DE9206078U1 - Laufrad - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Laufrad mit einer Felge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches, bekanntes Laufrad ist aus zwei Felgenscheiben zusammengesetzt, die mittels Schrauben oder Nieten zusammengehalten sind und an ihrem Außenumfang gemeinsam eine nach außen enger werdende Umfangsrille bilden, in welcher ein Vollgummireifen durch die gegenseitige Befestigung der Felgenscheiben fest eingeklemmt wird.

An der Innenseite der Felgenscheiben ist eine Zylinderhülse eingesetzt, deren lichte Weite die Aufnahme für eine Lagerung bildet, die wie bei der Erfindung grundsätzlich als Wälz- oder Gleitlagerung ausgebildet sein kann.

Nachteilig sind bei dem bekannten Laufrad die Umstände, daß zwischen der Felge und der Lagerung keine unmittelbare Verbindung besteht, was das Laufverhalten des Laufrades und seiner Aufnahmefähigkeit für Querkräfte verschlechtert; außerdem ist eine paßgenaue Bearbeitung aller Teile erforderlich."Vorteilhaft ist die einfache Montage und der feste Sitz des Laufreifens. Das Laufrad ist auch in Betriebsbereichen erhöhter Temperatur einsetzbar, denn für den Laufreifen kann ein Material verwendet werden, das auch unter Wärmeeinwirkung formbeständig bleibt.

Eine Reparatur oder Umrüstung des Laufrades mit einem neuen oder anderen Laufreifen kann nicht nur herstellerseitig, sondern auch vom Kunden mit geringem Aufwand vorgenommen werden.

Die Nachteile, aber leider auch die Vorteile des bekannten Laufrades sind bei einem anderen, ebenfalls bekannten Laufrad ausgeräumt, das als einstückigiges Gußstück ausgebildet ist, bei dem die Außenrille und die Aufnahme in einer einfachen, spanenden Nachbearbeitung exakt konzentrisch hergestellt werden können, was für beste Laufruhe, Führung und Kraftübertragung sorgt. Allerdings muß der Laufreifen über den Felgenrand aufgezogen werden, was nur bei einem

Vollgummireifen aus Kunststoff und nur dadurch möglich ist, daß dieser vorher so weit gedehnt wird, daß er zum Aufziehen ausreichend nachgiebig ist.

Der Sitz des Laufreifens auf der Felge ist allerdings nicht so fest wie bei dem eingangs genannten, gattungsbildenden Laufrad; außerdem wird dieser Laufreifen bei Wärmeeinwirkung wieder nachgiebig. Ein Ersetzen oder Auswechseln des Laufreifens durch den Kunden ist nicht möglich, da hierzu spezielle Einrichtungen erforderlich sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte, gattungsbildende Laufrad dahingehend weiterzubilden, daß es die genannten Vorteile der beiden erwähnten Laufräder miteinander verbindet, ohne deren genannte Nachteile in vollem Umfang in Kauf zu nehmen.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein hoch hitzebeständiges und hochbelastbares Laufrad zu schaffen, das eine exakte Lagerführung und eine sichere Abstützung des Laufreifens in allen Bereichen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei ist die die Felge ähnlich dem Laufrad aus dem gattungsbildenden Stand der Technik zweiteilig ausgebildet, wobei der Laufreifen zwischen den Rändern dieser beiden Teile vor deren gegenseitiger Befestigung ohne jede Aufweitung eingesetzt und dann zwischen diesen fest eingeklemmt wird; ein hochwärmebeständiges Material kann für den Laufreifen verwendet werden; er kann außerdem ohne weiteres auch vom Kunden ausgewechselt oder ersetzt werden.

Wegen der hohen Klemmwirkung, die mittels der beiden Felgenscheiben erzielbar ist, können aber auch Laufreifen aus Kunststoff verwendet werden, die in warmer Umgebung sonst nicht verwendbar sind. Es kann

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das Material des Laufreifens auch in anderer Hinsicht optimiert werden, etwa auf antistatisches Verhalten, ohne daß deshalb der feste Sitz des Laufreifens eine Einbuße erleidet.

Die eine, erste Felgenscheibe ist einstückig mit einem Nabenkörper verbunden, der die Aufnahme aufweist, und somit in sicherer Abstützung mit dieser verbunden; die zweite Felgenscheibe ist auf der ersten zentriert.

Die Aufnahme, der zugehörige Teil der Zentrierung und der zugehörige Teil der Umfangsrille kann ebenso wie der zur zweiten Felgenscheibe gehörige Teil der Zentrierung und Umfangsrille jeweils in einem Drehautomaten in einem Arbeitsgang bearbeitet werden, ohne umgespannt werden zu müssen; die spanende Bearbeitung ist somit höchst einfach. Die hierdurch erzielte Genauigkeit ist jedoch äusserst hoch; die aufgabengemäß geforderte exakte Lagerführung ist somit erreicht.

Es ist grundsätzlich möglich, die Felgenscheiben aus Flachmaterial auszutrennen und auf Form zu drücken, die erste Felgenscheibe mit einem den Nabenkörper bildenden Rohrabschnitt zu verschweißen und die so gewonnenen Rohteile auszudrehen und zu überdrehen.

Wegen der zu erwartenden Verformungen und Verwerfungen sowie wegen der beim Schweißen auftretenden Spannungen kann ein solches Bauteil jedoch nicht ohne weiteres erhöhten Anforderungen an die Laufgenauigkeit beim fertigen Laufrad genügen; aus diesem Grund ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil, mindestens das Teil, das die erste Felgenscheibe und den Nabenkörper umfaßt, als Gußteil auszubilden. Vorteilhaft ist die Ausbildung auch der zweiten Felgenscheibe als Gußteil.

Als Material des oder jedes Gußteils kann ein hochfester und wärmebeständiger, gegebenenfalls faserverstärkter Kunststoff verwendet

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werden, was den besonderen Vorteil maßgenauer Fertigung erbringt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch besonders von Vorteil, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung als Gußmaterial fürmindestens das erste, bevorzugt für beide Felgenscheiben zu verwenden, etwa G-AlSiIOMg, da ein solches Material eine besonders hohe Festigkeit mit maßhaltiger Vergießbarkeit und einfacher Abspanbarkeit verbindet.

Die Zentrierung kann als ein Vaterstück an der zweiten Felgenscheibe ausgebildet sein, das in ein Mutterstück an der ersten Felgenscheibe eingreift.

Bevorzugt ist aber als Zentriersitz an der ersten Felgenscheibe oder am Nabenkörper ein Vorsprung ausgebildet, während an der zweiten Felgenscheibe eine zentrische Bohrung als Gegensitz ausgebildet ist, so daß diese zweite Felgenscheibe insgesamt einen Ringkörper bildet.

Die somit gewonnenen fertigungstechnischen Vorteile schlagen sich nicht nur in einer einfacheren Fertigung, sondern letztlich auch in einer genaueren Fertigung nieder.

Es ist grundsätzlich möglich, die Zentriersitzanordnung als eine zylindrische Passung auszubilden; gemäß eine bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist aber eine konische Passung vorteilhaft, weil diese bei geringerer Fertigungsgenauigkeit den festeren und präziseren Zentriersitz herstellt.

Der Zentriersitz ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als eine Ringstufe an der ersten Felgenseite ausgebildet und weist somit einen großen Durchmesser auf, was eine hohe radiale Genauigkeit liefert. Bevorzugt ist die Erzeugende dieser konischen Ringstufe gegenüber einer Parallelen zur Achse um etwa 15° geneigt.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist es aber dann von Vorteil, wenn man eine größere Kippfestigkeit fordert, den der zweiten Felgenscheibe zugewandten Teil der Nabenhülse selbst an seiner Aussenseite als konischen Zentriersitz auszubilden; in diesem Fall ergibt sich auch bei geringem Materialaufwand und somit Baugewicht eine axial sehr lange Sitzfläche. Um nicht zu hohe Anforderungen an die Genauigkeit stellen zu müssen, ist in diesem Fall die Erzeugende der konischen Sitzfläche gegenüber einer Parallelen zur Achse um etwa 5° geneigt.

Da dabei auf das erfindungsgemäße Laufrad hohe Kippkräfte zwischen Lagerung und Felge übertragen werden können, ist es möglich, gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Aufnahme und damit den Nabenkörper zu verlängern und somit die Laufgenauigkeit noch weiter zu erhöhen. Hierbei kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Nabenkörper axial einseitig oder beidseitig über die längste axiale Erstreckung der Felge überstehen.

Diese hohe Aufnahmelänge ermöglicht aber wiederum die Verwendung von Lagermaterialien, die entweder verhältnismäßig geringe Tragfähigkeit aufweisen oder bei Erwärmung dazu neigen, weicher zu werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Aufnahme eine Gleitlagerbüchse aus PTFE angeordnet, die hochwärmebeständig ist und, da selbstschmierend, kein Schmiermittel erfordert, das unter der Wärmeeinwirkung auslaufen könnte.

Da das die erste Felgenscheibe und den Nabenkörper bildende Bauteil ohnehin zur spanenden Nachbearbeitung eingespannt werden muß, ist es ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand möglich, rund um die Mündung der Aufnahme in den Nabenkörper eine radial verlaufende, sich axial in die Tiefe erstreckende Ringnut einzustechen, die bevorzugt in einer eingesenkten Stufe angeordnet ist. Die Ringnut kann in vorteilhafter Weise auch mitgegossen werden.

Diese Ringnut ist dazu eingerichtet, einen Staubschutzdeckel aufzunehmen, der wie der Deckel einer Cremedose einen flachen Boden und an dessen Umfang einen kurzen, zylindrischen Rand aufweist, der in die Ringnut eingesetzt werden kann.

Dieser Staubschutzdeckel kann als Versand- und Aufbewahrungsschutz dienen, ist aber bevorzugt mit einer zentrischen öffnung in seinem Boden versehen, so daß er auch bei eingebautem Laufrad das Eindringen von Schmutz in deren Lager und gegebenenfalls das Auslaufen von Fett aus deren Lager verhindern kann.

Bevorzugt ist dieser Staubschutzdeckel aus Lagermaterial und aus den obigen Gründen insbesondere aus PTFE gebildet, wobei er sich mit seinem ringförmigen Boden entweder auf dem stirnseitigen Ende des Nabenkörpers oder auf der Lagerbüchse abstützt und somit als Spurlager dient, so daß zur Aufnahme axialer Kräfte am Gleitlager keine eigene Ausbildung erforderlich ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch näher beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laufrad, etwa im Maßstab 1:1, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein die erste Felgenscheibe und den Nabenkörper eines zweiten Ausführungsbeipiels bildendes, nachbearbeitetes Gußstück, in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 ist in natürlichem Maßstab ein Laufrad mit einem zweiteiligen Radkörper aus Aluminiumlegierungsguß dargestellt.

Der Radkörper weist einen sich axial über ein mehrfaches des dafür vorgesehenen Achsdurchmessers erstreckenden Nabenkörper 2 auf, an dem eine erste Felgenscheibe 7 angeformt ist.

Im Nabenkörper 2 ist eine axiale Aufnahmebohrung 11 ausgebildet, in

welcher eine Gleitlagerbüchse aus PTFE 4 sitzt, die beidseitig ein wenig über die Aufnahme 11 übersteht und somit eine axiale Abstützung bietet.

Eine strichpunktiert andedeutete Radial-Mittelebene 12 verläuft durch die axiale Mitte des Nabenkörpers 2. Die am Nabenkörper 2 angeformte₁erste Felgenscheibe 7 erstreckt sich in der Zeichnung gesehen von links bis an diese Radial-Mittelebene 12 heran, verläuft an dieser radial und eben nach außen bis zum Grund einer Umfangsri 1 Ie, erstreckt sich dann, um die eine Hälfte von deren Boden und Flanken zu bilden, wieder axial in der Zeichnung nach links bis zu einer Stelle kurz vor Ende des Nabenkörpers und ist dann radial auswärts gebogen, wobei die der Radial-Mittelebene 12 zugewandte Flanken-Innenfläche der Umfangsrille sich mit zunehmendem Achsabstand an diese Radial-Mittelebene 12 annähert.

An der Innenseite,unmittelbar am Übergang in den Nabenkörper 2,ist die erste Felgenscheibe über die Radial-Mittelebene 12 hinaus um einen ringförmigen, auf dem Nabenkörper 2 sitzenden Absatz verlängert, dessen einen Zentriersitz 9 bildende Umfangsflache sich konisch zu der auf der selben Seite der Radial-Mittelebene 12 gelegenen Endfläche des Nabenkörpers hin verjüngt. Der Scheitelwinkel des Konus beträgt etwa 150°.

Eine zweite Felgenscheibe 3 ist weitgehend bezüglich der Radial-Mittelebene 12 symmetrisch zur ersten Felgenscheibe 7 ausgebildet und liegt gegen diese in der Radial-Mittelebene 12 flächig an. Im Bereich dieser Anlage sind in der zweiten Felgenscheibe 3 von achsparallelen Gewindebohrungen durchsetzte Verdickungen ausgebildet. In den Gewindebohrungen sitzen Schrauben 5, die die beiden Felgenscheiben 7, 3 zusammenspannen.

Die zweite Felgenscheibe 3 ist als Ringkörper ausgebildet, der eine Mittelbohrung 10 aufweist, die passend zum Zentriersitz 9 ausgebil-

det ist und zentrierend auf diesem aufsitzt (= Gegensitz).

Zwischen den Außenflanken der beiden Felgenscheiben 7, 3 ist, wie schon erwähnt, eine Unfangsrille gebildet, mit einem im wesentlichen zylindrischen Boden und zwei Seitenwänden, deren einander zugewandte Innenflächen radial nach außen konvergieren. In dieser Umfangsrille sitzt ein Vollgummireifen 1, dessen Material von den beiden genannten Seitenwänden zusammen- und gegen den Boden der Umfangsrille gepreßt wird.

Bei der Montage wird der Vollgummireifen auf eine der beiden Felgenscheiben 7, 3 aufgesetzt, die andere Felgenscheibe 3, 7 wird aufgeschoben und die Schrauben 5 werden in ihre Gewinde eingeschraubt. Beim Festziehen der Schrauben 5 werden die beiden Felgenscheiben zusammengezogen, wobei sich der Gegensitz 10 auf den Zentriersitz aufpreßt und gleichzeitig der Vollgummireifen 1 zwischen Seitenwänden und Boden der durch den Zusammenbau entstandenen Umfangsrille zusammengepreßt wird.

Zum Ausbau des Vollgummireifens werden die Schrauben 5 gelockert, durch vorsichtige Schläge mit einem Hartgummihammer auf die Schraubenköpfe wird der Gegensitz 10 vom Zentriersitz heruntergetrieben und die beiden Felgenscheiben 7, 3 können nach vollständigem Lösen der Schrauben 5 auseinandergenommen,und der Vollgummireifen kann abgenommen werden.

In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des nachbearbeiteten, die erste Felgenscheibe 7 und den Nabenkörper 2 bildenden Gußteils gezeigt.

Hierbei erstreckt sich die erste Felgenscheibe 7 nicht ganz bis zur Radial-Mittelebene 12; von deren dieser Ebene 12 zugewandtem Übergang in den Nabenkörper 2 aus weist dieser bis zu seinem Ende hin eine gleichmäßige Konusfläche 9' auf, die einen Zentriersitz für

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einen (nicht gezeigten) Gegensitz an der zweiten, nicht gezeigten Felgenscheibe bildet. Hierbei ist es möglich, daß zwischen den beiden Felgenscheiben nach deren Zusammenspannen ein Radialspalt längs der Radial-Mittelebene verbleibt.

Die beiden Enden der Aufnahme 11 sind zu flachen Vertiefungen aufgeweitet, längs deren Rand in deren Boden jeweils eine Ringnut 6 eingestochen ist.

In jede dieser Ringnuten 6 ist ein Staubschutzdeckel 8 mit seinem zylindrischen Rand einsetzbar. Dieser Staubschutzdeckel 8 weist in seinem radialen Boden eine zentrische Öffnung auf, die mindestens die Achse, auf der das gezeigte Laufradteil gelagert ist, lose umgibt. Der Boden liegt auf dem Grund der jeweiligen flachen Vertiefung auf und stützt sich somit am Nabenteil 2 ab.

Der Staubschutzdeckel besteht auf PTFE und bildet ein Axilalager, das die bei einem Laufrad stets auftretenden axialen Kräfte aufnimmt

Im übrigen entspricht das mit einem Laufradteil der Fig. 2 versehene Laufrad im Aufbau einem Laufrad, wie es in Fig, 1 gezeigt ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr stellen diese nur vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgedankens dar.

Claims (14)

iJ4Of» '<" O P ! '"&tgr;- i--' Z SCHUTZANSPRÜCHE

1. Laufrad mit einer Felge, die

- radial innenliegend eine axiale Aufnahme für ein Lager aufweist,

- radial außenliegend eine Umfangsrille zur Halterung eines bevorzugt als Vollreifen ausgebildeten Laufreifens aufweist, und

- aus zwei axial nebeneinanderliegenden und aneinander vorzugsweise mittels Schrauben oder Nieten befestigten Felgenscheiben zusammengesetzt ist, die vorzugsweise gleichen Außendurchmesser aufweisen und zwischen ihren Außenrändern den Laufreifen festklemmen,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Aufnahme (11) in einem einstückig mit der ersten Felgenscheibe (7) ausgebildeten Nabenkörper (2) angeordnet ist,

- an der der zweiten Felgenscheibe (3) zugewandten Seite der ersten Felgenscheibe (7) koaxial zur Aufnahme (11) und außerhalb dieser ein Zentriersitz (9, 9¹) ausgebildet ist, und

- an der zweiten Felgenscheibe (3) ein Gegensitz (10) ausgebildet ist, mit dem diese zur ersten Felgenscheibe (7) zentriert ist.

2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste Felgenscheibe (7) zusammen mit dem Nabenkörper (2), vor-

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zugsweise auch die zweite Felgenscheibe (3), als Gußteil bevorzugt aus Leichtmetall ausgebildet ist, und daß die Aufnahme als Bohrung (11) im die erste Felgenscheibe (7) und den Nabenkörper (2) bildenden Gußteil ausgebildet ist.

3. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriersitz als Vorsprung (9, 9')) an der ersten Felgenscheibe (7) oder dem Nabenkörper (2) ausgebildet ist, und daß die zweite Felgenscheibe (3) als Ringkörper ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser den Gegensitz (10) bildet.

4. Laufrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (9, 9') als Kegelstumpf ausgebildet ist, zu dem der Gegensitz (10) passend konisch ausgebildet ist.

5. Laufrad nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper unabhängig von einem die Aufnahme (11) enthaltenden Nabenkörper (2) radial außerhalb dessen als Ringkante (9) ausgebildet ist.

6. Laufrad nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel der den Ringkörper (9) bildenden Kegelfläche etwa 150° beträgt.

7. Laufrad nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkörper (2) als der Ringkörper ausgebildet ist.

8. Laufrad nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel der den Ringkörper bildenden Kegelfläche (9) etwa 170° beträgt.

9. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkörper (2) axial mindestens einseitig über die entsprechende Felgenscheibe (7, 3) übersteht.

10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (11) eine Gleitlagerbüchse (4) bevorzugt aus Kunststoff, weiter bevorzugt aus PTFE, sitzt.

11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß stirnseitig in mindestens einem Ende des Nabenkörpers (2) eine die jeweilige Mündung der Aufnahme (11) umgebende Ringnut (6) ausgebildet ist, und daß in dieser Ringnut (6) der umgestülpte Rand eines diese Mündung mindestens teilweise abdeckenden Staubschutzdeckels (8) sitzt.

12. Laufrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut am Rand einer die Mündung umgebenden Vertiefung ausgebildet ist.

13. Laufrad nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubschutzdeckel (8) eine mit der Mündung im wesentlichen fluchtende Öffnung aufweist.

14. Laufrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubschutzdeckel (8) aus Lagermaterial, vorzugsweise aus Kunststoff, weiter vorzugsweise aus PTFE, besteht und mit seiner der Stirnseite des Nabenkörpers (2) zugewandten Fläche auf dieser und/ oder dem zugehörigen Ende des Lagers mindestens teilweise aufsitzt.