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Elastisches Rad.
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Rad und bezweckt, dieses den Bedürfnissen der Praxis besser als bisher anzupassen. Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass das Rad mit einem einzigen elastischen System ausgestattet ist, das zwischen der Nabe und der Felge eingesetzt und mit der letzteren derart verbunden ist, dass das elastische System bei einer auf das Rad ausgeübten Einwirkung eine über den ganzen Umfang der Felge gleichmässig verteilte Beanspruchung erleidet, unabhängig von der Stelle der Felge, an der die Einwirkung ausgeübt wird.
Die Erfindung betrifft neben dieser wesentlichen Anordnung überdies noch andere Einrichtungen, die sich vorzugsweise gleichzeitig verwenden lassen und nachstehend beschrieben sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, die sich ausschliesslich auf ein elastisches Rad bezieht, das eine elastische Felge vorsieht, die mit beweglichen Speichen in Verbindung ist. Die letztere besteht darin, dass auf diese Speichen ein elastisches System wirkt, das derart angeordnet ist, dass alle Speichen durch einen Längszug beansprucht werden, mit Ausnahme derjenigen Speiche oder Speichen, die sich dem Angriffspunkt der Kraft, die auf einen beliebigen Punkt der Felge und in der Radebene einwirkt, am nächsten befindet oder befinden.
Die Erfindung kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. Zu ihrer näheren Erläuterung werden einige beispielsweise Ausführungsformen an Hand der Zeichnung beschrieben.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildetes elastisches Rad, u. zw. Fig. 1 in Vorderansicht, Fig. 2 im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1. Fig. 3 zeigt ein Rad gemäss Fig. 1 unter der Einwirkung eines Hindernisses. Die Fig. 4 und 5 zeigen ein gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildetes elastisches Rad, u. zw. zeigt Fig. 4 eine Vorderansicht, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4. Fig. 6 zeigt ein gemäss einer dritten Ausführungsform ausgebildetes und unter der Einwirkung eines Hindernisses befindliches elastisches Rad im Aufriss. Die Fig. 7 und 8 zeigen in Vorderansicht und im Schnitt nach Linie 8 - 8 der Fig. 7 ein gemäss einer vierten Ausführungsform ausgebildetes elastisches Rad, das unter der Einwirkung eines Hindernisses deformiert ist.
Die gemäss der erwähnten bevorzugten Ausführungsformen ausgebildeten, nachstehend beschriebenen elastischen Räder lassen sich natürlich im Rahmen der Erfindung beliebig abändern.
Man kann, wie einerseits in den Fig. 1- 3 und anderseits in den Fig. 4,5 gezeigt ist, auf der Radnabe a, die auf gewöhnliche Weise ausgebildet ist und auf der Achse b aufgesteckt werden kann, eine zylindrische Trommel aufsetzen, deren Achse mit der der Nabe zusammenfällt, wobei diese Trommel beispielsweise durch zwei Seitenwände cl und einen zylindrischen Mantel c 2 gebildet wird, in welchem Mantel gleichmässig über seinen ganzen Umfang verteilt, längliche Fenster ei angebracht sind, deren Mittelpunkte sich in der Mittelebene der Trommel befinden.
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Die untereinander gelenkig verbundenen Arme e und h bilden die Radspeichen, die derart beschaffen sind, dass sie in ihrer Ebene bewegt werden können u. zw. zufolge der verschiedenen Stellungen, welche die Längsachse des Armes e hinsichtlich der des Armes h einnehmen kann. Diese Einrichtung ermöglicht auch eine Veränderung in der Längsrichtung der Speiche, d. h. es kann sich das freie Ende, des Armes 7t frei dem fixen Stützpunkt des
Armes e in der Achse d nähern oder von diesem entfernen.
Die Enden der verschiedenen Speichen e -h verbindet man durch Gelenke i mit einem
Bügel il, der mit einer elastischen oder auch steifen Felge verbunden ist. Die Felge kann auf beliebige Weise ausgebildet sein, wie z. B. in den Zeichnungen durch die Streifen kl und le2 dargestellt ist, auf denen der Laufmantel k befestigt ist.
Die so ausgebildete, an sich bewegliche Einrichtung wird mittels eines einzigen elastischen
Systems in bezug auf die Radnabenachse konzentrisch erhalten. Dieses System wird durch ein oder mehrere armierte oder nicht armierte Kautschukstücke oder durch eine oder mehrere
Stahlfedern od. dgl. gebildet.
In den Fig. 1- 3 wird das elastische System durch endlose Bänder z. B. aus
Kautschuk gebildet, die sich, wenn das Rad unbelastet ist oder keine andere Beanspruchung erleidet, auf die Zapfen f mittels der Rollen fl aufstützen, ohne hiebei das zwischen den
Armen e und h vorhandene Gelenk zu beeinflussen, und die mit den auf den Achsen d aufgebrachten Rollen dl einfach in Berührung sind. In dem in den Fig. 1-3 dargestellten
Beispiel sind zwei Bänder vorgesehen, die beiderseits der Speichen angeordnet sind. Man erhält so ein elastisches Rad, dessen Elastizität-unabhängig davon, ob die Felge fest oder nicht fest ist-durch die Spannkraft des elastischen Systems 11 bestimmt wird.
Das elastische
System wird, sobald eine Kraft auf einen beliebigen Punkt der Felge einwirkt, gleichmässig und auf seinem ganzen Umfang beansprucht.
Bei Verwendung einer elastischen Felge, wie dies in den dargestellten Ausführungs- beispielen angenommen ist, werden die Speichen durch einen Längszug beansprucht, ausge- nommen die Speiche oder die Speichen, die sich dem Angriffspunkt einer Kraft, die auf einen beliebigen Punkt der Felge und in der Radebene einwirkt, am nächsten befindet oder befinden. In Fig. 3 ist angenommen, dass diese Kraft im Widerstand ; der Fahrbahn besteht, der aus der durch das Rad getragenen Last und aus dem Stosse resultiert, der sich aus der
Terrainerhebung, die das Rad zu passieren hat, ergibt. Es ist klar, dass nur die untere senk- rechte Speiche einer Zusammendrückung der Länge nach unterworfen ist.
Die Formveränderung wird hiebei derart sein, dass das Gelenk h sich von dem elastischen System entfernt, wobei dieses auf den Zapfen d sich aufstützt. Das Rad scheint durch das elastische System auf die oberen Speichen gewissermassen aufgehängt. Da die Kräfte in dem elastischen System sich gleichmässig verteilen, so werden die übrigen Speichen ebenso wie die untere Speiche einer
Zugkraft unterworfen sein, die praktisch die gleiche ist. Die Speichen verlängern sich im gleichen Masse, so dass die Felge, von der örtlichen und zeitlichen Deformation, die sie in
Berührung mit dem Erdboden erleidet, abgesehen, rund bleibt.
Für normale Belastung kann man dem elastischen System eine derartige Anfangsspannung geben, dass das Rad bei defor- mierter Felge auf seinem ganzen Umfang annähernd rund bleibt.
Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform wird das elastische System durch eine einzige Feder oder durch eine Reihe von Federn gebildet, die derart nacheinander angeordnet sind, dass sie einen elastischen Ring bilden, der konzentrisch zwischen der Rad- nabe und den Radspeichen eingesetzt werden kann, ohne dass hiedurch die Beweglichkeit der letzteren gehindert wird. Die Verbindung zwischen dem Ring 12 und den Speichen wird beispielsweise durch T-förmige Anker m hergestellt, welch letztere mit dem Ring derart ver- bunden werden, dass jeder Anker auf die Achse d jeder der Speichen und auf den Zapfen f der benachbarten Speiche sich frei aufstützt, wobei diese Aufstützungen keineswegs das Spiel der Speichengelenke stören.
Die Beanspruchung des Rades ist insbesondere bei elastischer Felge die gleiche wie die bei dem in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die untere Speiche wird ein- gezogen, wodurch die Kraft durch den Zapfen f dieser Speiche auf den entsprechenden
Anker und auf den elastischen Ring 12 übertragen wird. Der elastische Ring stützt sich auf die seitlichen und oberen Speichen und übt auf diese einen Längszug aus, der für die verschiedenen
Speichen der gleiche ist.
Man kann sich ebensogut der in Fig. 6 gezeigten Einrichtung bedienen, bei welcher der Anker m durch flexible Verbindungsorgane n wie Ketten, Seile od. dgl. ersetzt sind.
In diesem Falle werden die flexiblen Organe n an einem ihrer Enden mit den Gelenken f der verschiedenen Speichen und an ihrem andern Ende mit einer Scheibe o, die auf der
Nabe konzentrisch aufgesteckt ist, verbunden, wobei um die Nabe, unabhängig von dieser, ein elastisches System, wie z. B. eine zylindrische Schraubenfeder 13 drehbar ist. Das elastische
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System lehnt sich einerseits an ein Widerlager pi an, das von der Scheibe o getragen wird, und anderseits an ein Widerlager p, das von der Nabe getragen wird. Die Feder hat eine derartige Anfangsspannung, das die Felge bei normaler Belastung des Rades annähernd rund bleibt, damit im Falle einer auf die Felge ausgeübten Beanspruchung, wie z.
B. durch ein Hindernis, die untere, oder die unteren Speichen, d. h. diejenigen Speichen, die sich dem Angriffspunkt dieser Beanspruchung am nächsten befinden, sich verkürzen und : die andern Speichen in annähernd gleichem Masse sich verlängern und auf die Scheibe o einen Zug im gleichen Sinne ausüben, welche Zugkraft zur Gänze auf das elastische System 13 übertragen wird, das durch die Annäherung der Widerlager p und pl zusammengedrückt wird.
Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform sind die gegliederten Speichen durch teleskopartige Speichen ersetzt. Um die Zeichnung nicht unnütz zu überladen, wurden bei dem dargestellten Rad bloss vier Speichen angenommen, obschon die Zahl der Speichen in Wirklichkeit eine beliebige sein kann.
Bei dieser Ausführung besteht jede Speiche aus zwei ineinander schiebbaren Teilen r1 und r2. Der Teil rl ist mit der Radnabe a fest verbunden, der Teil r2 steht durch ein Gelenk 1 mit der Felge in Verbindung. Auf der Nabe a wird frei beweglich und konzentrisch ein elastisches System angebracht, das zwei Scheiben und t2 aufweist, zwischen welchen ein elastisches Organ wie z. B. eine zylindrische Schraubenfeder 13 eingesetzt wird, wobei diese Feder zwischen zwei Widerlager p und pl, die von den Scheiben t'und t2 getragen werden, eingelegt ist ; ferner ist eine Kompensationsfeder 14 vorgesehen, die zweckmässig zwischen die vorgenannten Widerlager p und pl in der Verlängerung der ersten Feder eiugesetzt wird.
Zwischen jeder der Speichen und dem elastischen System sind zwei krümmbare Verbindungsorgane n, wie z. B. Ketten, Seile od. dgl., angebracht, die einerseits auf dem Speichenteil r2 und anderseits auf den Scheiben tl und t2 befestigt sind. Diese beiden Organe können vorteilhaft durch ein einziges Organ gebildet werden, das sich frei in einen Ring u bewegt, der vom Speichenteil r2 getragen wird, und das an seinen Enden an den Scheibenteil tl und t2 befestigt ist, so dass ein völlig ausgeglichenes System erhalten wird.
Die Wirksamkeit eines derart ausgebildeten Rades entspricht der Wirksamkeit der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Da sich die Erfindung keineswegs auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern auf die verschiedenartigste Weise ausgeführt werden kann, so sollen insbesondere noch diejenigen Ausführungsformen angeführt werden, bei welchen man eine Einrichtung vorsieht, die der in den Fig. 7 und 8 gezeigten ähnlich ist, bei der aber die Speichen nicht radial verlaufen, sondern durch zwei Gruppen von Speichen gebildet sind, die zu den Scheiben oder Platten tl und t2 tangential verlaufen und zwischen welche ein elastisches System eingelegt wird auf welches durch diese beiden Gruppen eine entgegengesetzte Wirkung ausgeübt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elastisches Rad mit gegliederten Speichen und elastischen Einrichtungen, die zwischen Nabe und Felge zum Ausgleich der auf das Rad wirkenden Kräfte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Einrichtungen aus einem einzigen elastischen System bestehen, das einen oder mehrere Teile aufweist, die sich auf die verschiedenen Speichen frei aufstützen und das bei einer auf das Rad ausgeübten Einwirkung eine über den ganzen Umfang der Felge gleichmässig verteilte Beanspruchung aufnimmt, unabhängig von der Stelle der Felge, an der die Einwirkung der Felge ausgeübt wird.
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Elastic wheel.
The invention relates to an elastic wheel and aims to adapt this to the needs of practice better than before. Essentially, the invention consists in the fact that the wheel is equipped with a single elastic system inserted between the hub and the rim and connected to the latter in such a way that the elastic system extends over the entire circumference when the wheel is acted on the rim suffers an evenly distributed load, regardless of the point on the rim at which the effect is exerted.
In addition to this essential arrangement, the invention also relates to other devices which can preferably be used simultaneously and which are described below. In particular, the invention relates to a device relating exclusively to a resilient wheel which provides a resilient rim in communication with movable spokes. The latter consists in that an elastic system acts on these spokes, which is arranged in such a way that all spokes are stressed by a longitudinal pull, with the exception of those spoke or spokes that are the point of application of the force on any point of the rim and acts in the wheel plane, is located or located closest.
The invention can be carried out in various ways. For their more detailed explanation, some exemplary embodiments are described with reference to the drawing.
1 and 2 show an elastic wheel designed according to an embodiment of the invention, u. between Fig. 1 in front view, Fig. 2 in section along line 2-2 of Fig. 1. Fig. 3 shows a wheel according to Fig. 1 under the action of an obstacle. 4 and 5 show an elastic wheel designed according to a second embodiment of the invention, u. Between FIG. 4 shows a front view, FIG. 5 shows a section along line 5-5 of FIG. 4. FIG. 6 shows, in elevation, an elastic wheel constructed according to a third embodiment and under the action of an obstacle. 7 and 8 show in a front view and in section along line 8-8 in FIG. 7 an elastic wheel designed according to a fourth embodiment, which is deformed under the action of an obstacle.
The elastic wheels designed in accordance with the preferred embodiments mentioned and described below can of course be modified as desired within the scope of the invention.
One can, as shown on the one hand in FIGS. 1-3 and on the other hand in FIGS. 4.5, on the wheel hub a, which is formed in the usual way and can be plugged onto the axis b, put a cylindrical drum, whose Axis with which the hub coincides, this drum being formed, for example, by two side walls cl and a cylindrical shell c 2, in which shell evenly distributed over its entire circumference, elongated windows ei are attached, the centers of which are in the central plane of the drum.
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The mutually articulated arms e and h form the wheel spokes, which are designed so that they can be moved in their plane and. zw. According to the different positions which the longitudinal axis of the arm e can assume with respect to that of the arm h. This device also enables a change in the longitudinal direction of the spoke, i.e. H. the free end of the arm 7t can be freely attached to the fixed support point of the
Approach or move away from arm e in axis d.
The ends of the different spokes e -h are connected to one by joints i
Bracket il, which is connected to an elastic or stiff rim. The rim can be formed in any way, such. B. is shown in the drawings by the strips kl and le2, on which the barrel jacket k is attached.
The so-formed, movable device is elastic by means of a single
System obtained concentric with respect to the wheel hub axis. This system is made up of one or more reinforced or unreinforced pieces of rubber or one or more
Steel springs or the like. Formed.
In Figs. 1-3, the elastic system is formed by endless belts z. B. off
Formed rubber which, when the wheel is unloaded or not subjected to any other stress, rest on the pin f by means of the rollers fl, without this between the
To influence arms e and h existing joint, and which are simply in contact with the rollers dl applied to the axes d. In the one shown in Figs. 1-3
For example, two bands are provided, which are arranged on both sides of the spokes. An elastic wheel is thus obtained, the elasticity of which is determined by the tensioning force of the elastic system 11, regardless of whether the rim is fixed or not.
The elastic
As soon as a force acts on any point on the rim, the system is stressed evenly and over its entire circumference.
When using an elastic rim, as is assumed in the illustrated exemplary embodiments, the spokes are stressed by a longitudinal pull, with the exception of the spoke or the spokes, which are the point of application of a force acting on any point of the rim and in the wheel plane acts, is located or located closest. In Fig. 3 it is assumed that this force is in resistance; of the road surface resulting from the load carried by the wheel and from the impact resulting from the
Terrain elevation that the wheel has to pass results. It is clear that only the lower vertical spoke is subject to longitudinal compression.
The change in shape will be such that the joint h moves away from the elastic system, with the latter being supported on the pin d. The elastic system seems to suspend the wheel to a certain extent on the upper spokes. Since the forces in the elastic system are evenly distributed, the remaining spokes as well as the lower spoke become one
Be subject to tensile force that is practically the same. The spokes lengthen to the same extent, so that the rim, from the local and temporal deformation that they are in
Contact with the ground suffers apart from remaining round.
For normal loads, the elastic system can be given such an initial tension that the wheel remains approximately round over its entire circumference when the rim is deformed.
In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the elastic system is formed by a single spring or by a series of springs which are arranged one after the other in such a way that they form an elastic ring which is concentric between the wheel hub and the wheel spokes can be used without hindering the mobility of the latter. The connection between the ring 12 and the spokes is established, for example, by T-shaped anchors m, the latter being connected to the ring in such a way that each anchor is free on the axis d of each of the spokes and on the peg f of the adjacent spoke supported, these supports in no way interfere with the play of the spoke joints.
The stress on the wheel is the same, especially with an elastic rim, as in the embodiment shown in FIGS. 1-3. The lower spoke is drawn in, whereby the force through the pin f of this spoke on the corresponding
Anchor and is transferred to the elastic ring 12. The elastic ring rests on the side and upper spokes and exerts a longitudinal pull on them, which for the various
Spokes is the same.
One can just as well use the device shown in FIG. 6, in which the armature m is replaced by flexible connecting elements n such as chains, ropes or the like.
In this case, the flexible organs n are at one of their ends with the joints f of the various spokes and at their other end with a disk o which rests on the
The hub is attached concentrically, connected, with the hub, independently of this, an elastic system, such as. B. a cylindrical coil spring 13 is rotatable. The elastic
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The system is based on the one hand on an abutment pi, which is carried by the disk o, and on the other hand on an abutment p, which is carried by the hub. The spring has such an initial tension that the rim remains approximately round under normal load on the wheel, so that in the event of a stress exerted on the rim, such as.
B. by an obstacle, the lower, or the lower spokes, d. H. those spokes that are closest to the point of application of this stress are shortened and: the other spokes lengthen to approximately the same extent and exert a pull in the same sense on the disk o, which tensile force is completely transferred to the elastic system 13, which is compressed by the approach of the abutments p and pl.
In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the articulated spokes are replaced by telescopic spokes. In order not to overload the drawing unnecessarily, only four spokes were assumed for the wheel shown, although in reality the number of spokes can be any.
In this design, each spoke consists of two parts r1 and r2 that can be pushed into one another. The part rl is firmly connected to the wheel hub a, the part r2 is connected to the rim by a joint 1. An elastic system is attached to the hub a, freely movable and concentrically, which has two disks and t2, between which an elastic organ such as e.g. B. a cylindrical helical spring 13 is used, this spring being inserted between two abutments p and pl, which are carried by the disks t 'and t2; Furthermore, a compensation spring 14 is provided, which is expediently set between the aforementioned abutments p and p1 in the extension of the first spring.
Between each of the spokes and the elastic system there are two bendable connecting members such as e.g. B. chains, ropes or the like. Attached, which are attached on the one hand to the spoke part r2 and on the other hand on the disks tl and t2. These two organs can advantageously be formed by a single organ which moves freely in a ring u carried by the spoke part r2 and which is attached at its ends to the disc parts t1 and t2, so that a perfectly balanced system is obtained .
The effectiveness of a wheel designed in this way corresponds to the effectiveness of the embodiments described above.
Since the invention is in no way limited to the above embodiments, but can be carried out in the most varied of ways, those embodiments in which a device is provided which is similar to that shown in FIGS. 7 and 8 should be cited in particular which, however, the spokes do not run radially, but are formed by two groups of spokes which run tangentially to the disks or plates tl and t2 and between which an elastic system is inserted, on which an opposite effect is exerted by these two groups.
PATENT CLAIMS:
1. An elastic wheel with articulated spokes and elastic devices which are arranged between the hub and the rim to compensate for the forces acting on the wheel, characterized in that the elastic devices consist of a single elastic system which has one or more parts that move freely rest on the various spokes and which, when the wheel is acted on, absorbs a load evenly distributed over the entire circumference of the rim, regardless of the place on the rim where the effect of the rim is exerted.