gleiskettenfahrwerke
sind grundsätzlich zu einer großflächigen Lastverteilung geeignet. Dem stehen jedoch,
verglichen mit Laufrädern, der wesentlich höhere bau- und wartungstechnische Aufwand,
der wesentlich größere Rollwiderstand und die starken Laufgeräusche gegenüber. Außerdem
sind sie für höhere Geschwindigkeiten nicht oder nur bedingt geeignet.
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Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in
den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst vor allem die Aufgabe, ein kostengünstiges,
schnelles Laufrad mit geringer Masse und großer Aufstandsfläche zu schaffen.
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Dazu wird der Gedanke des radial stark federnden Lauf- und Führungsringes
aufgegriffen. Es entfallen jedoch alle konstruktiven Maßnahmen und/oder technischen
Hilfen, die den Führungsring nahe der- Kreisform halten sollen. Die dadurch bedingte,
stärkere Abplattung auf der Fahrbahn ist gewollt und wird konstruktiv noch unterstützt.
Die Energieverluste durch die Walkarbeit des Laufringes bzw. Laufflächenbandes werden
im Tnteresse einer insgesamt einfachen Konstruktion und vor allem einer wesentlich
verringerten Fahrbahnbeanspruchung hingenommen.
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Im konstruktiv einfachsten Fall hat der Führungsring (zugleich Fahrzeugfeder)
einen gleichmäßigen Querschnitt und vor dem Anbau an das Fahrzeug Kreisform. Er
nimmt am unbeladenen Fahrzeug leicht elliptische Form an, die sich bei zunehmender
Beladung verstärkt. Dabei plattet er sich auf der Fahrbahn zunehmend mehr ab und
vergrößert dadurch seine Aufstandsfläche (Bild 1 in der Zeichnung).
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Wenn das Fahrzeug-Leergewicht und die Achslast hinreichend gering
und bekannt sind, kann der Führungsring konstruktiv so gestaltet werden, daß er
am unbeladenen Fahrzeug annähernd Kreisform annimmt.
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Das verringert die Walkarbeit des Laufringes bzw. Laufflächenbandes
bei Leerfahrten.
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Bei schweren Fahrzeugen wird es zweckmäßig sein, die (fahrbahnferne)
Verbindung des Führungsringes mit dem Fahrzeugkörper so zu gestalten, daß sich der
Führungsring in diesem Bereich auf einer parallel zur Fahrzeuglängsachse und zur
Fahrbahnebene verlaufenden Schiene oder anderen geeigneten Auflagefläche beim Einfedern
abstützt und abplattet (Bild 2 in der Zeichnung). Dadurch werden die auftretenden
Kräfte auf eine größere Fläche verteilt und besser beherrscht.
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Bei sehr schweren Fahrzeugen werden möglicherweise auch die mit stark
eingefederten "runden" oder "elliptischen" Führungsringen erreichten Vergrößerungen
der aufstandsfläche noch nicht ausreichen. Werden solche Führungsringe jedoch zu
Führungsrahmen umgestaltet, indem sie vertikal mittig aufge/trennt und horizontal
gerade Elemente eingefügt werden1 so ist mit einfachen Mitteln eine ständig wirksame,
sehr große und fast beliebig vergrößerbare Aufstandsfläche geschaffen (Bild j in
der neichnung). Das fahrbahnferne horizontale l .;ìent kann
dabei
formstarr sein; durch Pollen ersetzt werden, in bestimmten Fällen (geringe Elementlänge,
leichter Laufring, leichtes Laufflä chenband) auch ersatzlos entfallen. Das fahrbahnnahe
horizontale Element sollte in vertikaler Richtung wie eine Blattfeder wirken.
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Damit bei Leerfahrten der Fahrzeugschwerpunkt nicht unnötig hoch liegt
und bei Höchstbeladung die Bodenfreiheit nicht zu gering wird, ist es zweckmäßig,
die (fahrbahnferne) Verbindung des Führungsringes bzw. Führungsrahmens am Fahrzeugkörper
höhenverstellbar zu gestalten.
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Um eine möglichst gleichmäßige Lastverteilung zu erreichen und auch
das ueberfahren größerer Unebenheiten ohne tiberlastung zu ermöglichen, sollten,
insbesondere bei Schwerfahrzeugen, hydraulisch gekoppelte Stempel, mechanische Hebel
oder andere geeignete Ausgleichselemente den fahrbahnnahen Teil des Führungsringes
bzw. -rahmens am Fahrzeugkörper abstützen. Bei entsprechender Ausgestaltung können
sie auch zur Niveauregulierung dienen.
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Bei Schwerfahrzeugen werden die bekannten Lagerungen und Führungen
zwischen Führungsring bzw. -rahmen und Laufring bzw. Laufflächenband die auftretenden
Belastungen möglicherweise nicht aufnehmen können.
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In solchen Fällen empfehlen sich in den Führungsring bzw. -rahmen
integrierte oder an ihnen direkt oder über Dämpfungselemente befestigte Rollen,
die im bereich der Aufstandsfläche hinreichend dicht stehen und im übrigen Bereich
einen möglichst großen Abstand haben sollten. Es empfehlen sich auch zwangsgeführte,
umlaufende Rollenbänder nach Art eines überdimensionalen, radial federnden Käfigrollenlagers.
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Luftreifen der bekannten Art werden bei den vorgeschlagenen Laufrädern
insbesondere wegen der großen Walkarbeit und geringen axialen Formsteifigkeit weniger
geeignet sein. Die Lösung für den-Laufring bzw. Laufflächenband wird, insbesondere
für Schwerfahrzeuge, in einem breiten, radial hochflexiblen, axial jedoch möglichst
formsteifen Band gesehen.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß ein Laufrad geschaffen wird, das die sehr hohe Beanspruchung der Fahrbahnen,
insbesondere durch schnelle Schwerfahrzeuge ganz erheblich verringert.
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