DE69000239T2

DE69000239T2 - Fahrzeugrad aus verbundwerkstoff.

Info

Publication number: DE69000239T2
Application number: DE9090400212T
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Engerand; Jean-Pierre Mattei
Original assignee: R Alkan et Cie; Messier Bugatti SA
Current assignee: Safran Landing Systems SAS
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: EP0381558A1; FR2642396B1; EP0381558B1; FR2642396A1; DE69000239D1; US5018795A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad in Kompositbauweise.
Bekanntlich ist es erwünscht, ein Fahrzeug, insbesondere ein Flugzeug aus möglichst leichten Komponenten aufzubauen, wobei diese jedoch eine ausreichende Festigkeit haben müssen, um die Belastungen auszuhalten, denen sie unterworfen sind. Insbesondere Flugzeugräder müssen iin Stande sein, die äußerst hohen Belastungen auszuhalten, denen sie während der Landung und während des Rollens am Boden unterworfen sind. Außerdem können die Flugzeugreifen nicht soweit verformt werden, daß der Rand der jeweiligen Flanken über den Randwulst des Rades gehoben werden kann; es ist deshalb erforderlich, daß ein Flugzeugrad zerlegbar ist, um ein Aufsetzen des Reifens auf die Felge zu ermöglichen. Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck ein Flugzeugrad aus einer Leichtmetallegierung herzustellen, welches eine mit einer Nabe über wenigstens eine Flanke verbundene Felge umfaßt, auf welcher wenigstens ein lösbarer Randwulst abdichtend montiert ist, der mit der Felge auf einer Montageseite derselben mittels eines Befestigungsringes fest verbunden ist.
Um die Fahrzeugräder weiter zu erleichtern, wurde bereits vorgeschlagen, diese aus einem Kompositmaterial herzustellen, insbesondere aus Kohlefasern, die in ein organisches Harzmaterial eingebettet sind. Man war sich indessen darüber klar, daß eine aus einem Kompositmaterial hergestellte Felge keine ausreichende Festigkeit hat, um die vom Befestigungsring aufgebrachten Belastungen auszuhalten. Es wurde deshalb vorgesehen, Räder aus einem Koinpositmaterial herzustellen, die aus zwei Teilen bestehen, welche miteinander in einer im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Rades stehenden Mittelebene verbunden werden. Die Montage eines Reifens auf den beiden noch getrennten Teilen und deren Zusammenbau ist jedesmal schwierig, und ein derartiger Aufbau erweist sich als wenig zufriedenstellend im Hinblick auf die praktische Handhabung.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugrad in Kompositbauweise vorzuschlagen, welches eine ausreichende Festigkeit hat und dennoch eine leichte Montage des Reifens auf dem Rad ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Fahrzeugrad vorgeschlagen, umfassend eine Felge, die über wenigstens eine Seitenflanke mit einer Nabe verbunden ist und auf welcher wenigstens ein lösbarer Randwulst abdichtend montiert ist, der mit der Felge auf einer Seite derselben über einen Befestigungsring fest verbunden ist, wobei die Felge und die Seitenflanke aus einem Kompositmaterial hergestellt sind und die Felge auf ihrem Umfang auf der Montageseite des lösbaren Randwulstes einen metallischen, an der Felge befestigten Montagegürtel aufweist, an welchem eine Positionierrinne für den Befestigungsring ausgebildet ist.
Auf diese Weise gewährleistet der metallische Montagegürtel eine ausreichende Festigkeit, um die vom Befestigungsring übertragenen Belastungen aufzunehmen, wobei man gleichzeitig den Vorteil einer bedeutenden Gewichtsverminderung genießt, die daraus resultiert, daß die Felge und die Flanke in Kompositbauweise hergestellt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat der Montagegürtel eine von einem mittleren Bereich zum Rand der Felge hin zunehmende Dicke. Damit wird eine ausreichende Kontaktfläche zwischen dem Montagegürtel und der Felge sowie eine ausreichende Festigkeit des Montagegürtels im Bereich der Positionierrinne für die Befestigung gewährleistet, wobei das von dem metallischen Montagegürtel verursachte zusätzliche Gewicht minimiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat der Montagegürtel an einer der Felge zugewandten Fläche eine gestufte Oberfläche, wobei diese mit der Felge verklebt ist. Der lösbare Randwulst ist aus einem Kompositmaterial hergestellt. Das Rad hat zwei zueinander beabstandete Seitenflanken, zwischen denen zumindest ein an der Nabe anliegendes Versteifungselement angeordnet ist.
Weitere Merkrnale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines einzelnen Ausführungsbeispieles, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, in Verbindung mit der einzigen Figur.
Diese zeigt schematisch einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Rad entlang einer diametralen, vertikalen Ebene.
Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Rad umfaßt eine aus einem Kompositmaterial hergestellte Felge 1, die mit einer im Ganzen mit 2 bezeichneten metallischen Nabe über Flanken 3 verbunden ist, die ebenfalls aus einem Kompositmaterial und einstückig mit der Felge 1 hergestellt sind und sich senkrecht zur Nabe 2 erstrecken. Ein ringförmiger Randwulst 4 ist ebenfalls einstückig mit der Felge 1 aus einem Kompositmaterial hergestellt und erstreckt sich von dieser ausgehend radial nach außen. Auf einer dem festen Randwulst 4 abgewandten Seite der Felge 1 trägt das Rad einen lösbaren Randwulst 5, welcher ebenfalls aus einem Kompositmaterial hergestellt ist.
Das verwendete Kompositmaterial ist beispielsweise ein Material, welches Kohlefasern hoher Festigkeit aufweist, die miteinander über ein organisches Harz verbunden sind.
Ein metallischer Montagegürtel 6, vorzugsweise ein Titangürtel, falls die Kompositmaterialien unter Verwendung von Kohlefasern hergestellt sind, ist auf dem Außenumfang der Felge 1 auf der Seite derselben, die für die Montage des lösbaren Randwulstes 5 vorgesehen ist, befestigt. Die Fläche des metallischen Montagegürtels 6, die dem lösbaren Randwulst 5 zugewandt ist, ist vorzugsweise eine im ganzen glatte Fläche, an die sich eine torusförmige Dichtung 7 anlegen kann, die in einer inneren Ringnut 8 des Randwulstes 5 angeordnet ist. Im Bereich seines Außenrandes hat der Montagegürtel 6 eine Ringnut 9, die dem lösbaren Randwulst 5 zugewandt ist und in die eine Dichtung 10 eingelegt ist. Auf der Seite, die der Felge 1 zugewandt ist, hat der Montagegürtel 6 eine gestufte Oberfläche 11, die so ausgebildet ist, daß der Montagegürtel eine von einem mittleren Bereich der Felge zu deren Rand hin zunehmende Dicke hat. Eine Verklebung des metallischen Gürtels 6 auf der Felge hat sich als ausreichend erwiesen, um eine gute Befestigung des Montagegürtels zu erzielen. Dennoch kann man, wenn man dieses zum Zwecke einer Verbesserung der Montagesicherheit wünscht, eine Reihe von Befestigungsmitteln 12 vorsehen, die sich radial durch den metallischen Gürtel und die Felge hindurch erstrecken. Natürlich wird die Felge auch von einer Fülleitung 13 durchsetzt, die in einem Ventil 14 endet, welches von der Außenseite des Rades durch eine öffnung 15 in einer der Flanken 3 hindurch zugänglich ist.
Die Flanken 3 haben in axialer Richtung des Rades einen Abstand voneinander; die Festigkeit des Rades wird vorzugsweise mittels radialer Stege l6 verbessert, die zwischen den Flanken 3 und an deren Außenseite vorgesehen sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Festigkeit des Rades außerdem durch metallische oder in Kompositbauweise hergestellte Versteifungsstege 17 erhöht, die zwischen den beiden Flanken im Bereich der Nabe angeordnet sind.
Die Nabe umfaßt einen Rohrkörper 18, welcher an einem seiner Enden mit einem Flansch 19 und im Bereich eines diesem abgewandten Endes mit einem demontierbaren Stützring 20 versehen ist, welcher mit dem Rohrkörper 18 auf irgendeine geeignete Weise verbunden wird, beispielsweise mittels eines Gewindes. Der Rohrkörper 18 umfaßt außerdem interne Ringstege 21, die als Anschläge für Wälzlager bei der Montage des Rades auf seiner Drehachse dienen sollen. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführung beschränkt ist; vielmehr können Abwandlungen vorgesehen werden, ohne daß damit der in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindungsbereich verlassen wird. Insbesondere könnten die beiden zueinander beabstandeten Flanken 3 durch eine einzige Flanke ersetzt werden, die eine ausreichende Dicke hat, um eine ausreichende Festigkeit der Verbindung zwischen der Felge und der Nabe zu gewährleisten.
Wenn auch bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein einziger lösbarer Randwulst 5 vorgesehen ist, so könnte man jedoch ebenso den diesem abgewandten Randwulst lösbar ausgestalten, wobei die Felge dann mit einem zweiten metallischen Montagering oder auch mit einem einzigen metallischen Ring versehen sein könnte, welcher zur Montage der beiden lösbaren Randwülste dient.
Wenn auch die Erfindung insbesondere bei Flugzeugrädern angewendet werden soll, so kann sie jedoch ebenso für andere Fahrzeuge, insbesondere Lastwagen bzw. Automobile verwendet werden.

Claims

Fahrzeugrad, umfassend eine Felge (1), die über wenigstens eine Seitenflanke (3) mit einer Nabe (2) verbunden ist und auf welcher wenigstens ein lösbarer Randwulst (5) abichtend montiert ist, der mit der Felge (1) auf einer Seite derselben durch einen Befestigungsring (10) fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge und die Seitenf lanke (3) aus einem Kompositmaterial hergestellt sind und daß die Felge auf ihrem Umfang auf der Montageseite des lösbaren Randwulstes (5) einen metallischen, an der Felge befestigten Montagegürtel (6) aufweist, an welchem eine Positionierrinne (9) für den Befestigungsring ausgebildet ist.
2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagegürtel (6) eine von einem mittleren Bereich zum Rand der Felge (1) hin zunehmende Dicke hat.
3. Fahrzeugrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagegürtel an einer der Felge (1) zugewandten Fläche eine gestufte Oberfläche (11) hat und daß diese mit der Felge verklebt ist.
4. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der lösbare Randwulst (5) aus einem Kompositmaterial besteht.
5. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei zueinander beabstandete Seitenflanken (3) hat, zwischen denen zumindest ein an der Nabe anliegendes Versteifungselement (17) angeordnet ist.