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Federndes Fahrzeugrad.
Gegenstand der Erfindung ist ein federndes Fahrzeugrad, bestehend aus einem Nabenteil und einem Felgenteil, die durch federnde Mittel, wie Gummiringe, derart miteinander verbunden sind, dass die beiden Radteile in radialer Richtung federnd zueinander beweglich sind. Die Gummiringe sind über am Felgenteil und Nabenteil befestigte Führungsorgane geführt.
Bei federnden Rädern der obenerwähnten Art hat man bereits vorgeschlagen, die Gummiringe in zwei Gruppen abwechselnd anzuordnen, derart, dass die eine Gruppe auf senkrecht, die andere auf parallel zur Radebene liegende Stifte aufgeschoben ist und dass bei letzteren die Verbindungslinie in zur Radebene schräge Ebenen fällt (vgl. D. R. P. Nr. 168847). Die schräg verlaufenden Ringe haben dabei den Zweck, eine Zentrierung des Nabenteiles gegenüber dem Felgenteil in einer Richtung senkrecht zur Radebene zu gewährleisten.
Die Erfindung bezweckt jedoch durch die Kombination von zwei Gruppen federnder Ringe einerseits eine sanfte Federung des Rades bei normalen Fahrzeuggeschwindigkeiten und beim Auftreten von normalen Stössen zu erreichen, anderseits beim Auftreten von stärkeren Stössen eine zu grosse Durchschwingung des Nabenteiles hinsichtlich des Felgenteiles zu verhindern. Zu diesem Zwecke sind erfindungs- ! gemäss die Ringe der einen Gruppe elastischer und in auf dem Rad angebrachtem Zustand prozentual mehr gedehnt als die Ringe der anderen Gruppe, während die letztgenannten Ringe derart ausgeführt sind, dass sie ein Anschlagen des Nabenteiles gegen den Felgenteil unter allen Umständen verhindern.
Die Ringe grösster Elastizität dienen zur Erreichung einer sanften Federung unter normalen Betriebsverhältnissen. Sie sind derart gespannt, dass sie das Eigengewicht des Fahrzeuges und die darin befindliche Last mit einer normalen Achsdurehschwingung tragen können und beim Fahren doch noch genügend sanft und nachgiebig, d. h. noch verhältnismässig leicht dehnbar sind. Die weniger elastischen Ringe sind ebenfalls gespannt, so dass sie dazu mitwirken, das Fahrzeuggewicht und die Last zu tragen, aber ihre Spannung ist so gering, dass die Elastizität des ganzen federnden Systems unter normalen Betriebsbedingungen (normaler Fahrgeschwindigkeit und gutem Zustand des Fahrweges) durch die prozentual stärker gespannten und demzufolge anfänglich schwieriger dehnbaren Ringe grösster Elastizität bedingt wird.
Die Gruppe der weniger elastischen Ringe erfüllt denn auch ihre Hauptfunktion erst beim Auftreten von grösseren Fahrstössen und bezweckt, in diesen Fällen zu grosse Ausschläge oder Schwingungen des Nabenteiles gegenüber dem Felgenteil zu verhindern bzw. zu dämpfen. Während bei dem höchstzulässigen Ausschlag die Ringe grösster Elastizität noch eine normale prozentuale Dehnung aufweisen und also nicht in der Lage sind, einen weiteren Ausschlag zu verhindern, ist die prozentuale Dehnung der weniger elastischen Ringe bei demselben Ausschlag so hoch, dass sehr grosse Kräfte erforderlich wären, um diese Ringe noch weiter auszudehnen. Sie dämpfen daher sofort jeden unerwünscht grossen Ausschlag.
Die Radkonstruktion nach der Erfindung weist somit den grossen Vorteil auf, dass, obwohl beim Fahren eine sehr sanfte und angenehme Federung erhalten wird, zu grosse Ausschläge oder Schwingungen vermieden werden. Die Wirkung der weniger elastischen Ringe als Schwingungsdämpfer ist vor allem auch deshalb von Bedeutung, weil ebenfalls durch Resonanz zu grosse Sehwingungsbewegungen nicht auftreten können.
Es ist klar, dass die grössere Elastizität der einen Gruppe dadurch erhalten werden kann, dass die Ringe dieser Gruppe länger, schmäler oder dünner als die Ringe der andern Gruppe ausgeführt werden.
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oder es könnte für die erstgenannten Ringe ein Material grösserer Elastizität verwendet werden. Auch ist eine Kombination der genannten Massnahmen möglich.
Gemäss einer geeigneten Ausführungsform ist das Rad derart ausgeführt, dass jeder Ring der weniger elastischen Gruppe über ein Führungsorgan des Felgenteiles und ein Führungsorgan des Nabenteiles gespannt ist, während die Ringe der andern Gruppe über mehrere Führungsorgane geführt sind. Hiedurch wird in einfacher Weise erreicht, dass die Ringe grösster Elastizität prozentual stärker gedehnt sind als die übrigen Ringe, wenn sämtliche Ringe am Rad angebracht sind.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt das federnde Rad in Seitenansicht, wobei die vorderen Platten oder Scheiben des Felgen-und Nabenteiles entfernt sind, um die Anordnung der Gummiringe ersichtlich zu machen. Fig. 2 zeigt das Rad in Vertikalschnitt durch die Radachse, wobei in der oberen Hälfte der Figur die Anordnung der weniger elastischen Ringe und in der unteren Hälfte die gegenseitige Verbindung der Naben-und Felgenplatten dargestellt ist. Fig. 3 ist eine Teilansicht ähnlich wie Fig. 1, bei der aber die Ringe grösster Elastizität nicht über sechs, sondern nur über drei Führungsorgane gespannt sind.
In Fig. 1 ist der innere oder Nabenteil des Rades mit 1 und der äussere oder Felgenteil mit 2 bezeichnet. Diese beiden Teile sind durch geschlossene Bänder oder Ringe 3 und 4 aus Gummi miteinander verbunden. Die Ringe sind um Führungsstifte 5, 6 geschlungen, von denen die Stifte 5 am Felgenteil und die Stifte 6 am Nabenteil befestigt sind. Die Ringe 3, die weniger elastisch (beispielsweise in entspanntem Zustande kürzer) sind als die Ringe 4, sind über einen Stift 5 und einen Stift 6 geführt. Die langen Ringe 4 sind dagegen über vier Stifte 5 und zwei Stifte 6 geführt. Sowohl die langen Ringe 4 als auch die kurzen Ringe 3 befinden sich, wenn sie am Rad angebracht sind, in gespanntem Zustand.
Die Abmessungen der Ringe werden jedoch derart gewählt, dass auf dem Rad die Ringe 4 anfänglich prozentual mehr gedehnt sind als die Ringe 3.
In Fig. 1 ist übertrieben dargestellt, wie der Nabenteil unter der Belastung des Fahrzeuges und der darin befindlichen Last durchschwingt. Die oberen Ringe werden dann stärker gespannt als die unteren Ringe. Die Spannung der Ringe ist derart, dass bei belastetem Fahrzeug die Ringe 4 noch verhältnismässig leicht dehnbar sind, so dass diese Ringe beim Fahren unter normalen Bedingungen (normaler Geschwindigkeit und gutem Zustand des Fahrweges) eine sanfte Federung gewährleisten. Unter diesen Betriebsverhältnissen können die kurzen Ringe 3, die ja prozentual noch weniger gestreckt sind als die langen Ringe 4, die sanfte Federung des Rades, welche von den langen und stärker gedehnten Ringen 4 bestimmt wird, nicht beeinflussen.
Wenn jedoch infolge einer grösseren Geschwindigkeit oder eines schlechten Weges kräftigere Stösse auftreten, kommen die kurzen Ringe zur Wirkung und verhindern eine zu grosse Durchschwingung der Radachse. Dies ist eine Folge davon, dass die kurzen Ringe 3 bei der höchstzulässigen Durchschwingung des Nabenteiles eine derartige Dehnung erfahren haben, dass sie prozentual sehr stark (u. zw. stärker als die langen Ringe 4) gedehnt sind, so dass sie einer weiteren Dehnung einen sehr grossen Widerstand entgegensetzten. Die kurzen Ringe wirken also bei diesem Maximalausschlag in dem nahezu horizontalen Teil der Dehnungskurve, während die langen Ringe dann noch immer im geneigten Teil ihrer Dehnungskurve arbeiten. Daraus geht hervor, dass die kurzen Ringe sofort zu grosse Schwingungsbewegungen wirksam dämpfen.
In Fig. 1 sind jeweils ein langer und ein kurzer Ring nebeneinander angebracht. Es ist klar, dass man auch je zwei oder mehrere kurze Ringe mit einem langen Ring abwechseln könnte.
In der oberen Hälfte der Fig. 2 ist dargestellt, wie in der Richtung der Radachse eine Anzahl Ringgruppen hintereinander angebracht werden kann. Damit an jeder Stelle des Radumfanges ein möglichst gleichmässiger Gummiquerschnitt beibehalten wird, werden die entsprechenden Ringe in zwei aufeinanderfolgenden Gruppen versetzt zueinander angeordnet. In Fig. 2 ist diese versetzte Anordnung nur für die kurzen Ringe angegeben. Der Ring 3 entspricht der Anordnung der kurzen Ringe in Fig. 1. Der Ring 3' in der nächsten Gruppe ist um einen Stift versetzt angeordnet, der Ring 3"der darauffolgenden Gruppe um einen weiteren Stift usw. Dasselbe gilt natürlich für die langen Ringe 4. In Fig. 1 ist gestrichelt die Lage eines kurzen Ringes 3'und eines langen Ringes 4'der nächsten Gruppe angedeutet.
Aus Fig. 2 geht hervor, dass der Nabenteil aus zwei Platten oder Scheiben 1 besteht, die durch Bolzen 7 (s. die untere Hälfte der Fig. 2) und Distanzkörper 8 miteinander und mit der Nabe 9 verbunden sind. Die Führungsstifte 6 für die Gummiringe werden durch Bolzen 10 gebildet, die in den Nabenplatten 1 befestigt sind und um die Metallhülse 11 drehbar angebracht sind.
Der Felgenteil besteht aus Platten 2, die die Stifte 5 für die Gummiringe tragen. Diese Stifte bestehen aus Bolzen 12 mit um dieselben drehbar angeordneten Hülsen 13. An der Aussenseite sind an den Platten 2 Seitenplatten 14 befestigt. Die Platten 2 und 14 sind mittels Bolzen 15 und Distanz- büchsen 16 miteinander verbunden.
Bei den radialen Bewegungen des Nabenteiles hinsichtlich des Felgenteiles umgreifen die Seitenplatten 14 die Nabenplatten 1. Hiedurch wird eine gegenseitige Verschiebung von Naben-und Felgenteil in axialer Richtung verhindert. Die Seitenplatten 14 und die Nabenplatten 1 sind an der Innen-bzw. an der Aussenseite mit einem besonderen Überzug 17 versehen. Dieser Überzug besteht aus mit Paraffin oder einem Fett hohen Schmelzpunktes imprägnierter Fiber. Dadurch ist eine gegenseitige Radial-
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verschiebung der Platten ohne Ölschmierung möglich. Eine Ölschmierung ist nicht nur ungenügend, sondern hat überdies den Nachteil, dass die Gummiringe mit dem Öl in Berührung kommen könnten.
Der in Fig. 2 dargestellte Radreifen 18 ist ein massiver Gummireifen ; er kann jedoch durch einen Luftreifen ersetzt werden.
In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführung des federnden Rades dargestellt. Die elastischen Ringe 4 sind hier um nur drei Stifte herumgeführt, während die Ringe. 3 in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 angebracht sind. Bei dieser Ausführung ist die Anzahl der Stifte J am Felgenteil grösser als die Anzahl der Stifte 6 am Nabenteil.
Das federnde Rad nach der Erfindung ist besonders für Kraftwagen und derartige Motorfahrzeuge geeignet, aber kann auch bei sonstigen Fahrzeugen und gegebenenfalls auch bei Fahrrädern Anwendung finden. Bei Anwendung des federnden Rades können die Fahrzeugfedern in Wegfall kommen, aber diese können auch mit Vorteil beibehalten werden ; in diesem Falle fördern die federnden Räder eine gute Federung des Fahrzeuges und verhindern insbesondere die von den langen Fahrzeugfedern erzeugten, langsamen Schwingungsbewegungen von zu grossem Ausschlag.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Federndes Rad, bestehend aus einem Nabenteil und einem Felgenteil, welche beiden Radteile in radialer Richtung zueinander beweglich und durch zwei Gruppen von federnden Mitteln, wie Gummiringen, miteinander verbunden sind, welche Ringe über am Felgenteil und Nabenteil befestigte Führung- organe geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe der einen Gruppe elastischer und in auf dem Rad angebrachtem Zustand prozentual mehr gedehnt sind als die Ringe der andern Gruppe, während die letztgenannten Ringe derart ausgeführt sind, dass sie ein Anschlagen des Nabenteiles gegen den Felgenteil verhindern.