DE845446C

DE845446C - Impeller or rim, especially for aircraft

Info

Publication number: DE845446C
Application number: DEW4490A
Authority: DE
Original assignee: Wingfoot Corp
Current assignee: Wingfoot Corp
Priority date: 1950-05-06
Filing date: 1950-11-10
Publication date: 1952-07-31

Description

Laufrad oder Felge, insbesondere für Luftfahrzeuge Die Erfindung betrifft Laufräder, insbesondere aus Guß, deren Felgen Luftreifen od. dgl. tragen und vorzugsweise fugenlose Reifenflansche aufweisen.Impeller or rim, in particular for aircraft The invention relates to Wheels, in particular made of cast iron, the rims of which are pneumatic tires or the like, and preferably have seamless tire flanges.

Es ist üblich, Laufräder für Luftfahrzeuge aus gegossenem Magnesium oder Aluminium oder aus Legierungen dieser Metalle herzustellen, um das Radgewicht so klein wie möglich zu halten. Normalerweise werden diese Räder mit Luftreifen od. dgl. ausgerüstet und haben an einer oder an beiden Seiten angegossene fugenlose Reifenflansche, an denen der Wulst der Bereifung gehalten wird. Beim Landen eines schweren Flugzeugs werden Räder und Felgen oft hohen Stoßbeanspruchungen ausgesetzt, besonders bei einer sog. Bumslandung. Außerdem haben die -umlaufenden Teile der Räder nur eine begrenzte Lebensdauer, da an den Stellen maximaler Belastung sich Ermüdungserscheinungen und Fehler zeigen; diese Stellen liegen an der Übergangsstelle der Felge in die Seitenflansche. Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl die großen Stoßbeanspruchungen beim Landen als auch die normale rollende Belastung vom Luftreifen so auf die Felge übertragen wird, daß auf ihr große seitlich wirkende Kräfte auftreten, die insbesondere die Flansche beanspruchen und die erwähnten Ermüdungserscheinungen zur Folge haben.It is common for aircraft impellers to be made from cast magnesium or aluminum or alloys of these metals to make the wheel weight to keep it as small as possible. Usually these wheels come with pneumatic tires Od. Like. Equipped and have jointless cast on one or both sides Tire flanges to which the tire bead is held. When landing one heavy aircraft wheels and rims are often exposed to high impact loads, especially with a so-called bum landing. In addition, the circulating parts of the Wheels only have a limited lifespan, as they are at the points of maximum load Show signs of fatigue and defects; these points are at the transition point the rim into the side flanges. It should be noted that both the large Impact loads when landing as well as the normal rolling load from the pneumatic tire is transferred to the rim in such a way that large lateral forces occur on it, which particularly stress the flanges and the aforementioned signs of fatigue have as a consequence.

Versuche, den Radius des den Reifenflansch mit der Radbasis verbindenden Materials zu vergrößern, machten eine Querschnittsänderung des Reifenwulstes erforderlich; was unerwüi scht ist. Eine Vergrößerung der Gußdicke des Flansches auf der Außenseite des Rads hat schwere und plumpe Räder zur Folge und verbietet sich oft wegen der vorgeschriebenen Begrenzungsmaße.Try to find the radius of the one connecting the tire flange to the wheel base To enlarge the material, made a cross-sectional change of the Tire beads necessary; which is undesirable. An increase in the casting thickness of the flange on the outside of the wheel results in heavy and clumsy wheels and prohibits often because of the prescribed limits.

Es ist vor allem Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile und Schwierigkeiten zti vermeiden und eine billige und leichte Konstruktion eines gegossenen Rads in der Weise vorzusehen; daß erfindungsgemäß der oder die den Reifenwulst haltenden Felgenflansche durch endlose Versteifungsringe aus Stahl od. dgl. verstärkt sind.It is primarily the object of the invention to address the disadvantages and Avoid difficulties zti and a cheap and lightweight construction of a cast To provide wheels in the manner; that according to the invention the or those holding the tire bead Rim flanges or the like are reinforced by endless stiffening rings made of steel.

Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag wird dem Reifenflansch an der Stelle. des gefährlichen Querschnitts eine Vorspannung erteilt, so daß die am Flansch auftretenden Belastungskräfte zunächst die herrschenden Vorspannungskräfte überwinden müssen, um dann erst über die netrale Zone in die Dehnungszone zu gelangen, in' der überbeanspruchungen und Materialschäden möglich sind.According to a further proposal of the invention, the tire flange is on the agency. of the dangerous cross-section issued a prestress, so that the am Flange occurring loading forces first the prevailing preload forces have to overcome in order to then only reach the stretching zone via the netral zone, in 'where overuse and material damage are possible.

Ferner sieht die Erfindung gegossene. Magnesiumräder für Luftfahrzeuge mit angegossenen Flanschen vor, die durch fugenlose Stahlringe so verstärkt sind, daß ein Bruch der Radflansche selbst unter Stoßbeanspruchungen :vermieden wird.The invention also provides cast. Magnesium wheels for aircraft with cast-on flanges, which are reinforced by seamless steel rings, that a breakage of the wheel flanges even under shock loads: is avoided.

Schließlich können die gemäß der Erfindung für gegossene Räder verwendeten Stahlversteifungsringe auch zur Bildung einer Hemmvorrichtung Verwendung finden.Finally, those according to the invention can be used for cast wheels Steel stiffening rings can also be used to form a jamming device.

Wie aus der Beschreibung deutlicher hervorgeht, schließt die Erfindung insbesondere die Kombination eines tragenden Glieds (Rad, Felge) mit angearbeitetem Flansch als Widerlager für die Reifenwülste ein,' dessen Flansche ringförmige und seitwärts gerichtete Ansatzflächen hur Aufnahme der konzentrisch zu ihnen angeordneten Versteifungsringe haben, wobei die Ansatzflächen mit den Flanschen unter Vorspannung gesetzt und die Versteifungsringe eingesetzt werden, die ihrerseits wiederum durch die konzentrischen Kräfte, die von den Ansatzflächen ausgehen, gehalten werden. Das tragende Glied, also der Radkörper;, bestecht gewöhnlich aus Magnesium- oder Aluminiumguß, der Versteifungsring kann im Querschnitt I-Profil -haben und eine Bremsscheibe aufnehmen, die mit ihm verzahnt oder versplintet ist. .As is clearer from the description, the invention closes in particular the combination of a load-bearing element (wheel, rim) with an attached one Flange as an abutment for the tire beads, 'whose flanges are ring-shaped and laterally directed attachment surfaces to accommodate those arranged concentrically to them Have stiffening rings, the attachment surfaces with the flanges under prestress set and the stiffening rings are used, which in turn through the concentric forces emanating from the attachment surfaces are maintained. The load-bearing member, i.e. the wheel center, is usually made of magnesium or Cast aluminum, the stiffening ring can have an I-profile and a Pick up the brake disc that is toothed or splinted with it. .

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch ein gegossenes Rad entsprechend dem Erfindungsvorschlag, Fig. 2 eine Seitenansicht des Rads. der Fig. i, Fig.3 eine vergrößerte Wiedergabe des Querschnitts des Rollenflansches der Fig. i mit dein erfindungsgemäßen Versteifungsring; Fig. 4 und 5 die Teile der Fig. _3 in abgeänderter Ausführungsform, Fig.6 eine Seitenansicht eines Reifenflansches, dessen Versteifungsring mit einer Bremsscheibe verzahnt ist, Fig. 7 eine vergrößerte Wiedergabe des Querschnitts des Flansches gemäß :Linie VII-VII der Fig. 6. In den Zeichnungen ist mit i allgemein der die Bereifung tragende Körper bezeichnet, der beim Ausführungsbeispiel aus einem Rad mit trommelartig gewölbter Felge 2 besteht, an die .die Speichen 3 mit der Nabe 4 angegossen sind. Der die Felge bildende trommelartige Radkranz 2 hat an seinen beiden Kanten angeformte, endlose Flansche 5 zum Halten der Bereifung, die ihrerseits wiederum waagerechte Ansätze 6 haben, welche ringförmig und parallel zur Radachse verlaufen.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, namely Fig. i shows a vertical section through a cast wheel accordingly the proposal of the invention, Fig. 2 is a side view of the wheel. of Fig. i, Fig.3 a enlarged representation of the cross section of the roller flange of FIG stiffening ring according to the invention; FIGS. 4 and 5 show the parts of FIGS. _3 in modified form Embodiment, Figure 6 is a side view of a tire flange, its stiffening ring is toothed with a brake disc, Fig. 7 is an enlarged reproduction of the cross section of the flange according to: line VII-VII of FIG. 6. In the drawings, i is general denotes the body carrying the tires, which in the exemplary embodiment consists of a There is a wheel with a drum-like arched rim 2 to which .die spokes 3 with the hub 4 are cast on. The drum-like wheel rim 2 forming the rim has on its both edges molded, endless flanges 5 to hold the tires, which in turn in turn have horizontal lugs 6, which are annular and parallel to the wheel axis get lost.

Die Felge 2 des sich drehenden Körpers i ist unmittelbar zur Aufnahme einer Luftreifentype mit nicht dehnbarem Drahtwulst geeignet. Zur Erleichterung der Montage und Demontage der Bereifung kann das Rad i in üblicher Weise bei 7 gespalten sein. Es sei bemerkt, daß der Erfindungsgedanke auch bei Rädern und Felgen anderer Konstruktionen zur Anwendung gebracht werden kann, z. B. solchen mit Tiefbettfelgen oder solchen mit abnehmbaren Ringflanschen für die Bereifung.The rim 2 of the rotating body i is ready to be received suitable for a pneumatic tire type with a non-stretchable wire bead. To make things easier the assembly and disassembly of the tires, the wheel i can split in the usual way at 7 be. It should be noted that the idea of the invention also applies to wheels and rims of others Constructions can be applied, e.g. B. those with drop center rims or those with removable ring flanges for the tires.

Das Rad i hat die bei Flugzeugen übliche Form und ist entsprechend der normalen Praxis aus Magnesium, Aluminium oder aus Legierungen aus dem einen oder anderen oder aus beiden Metallen gegossen. Dabei können die Teile 2, 3, 4, 5 und 6 - des Rads unmittelbar zu dem gemeinsamen und in der Zeichnung dargestellten Radkörper zusammengegossen werden.The wheel i has the shape customary in aircraft and is cast in accordance with normal practice from magnesium, aluminum or from alloys of one or the other or of both metals. The parts 2, 3, 4, 5 and 6 - of the wheel can be cast together directly to form the common wheel body shown in the drawing.

Konzentrisch zu dem äußeren Flanschring 6 des Rads ist ein fugenloser Ring 8 aus Material hoher Festigkeit, z. B. hochwertigem Stahl, angeordnet, der unter dem Flanschring 6 so eingespannt ist, daß er nicht nur diesen abstützt, sondern auch gleichzeitig fest an dem Reifenflansch 5 anliegt.Concentric to the outer flange ring 6 of the wheel is a seamless one Ring 8 made of high strength material, e.g. B. high quality steel, arranged, the is clamped under the flange 6 so that it not only supports this, but also rests firmly against the tire flange 5 at the same time.

Das Einziehen des Rings 8 in den Flansch 6, 5 erfolgt zweckmäßig mittels eines Schrumpfvorgangs, der wiederum in der Weise durchgeführt wird, daß zwischen dem Ring 8 und dem Radkörper ein genügend großer Temperaturunterschied hergestellt wird, der die Vereinigung der genannten Teile ermöglicht.The ring 8 is appropriately drawn into the flange 6, 5 by means of a shrinking process, which in turn is carried out in such a way that between the ring 8 and the wheel body produced a sufficiently large temperature difference which enables the union of the named parts.

Insbesondere kann so vorgegangen werden, daß der Ring 8 unter normalen Temperaturen ausgesetzt wird, während der Radkörper bzw. seine Flanschteile, eine übernormale Temperatur erhalten. Die Teile werden dann zusammengefügt, und sobald sie die normale Raumtemperatur wieder erreicht haben, sitzt der Ring 8 infolge der Schrumpfung des Ringflanschteils 6 und der Ausdehnung des Rings 8 fest und konzentrisch innerhalb des Flanschteils 6. Das Ergebnis dieser Behandlung ist, daß der Ring 8 unter Druckbeanspruchung steht, der Ringflansch 6 dagegen unter Spannung, daß aber außerdem der Flanschteil 5 etwas nach links (Fig. 3) gebogen wird und dadurch dem Bereich 9 der Felge, unter Druck beansprucht, eine Vorspannung erteilt wird. Dieser Teil 9 ist der gefährliche Querschnitt zwischen Reifenflansch 5 und dem trommelartig gewölbten Bodenteil 2 der Felge. Die dem Teil 9 erteilte Vorspannung ist deshalb wesentlich, da der Reifenflansch 5 Beanspruchungen ausgesetzt ist, die ihn auswärts zu biegen suchen, was bei der nor- i malen rollenden Belastung des Rads der Fall ist; der Querschnitt 9 muß dann zuerst aus dem Bereich der Druckbeanspruchung zurück in die neutrale Zone bewegt werden, um dann erst Zugbeanspruchungen ausgesetzt zu werden, die bei Überbeanspruchung Schäden verursachen können.In particular, one can proceed so that the ring 8 under normal Temperatures is exposed, while the wheel body or its flange parts, a received above normal temperature. The parts are then put together, and as soon as they have reached the normal room temperature again, the ring 8 sits as a result of Shrinkage of the ring flange part 6 and the expansion of the ring 8 firmly and concentrically inside the flange part 6. The result of this treatment is that the ring 8 is under compressive stress, the annular flange 6, however, under tension, but that also the flange part 5 is bent slightly to the left (Fig. 3) and thereby the Area 9 of the rim, subjected to pressure, is given a preload. This Part 9 is the dangerous cross-section between the tire flange 5 and the drum-like curved bottom part 2 of the rim. The preload given to part 9 is therefore essential, since the tire flange 5 is exposed to stresses that it outwards try to bend, which is the case with normal rolling loads on the wheel is; the cross-section 9 must then first be out of the area of compressive stress be moved back into the neutral zone and only then subjected to tensile stresses that can cause damage if overused.

In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführung der Erfindung gezeigt, bei der der Reifenflansch io wieder einen ringförmigen Flanschteil ii hat. Der gefährliche Querschnitt liegt bei 12. Der vorgesehene Versteifungsring 13 entspricht im wesentlichen dein Ring 8 der Ausführung der Fig. 3, hat jedoch einen I-förmigen Querschnitt. Hierdurch ergeht sich unter Beibehaltung der wesentlichen Abmessungen der Ausführung der Fig. 3 eine kräftigere Konstruktion.In Fig. 4 a modified embodiment of the invention is shown, in which the tire flange io again has an annular flange part ii. The dangerous one Cross-section is 12. The stiffening ring 13 provided corresponds essentially the ring 8 of the embodiment of FIG. 3, however, has an I-shaped cross section. This is done while maintaining the essential dimensions of the design 3 shows a stronger construction.

In Fig. 5 ist ein Reifenflansch 14 vorgesehen, dessen gefährlicher Querschnitt bei 15 liegt und dessen ringförmiger Flanschteil mit 16 bezeichnet ist. In seinem Innern liegt der Versteifungsring 17. Diese Ausführung unterscheidet sich von denjenigen der Fig. 3 und 4 lediglich dadurch, daß der Versteifungsring 17 zusätzlich zu dem Schrumpfungsvorgang durch mehrere Stifte 18 in dem waagerechten Teil des Flansches gehalten wird, die längs des LJinfangs des Flanschteils 16 vorgesehen sind.In Fig. 5, a tire flange 14 is provided, the more dangerous Cross section is at 15 and the annular flange part is designated 16. In its interior is the stiffening ring 17. This version differs of those of FIGS. 3 and 4 only in that the stiffening ring 17 is additionally to the shrinkage process by several pins 18 in the horizontal part of the Flange is held, which is provided along the LJinfangs of the flange part 16 are.

Fig. 6, 7 zeigen einen Radkörper 18' mit angegossenem Reifenflansch i9, dessen waagerechte ringförmige Verlängerung mit 2o bezeichnet ist. Der in dieser liegende Versteifungsring 21 hat im Querschnitt eine größere Breite als radikale Dicke und kann wiederum durch über den Umfang verteilte Stifte 22 mit dem Ringflansch 20 verbunden sein. Versteifungsring 21 und Flansch 20 haben bei dieser Ausführungsform der Erfindung konische Paßflächen 26, um im Bereich des gefährlichen Querschnitts bei 25 Druckkräfte hervorrufen zu können, nachdem sie zusammengepreßt wurden. Der innere Umfang des Versteifungsrings 21 hat eine Verzahnung 23, in der eine Bremsscheibe 24 'gehalten wird. Der Ring 21 hat daher den doppelten Zweck, einmal die Versteifung des Reifenflansches i9 hinsichtlich seines gefährlichen Querschnitts 25 zu erzielen und außerdem gleichzeitig eine Bremsscheibe 24 zu tragen, die dabei in axialer Richtung eine begrenzte Bewegungsmöglichkeit besitzt.6, 7 show a wheel body 18 'with a cast-on tire flange i9, the horizontal annular extension of which is denoted by 2o. The reinforcing ring 21 lying in this has a greater width in cross section than radical thickness and can in turn be connected to the annular flange 20 by pins 22 distributed over the circumference. In this embodiment of the invention, stiffening ring 21 and flange 20 have conical mating surfaces 26 in order to be able to produce compressive forces in the area of the dangerous cross section at 25 after they have been pressed together. The inner circumference of the stiffening ring 21 has a toothing 23 in which a brake disk 24 'is held. The ring 21 therefore has the dual purpose of stiffening the tire flange 19 with regard to its dangerous cross-section 25 and also at the same time to carry a brake disc 24 which has a limited possibility of movement in the axial direction.

Aus der Beschreibung ergibt sich, daß die Aufgabe der Erfindung mittels eines einfachen, billigen und leicht konstruierten Rads oder sonstigen umlaufenden Glieds erreicht wird, das zur Aufnahme einer Bereifung geeignet ist. Dabei sind übermäßige Beanspruchungen an der Stelle des gefährlichen Querschnitts zwischen Felge und Reifenflansch erheblich verringert, wodurch die Lebensdauer des Rads verlängert und das Auftreten von Radschäden so gut wie unmöglich gemacht wird.From the description it follows that the object of the invention by means of a simple, cheap and easily constructed wheel or other rotating Link is achieved that is suitable for receiving a tire. Are there excessive stresses at the point of the dangerous cross-section between The rim and tire flange are significantly reduced, which extends the life of the wheel and the occurrence of wheel damage is made all but impossible.

Claims

PATENT APPROVAL: i. Impeller or rim to accommodate a tire, in particular for aircraft, with at least one endless tire flange, thereby characterized in that the rim flange (s) holding the tire bead (5, 6) are reinforced by jointless stiffening rings (8), preferably made of steel.

2. Wheel according to claim i, characterized in that the tire flange (5) has an annular, has practically axially extending extension (6).

3. Wheel according to claim 2, characterized characterized in that the tire flange (5) with its axial extension (6) is a component the wheel rim (2) - or the wheel body (i).

4. Wheel according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the stiffening ring (8) with a press fit in the axial flange ring (6) sits.

5. Wheel according to claim i or one of the following, characterized in that that a brake disc (24) is toothed with the stiffening ring (21, 23).