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Abnehmbares Rad und Vorrichtung zur Sicherung des Rades auf der Achse.
Gegenstand der Erfindung ist ein für Strassenfahrzeuge verwendbares abnehmbares Rad und eine Vorrichtung zum raschen Abnehmen und Befestigen des Rades auf seiner Achse, die sehr wenig Arbeit bei ihrer Benutzung erfordert und volle Sicherheit gegen zufälliges Lösen der Räder bietet.
Das Abnehmbare Rad nach der Erfindung besteht aus zwei mittels unterbrochener Gewinde lösbar ineinander geschraubten Teilen, z. B. aus zwei Radnaben, von denen eine auf der Radachse und die andere auf dem abnehmbaren Rade befestigt ist, wobei jeder Teil mit einem von der äusseren Seiten- fläche dieser Teile abstehenden Bolzen oder einer Hülse, versehen ist, durch die er gegen den andern Teil um seine Achse gedreht werden kann. Die beiden Bolzen und Hülsen haben eine derartige gegenseitige Lage, dass sie mittels einer geeigneten Hilfsvorrichtung soweit gegeneinander verdreht werden können, als nötig ist, um das Rad anzuziehen oder zu lockern, je nachdem dieses auf der Achse befestigt oder entfernt werden soll.
Die Erfindung betrifft auch eine von Hand aus zu betätigende Vorrichtung zum Anziehen der zwei Radnaben, deren gegenseitige Bewegung mit Hilfe zweier Fortsätze, Bolzen oder Hülsen der Radnaben bewirkt wird. Diese Vorrichtung besteht aus einem Hebel, der am äusseren Ende einen Handgriff, am inneren Ende eine Exzenterscheibe aufweist, die mit einer exzentrisch gelegenen Hülse oder einem exzentrisch gelegenen Loche, Bolzen oder Fortsatz versehen und in einem Exzenterring drehbar gelagert ist, der am Ende einer mit dem Hebel verbundenen Lenkerstange ausgebildet und gleichfalls mit einer Hülse, einem Loche, Bolzen oder Fortsatz ausgestattet ist.
Um die Benutzung der Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben zu erleichtern, ist eine der lösbar verschraubten Radnaben mit einem Bolzen versehen der seitlich eine Nut oder einen Fortsatz aufweist, die mit einem Fortsatz bzw. mit einer Nut der Vorrichtung im Eingriff stehen, um letztere während ihrer Benutzung in Stellung zu halten.
Die abnehmbaren und dauernd befestigten Teile des Rades können in der geschlossenen Lage durch eine Sperrvorriehtung zusammengehalten werden, die sich öffnet, wenn die Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben auf die letzteren gesteckt wird, um dieselben in die geschlossene Lage zu bringen.
Um eine durch Schwingungen verursachte Lösung der beständig befestigten und der losen Radnabe aus ihrer Schliessstellung zu verhindern, gelangt eine Verschlusssicherung in Gestalt einer Sperrhülse zur Anwendung. Die Sperrhülse ist gleichachsig mit der beständig befestigten Radnabe auf dieser derart gelagert, dass sie sich bezüglich der Radnabe nicht drehen, jedoch in der Richtung der Achse gegen die Wirkung einer Feder bewegen kann. Die Feder hat den Zweck, die Sperrhülse im erforderlichen Ausmasse nach aussen zu drücken.
Das äussere Ende der Sperrhülse hat die Gestalt eines Kegelstumpfes, dessen Mantelfläche mit Riffeln oder kleinen Zähnen (nach Art eines Zahnrades) versehen ist, die vorteilhaft in der Richtung der Kegelerzeugenden verlaufen derart, dass sich ihre Verlängerungen in der Kegelspitze treffen. Diese gezähnte konische Fläche passt in eine gezähnte konische Öffnung der losen Radnabe. Wenn die Sperrhülse mit der losen Radnabe im Eingriff steht, kann daher die lose Radnabe (wenn sich die Sperrhülse nicht zufällig mit ihr dreht) bezüglich der beständig befestigten Radnabe nicht gedreht werden.
Die Kegelflächen sind so beschaffen, dass die erwähnte Feder die Sperrhülse mit der losen Radnabe im Eingriff hält, wenn sich das Rad in Stellung befindet (solange nicht ein axialer Druck auf die Sperrhülse mittels der Vorrichtung zum Anziehen der Radnabe oder auf andere Weise) nach innen ausgeübt wird. Solange jedoch der Winkel, den die Normalen zwischen den Berührungsflächen der Zähne des Sperrkegels und der Zähne der konischen Öffnung mit der Achse der Sperrhülse einschliessen, nicht
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kleiner ist als die Ergänzung des Reibungswinkel der Berührungsflächen, zu 90 kann keine auf die lose Radnabe ausgeübte Drehkraft, wie gross dieselbe auch sein mag, bewirken, dass sich die Sperrhulse in axialer Richtung bewegt.
Solange der Kegelwinkel innerhalb der erwähnten Grenze gehalten wird, bewirkt derselbe einen ebenso grossen Widerstand gegen die Drehung der losen Radnabe als ob die Zahnflächen des Sperrkegels parallel wären. Die Benutzung einer konischen Fläche hat folgende Vorteile : a) dass nur eine kleine axiale Bewegung erforderlich ist, um eine Lösung der Zähne zu bewirken, b) dass eine Abnutzung der gezähnten Flächen durch die axiale Bewegung der Sperrhülse vermöge der Federwirkung aufgehoben wird, e) dass ein leichter Eingriff der gezähnten Flächen gewährleistet wird.
Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsforni.
Fig. 1 stellt einen Schnitt durch die Radnabe und Achse des Rades dar. Fig. 2 gibt eine Ansieht der Radteile nach Fig. 1 wieder, u. zw. zeigt die obere Hälfte der Fig. 2 eine Aussenansicht dieser Radteile, während in der unteren Hälfte die beständig befestigte Radnabe bei entferntem Rade abgebildet ist. Fig. 3 ist ein Grundriss und Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben. Fig. 5 stellt eine andere Ausführungsform der Lenkerstange nach den Fig. 3 und 4 dar.
In der Zeichnung bezeichnet 2 die beständig befestigte Radnabe, 3 die Achse des Rades. Die Radnabe 2 ist mit einem Flansch 4 und mit einem Ansatzstutzen 5, der aussen ein unterbrochenes Gewinde 6 aufweist versehen. Auf dem Flansch 4 sind in gleichem Abstande vier Bolzen 7, 8, 9 und 10 angeordnet, welche in entsprechende mit Metallhülsen. t8 ausgerüstete Löcher an den der Nabe zugekehrten Enden der Radspeichen 11 reichen. Der Bolzen 10 ist länger als die andern Bolzen und steht ein wenig über die äussere Seitenfläche des Rades vor, um mit der den Radverschluss bewirkenden Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben in Eingriff treten zu können.
Auf dem Gewinde 6 der beständig befestigten Radnabe 5 ist eine, innen mit einem unterbrochenen Gewinde versehene lose Radnabe oder Mutter 13 aufgeschraubt, die an ihrer Aussenseite abgedreht ist und in eine mit einem Flansch versehene, an den Nabenenden der Radspeichen befestigte Hülse 14 passt, auf deren Flansch sich der Flansch 15 der Radnabe anlegt. An dem Innenende der losen Radnabe oder Mutter 13 ist ein sie zurückhaltender Flansch oder Ring 26 mittels, Schrauben 27 befestigt. Auf dem Flansch 15 der losen Radnabe oder Mutter 18 ist ein Bolzen 16 befestigt, der von der äusseren Seitenfläche des Rades ebensoweit absteht wie der Bolzen 10.
In der Mitte der losen Radnabe oder Mutter 13 ist ein Ansatzstutzen 17 vorgesehen, der in die Ausnehmung des Ansatzstutzens 5 der beständig befestigten Radnabe 2 reicht und den Zweck hat, das Ende der Radachse 3 aufzunehmen. Das Ende der Radachse 3 ist gleichfalls mit einer Ausnehmung 25 versehen, um eine in der Richtung der Achse gleitende Sperrhülse 18 aufzunehmen, die einen konischen an der Mantelfläche der Länge nach geriffelten oder gezähnten Sperrkegel 19 aufweist, der mit einer entsprechend ausgebildeten konischen Öffnung in der losen Radnabe 13 im Eingriff steht, in der er mittels einer Druckfeder 20 in Stellung gehalten wird,
die sich mit einem Ende gegen das innere Ende der Sperrhülse 18 und mit dem andern Ende gegen die Wandung am inneren Ende der Ausnehmung in der Rad- achse 3 stützt. Die Sperrhülse 18 gleitet in der Richtung der Achse auf einem Sperrbolzen 21, der mit seinem inneren Ende in der Radachse 3 befestigt und mit Stiften 22 versehen ist, die in Längsschlitze 24 der Hülse 18 reichen. Die Stifte 22 verhindern eine Drehung der Hülse 18 bezüglich der Achse 3.
Das unterbrochene Schraubengewinde zwischen der beständig befestigten Radnabe 2 und der entfernbaren Mutter 13 ist ähnlich wie das Schraubengewinde des Verschlussstüekes eines Gewehres grobgängig ausgebildet, damit das abnehmbare Rad rasch entfernt, ersetzt und wieder in dieselbe Stellung wie vorher gebracht werden kann.
Die beiden Bolzen 16 und 10 können auch als Hülsen ausgebildet sein, in welchem Falle statt der Ausnehmungen 32 und 33 an der Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben Bqlzen angeordnet sind.
Wenn in diesem Ausführungsbeispiele die Bolzen 16 und 10 gegeneinander bewegt werden, bewirkt dies ein Festziehen der Gewindegänge der losen Radnabe oder Mutter 13 auf den Gewindegängen der beständig befestigten Radnabe 5, wenn die Bolzen voneinander entfernt werden, findet eine Lockerung der Gewindegänge statt. Wenn die Gewindegänge gelockert sind, können sie gegeneinander soweit verdreht werden, dass die Gewindegänge einer Radnabe mit den Unterbrechungen in den Gewindegängen der andern Radnabe zusammenfallen, so dass das Rad samt der losen Radnabe oder Mutter 13 in axialer
Richtung von der beständig befestigten Radnabe 2 in der üblichen Weise entfernt werden kann.
Um Bolzen 20 und 26 oder gleichwertige Elemente der zwei Radnaben mit grosser Kraft gegeneinander bewegen zu können, ist die in den Fig. 3,4 und 5 veranschaulichte Vorrichtung vorgesehen. Diese Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben ist derart ausgebildet, dass die Anziehkraft allmählich grösser wird, bis der stärkste Grad der Befestigung der Radnaben erreicht ist.
Die Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben besteht aus einem Hebel 30, an dessen unterem
Ende eine Exzenterscheibe 31 mit einer exzentrisch gelegenen Öffnung 32 vorgesehen ist. Die Exzenter- scheibe 31 passt in einen Exzenterring 33, der an einem Ende einer Lenkerstange 34 ausgebildet ist, während das andere Ende eine Öffnung 35 aufweist. Die Öffnungen 32 und 35 werden den zwei Elementen, die mit grosser Kraft zusammengebracht werden sollen, in diesem Falle den Radnabenbolzell 10 und 16 angepasst.
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Die Lenkerstange 34 ist mit Anschlägen 57 und M zur Begrenzung der Bewegung des Hebels 30 versehen. Das obere Ende des Anschlages 88 hat einen Kopf 47, um das Aufstecken der Vorrichtung zum Anziehen der Radnabe auf die Bolzen 10 und 16 zu erleichtern.
Wenn die Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben auf die Bolzen 16 und 10 gesteckt und die Exzenterscheibe, 31 mittels des Hebels 30 in dem Exzenterring 33 gedreht wird, werden die Bolzen 16 und 10 durch die exzentrische Lage der Öffnung 32 je nach der Bewegungsrichtung des Hebels 30 und der Lage des Mittelpunktes der exzentrischen Scheibe 31 bezüglich einer durch die Mittelpunkte der Bolzen 16 und 10 gehenden geraden Linie einander genähert oder voneinander entfernt, u. zw. wird die zwischen dem Bolzen wirkende Spannung um so grösser, je mehr sich die Bolzen nähern und am grössten, wenn alle drei Mittelpunkte in eine gerade Linie fallen.
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des abnehmbaren Rades ist die Lenkerstange 34 mit einem Quadranten.
36 versehen, dessen Fortsatz 39 in eine seitliche Nut 46 des Sperrbolzens 21 eintritt. Der Fortsatz 39 wird von einem auf der Lenker- stange 34 mittels Schrauben 58 befestigten Metallplatte gebildet.
Die Nut 46 ist normalerweise von der Sperrhülse 18 überdeckt, doch wenn letztere beim Aufstecken der Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben auf die Bolzen 10 und 16 niedergedrückt wird, wird die Nut 46 frei und wenn die Lenkerstange 34 mittels des Handgriffes 30 um den Bolzen 16 der abnehmbaren
Radnabe gedreht wird, gleitet der Fortsatz 39 in die Nut 46 und hält die Vorrichtung zum Anziehen der
Radnaben in Stellung. Sobald das Anziehen beendet ist, kommt ein in dem Fortsatz 39 des Quadranten 36 vorgesehener Einschnitt 40 mit dem Sperrbolzen 21 zum Eingriff, so dass der Fortsatz 39 aus der Nut 46 austritt und die Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben freigibt, die nunmehr von den Bolzen 16 und 10 entfernt werden kann.
Die Ausnehmung 40 kann in dem Fortsatz 39 derart angeordnet werden, dass die Vorrichtung zum Anziehen der Radnabe nur dann auf die Bolzen 16 und 10 aufgesteckt oder von denselben entfernt werden kann, wenn die lose Radnabe 13 ganz in die geschlossene oder offene Stellung gelangt ist, wobei die gegenseitige Lage des Einschnittes 40 und der Nut 46 den befestigten oder gelösten Zustand des Rades sichtbar anzeigen.
Durch das Aufstecken der Vorrichtung zum Anziehen der Radnabe auf dem Bolzen 21 wird die Sperrhülse 18 nach innen gedrückt, löst den Eingriff der Zähne des Sperrkegels 19 mit den Zähnen in der Öffnung der abnehmbaren Radnabe oder Mutter 18 und gibt die beiden zusammengeschraubten Radnaben frei, so dass dieselben nach Wunsch angezogen oder gelockert werden können.
In einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben ist der Abstand des Mittelpunktes der Exzenterscheibe 31 von dem Mittelpunkte der exzentrischen Öffnung 32 etwas grösser als die halbe Differenz des grössten und kleinsten Abstandes der Öffnungen : 32 und 35 wobei der kleinste Abstand ebenso gross ist wie der Abstand der zwei Bolzen 16 und 10 bei Schliessstellung der angezogenen Radnaben.
Die Exzenterscheibe : 31 wird in dem Exzenterring 33 in der Weise in Stellung gehalten, dass eine abnehmbare Platte 48 auf dem Hauptteil der Scheibe 31 mittels Schrauben 49 befestigt ist. Statt eine Ausnehmung 40 in dem Fortsatz 39 des Quadranten 36 vorzusehen, kann der Fortsatz 39 derart angeordnet werden, dass er sich wie Fig. 5 zeigt, radial einwärts bewegen lässt. Der Fortsatz 39 ist als Metallblatt ausgebildet und mit einem Schieber 50 versehen, dessen zwei durch Köpfe begrenzte Stifte 51 und 52 in einem Schlitz 58 einer Platte 36 gleiten, die an der Lenkerstange 34 mittels Schrauben 51 befestigt ist.
Von dem unteren Rande des Metallblattes 39 steht ein Stift 55 ab, der in einer an der Platte 36 befestigten Öse 56 gleitet und das Blatt 39 mittels einer Feder 57 in Abstand hält, so dass dasselbe in die seitliche Nut 46 des Sperrbolzens 21 bei Benutzung der Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben eingeführt werden kann.
Wenn die Vorrichtung zum Anziehen der Radnaben auf die Radnaben aufgesteckt wird, bewirkt die Drehung des Hebels 30 um den, in die Öffnung 32 gesteckten Bolzen 10 eine gegenseitige Bewegung zwischen diesem Bolzen und dem in die Öffnung 35 gesteckten Bolzen 16 der losen Radnabe 1. 3 und daher eine Drehung der letzteren in dem Rade. Bei gleichförmiger Umdrehungsgeschwindigkeit des Handgriffes 30 ist die gegenseitige Bewegung der Bolzen 10 und 16 eine einfache harmonische Bewegung und das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Kurbelzapfen, d. i. in diesem Falle der Exzenterscheibe 31 und dem Schieber, d. i. dem Bolzen 16 der losen Radnabe, nähert sich einem unendlich grossen Werte, sobald ein Totpunkt erreicht wird.
Diese Eigentümlichkeit ist für die Erfindung ausgenutzt worden, um ein grosses Hebelverhältnis und dadurch ein sehr festes Anziehen der losen Radnabe zu bewirken.
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