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Federndes Rad.
Die Erfindung betrifft ein federndes Rad. Dieses ist erfindungsgemäss so ausgebildet, dass der Körper des Rades sich relativ zur Nabe sowohl radial wie tangential verstellen kann, dass sich aber trotzdem beide Teile stets im wesentlichen in derselben Ebene befinden. Das elastische System nach der Erfindung wird durch eine Zahl elastischer Körper gebildet, die alle zugleich wirksam sind. Sie liegen parallel zur Achse der Nabe und erstrecken sich stets in gleicher Richtung, sei es, dass die Verschiebung des Rades gegen die Nabe radial, sei es, dass sie tangential erfolgt.
Diese gleichzeitige Wirksamkeit der elastischen Kräfte wird durch ein System von besonders geformten Hebeln erzielt, deren Stützpunkt in Gelenken an einem Flansch der Nabe besteht und deren Arme einerseits in gelenkiger Verbindung mit dem beweglichen aus den Speichen, einer gleichen falschen Nabe und der Felge bestehenden Radkörper stehen und anderseits an einer Scheibe anliegen, die sich auf der Nabe axial verschieben kann. Jede Bewegung der Winkelhebel ruft eine Axialverschiebung der Scheibe auf der Nabe hervor. Zwischen der Scheibe und der Nabe ist eine Zahl von Federn angebracht, die den Raddruck aufnehmen.
Um eine übermässige Arbeit der Stützpunkte der Winkelhebel zu vermeiden, ist eine Anordnung getroffen, die hilfsweise ein gewisses Mass übersteigende Schwingungen aufnimmt. Diese Anordnung besteht in elastischen Gliedern, die zwischen den beweglichen und den festen Teil des Rades gelegt sind. beispielsweise Rollen, die durch plastische Zapfen verbunden sind und in Aussparungen des festen und beweglichen Radteiles liegen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Fig. l
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von Einzelheiten der elastischen Glieder zur Begrenzung von Schwingungen im Drehsinne. Fig. 5 ist ein axialer Querschnitt des Rades in der Ruhelage. Fig. 6 ist ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 5 und zeigt die Lage der elastischen Organe unter der Wirkung von Stössen.
In Fig. 1 bedeutet 1 eine gleichsam falsche Nabe. Sie trägt die Speichen des Rades und ist fest mit einer Metallscheibe 2 verbunden. Letztere kann sich exzentrisch zwischen zwei Flanschen : und-, ! bewegen, die fest mit der Nabe 5 verbunden sind. Die Scheibe 2 ist mit zwei Fiberscheiben 6 belegt, die als weiche Zwischenlagen zwischen der Scheibe 2 und den Flächen der Flansche 3 und 4 dienen.
Die eigentliche federnde Vorrichtung besteht aus drei kegelförmig gestalteten Hebeln 7. deren Spitze in Gleitstücken 8 gelagert ist. Die Gleitstücke 8 liegen in drei Büchsen 9 und diese sind in gleich-
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Kugeln 10 gelagert, die in der Ruhelage mit den Büchsen 9 koaxial liegen und an dem Flansch der Nabe 5 befestigt sind. Die Basis der Hebel 7 stützt sich mit ihrem Rande gegen eine Scheibe 13 und auf dieser liegen mit ihrem einen Ende Federn 14, die sich anderseits auf den Flansch 3 stützen. In der Ruhestellung des Rades liegen die Achsen der kegelförmigen Hebel 7 genau parallel zur Radachse.
Ihre Grundflächen befinden sich genau in der gleichen Ebene und infolgedessen berühren ihre Ränder in allen Punkten die Scheibe 13, deren Druck sich als gleichförmig auf die Kugeln 10 verteilt, so dass diese wie Drucklager wirken.
Wenn die Scheibe 2 exzentrisch zur Nabe 5 liegt, so nehmen die Achsen der Hebel 7 eine geneigte Stellung ein und ihre Grundflächen liegen nicht mehr in der gleichen Ebene. Die Scheibe 13 dagegen steht immer in Berührung mit dem Rande jedes Hebels 7 und infolgedessen muss sie sich verschieben. wenn sich die Hebel 7 bewegen. Diese Verschiebung erfolgt stets nach derselben Seite und die Scheibe wirkt mittels der drei Berührungspunkte infolge des Federdruckes so, dass sie bestrebt ist, die Hebel 7 in die Mittellage zurückzuführen, d. h. die Teile des Rades in die Ausgangslage zurückzubringen.
Man sieht, dass bei jeder Verstellung der Scheibe 2 bzw. des Radkörpers zur Nabe die Hebel 7 geneigt werden, so dass eine Verstellung der anschliessenden Teile und damit eine Vermehrung des federnden Rückdruckes der Scheibe 13 stattfindet. Sei es, dass die Hebel 7 sich alle um denselben Winkel nach der-
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radialen Verschiebung zu verstellen sucht), sei es, dass sie sich in verschiedenen Winkeln nach entgegengesetzten Seiten einstellen (was eintritt, wenn die äussere Kraft gleichzeitig mit der radialen Verschiebung das Rad um die Nabe zu drehen sucht), ihre Grundflächen stehen stets in einem Punkt mit der Scheibe 13 in Berührung, die unabhängig von der Art der Bewegung der Hebel 7 gezwungen ist, sich stets in derselben Richtung zu verschieben und durch den Rückdruck der Federn 14 der Neigung der Hebel 7 entgegenwirkt,
so dass sie die Hebel 7 in die Ausgangslage zurückzubringen strebt.
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teilweise, wie ein Blick auf die Zeichnung zeigt, auf die Radnabe übertragen, bezüglich deren sich die Wirkung der äusseren Kraft und die Reaktion des Widerstandes, da sie vollkommen gleich und entgegengesetzt gerichtet sind, gegenseitig aufheben. Die beschriebene Anordnung wirkt offensichtlich gleichzeitig als elastische Aufhängung und als elastische Kupplung, da eine radiale Verstellung die gleiche
Wirkung auf die Federn ; M ausübt wie eine Verstellung im Winkel.
Bei der praktischen Anwendung hat man festgestellt, dass Torsionskräfte beim Anfahren, beim Bremsen oder beim Wiederberühren der Fahrstrasse nach springenden Bewegungen eine Belastung der Federn 14 herbeiführen, die erheblich grösser ist als die Belastung infolge gewöhnlicher Unebenheiten des Weges und daher die Federn viel schneller abnutzt. Um diesen Übelstand zu vermeiden, sind elastische
Glieder zwischen der Scheibe 2 und den Flanschen 3 und 4 angeordnet, die die Verstellung des Rades in bestimmten Grenzen halten.
Diese Glieder bestehen aus elastischen Walzen und letztere werden jede von zwei seitlichen Rollen 15 und einer mittleren Rolle 16 gebildet, die durch eine elastische Achse verbunden sind. Die Achse besteht aus stählernen Federn 17, die schraubenförmig aufgerollt und ineinander gesteckt sind, eine rechtsgängige Schraube in eine linksgängige, diese in eine rechtsgängige usw. bis zu einer ausreichenden Stärke, und in diese elastische Achse ist eine feste Sieherheitsachse 18 gesteckt. Die seitlichen Rollen 15 befinden sich in Aussparungen 19 der Flansche J und 4, während die Mittelrolle 16 in einer Aussparung 20 der Scheibe 2 liegt.
Diese Aussparungen sind, wie Fig. 2 zeigt, verhältnismässig gross und gestatten infolgedessen sowohl eine radiale Verstellung wie eine solche im Winkel von erheblicher Grösse zwischen der Scheibe 2 und den Flanschen 3 und 4, ehe die Walzen wirksam zu werden beginnen. Jenseits dieser Grenzen wirken die Rollen auf ihrem elastischen Zapfen im Sinne der Pfeile der Fig. 4 und die Federlagen, welche diese Kräfte aufnehmen, rollen sich weiter zusammen, verkleinern also den Durchmesser des Zapfens und gestatten so eine gewisse Axialverschiebung der Rolle.
Aber wenn die auf die Walzen ausgeübte Kraft in aussergewöhnlichen Fällen die zulässige Belastung der Federn 17 übersteigt, so rollen sich letztere nicht weiter zusammen, denn die Sicherheitsachse 18 verhindert jede weitere Zusammenziehung.
Die elastischen Glieder zwischen den beweglichen und den festen Teilen des Rades, die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel von einfachen Schraubenfedern gebildet werden, können durch beliebige andere Federn aus beliebigem Material oder durch Luftfederung beliebiger Bauart je nach den besonderen Bedingungen ersetzt werden, für die das Rad bestimmt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Federndes Bad mit einer am Drehzapfen angeordneten Nabe und einer mit dem Radkörper verbundenen falschen Nabe, gekennzeichnet durch eine innen an der falschen Nabe (1) befestigte, lose und radial verschiebbar zwischen zwei mit der Nabe (5) verbundenen festen Flanschen (3, 4) angeordnete, ringförmige Scheibe (2) und einen Kranz kegelförmiger Hebel (7), deren Füsse einerseits auf Kugelzapfen (10) einer mit der Nabe (5) verbundenen festen Scheibe (12) und anderseits durch ihren Rand auf einer Druckplatte (13) ruhen, welch letztere irgendeine geneigte Stellung mit Bezug auf die Radachse nehmen kann, während die kugeligen Spitzen der Hebel (7) in auf der Scheibe (2) axial verschiebbaren Führungen drehbar gelagert sind.