DE1078463B

DE1078463B - Spring-loaded impeller for vehicles, in particular road vehicles

Info

Publication number: DE1078463B
Application number: DEC11557A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Peter Johannsen
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1955-07-15
Filing date: 1955-07-15
Publication date: 1960-03-24

Description

Federndes Laufrad für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein federndes Laufrad für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, dessen Nabe und Kranz über mehrere in Vertiefungen derselben gelagerte, über den Umfang des Reifens verteilte, axial vorgespannte Federkörper aus Gummi od. dgl. miteinander in Verbindung stehen.Resilient running wheels for vehicles, in particular road vehicles The invention relates to a resilient running wheel for vehicles, in particular road vehicles, its hub and rim over several in wells of the same stored over the Perimeter of the tire distributed, axially pretensioned spring body made of rubber or the like. are related to each other.

Bei bekannten Rädern dieser Art sind die Federkörper kugelförmig ausgebildet und zwischen wechselseitig angeordneten, trichterförmigen oder der Gestalt des Federkörpers angepaßten, pfannenartigen Trägern gelagert. Nachteilig ist dabei jedoch, daß sie beim Einfedern des Rades auf Abscherung und gegebenenfalls auch auf Druck beansprucht werden. Die Gummikörper sind weder in erheblichem Maße vorgespannt, noch können sie infolge der sie umschließenden Träger eine Abwälzbewegung ausführen.In known wheels of this type, the spring bodies are spherical and between alternately arranged, funnel-shaped or the shape of the spring body adapted, pan-like carriers stored. However, it is disadvantageous that they when the wheel is compressed, subjected to shearing and possibly also to pressure will. The rubber bodies are neither prestressed to a significant extent, nor can they they execute a rolling movement as a result of the carrier surrounding them.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.The object of the invention is to avoid these disadvantages.

Die Erfindung besteht darin, daß die Federkörper mit einer Vorspannung von etwa 40 bis 60% derart in flachen Vertiefungen gelagert sind, daß sie eine Abwälzbewegung ausführen können. Zur Verwirklichung dieses Vorschlages wird man die Federkörper so gestalten, daß sie in uriverformtem Zustand einen runden oder elliptischen oder dergleichen Querschnitt, insbesondere - wie an sich bekannt - Kugel- oder aber auch Eierform besitzen, so daß die Federkörper schon auf Grund ihrer Formgebung in vorgespanntem Zustand dazu neigen, eine Abwälzbewegung an den flachen Vertiefungen der Nabe und des Radkranzes auszuführen.The invention consists in that the spring body with a bias from about 40 to 60% are stored in shallow depressions in such a way that they cause a rolling movement can perform. To realize this proposal one will use the spring body design so that they have a round or elliptical or the same cross-section, in particular - as known per se - spherical or else Have egg shape, so that the spring body due to their shape in pre-tensioned Tend to a rolling motion on the shallow depressions of the hub and condition of the wheel rim.

Hierdurch ergeben sich besondere Vorteile sowohl im Hinblick auf die Laufeigenschaften als auch im Hinblick auf die Herstellung federnder Räder. Da die Gummi-Metall-Bindung nicht immer in dem gewünschten Maße beherrscht wird, ist es von erheblicher Bedeutung, daß an Stelle der bekannten Gummi-Metall-Federkörper lediglich der obigen Anweisung entsprechende oder ähnlich geformte Gummikörper verwendet werden, die zwischen die gegeneinander abzufedernden Teile des Rades eingefügt sind. Zudem wurde gefunden, daß die unter erheblicher Formänderung eingespannten Gummikörper und ihre Abwälzbarkeit die gerade für Fahrzeugräder wünschenswerten Federeigenschaften gewährleisten. Es werden dank der hohen axialen Vorspannung eine besonders bei erhöhten Fahrtgeschwindigkeiten erforderliche-Steifigkeit der Federelemente in axialer Richtung und somit eine gute Seitenführung des Rades erzielt, während gleichzeitig eine angestrebte Weichheit der Federung bei radial zum Rad gerichteten Kräften erhalten bleibt. Wie sich gezeigt hat, verhalten sich die Federwerte für die beiden angegebenen Belastungsrichtungen wie 1 :20 bis 1 :30, was ein für Radfederurigen bisher nicht erreichtes günstiges Verhältnis darstellt.This results in particular advantages both in terms of Running properties as well as with regard to the production of resilient wheels. Since the Rubber-metal bonding is not always mastered to the desired extent, it is of considerable importance that in place of the known rubber-metal spring body only the above instructions or similarly shaped rubber bodies are used which are inserted between the parts of the wheel to be cushioned against each other. In addition, it was found that the rubber body clamped with considerable change in shape and their rollability, the spring properties that are particularly desirable for vehicle wheels guarantee. Thanks to the high axial preload, it becomes particularly important at increased Travel speeds required stiffness of the spring elements in the axial direction and thus a good lateral guidance of the wheel is achieved, while at the same time a desired Softness of the suspension is retained when forces are directed radially towards the wheel. As has been shown, the spring values behave for the two specified directions of loading like 1:20 to 1:30, which is a cheap one that has not yet been achieved for wheel springs Represents relationship.

Es wurde weiterhin gefunden, daß sich die obigen Vorschläge, vor allem bei Kraftfahrzeugrädern, bei denen das Radgewicht möglichst gering gehalten werden muß, am besten dann verwirklichen lassen, wenn zweckmäßig die Radscheibe im Bereich .der Federkörper zwei in der Radebene liegende Wandungen aufweist, die an gegenüber diesen Federkörpern diametral einander gegenüberliegenden Stellen, vorzugsweise- in radialer Richtung des Rades gesehenoberhalb und unterhalb dieser Federkörper, zugfest miteinander verbunden sind.It has also been found that the above suggestions, in particular for motor vehicle wheels, in which the wheel weight is kept as low as possible must, best then be realized, if appropriate, the wheel disc in the area .The spring body has two walls lying in the wheel plane, which on opposite these spring bodies diametrically opposite points, preferably- seen in the radial direction of the wheel above and below this spring body, are connected to one another in a tensile manner.

Die zugfesten Verbindungen der doppelten Wandungen entlasten die mit den Federkörpern in Verbindung stehenden Teile der Radscheibe und des Radkranzes erheblich, d. h., diese Teile werden nicht mehr nach Art eines einseitig eingespannten Trägers, sondern vielmehr lediglich durch die in die Federkörper eingeleitete Vorspannung und die von außen einwirkenden Kräfte zwischen den zugfesten Verbindungen der Wandungen auf Biegung beansprucht. Es eröffnet sich somit die Möglichkeit, die Räder bzw. ihre Scheiben aus gepreßten Blechteilen herzustellen und mit diesen Mitteln eine verhältnismäßig hohe Vorspannurig anzuwenden.The tensile connections of the double walls also relieve the load the spring bodies connected parts of the wheel disc and the wheel rim significant, d. This means that these parts are no longer clamped in the manner of a one-sided Carrier, but rather only through the preload introduced into the spring body and the external forces between the tensile strength connections of the walls stressed on bending. This opens up the possibility of changing the wheels or to manufacture their discs from pressed sheet metal parts and with these means one to use relatively high bias.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1. -ein Rad für ein Straßenfahrzeug in der Seitenansicht, Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1 und Fig. 3 einen Federkörper aus Gummi od. dgl., und zwar im uriverformten Zustand.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows Fig. 1. A wheel for a road vehicle in side view, Fig. 2 the Section along the line II-II of Fig. 1 and Fig. 3 od a spring body made of rubber. Like., In the originally deformed state.

Der mit der nicht näher dargestellten Nabe des Rades über Schraublöcher 1 verbundene Teil des Rades (Innenring) ist mit 2, der fest mit der Radfelge 3 gewöhnlich durch Schweißung verbundene äußere Ring (Außenring) ist mit 4 bezeichnet.The one with the not shown hub of the wheel via screw holes 1 connected part of the wheel (Inner ring) is with 2, the fixed with the wheel rim 3 is usually welded together outer ring (outer ring) denoted by 4.

Zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 4 sind über den Umfang des Rades gleichmäßig verteilte, nach Fig. 3 im unverformten Zustand kugelige Federkörper 5 eingeschaltet, derart, daß eine direkte Berührung zwischen den Ringen 2 und 4 nicht stattfindet. Die Federkörper 5 werden mit erheblicher axialer Vorspannung, und zwar vorzugsweise mit einer Vorspannung von 500/o (die Federkörper werden auf die Hälfte ihrer ursprünglichen Breite zusammengedrückt), eingebaut, so daß die im eingebauten Zustand im Querschnitt elliptischen oder annähernd elliptischen Federkörper 5 sich auf den gegeneinander abzufedernden Teilen des Rades abwälzen. Es werden hierdurch eine in Achsrichtung des Rades steife Federung, bei radial zum Rad gerichteten Kräften, also bei Fahrbahnstößen, eine sehr weiche Federung erzielt. Aus Gründen der Raumersparnis und zum Erzielen einer progressiven Federkennlinie bei der Einwirkung von radial gerichteten Kräften sind die den Federkörpern 5 benachbart liegenden Flächen der gegeneinander, abzufedernden Teile des Rades pfannenartig oder konkav gekrümmt verlaufend gestaltet. Es ist offensichtlich, daß beim Erreichen eines gewissen Federweges die steiler ansteigenden Flächen 6 der pfannenartigen Einpressungen 7 eine Steigerung der Federhärte herbeiführen, wenn sich die Abwälzbewegung der Federkörper 5 so weit vollzogen hat, daß die Körper an die oder in die Nähe der steileren Flächen 6 gelangen.Between the inner ring 2 and the outer ring 4 are around the circumference of the wheel evenly distributed, according to Fig. 3 in the undeformed state spherical spring body 5 switched on in such a way that there is direct contact between rings 2 and 4 not taking place. The spring body 5 are with considerable axial preload, and preferably with a preload of 500 / o (the spring bodies are opened half of its original width), built in so that the when installed, the spring body is elliptical or approximately elliptical in cross section 5 roll on the parts of the wheel that are to be cushioned against each other. It will This results in a stiff suspension in the axial direction of the wheel, when it is directed radially to the wheel Forces, that is, in the case of road bumps, a very soft suspension is achieved. For reasons saving space and achieving a progressive spring characteristic when acting of radially directed forces are those lying adjacent to the spring bodies 5 Surfaces of the parts of the wheel to be cushioned against one another, pan-like or concave designed to be curved. It is obvious that when you achieve a certain Spring travel, the more steeply rising surfaces 6 of the pan-like indentations 7 bring about an increase in the spring stiffness when the rolling movement of the spring body 5 has completed so far that the body on or in the vicinity of the steeper surfaces 6 arrive.

Der Außenring 4 ist als eine kreisringförmige Scheibe ausgebildet, die wechselseitig mit den Einpressungen 7' versehen ist, d. h., ein Teil der Federkörper 5 liegt auf der einen Seite, während der andere Teil der Federkörper 5 auf der anderen Seite des Außenringes 4 anliegt, und zwar so, daß die Breite des zwischen Nabe und Felge gelegenen Teiles des Rades gering gehalten werden kann und sich die durch die Verspannung der Gummikörper 5 hervorgerufenen Biegespannungen im wesentlichen aufheben. Um jedoch auch eine weitgehende Entlastung des Innenringes 2 herbeizuführen und die Möglichkeit zu schaffen, die bisher übliche leichte Bauweise der Fahrzeugräder unter Verwendung gepreßter Blechteile beibehalten zu können, ist für den Innenring 2 im Bereich der Federkörper 5' eine doppelte Wandung vorgesehen, die einerseits von der Scheibe 2 selbst und andererseits von gepreßten Segmenten 8 gebildet sind. Diese durchstoßen mit ihrem radial außen gelegenen Teil Aussparungen 9 des Außenringes 4 und hinterfassen mit einem hakenförmig gestalteten Teil 10 einen abgewinkelten Teil 11 des Innenringes 2. Ferner sind die Segmente 8 radial innen über eine Schraubverbindung 12 fest mit dem Innenring 2 verbunden. Die Federkörper 5' liegen somit einerseits an dem Außenring 4 und andererseits an den Segmenten 8 an, während die zwischen den Federkörpern 5' gelegenen Federkörper5 unmittelbar am Innenring2 und am Außenring 4 liegen. Die Segmente 8 sorgen somit für einen Spannungsausgleich des inneren Ringes 2, da diese in radialer Richtung oberhalb und unterhalb der Federkörper 5' fest mit dem Innenring 2 verbunden sind. Die Verbindung der Segmente 8 mit Hilfe des hakenförmigen Teiles 10 und des abgewinkelten Teiles 11 des Innenringes 2 ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie leicht und schnell gelöst werden kann. Auch erlaubt diese Verbindung eine gewisse Verschwenkbewegung der Segmente 8 in Richtung des Doppelpfeiles 13, so daß eine bei manchen Anwendungsfällen wünschenswerte Regelbarkeit der Vorspannung der Gummikörper 5' erzielbar ist, indem die Schraubverbindung12 gegebenenfalls unter Zwischenlegen von Distanzstücken mehr oder weniger stark angezogen wird.The outer ring 4 is designed as an annular disc which is alternately provided with the indentations 7 ', that is, a part of the spring body 5 lies on one side, while the other part of the spring body 5 rests on the other side of the outer ring 4, and in such a way that the width of the part of the wheel located between the hub and the rim can be kept small and the bending stresses caused by the tensioning of the rubber body 5 are essentially canceled out. However, in order to also reduce the load on the inner ring 2 to a large extent and to create the possibility of maintaining the previously customary lightweight construction of the vehicle wheels using pressed sheet metal parts, a double wall is provided for the inner ring 2 in the area of the spring body 5 ', on the one hand from the disk 2 itself and, on the other hand, are formed by pressed segments 8. With their radially outer part, these pierce recesses 9 of the outer ring 4 and, with a hook-shaped part 10, grip behind an angled part 11 of the inner ring 2. The spring bodies 5 'thus rest on the one hand against the outer ring 4 and on the other hand against the segments 8, while the spring bodies 5 located between the spring bodies 5' lie directly on the inner ring 2 and on the outer ring 4. The segments 8 thus ensure a tension compensation of the inner ring 2, since they are firmly connected to the inner ring 2 in the radial direction above and below the spring body 5 '. The connection of the segments 8 with the aid of the hook-shaped part 10 and the angled part 11 of the inner ring 2 is particularly advantageous because it can be released easily and quickly. This connection also allows a certain pivoting movement of the segments 8 in the direction of the double arrow 13, so that a controllability of the pretensioning of the rubber bodies 5 ', which is desirable in some applications, can be achieved by tightening the screw connection 12 to a greater or lesser extent, optionally with spacers in between.

Es sei erwähnt, daß die Abwälzbewegung der Körper 5 abhängig ist von dem gewünschten größten Federweg, d. h., bei großen Federwegen wird ein starkes Abwälzen, eine Art Rollbewegung der Körper 5 eintreten. Außerdem wird aber bei der Ausführung nach der Erfindung unter dem Begriff der Abwälzbewegung auch eine solche Bewegung verstanden, bei der nur Teile der im Ruhezustand freien gewölbten Flächen der Körpers allmählich an den Flächen 7 zur Anlage kommen.It should be mentioned that the rolling movement of the body 5 is dependent on the desired maximum spring deflection, d. that is, if the spring deflection is large, it will be a strong one Rolling, a kind of rolling movement of the body 5 occurs. In addition, the Execution according to the invention under the term of the rolling movement also such Movement understood in which only parts of the free curved surfaces at rest the body gradually come to rest on the surfaces 7.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Spring-loaded impeller for vehicles, in particular Road vehicles, the hub and rim of which are stored over several in depressions of the same, Axially preloaded rubber spring bodies distributed over the circumference of the wheel od. Like. Are in connection with each other, characterized in that the spring body (5 ') with a bias of about 40 to 600 / o in this way in shallow depressions (7 and 7 ') are mounted so that they can perform a rolling movement.

2nd wheel after Claim 1, characterized in that the wheel disc in the area of the spring body (5 ') has two walls (2 and 8) lying in the plane of the wheel, opposite the Spring bodies at diametrically opposite points, preferably - in seen in the radial direction of the edge - above and below this spring body, are connected to one another in a tensile manner.

3. Wheel according to claim 2, characterized in that that one of the two high-tensile connections of the double walls (2 and 8) form-fit, however, it is easily solvable.

4. Wheel according to claim 3, characterized in that the tensile connection a pivoting movement of one wall (8) with respect to the associated other wall (2) allows. Publications considered: German Patent Nos. 244,905, 564,443; U.S. Patent No. 1470,496.