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Federndes Rad
Die Erfindung bezieht sich auf ein federndes Rad, das in bekannter Weise ein zwischen einem Umfangskranz und einem Tragkörper angeordnetes, in der Umfangsrichtung verlaufendes, endloses Federband besitzt und das dadurch gekennzeichnet ist, dass auf dem einen Radteil, z. B. am äusseren Umfang des Tragkörpers, kreuzweise Klauen angeordnet sind, welche in auf dem anderen Radteil, z.
B. auf der Innenseite des Umfangskranzes angeordneten Ausnehmungen eingreifen, die in beiden Drehrichtungen des Umfangskranzes gegenüber den Klauen einen für die Federung notwendigen seitlichen und radialen
Spielraum aufweisen und dass das Federband an seiner inneren und äusseren Umfangsseite ab- wechselnd mit Stützstellen in der Weise zu- sammenwirkt, dass das Federband gespannt ist und durch dieses die Übertragung der Dreh- bewegung von einem Radteil auf den anderen vermittelt wird, während durch die in die Aus- nehmungen eingreifenden Klauen bei Brems- wirkung des Umfangskranzes die beiden Radteile in feste Verbindung gebracht werden und die
Bremswirkung des Umfangskranzes auf den Tragkörper übertragen wird.
Bei einem derartig ausgebildeten Rad ermöglicht das zwischen Umfangskranz und Tragkörper angeordnete und abwechselnd über feste Stützstellen ausgespannte Federband eine vorzügliche elastische Verbindung zwischen beiden Radteilen, indem in der Radebene am Tragkörper oder am Umfangskranz auftretende Druckwirkung vom ganzen Federband aufgenommen und folglich auf den ganzen Umfang des Rades übertragen und Stösse dementsprechend gedämpft werden. Zudem werden insbesondere bei grösserer Bremswirkung des Umfangskranzes die beiden Radteile derart in feste Verbindung gebracht, dass die Bremswirkung des Umfangskranzes direkt auf den Tragkörper übertragen und dadurch eine Überspannung des Federbandes vermieden wird.
Zweckmässig sind an den Stützstelle druckfeste, zumindest mit der inneren und äusseren Umfangsseite des Federbandes abrollend zusammenwirkende Stützrollen vorgesehen. Diese Stützrollen sind vorteilhaft in am Tragkörper bzw. am Umfangskranz angeordneten Sätteln mit ansteigenden Flanken gelagert, so dass bei Brems- wirkung des Umfangskranzes die Stützrollen an den Flanken der Sättel hinaufrollen und das bzw. die Federbänder zusätzlich spannen, beim Auf- hören der Bremswirkung dagegen durch die Feder- spannung zum Herabrollen gebracht werden und den Umfangskranz in die Stellung zurückbewegen, in welcher die beiden Radteile ihre ursprüngliche
Lage einnehmen.
Es sind zwar federnde Räder bekannt, bei welchen zwischen dem Umfangskranz und dem
Tragkörper ein abwechselnd über elastische Walzen geführter, endloser Gurt angeordnet ist.
Bei diesem bekannten Rad stellen die elastischen Walzen die Elemente dar, welche die Federung ergeben. Dies hat aber den Nachteil, dass bei der Belastung des Rades nur die an und benachbart der Belastungsstelle befindlichen Walzen zur Abfederung herangezogen werden. Diese Walzen drücken sich breit, wodurch der Gurt seine Spannung und damit seine Fähigkeit verliert, die Belastung auch auf die anderen entfernter liegenden Walzen zu übertragen. Die Federung wird dadurch sehr hart.
Dieser Nachteil wird noch dadurch vergrössert, dass die Walzen an den zugehörigen Radteilen fixiert sind und demnach mit dem Gurt nicht abrollend zusammenwirken können.
Die vorstehend aufgezeigten Nachteile werden beim erfindungsgemässen Rad vermieden, nachdem hier, wie bereits ausgeführt, die Belastung auf das ganze Federband, also auf den ganzen Rad- umtang übertragen wird.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht und es zeigt Fig. l schematisch in Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 in grösserem Massstab einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 und 4 zwei weitere Ausführungsbeispiele in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1, Fig. 5 die Hälfte eines Rades schematisch in Seitenansicht mit Vorrichtung zum Bremsen. Fig. 6 einen Querschnitt des Rades nach Fig. 5, Fig. 7 die Hälfte eines Rades mit mehreren endlosen Federbändern versehenes Rad schematisch in Seitenansicht und Fig. 8 einen Querschnitt des Rades nach Fig. 7.
Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. l, 2) bezeichnet 1 den Tragkörper für den Umfangskranz 2, der gemäss Fig. 2 einen Spurkranz dar-
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stellt, indem ein Rad für ein Schienenfahrzeug angenommen ist. Aussen am Tragkörper 1 ist gemäss Fig. 2 mit Hilfe von zwei Seitenflanschen 3 und 4, von denen letzterer aus einem auf- geschraubten Ring besteht, eine Umfangsnut 5 gebildet, welche zur Aufnahme des in der Um- fangsrichtung verlaufenden endlosen Feder- bandes 6 dient, das z. B. aus einem Stahlband be- steht, dessen Enden zusammengeschweisst oder in anderer Weise miteinander verbunden sind.
Mit der inneren und der äusseren Umfangsseite des end- losen Federbandes 6 wirken eine Anzahl gleich- mässig auf den Radumfang verteilte Stützrollen 7 bzw. 8 in der Weise zusammen, dass das Feder- band 6 schon im unbelasteten Zustand des Rades gespannt ist. Die Stützrollen 7 befinden sich in der
Umfangsnut 5 des Tragkörpers 1, in welche auch die in einer inneren Umfangsnut 9 des Spur- kranzes 2 angeordneten Stützrollen 8 hineinragen.
Von der mit der inneren und von der mit der äusseren Umfangsseite des Federbandes 6 zu- sammenwirkenden Gruppe von Stützrollen 7 bzw. 8 ist, in Umfangsrichtung des Rades betrachtet, jede zweite Stützrolle in einem Sattel J ? C bzw. 11 angeordnet, welcher am Tragkörper 1 bzw. am Spurkranz 2 vorgesehen ist ; diese Sättel 10 und 11 können z. B. durch Einsätze gebildet sein, welche mit Schwalbenschwänzen in entsprechende Quernuten des Tragkörpers 1 bzw. des Spurkranzes 2 eingeschoben sein können.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird das endlose Federband 6 zwecks Spannens zwischen je zwei dasselbe innenseitig abstützenden Rollen 7 durch die aussenseitig an ihm wirksame Rolle 8 etwas einwärts gedrückt. Beim Zusammenbauen des Rades wird dafür gesorgt, dass das endlose Federband 6 eine genügende Vorspannung erhält, damit die Stützrollen 7 und 8 zufolge entsprechenden Reibungsschlusses auch grössere Kräfte von einem Radteil auf den andern, also unter Mitdrehen desselben übertragen können, ohne oder jedenfalls ohne nennenswerte Verschiebung zwischen Stützrollen und Federband.
Dies wird insbesondere begünstigt durch den Umstand, dass eine Anzahl Stützrollen 7 und 8 in gleichmässiger Verteilung auf den Radumfang in Sätteln 10 bzw. 11 liegen und deshalb insoweit örtlich am Tragkörper 1 bzw. am Spurkranz 2 festgelegt bzw. am Rad nur begrenzt radial verschiebbar sind. Die Lage der übrigen nicht von Sätteln aufgenommenen Stützrollen 7 und 8 ergibt sich beim Zusammenbauen des Rades von selbst, nachdem dieselben zuerst von Hand wenigstens ungefähr in die Mittellage zwischen je zwei zur gleichen Gruppe gehörende, in Sätteln 10 bzw. 11 liegende Stützrollen 7 bzw. 8 gebracht worden sind.
Im Zusammenwirken mit dem beim Einbringen dieser restlichen Stützrollen 7 und 8 mehr und mehr Spannung erhaltenden endlosen Federband 6 werden diese Stützrollen, soweit dies noch nötig sein sollte, von selbst in die erwähnte Mittellage gebracht ; zur Erleichterung des Einbringens der letzten Stützrollen beider Gruppen können gegebenenfalls besondere Vorkehrungen, z. B. ähn- lich wie im Bau von Wälzlagern getroffen werden. Zwischen dem Tragkörper 1 und dem Spurkranz 2 ist ein radialer Zwischenraum vorgesehen, welcher eine entsprechende Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen nach Massgabe der Radbeanspruchung zulässt. Die Wirkungsweise der Stützrollen 7 und 8 sowie des endlosen Federbandes 6 erklärt sich im übrigen von selbst.
Gemäss Fig. 2 ist an beiden Seiten des Rades bzw. des Spurkranzes 2 ein z. B. aus Filz bestehender Dichtungsring 12 vorgesehen. Derselbe wird durch einen z. B. aus Stahlblech bestehenden Haltering 13, welcher am Tragkörper 1 befestigt ist, elastisch gegen den Spurkranz 2 gehalten. Der Haltering 13 überbrückt den zwischen dem Tragkörper 1 und dem Spurkranz 2 vorhandenen radialen Zwischenraum, so dass das Rad im Bereiche dieses Zwischenraumes an beiden Seiten abgedichtet ist. Infolgedessen ist mit Hilfe der äusseren Umfangsnut 5 des Tragkörpers 1 und der inneren Umfangsnut 9 des Spurkranzes 2 eine die Stützrollen 7 und 8 sowie das endlose Federband 6 einschliessende und diese Teile gegen Zutritt von Fremdkörpern schützende Kammer gebildet.
Von der beschriebenen Ausführungsart des Rades unterscheidet sich diejenige nach Fig. 3 insofern, als zwei unmittelbar aufeinanderliegende endlose Federbänder 6 und 14 vorgesehen sind.
In dieser Darstellung sind keine Sättel für einzelne der Stützrollen 7 und 8 eingezeichnet, da die örtliche, begrenzt verschiebbare Lagerung der betreffenden Stützrollen auch in anderer Weise erfolgen kann, z. B. mittels an den Stützrollen vorgesehenen Lagerzapfen, die in radiale Führungsschlitze am Tragkörper 1 bzw. am Spurkranz 2 eingreifen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsart des Rades mit zwei doppelten, zwischen dem Tragkörper 1 und dem Umfangskranz 2 vorgesehenen, in radialem Abstand voneinander und somit in ein und derselben Ebene des Rades angeordneten endlosen Federbändern 6, 14 und 15, 16. Dabei dienen die den Stützrollen 7 für die zwei endlosen Federbänder 6 und 14 zugeordneten Gegenstützrollen 8 gleichzeitig zur innenseitigen Abstützung der beiden endlosen Federbänder 15 und 16, an welchen aussenseitig Stützrollen 17 wirksam sind.
Die Stützrollen 7 sind auch hier am Tragkörper 1 angeordnet und die Stützrollen 17 am Spurkranz 2, während die Rollen 8 der in Bezug auf die innere und äussere Rollenreihe (7 und 17) mittleren Rollenreihe je nach der näheren Bauart des Rades am Tragkörper 1 oder am Spurkranz 2 angeordnet sein können, oder unter Umständen auch in wechselnder Folge am einen und am anderen Radteil (1 und 2).
Von den zwei unmittelbar aufeinanderliegenden endlosen Federbändern könnten gegebenenfalls eines weggelassen werden, oder es könnten auch mehr als zwei Federbänder unmittelbar aufeinandergelegt werden. Statt nur für einen Teil der Stützrollen, können gegebenenfalls für alle Stützrollen besondere Lager vorgesehen werden,
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in denen die Stützrollen am Rad in radialer Richtung begrenzt verschiebbar sind. Unter Umständen können auch an Stelle von einzelnen oder allen Stützrollen feste, d. h. unverschiebbare Stützrollen mit der inneren und der äusseren Umfangsseite des endlosen Federbandes zusammenwirken.
Eine weitere Ausbildung des Rades im Vergleich zu den beschriebenen Beispielen ist in dem Sinne möglich, dass es mehrere endlose Federbänder in parallelen Ebenen nebeneinander erhält, wobei die Federbänder in jeder Ebene einfach oder mehrfach ausgeführt sein können. Um bei Bremswirkung des Umfangskranzes 2 diesen mit dem Tragkörper 1 in feste Verbindung zu bringen, sind am äusseren Umfang des Tragkörpers 1 kreuzweise Klauen 18 angebracht, welche in die auf der inneren Auflagefläche des Umfangskranzes 2 angeordneten Ausnehmungen 19 eingreifen, wobei die letzteren beidseitig der Drehrichtung des Kranzes 2 gegenüber den Klauen 18 einen für die Federung notwendigen Spielraum 20 aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 5 und 6 ist ein endloses Federband eingesetzt. 1 ist der Tragkörper für den Umfangskranz 2, der wiederum einen Spurkranz darstellt für ein Rad eines Schienenfahrzeuges. Durch die Seitenflanschen 21, 22 wird eine Umfangsnut 23 gebildet, welche zur Aufnahme des endlosen Federbandes 24 dient. Dieses wird durch eine Anzahl gleichmässig auf dem Tragkörper 1 und dem Umfangskranz 2 verteilten Stützrollen 25, 26, welche in Sätteln 27, 28 gelagert sind, gespannt bzw. geführt. Diese Sättel 27, 28 können durch Einsätze gebildet sein, welche mit Schwalbenschwänzen in entsprechende Quernuten des Tragkörpers 1 bzw. des Spurkranzes 2 eingeschoben sein können.
Durch die Lagerung der Stützrollen 25, 26 in den Sätteln 27, 28 wird bewirkt, dass bei einer Entblockierung des Kranzes 2 dieser zum Tragkörper 1 wieder in die ursprüngliche Lage zurückversetzt wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 7 und 8 sind zwischen dem Tragkörper 1 und dem Umfangskranz 2 je zwei doppelt in radialem Abstand voneinander angeordnete endlose Federbänder 29, 30 vorgesehen. Die Stützrollen 25, 26 bzw. die Sättel 27, 28 sind auch hier am Tragkörper 1 bzw.
Umfangskranz 2 angeordnet, während für die mittlere Rollenseite 31 keine Lagerung notwendig ist.
Ausser für Schienenfahrzeuge, eignet die erfindungsgemässe Ausbildungsart sich z. B. auch für Räder von Kraftfahrzeugen, Fahrrädern und anderen Fahrzeugen, oder für solche Räder, die für ganz andere technische Zwecke bestimmt sind, so z. B. für die Bewegungsübertragung bei Kraftantrieben.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Federndes Rad mit zwischen einem Umfangskranz und einem Tragkörper angeordneten, in der Umfangsrichtung verlaufenden, endlosen Federband, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem einen Radteil, z. B. am äusseren Umfang des Tragkörpers, kreuzweise Klauen angeordnet sind, welche in auf dem anderen Radteil, z.
B. auf der Innenseite des Umfangskranzes, angeordnete Ausnehmungen eingreifen, die in beiden Drehrichtungen dieses Radteiles gegenüber den Klauen einen für die Federung notwendigen seitlichen und radialen Spielraum aufweisen und dass das Federband an seiner inneren und äusseren Umfangsseite abwechselnd mit Stützstellen in der Weise zusammenwirkt, dass das Federband gespannt ist und durch dasselbe die Übertragung der Drehbewegung von einem auf den anderen Radteil vermittelt wird, während durch die in den Ausnehmungen eingreifenden Klauen bei Bremswirkung des Umfangskranzes die beiden Radteile in feste Verbindung gebracht werden und die Bremswirkung des Umfangskranzes auf den Tragkörper übertragen wird.