DE19700589A1 - Rad mit einem drehbaren Reifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Räder mit drehbaren Rollelementen in der Lauffläche, vorzugsweise für Rollschuhe und andere Fußrollgeräte, die hierdurch mit Bremsfunktion zum Querbremsen ausgestattet werden.

Stand der Technik

Das mangelnde Bremsvermögen der Rollschuhfahrer stellt auch ein zunehmendes Sicherheitsrisiko für die Passanten dar.

Die moderneren "Inline-Skates" haben gewöhnlich eine Fersenbremse meist an einem der Schuhe angebracht - zum Bremsen wird der Fuß mit der Fersenbremse nach vorn in Fahrtrichtung gestreckt und dabei geneigt, so daß der Bremsklotz am Boden reibt. Es gibt einige Modifikationen der Fersenbremse: das Bremsen allerdings bleibt genauso wenig effektiv - mit einem herausgestreckten Bremsfuß, während das andere nichtbremsende Fuß das gesamte Gewicht trägt und frei rollt.

Die erfahreneren Läufer sind in der Lage durch einen effektvollen Kraftakt ähnlich wie Eisläufer zu bremsen - sogenanntes "slide"-Bremsen, wobei jedoch die Rollen schon nach einem Versuch unbrauchbar werden. Schleifplatten werden hierzu seitlich angebracht - von den sogenannten "aggressive Skater".

Es gibt Handbremse mit Betätigung durch die Hände, und "slide"- oder Querbremse. Wenn man die Bremsrichtung als Kriterium ansetzt, dann bleiben gar 2 Bremsarten zu unterscheiden: Bremsrichtung (der Räder) in Laufrichtung, oder quer dazu ("slide"-Bremse).

Es sind eine ganze Reihe, hauptsächlich amerikanische, Patentschriften bekanntgeworden, die sich in der einen oder anderen Bremsvariante für Rollschuhe verdient gemacht haben:
US 5,232,231; US 5,397,138; US 5,211,409; US 5,316,325; US 5,330,207; US 5,403,021; US 5,439,238; US 5,253,883; US 5,411,276; US 5,413,362; US 5,415,419; US 5,435,580; US 5,375,859; US 5,401,038; US 5,192,099; US 5,275,259; US 5,197,572; US 5,335,924; US 5,171,032; US 5,135,244; US 5,312,135; *US 5,527,100/5,401,037 P.J.O′ Donnell.

*US 5,213,176 Hitachi Ltd.; und *US 4,715,460 R.E. Smith schlagen Fahrzeuge vor, die Räder mit Querrollen benutzen.

*US 5,383,715 A. Homma, Japan; Wheel provided with subwheels - eine Anzahl kleinerer scheibenartiger Räder (Unterräder) wird diametral an dem Rad befestigt, so daß die kleinen Rädchen sich drehen könnten, und das Rad somit seitlich verschiebbar wird. Die Drehachse für die Scheibenrädchen wird gebildet indem die Scheibenräder und die Achshalterungen zwischen den Scheibenrädern ineinander eingesteckt werden, so daß keine durchgehende Achse benötigt wird. Zwei tellerförmige Felgenhälften halten das ganze Gebilde dann zusammen.

Die angebotene Lösung ist zu schwach - wegen unlößbarer Probleme, wie Festigkeit und Stabilität, zu gering dimensionierter elastischer Reibflächen, die zum Bremsen eingesetzt werden - diese sind nach schon einer Bremsung abgerieben, oder abgebrochen, bzw. abgebogen.

*US 5,312,165 G.F. Spletter; Combination Brake and Wheel system . . . Mehrzahl kleiner Scheibenräder aus hartelastischem Polyuretan werden hier auf eine ringförmige geschlossene Achse aufgespießt und das ganze von außen her mit zwei tellerförmigen Scheiben, die miteinander eine halbrunde Felgennut bilden, "halbfest" zusammengehalten.

Die Scheibenrädchen, weil relativ hart und auf der Innenseite ungenügend komprimiert, bilden auf der Außenseite des Rades eine Lauffläche, die durch Querrillen unterbrochen ist. Die Reibung der Scheibenrädchen in der Felgennut dient zugleich der Halterung und der Bremsung, wenn die Räder rasch quer zur Laufrichtung gestellt werden. Nachteilig ist der Umstand, daß durch den Abrieb der Sitz des Sammelreifens in der Felgennut schnell gelockert wird. Es wird auch (theoretisch) vorgeschlagen, daß die "Rollelemente aus einem oder mehreren Teilen" bestehen - aber nur in "engem Kontakt" mit "einer umschließenden Fläche der . . ." Radfelge. Diese haltenden Flächen sind in den Unterlagen nur als eine halbrunde Felgennut beschrieben und dargestellt, so können Ansprüche nur darauf basieren. Spletter hat auch das Problem mit dem möglichen Ringreifen nicht erkannt: das die Innenseite zu komprimieren ist. Ebenfalls problematisch wird der Straßenschmutz in der Felgennut sein.

(In Fig. 9 unserer Anmeldung ist eine ähnliche Variante zu sehen).

Eine zweite Ausführung von Spletter schlägt vor die ringförmige geschlossene Achse an Haltern auf der Felge zu befestigen (wie etwa bei N.R. Brown und Grabowiecki).

*US 5,246,238 N.R. Brown; Roller skate wheel. Hier ist ein kombiniertes Rad angeboten, bei dem eine Vielzahl von kleinen elastischen Rädern jeweils paarweise mittels einer Teilachse je an einem Bock auf der Felge befestigt werden.

Um die Außenfläche rund zu gestalten, sind die kleinen Rädchen verjungend sphärisch hergestellt (wie J.F. Blumrich 3,789,947). Weil die Achsen-Böcke auf Druck und Biegung beansprucht werden, müssen diese entsprechend massiv sein, und deshalb gibt es große Unterbrechungen der Laufbahn - Laufunruhe ist die Folge. Außerdem zeigt eine Weiterführung die Anbringung der zusätzlichen Bremsflächen. Jedoch werden die Teilrädchen infolge der Abreibung sehr schnell den Kontakt zu diesen Bremsflächen verlieren.

*US 3,789,947 J.F. Blumrich, US-Gov., Omnidirectional wheel. An den Speichenenden eines Rades werden drehbar Teilrollen angebracht - je zwischen zwei Speichen. Diese Rollen haben eine gerade Drehachse, und sind deshalb zu beiden Seiten hin verjungend sphärisch hergestellt - damit die Außenlauffläche zur runden Lauffläche des Rades wird.

Diese Konstruktion sieht keine bremsenden Maßnahmen vor. Auch kann das Rad nicht in Schräglage eingesetzt werden, weil dann die Lauffläche nicht mehr rund, sondern holprig wird.

*US 4,926,952 J. Farnam "Rollstuhl". Hier werden an einer Diskfelge eine Mehrzahl von kleineren Rädern je in einer U-Halterung angebracht, so daß die seitliche Beweglichkeit gegeben ist. Die Zwischenräume auf der Lauffläche sind sehr groß - was die Fahrt holprich machen wird.

US 1,305,535 J. Grabowiecki 1919 zeigt ein Rad mit Rollen, die in der Lauffläche montiert sind und seitliche Bewegung des Rades ermöglichen. Die Querräder sind aus hartem Material, sind sphärisch geformt und auf eine Achse montiert, die ein Ring aus geraden Teilstücken bildet. Bremsende Maßnahmen sind nicht getroffen worden. Zwischen den Querrollen sind große Abstände vorgeschrieben.

DE 8 22 660 Ch.Fuchs schlägt ein Rad mit Querrollen, das deutlich ausgebildete Olivenrollen verwendet. Auch das Problem der Zwischenräume zw. den Rollen hat der Fuchs erkannt und bietet Olivenrollen, die ineinander eingreifen.

DE 37 02 660 Schneider G. "Rad" - eine dem Grabowiecki, Fuchs, und Blumrich ähnliche Anordnung mit olivenförmigen Rollen und großen Unterbrechungen in der Laufbahn.

Diese genannten Schriften haben zwar den gleichen und richtigen Ansatz - quergestellte Rollen in der Lauffläche eines Rades - führen jedoch zu keiner brauchbaren Lösung für Rollschuhe - eine Anzahl technisch schwer zu lösender Probleme machen den guten Ansatz ganz zunichte:
mangelnde Stabilität der Konstruktion, große Komplexität, ungenügende Bremseinrichtungen, Verlust der Eigenschaften nach einem bereits geringen Abrieb, große Unterbrechungen in der Laufbahn, Problem mit Straßenschmutz und ungenügende Möglichkeit die Bremseigenschaften vorzugeben und zu beeinflussen, bzw. Unmöglichkeit eines lastempfindlichen Bremsverhaltens.

*CN U 2071530, China, Zheng Shouzhang "Blade imitating roller skates" Die Rollen sind besonders schmal ausgeführt, keine Bremsvorrichtung.

*CN U 2071531, China, Zhang Xinmin "Blade type roller skate". Keine Bremsvorrichtung.

Ein technologischer Lösungsansatz unserer Erfindung schlägt einen Ringreifen aus geraden rundprofilierten elastischen Stäben vor, dessen Enden verbunden (verschweißt) werden. Der Stand der Technik hierzu ist folgender: bekannt sind lediglich Antriebsriemen und Dichtungsringe, die ähnlich hergestellt werden, wobei verschweißbare elastische Materialien (Polyurethane) oder verklebbare Gummiarten zum Einsatz kommen, und damit beliebig große Riemen/Ringe einfach herstellbar sind. Auf eine gewollte Druck- und Zugspannungsverteilung in dem Ring kommt es dabei nicht an - der Antriebsriemen ist auch in der Regel von weit größerem Durchmesser als sein Querschnitt. Ferner ist es auch nicht unbedingt erforderlich elastisches Material einzusetzen - früher hat man z. B. Lederstreifen zu Riemen verbunden. O-ringe und Reifenringe werden durch formgebende Verfahren hergestellt.

Technische Aufgabe

Im Idealfall wäre der Wunsch zu erfüllen, auf den Rollern genauso zu bremsen, wie es auf dem Eis möglich ist - durch Querstellung der "Gleitblätter" zur Fahrtrichtung, ausführbar in jeder Richtung, in jeder Lage, mit der ganzen "Schneidfläche" und vor allem mit Hilfe des ganzen Körpergewichts. Eine solche Bremsung erhöht nicht nur die Sicherheit wesentlich, sondern bringt eine bessere "Spaßausbeute".

Die Aufgabe dieser Erfindung ist deshalb eine technische Lösung vorzuschlagen, die das Bremsen mit Rollschuhen wie auf dem Eis ermöglicht - durch Querstellen der Rollschuhe zur Fahrtrichtung, das sogenannte "slide" - und dabei auch eine Lastempfindlichkeit zu gewährleisten.

*Ferner ergeben sich eine Reihe von Unteraufgaben, die die bei der praktischen Realisierung aufgetauchten technischen Probleme definieren:

• *a) die Querrollen so auf die Ringachse zu montieren, daß die Reibung verringert wird - und diese Reibung in einem genügend großen Verstellbereich konstruktiv zu beeinflussen ist.
• *b) eine leichte mechanische Konstruktion zu finden, die vorzugsweiße auf Zug beanspruchte Elemente verwendet.
• *c) alternative Lösungen vorzuschlagen, die mit anderen Mitteln zum vergleichbar gleichen Resultat führen.

Die Grundidee zur Lösung entspricht den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1. Zwei vorrichtungsgemäße Lösungen entsprechen den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 2, 9 und 10. Technologische Merkmale zur Herstellung der nach Anspruch 9 und 10 geeigneten Reifen sind in den Ansprüchen 11 und 12 zusammengefaßt.

Dabei werden technische Gegebenheiten ausgenutzt, die einander entgegen kommen:
bei Querbremsung treten in der Einleitungsphase sehr viel höhere Kräfte auf, als beim Fahren in Schräglage in den Kurven;
die Haftreibung deutlich höher über der Gleitreibung liegt - analog auch bei Rollwiderstand;
und die Reibkräfte, auch Rollwiderstand, abhängig von den wirkenden Lastkräften sind.

Die Grundidee zur technischen Lehre nach Anspruch 1 besteht darin, das Rad mit einem Gummiring vorzugsweise runden Querschnitts zu bereifen, wobei die Reibungskräfte (* bzw. der Rollwiderstand) den Gummi reifen beim Normalfahren auf der Felge festhalten. Beim Querbremsen jedoch übersteigen die seitlichen Kräfte, welche versuchen den Gummireifen in sich zu verdrehen. Sie überwinden die Haftreibung, und verdrehen den Gummi reifen - als Resultat rutscht der Rollfahrer mit quergestellten Rädern. Dabei wird der Gummireifen durch die Reibung in seinem Sitz die Bremsenergie abbauen - diese wird in Wärme umgesetzt.

Um diese Idee praktisch umzusetzen werben zwei konstruktive Lösungen im folgenden vorgeschlagen:

Lösung A Merkmale des Anspruchs 9 und 10

Die Radfelge weißt (zunächst) eine rundgeformte Nut auf, die zur Aufnahme des Gummireifens dient - etwa so wie die Räder der Kinderwagen ohne Luftreifen haben, jedoch wird die Oberfläche dieser Nut so beschaffen, daß mit dem Material des Gummireifens ein geeignetes Haft- und Gleitreibungsverhältnis hergestellt wird - diese Fläche spielt dann die entscheidende Rolle im Spiel zwischen Haften und Rutschen.

Der Gummireifen wird aus Vollmaterial ausgeführt, und vorzugsweiße mit einem nicht dehnbaren Kern aus Stoff- oder Stahlseil versehen - damit der Reifen nicht abspringen kann während sehr hohe Kräfte auftreten können. Zur Montage kann die Felge teilbar ausgeführt werden.

Problematisch bei dieser Lösung ist der Umstand, daß der allmähliche Abrieb des Gummireifens auch die Haft- und Reibungsverhältnisse zwischen Felgennut und Reifen ändert - irgendwann gibt es gar keinen seitlichen Halt mehr. Außerdem gelangt der Schmutz auf die Felgennut, und verschleißt sie.

*Deshalb wird diese Lösung mit einer Reihe weiterer Merkmale ergänzt und weiterentwickelt: der Reifen wird von verschiebbaren und biegsamen Rollen unterlagert, die ihrerseits durch Federelemente gegen den Reifen gedrückt werden - der Verschleiß wird somit automatisch ausgeglichen, der Reifen ist immer fest gehalten, und anstelle der Reibung wird der Rollwiderstand zwischen Reifen und Rollen die Funktionen der Halterung und der Bremsung übernehmen.

*Die Rollen sind axial in zwei oder drei Reihen (oder mehreren) angeordnet - jeweils eine Rollenreihe von jeder Seite - und eventuell eine zusätzliche Rollenreihe auf der Innenseite des Reifens. Die seitlichen Rollen zentrieren und geben dem Reifen vor allem seitlichen galt - die inneren Rollen stützen und zentrieren nur den Reifen, der sonst mit großer Kraft zwischen den Außenrollen durchsacken würde. Die Rollenreihen sind so zu montieren, daß sie verschiebbar sind und zugleich für sicheren Halt des Reifens auf der Radfelge sorgen. Dies wird vorteilhaft durch den Einsatz von elastischen Gummifedern gewährleistet, deren vorkomprimierte Kraft die Rollen gegen den Reifen preßt - sie sorgen zugleich auch für den festen Sitz des Reifens auf der Felge, und verbessern auch den Fahrkomfort durch zusätzliche Dämpfung.

Eine Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß auf die Beweglichkeit der Rollen und somit auf die Federelemente, die sie gegen den Reifen pressen sollen, verzichtet wird. Statt dessen kann der Reifen gedehnt montiert werden, und erzeugt so selbst eine ständige Kraft, die ihn gegen die Rollen preßt - im Anspruch 10 definiert.

*Der Rollwiderstand des Reifens in dem Rollenbett kann durch eine Reihe konstruktiver Maßnahmen definiert werden:

• - die Härte des Reifenmaterials, und des Rollenmaterials;
• - Durchmesser der Rollen, Anzahl der Rollen - kurz durch die Größe der Kontaktfläche/Rollfläche;
• - die von Federelementen erzeugte Presskraft:
  Material der Feder,
  Komprimierungsgrad der Feder,
  Größe der beteiligten Pressflächen
  pneumatische Federn mit variablem Luftdruck
• - zusätzliche Reibflächen, die in Kontakt mit dem Reifen gebracht werden;
• - von dem gedehnten Reifen erzeugte Preßkraft;

*Auch eine feindosierbare Lastabhängigkeit - in Kurven, beim Querbremsen, und durch unterschiedlich schwere Personen - stellt sich automatisch ein: unter größerem Druck werden die Rollen tiefer in das Material des Reifens gedrückt, wodurch überproportional der Rollwiderstand anwächst.

*Der schon erwähnte Seilkern im Reifen, der eine Ausdehnung des Reifens bei großen Belastungen verhindern soll, hat noch eine andere zusätzliche Funktion: der Seilkern definiert die Geometrie des Reifens, d. h. seinen Durchmesser, wobei der Reifen selbst etwas überkomprimiert wird, was einfach durch einwenig zuviel (zu lang) Material geschieht. Dadurch kann die Außenfläche, die Lauffläche des fertigen Rades, völlig spannungsfrei gemacht werden - wichtig, weil unter Zugspannung stehendes elastisches Material sonst leicht "verletzbar" sein würde, und würde an den kleinsten Rissen gleich platzen. Dabei wird die Komprimierung auf der Innenseite des Reifens natürlich weiter zunehmen - aber dort beeinträchtigt es nicht die Funktion. Dies bildet einen technologischen Schutzmerkmal zur Herstellung des Reifens.

*Sollte die Zugspannung in der Lauffläche bei einem geeigneten Material keine Rolle spielen, kann man auf den Seilkern verzichten, und die Reifenenden selbst miteinander verbinden, z. B. durch Verschweißen beim Polyurethan, oder durch Vulkanisieren beim Gummi.

*Dagegen sind formgebende Herstellverfahren gänzlich ungeeignet um einen erfindungsgemäßen Reifenring herzustellen

• - weil er dann spannungsfrei wäre und weniger Material im inneren Bereich, als im Außenbereich hätte. Beim Verdrehen müßte der innere Bereich doppelt so stark gedehnt werden, und der Außenbereich doppelt so stark komprimiert werden - nur eine ruckartige Drehbewegung wäre möglich, was die Funktion ausschließen würde.

*Ähnlich wie bei Haft- und Gleitreibung gibt es auch einen höheren Anfahrrollwiderstand, und den geringeren gleitenden Rollwiderstand - eine Differenz, die eine wichtige Rolle beim Bremsen und Kurvenfahren spielt: bei Kurvenfahren steigt die Verdrehkraft relativ langsam an und deshalb kann fast an die Haftreibung ausgereizt werden. Dagegen beim Bremsen explodiert die Verdrehkraft schnell und überwindet für kurze Zeit die Haftreibung - danach tritt die geringere Gleitrollreibung in Aktion.

*Die Anordnung der Rollen für die Reifenführung kann auf sehr vielfältige Weise erfolgen - wenn man sich auf nur zwei Rollenreihen beschränken möchte, sollten diese Rollen sich möglichst auf der Ideallinie zum Zentrum des Reifenquerschnitts bewegen, damit auch nach dem Verschleiß des Reifens noch zuverlässige Reifenführung gegeben ist. Auch die Art der Federelemente liefert vielfältige Varianten - Metallfedern sparen Platz, pneumatische Federn erlauben durch Druckänderung individuelle Anpassung, elastische Federn dienen zugleich als Dämpfer und Halteglieder.

Lösung B

Merkmale des Anspruchs 2 - der Gummireifen wird in mehrere Stücke geteilt, bekommt eine zentrale Bohrung und wird zu einem dickwandigen Schlauch; diese Schlauchstücke werden auf einen festen Ring aufgezogen, der seinerseits von (blattförmigen) Speichen der Felge festgehalten wird. Auf diese Weise verlagert sich die Kontaktfläche des Gummireifens mit der Radfelge ins innere des Reifens - die innere Schlauchfläche und die Außenfläche des Rings, sowie die Stirnflächen der Radspeichen; folglich hat der nutzungsbedingte Gummiabrieb auf der Außenfläche keine direkte Auswirkung mehr auf die Haft- und Gleitreibungsverhältnisse zwischen Reifen und Felge (hier Ring). Die innen liegenden Reibflächen können speziell im Hinblick auf Dauerhaftigkeit ausgelegt werden: die Metallflächen des Reifenrings und Stirnflächen der Radspeichen sind vorzugsweise zu polieren, oder zu beschichten.

Das schlüsselhafte Zusammenspiel der Haft- und Gleitreibung zwischen Radfelge und Gummireifen ist konstruktiv beein­ flußbar:

• - durch die Wahl der beiden beteiligten Materialien;
• - durch deren Oberflächenbeschaffenheit;
• - durch die Vorspannung der Schlauchstücke auf dem Ring:
  Durchmesser der Schlauchöffnung und des Achsen-Rings;
• - durch die Vorspannung der Schlauchstücke zwischen den Speichen - infolge der Komprimierung des Gummimaterials auf der Innenseite des Reifens wegen dem kleineren Radius dort;
• - durch die Reibung der Schlauchstücke an den Speichenflächen, *gegebenenfalls über Gleitscheiben;
• - durch die Anzahl der Speichen;
• - durch axiale und coaxiale Nuten oder Rillen im Reifenprofil, welche die Vorspannung verursacht durch die Komprimierung des Gummimaterials auf der Innenseite verringern;
• - durch Abstandscheiben zwischen den Reifenstücken;
• - durch die geeignete Wahl des Querprofils des Rings, der abweichend von der runden Form auch ovale, oder mehreckige Form mit stark abgerundeten Ecken haben kann;
• - durch Anbringen zusätzlicher Reibflächen an der Felge, die an der Innenseite des Reifens reiben - die Anpreßkraft kann hierbei geregelt werden, so daß der Benutzer selbst Anpassungen der Haftreibung vornehmen kann;
• - durch die Wahl des Durchmessers des Reifens;
• - durch die Wahl des Durchmessers des Reifenrings;
• - *durch Verwendung von flexiblen Einsätzen im Inneren der Teilreifen, die geringere Reibungswerte ermöglichen. Dies können Zylinderfedern aus Metall sein, oder Plastikröhrchen, evtl. mit axial angeordneten Ausschnitten.

Außerdem beeinflußt das Gewicht des Rollfahrers, sowie die Intensität des Bremsvorgangs das besagte Reibungsverhältnis: je mehr Druck ausgeübt wird, um so größer die Reibungskräfte. Dieses kommt den realen Anforderungen sehr entgegen, denn die Rollfahrer sind Kinder und Erwachsene mit einer Gewichtsspanne zwischen 30 und 100 kg, und wollen auch gerne "slides" nach Maß ausführen können - mal schärfer, mal sanfter.

Die Differenz zwischen Haft- und Gleitreibung, die erwähnt wurde, bringt einen ganz besonderen Vorteil fürs praktische Rollschuhfahren nach beschriebener Erfindung:
denn, auch in extremen Kurven-Schräglagen können bereits sehr hohe Drehkräfte auftreten, die jedoch in diesem Fall den Gummi reifen nicht verdrehen dürfen, und andererseits können bei geringen Geschwindigkeiten ausgeführten Bremsmanövern diese Drehkräfte gering sein, müssen aber in diesem Fall zum Bremsen, d. h. zum Durchdrehen des Gummireifens ausreichen.

Diese widersprüchlichen Anforderungen können jedoch bei geeigneter Wahl der oben aufgezählter konstruktiver und technologischer Parameter, erfüllt werden, denn

• - das Hineinfahren in extreme Schräglagen relativ gleichmäßig erfolgt, d. h. das im Bestfall bis an die (höhere) Haftreibungsgrenze ausgereizt werden kann - der Fahrer bekommt ein "Gefühl" für seine Möglichkeiten diesbezüglich.
• - beim Bremsen dagegen werden in sehr kurzer Zeit hohe Kräfte aufgebaut - diese können für einen kurzen Augenblick höher als der Haftreibungs-Widerstand sein, welcher überwunden wird - und dann auf einem geringeren Widerstandsniveau der Gleitreibung seitlich gerutscht wird - gebremst eben. Dadurch ist es möglich auch bei geringerer Geschwindigkeit in den Bremsvorgang zu steuern - durch rasches Querstellen der Rollen. Die Länge des Bremsweges ergibt sich aus der Proportionalität zur Anfangsgeschwindigkeit und Masse des Läufers.

*Neben der Möglichkeit abstützende Speichen zu verwenden, bietet die Verwendung von auf Zug beanspruchten Speichen konstruktive Vorteile: geringeres Gewicht und hohe Stabilität. Gleitscheiben aus Plastik verringern die Reibung an den Stirnflächen der Speichen. Beim Einsatz von Drahtspeichen können die Gleitscheiben u. U. völlig entfallen.

Gemeinsame Vorteile beider Lösungen

*Der Gummireifen kann austauschbar gestaltet werden, so daß der unvermeidliche und relativ teure Materialabrieb preiswerter werden kann. Er wird es auch deshalb, weil die Laufflächen der Räder nun von allen Seiten durch die Drehung beim Bremsen relativ gleichmäßig benutzt werden - wogegen beim konventionellen Rad nur eine (äußere) Seite des Gummirades abgerieben wird: es steht somit 3- bis 4-fache Lauffläche zur Verfügung.

Die Fersenbremse entfällt komplett, und die praktische Benutzung kommt dem Idealfall - dem Eislaufen - sehr nahe, was eine natürlichere Fahrweise erlaubt.

Die vorgeschlagenen Rollen mit Bremsfunktion können durchaus auch für "skate-boards" und klassische Quad-Rollschuhe, sowie für Schi auf Rollen verwendet werden - die Drehkräfte werden lediglich unter einem Winkel von 90 Grad am Reifenradius angreifen, weil die Rollen immer senkrecht zur Laufbahn stehen. Einige der vielen Ausführungen sind hierfür bestens geeignet wegen besonders zuverlässiger Reifenführung.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen für einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Ausführung mit in mehrere Stücke geteiltem Reifen (1), dem Ring (2) und Speichenfelge (3), sowie Kräfteverhältnisse am Rad in Schräglage.

Fig. 2 das Rad mit vier offenen Rad-Speichen (4), vier Reifenstücken (6), dem Ring (2) und der Radnabe (7).

Fig. 3 das Rad mit drei gefederten und offenen Speichen (5), und mit Reifenstücken (8), die eine weitere Aufteilung zwischen den Speichen aufweisen.

Fig. 4 ein Rollschuhrad mit drei gefederten Speichen, und einem Reifenstück (10), das durch Nuten 9 aufgeteilt ist.

Fig. 5 ein Rad mit einzelnen Reifenstücken (12), die durch Abstandscheiben (11) von einander getrennt sind.

Fig. 6 ein Rad mit geschlossenen Rad-Speichen (13), und einem dreieckig profilierten Ring (14).

Fig. 7 eine Speichenfelge mit einsteckbaren Rad-Speichen (16), der Radnabe mit Haltern (17), und Einstecktaschen (18), sowie Fixierfeder (15).

Fig. 8 der Ring (23) mit Schlitzen (20), den Einsteckdübeln (21), und der Ratsche (22) mit der Mittelscheibe (19).

Fig. 9 ein Rollschuhrad mit ganzteiligem Reifen (24), der in seinem Kern einen nicht dehnbaren Seil (25) enthält, und einer aus zwei Teilfelgen (26) zusammengesetzten Felge mit einer sphärisch geformten Reifennut.

Fig. 10 ein einzelnes Reifenstück mit axialen und coaxialen Rillen.

Fig. 11 Querschnitt durch ein Rad mit geteilten Reifenstücken (1), dem Achsenring (2), den Radspeichen (3), und den zusätzlichen Reib-Klötzen (27).

*Fig. 12 Querschnitt durch ein Rad mit Gleitfedern (28) in einem Reifenstück (6), und Gleitscheiben (29).

*Fig. 13 ein vergrößerter Querschnitt durch ein Reifenstück (6) mit Gleitfeder (28).

*Fig. 14 zeigt eine Ring (2)/Speichen (13) Konstruktion, bei der die Speichen auf Zug beansprucht sind, und mittels Montageringe (31a) und (31b) mit der Radnabe (7) verbunden sind.

*Fig. 15 zeigt mittels Kräftediagramm die Stabilität der auf Zug beanspruchten Speichenkonstruk­ tion.

*Fig. 16 zeigt den Einsatz von Drahtspeichen anstelle der Flachspeichen.

*Fig. 17 ein Plastikeinsatz ist die Alternative zur Gleitfeder aus Metall.

*Fig. 18 zeigt eine Variante völlig ohne Speichen, statt dessen mit (olivenförmigen) Rollen, die den Reifen abstützen.

*Fig. 19 eine räumliche Darstellung der Lösung nach Fig. 18 - mit geringen Änderungen. Teilausschnitte erleichtern die Einsicht.

*Fig. 20/21 eine weitere Variante ohne Speichen - mit biegsamen Rollen und einer vorteilhaften Rollenanordnung

*Fig. 22/23 eine weitere Variante ohne Speichen und einer vorteilhaften Rollenanordnung.

*Fig. 24 schematische Darstellung einiger vorteil­ hafter Rollenanordnungen

*Fig. 25 eine Variante mit nur zwei Rollenreihen, Querschnitt, a) vor, und b) nach dem Verschleiß

*Fig. 26 isometrische Darstellung der Lösung nach Fig. 25 mit Teilausschnitt

*Fig. 27 Lösung wie in Fig. 20/21, aber mit Metallfedern, und kompakteren Bauweiße

*Fig. 28 Anordnung mit nur zwei Rollenreihen, und Metallfedern - kompaktere Bauweiße

*Fig. 29 Lösung, wie in Fig. 25/26, aber mit pneumatischen Federelementen

*Fig. 30 eine Variante mit ebenfalls pneumatischen Federn, aber mittelgeführt

*Fig. 31 zeigt die Technologie der Reifenherstellung
*Fig. 32/33 anstelle der Rollen werden Reibflächen mittels Federn gegen den Reifen gepreßt - eine kostengünstigere Variante

*Fig. 34/35 stark vereinfachte Lösung aus Fig. 25/26

*Fig. 36/37 stark vereinfachte Lösung mit 3 Rollenreihen aus Fig. 20/21

*Fig. 38/40 weitere Vereinfachung unter Verzicht auf Federelemente.

In Fig. 1 ist ein Rollschuh in Schräglage dargestellt, wie es z. B. bei Kurvenfahrt oder "slide"-Bremsen der Fall ist. Der Reifen besteht aus mehreren Reifenstücken (1), die auf den Ring (2) aufgezogen sind, welcher seinerseits durch die Speichen (3) fest mit der Radnabe verbunden ist.

Die Radnabe nimmt Kugellager auf und ist durch eine Achse mit dem Rahmen und dem Schuh verbunden - diese gehören zu den Umfelddetails der Innovation, und werden deshalb sehr zurückhaltend dargestellt, oder im weiteren gar nicht mehr dargestellt - damit mehr Aufmerksamkeit den innovativen Merkmalen geschenkt werden kann.

Die Haftreibungskräfte zwischen Reifen (1) und Ring (2), sowie zwischen Reifen-Stirnfläche und Speichen (3), halten im Normalfall den Reifen fest - aus diesen Kräften resultiert ein Haftreibungsmoment (M_r). Dieser Moment (M_r) leistet Widerstand dem Drehmoment (M_z), welcher durch die auftretende Zentrifugalkraft (F_z) mit dem Hebel (R) (R=Radius des Reifens) entsteht.

Bleibt der Zentrifugalmoment (M_z) unter dem Haftreibungsmoment (M_r), so handelt es sich im Bild um eine normale Kurvenfahrt mit feststehendem Reifen (1).

Wenn durch rasche Querbewegung die Kraft (F_z), die in diesem Fall direkt von der Massenträgheit herrührt, kurzzeitig größere Werte annimmt, so daß (M_z) größer (M_r) wird - resultiert dies im Durchrutschen des Reifenstücks (1) auf der Ringachse (2). Nachdem das Durchrutschen eingeleitet wurde, treten viel geringere Gleitreibungsverhältnisse auf - deshalb wird das Durchrutschen beibehalten, auch wenn die Kraft (F_z) inzwischen geringer wurde. Der Läufer rutscht bremsend mit quergestellten Rollen in Fahrtrichtung - wobei durch die Reibung eine Verzögerung gewährleistet wird.

Die im Kräftediagramm dargestellten Reaktionen sind:

G Gewichtkraft pro Rolle
F_z Zentrifugalkraft, bzw. Massenträgheit
S Summenkraft aus beiden obengenannten Kräften
β Neigungswinkel der Rollen zur Laufbahn
M_r Reibungs-Drehmoment
M_z Zentrifugal-Drehmoment, oder Rutsch-Drehmoment
R Reifenradius
F_z = S × cosβ = G × ctgβ; M_z = F_z × R = G × R × ctgβ.

Wie man aus der Formel unschwer erkennt, ist der Rutsch-Drehmoment M_z direkt abhängig vom Gewicht des Läufers G, vom Neigungswinkel β, der die Intensität des Lenk- oder Bremsmanövers wiedergibt, und dem Radius R des Reifens, der in diesem Fall den Hebel bildet.

Im weiteren vorgestellte Lösung mit in Rollen gelagerten Reifen funktioniert analog mit dem Unterschied, daß es sich statt der Reibung um Rollwiderstand handelt.

In Fig. 2 sieht man ein Rad bestehend aus Ringachse (2), auf der vier Reifenstücke (6) aufgezogen sind (das eine ist entfernt der Durchsicht wegen). Die Speichen (4) bieten dem Ring (2) einen Sitz in ihren halbkreisförmigen Ausschnitten - die Speichen (4) sind mit der Radnabe (7) festverbunden. Der Ring (2) mit Reifenstücken (6) umschließt die Speichen (4) und wird in sich geschlossen - entweder durch seine eigene Federkraft, oder durch einen Schnappschloß, oder durch eine Art Dübelverbindung. Die Reifenstücke (6) reichen von einer Speiche (4) bis zur anderen.

*Die Speichen (4) werden von beiden Seiten durch die stark komprimierten Reifenstücke (6) abgestützt - so daß die Biegekräfte auf sehr kurzem Hebel wirken, und somit die Speichen aus relativ dünnem Blech gefertigt werden können.

In Fig. 3 ist ein Rad zu sehen, das folgende zusätzliche technische Merkmale aufweist:
die Radspeichen (5) sind mittels eines Knicks zu Federn ergänzt worden - durch diese Federn werden Stöße von der Straße absorbiert;
die Reifenstücke (8) sind auch zwischen den Speichen (5) aufgeteilt - dadurch wird die Reibungsfläche, und damit die Reibungskraft verringert - es dient dem Konstrukteur zur Findung der richtigen Reibungsbedingungen.

In Fig. 4 ist ein Rad mit einem Reifenstück (10) zu sehen, das axiale Rillen (9) aufweist - diese Rillen sind eine konstruktive Möglichkeit auf der Innenseite des Reifens etwas mehr Platz zu schaffen, so daß die Druckkraft auf die Speichen-Stirnflächen (4) verringert werden kann - ebenfalls konstruktive Hilfe zur Findung der - richtigen Reibungs­ bedingungen.

In Fig. 5 ist ein Rad zu sehen, bei dem es kurze Reifenstücke (12) gibt (wie in Fig. 3), und zwischen diesen Reifenstücken Abstandscheiben (11) auf dem Ring (2) plaziert sind. Mit dieser konstruktiven Möglichkeit kann man die Reibungskräfte noch mehr herabsetzen.

In Fig. 6 ist ein Rad zu sehen, bei dem der Achsenring (14) eine dreieckige Form angenommen hat - dies ist eine Möglichkeit den Reibungswiderstand zu erhöhen, und sogar abhängig von der Schräglage (in der Kurve) zu gestalten.

Die Speichen (13) haben eine geschlossene Form erhalten - für besonders robuste Ausführungen: sie können nun auf Zug beansprucht werden.

In Fig. 7 ist eine Felgenkonstruktion mit geschlossenen Speichen (16) zu sehen, die als Einsteckspeichen ausgeführt sind. Die Radnabe weist Einstecktaschen (18) auf, die der Aufnahme der Einsteckspeichen (16) dienen. Die Einstecktaschen (18) sind von einer Seite geschlossen - auf der offenen Seite etwas versetzt sitzen die Halter (17). Ein Fixierring (15) wird in sein Sitz zwischen den Haltern (17) und den Einsteckspeichen (16) montiert - er versperrt so die Speichen auf der Radnabe. Eine demontierbare Konstruktion der Rollen nach der vorliegenden Erfindung kann so angeboten werden.

Fig. 8 zeigt einen Ring (23) mit einem Schnappschloß, bestehend aus zwei Einsteckdübeln (21) aus weichem Material, einer Ratsche (22) aus härterem Material, und im Ring angebrachten Schlitzöffnungen (20). Bei der Montage werden die Teile ineinander geschoben, und ergeben eine nichtlösbare Verbindung.

Fig. 9 zeigt eine alternative Rollenkonstruktion nach vorliegender Erfindung, die über einen ungeteilten Reifen (24) verfügt. Im Kern dieses Reifens verläuft ein Seil (25) aus undehnbarem Material: Stoff-, Kunststoff- oder Metallseil. Der Reifen ist in eine rund geformte Reifennut in der Felge hineingelegt. Die Felge besteht aus zwei Teilfelgen (26) - die miteinander verschraubt sind. Die Fläche des Reifens (24) bildet zugleich die aktive Lauffläche auf der Außenseite, und die Haftfläche mit der Felge auf der Innenseite. Die Reifennut (26) in der Felge hat eine glatte, vorzugsweise metallische Oberfläche, auf welcher der Reifen (24) durchrutschen kann.

Aufgrund der Kräfteverhältnisse (siehe Fig. 1) wird der Reifen in Kurvenlage an einer Felgenseite angedrückt - auf der kurveninneren Seite - so daß ohne den undehnbaren Seilkern (25) Gefahr bestünde, das der Reifen von der Felge abspringt.

Die Anfertigung des beschriebenen ganzteiligen Reifens (24) stellt ein technologisches Problem dar: die innen liegenden Teile würden aus weniger Stoff bestehen, als die Außenliegenden - folglich wäre der Haftwiderstand abhängig von der Drehposition des Reifens auf der Felge. Dieses Problem wird gelöst, wenn man zur Herstellung des ganzteiligen Reifens (24) Abschnitte aus Gummischnüre an den Enden verschweißt, verklebt oder vulkanisiert - anstelle von herkömmlichen Formspritz-Verfahren.

*Es kann auch auf die Verklebung verzichtet werden - der Seilkern (25) ist so kurz, daß der Gummireifen an der Nahtstelle durch eigene Kräfte schlüssig zusammen gedrückt wird. Und schließlich kann der Reifen auch aus mehreren Teilstücken gebildet werden, die auf dem Seilkern aufgespießt sind.

Fig. 10 zeigt ein Reifenstück unmontiert, dessen Oberfläche rundherum Rillen aufweist. Die Rillen in axialer und coaxialer Richtung bilden einen einfachsten Reifenprofil. Zum anderen dienen sie dazu, die Vorspannung auf der Innenseite des Reifens zwischen den Speichen zu verringern, sofern dies nötig ist, um die Reibung zu verringern - und selbstverständlich sind sie der Reifenprofil im üblichen Sinne: zur Verbesserung der Haftbedingungen.

In Fig. 11 ist ein Querschnitt durch ein Rad mit geteilten Reifenstücken (1), dem Achsenring (2), und Radspeichen (3) zu sehen. Die zusätzlichen Reibklötze (27) sind auf der Radnabe angebracht, und wirken, vorzugsweiße durch eine Feder, auf die inneren Flächen der Reifenstücke (1) ein. Diese Reibflächen bieten zusätzliche konstruktive Möglichkeit das Reibungsverhältnis zwischen Reifenstücken und Felge zu gestalten. Desweiteren können sie regulierbar gestaltet werden, so daß der Benutzer eine Justiermöglichkeit erhält, und ganz individuelle Anpassungen durchführen kann.

*In Fig. 12 sieht man ein Rad mit vier Flachspeichen (13), sowie vier elastischen Reifenstücken (6), die jeweils eine Gleitfeder (28) enthalten, und mittels der Gleitscheiben (29) aus gleitfähigem Plastik mit ihren Stirnflächen an die Flachspeichen (13) drücken. Die Gleitfeder (28) kann das Reibungsverhältnis zwischen dem Achsring (2) und dem Reifen in weitem Verstellbereich beeinflussen: durch die Drahtdicke und Querschnittform des Drahts, sowie durch die Windungszahl und Material. Die Gleitscheiben (29) sind vorzugsweiße aus Plastik gefertigt, und verschleißen mit dem Reifen zusammen.

*In Fig. 13 ist ein vergrößerter Ausschnitt zu sehen, wobei speziell die Rolle der durch die Gleitfeder geformten Gummiwulst (30) besonders durchleuchtet wird: unter größerem Druck wird diese Gummiwulst stärker an den Achsring (2) gedrückt, folglich wird die einzelne Federwindung besser umschlossen - was eine größere Kontaktfläche des sehr reibungsintensiven Gummireifens mit dem Achsring (2) ergibt. Diese Mechanik, die im inneren stattfindet gewährleistet, daß ein schwererer Rollfahrer, oder auch für jeweils unterschiedliche Belastung beim Kurvenfahren und Bremsen, sich ein angepaßtes Reibungsverhältnis automatisch einstellt. Das Resultat ist eine feindosierbare lastabhängige Rollertechnik, die sich noch mehr an dem Vorbild - dem Eislaufen - anlehnt.

*In Fig. 14 ist der Einblick gegeben in die Rollerkonstruktion mit Flachspeichen (13). Der Achsring (2) ist lediglich mit einem Stift (2a) "geschlossen". Der Achsring (2) ist federnd und strebt "auseinander" - wird aber von den Flachspeichen (13) zurückgehalten. Die Flachspeichen sind in diesem Fall mittels zwei Kappenringe (31a und 31b) mit der Radnabe (7) verbunden - es ist eine demontierbare Variante. Die Flachspeichen (13) sind an den Kanten abgerundet und geschliffen - damit weniger Widerstand an den Übergangs stellen entsteht - sie sind in etwa wie Trennmesser zu verstehen, die aber natürlich abgestumpft sind.

*In Fig. 15 ist die Stabilität der Speichenkonstruktion erklärt. Die Teilkräfte (f_r) stellen dabei die nach außen strebende Federkraft der Ringachse (2). Die Teilkräfte (f_g) rühren von Druckkräften, die durch komprimierte Reifenstücke (6) auf der Innenseite des Reifens entstehen - diese Kräfte drücken auf den Achsring (2) von innen nach außen, und addieren sich mit den Teilkräften (f_r). Die Druckkräfte auf die Flachspeichen (13) heben sich dagegen auf, da sie mit gleichem Betrag jeweils von zwei Seiten auf jede Flachspeiche wirken - sie sind deshalb auch nicht eingezeichnet.

(F_s) schließlich sind die Reaktionskräfte in den Flachspeichen, die gegen (f_g) und (f_r) wirken. Jede Speiche wird somit durch F_s unter Zug gesetzt. Zugbeanspruchung ist letzlich unter Gesichtspunkten der Festigkeit die günstigste von allen Möglichkeiten - und erlaubt (genau wie im Falle eines Drahtspeichenrades für Fahrräder) eine sehr leichte Konstruktion mit hoher Stabilität zu realisieren. In unserem Falle spielt auch noch die Kompaktheit eine Rolle - die Speichen können aus dünnem Blech hergestellt werden. Oder, wie im nächsten Beispiel - aus Draht.

*In Fig. 16 ist eine Variante mit Drahtspeichen (33) vorgestellt. Damit der Achsring nicht hinunter rutscht wird der Draht einmal (oder mehrmals) um den Achsring (2) gewickelt. Gezeigt ist die vorteilhaftere Variante, bei der der Draht auf der Außenseite kreuzt - die Kreuzung der Drähte auf der Innenseite ist aber auch einsetzbar.

Wie gezeigt kommt die Drahtspeichenvariante ohne Gleitscheiben (29) aus - diese können jedoch ohne Abstriche auch eingesetzt werden, wenn diese z. B. zur Verringerung der Reibungskräfte nötig sind. Der Wegfall der Gleitscheiben verbessert die Abrolleigenschaften, und verringert die Herstellkosten. Die Reifenstücke (6), sofern sie durchrutschen, übertragen die Drehung auf die benachbarten Reifenstücke - dies geschieht vor allem durch die inneren stark komprimierten Flächenbereiche. Die Drahtspeichen dagegen liegen in den Flächenbereichen, wo der Druck schon wesentlich geringer ist - deshalb werden diese Drahtspeichen einfach "umflossen". Weil auch benachbarte Reifenstücke die Drehung mitmachen, verteilt sich auch die Reibungsenergie besser. Die Drahtspeichen sind unter Zugspannung gesetzt und an der Radnabe befestigt. Die Anzahl der Drahtspeichen und Drahtdicke können Einfluß auf die Reibungsverhältnisse haben. Weitere Verbesserung kann erreicht werden, wenn man die Aufhängungspunkte der Drahtspeicher von der Felge abhebt - dann sind die Speichen noch weiter aus der Hochdruckzone und können leichter umflossen werden.

*In Fig. 17 kann man ein Reifenstück (6) im Schnitt sehen, das ein Gleiteinsatz (34) aus Plastik enthält. Der Gleiteinsatz verfügt über Öffnungen (35), die seine Biegsamkeit gewährleisten.

*Fig. 18 zeigt eine Konstruktionsvariante, die völlig ohne Speichen auskommt. Ein Reifen (24), vorzugsweiße wie in Fig. 9 mit einem Seilkern (25) ausgestattet, ist so mit seinen Enden verbunden, das sich ein Torus ergibt. Der Reifen (24) wird auf seiner Innenseite von olivenförmigen Rollen (39) seitlich und (41) von innen auf der Radnabe (38, 42) abgestützt.

Die Olivenrollen (39, 41) werden je in einem durch Biegung versteiften Rahmen (40) drehbar gelagert - und die Rahmen jeweils paarweise miteinander ebenfalls drehbar verbunden. Die ringförmigen Gummifedern (37) stützen jeweils eine Seite aller Rahmenpaare (40) - und weil sie vorkomprimiert wurden - drücken sie die Olivenrollen (39, 41) gegen den Reifen (24). Die Gummifedern (37) sind selbst von den Radnabenhälften (38, 42) mit ihren seitlichen Diskteilen umschlossen - sie greifen außerdem mit ihren Wulsten (36) in die Öffnungen der Rahmen (40) ein, und pressen auch gegen die Fixierhebel (43) der Rahmen (40): das Resultat ist das der Reifen (24) sehr stabil mit der Radnabe verbunden ist, und die Rahmenpaare (40) mit ihren Olivenrollen (39, 41) nicht herausrutschen können, ebenso können sie nicht entlang des Reifens axial verrutschen. Die sphärische Form der Olivenrollen (39, 41) gewährleistet den gleichmäßigen Kontakt zum Reifen (24), der nur durch die relativ kurzen Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Rahmenpaaren unterbrochen wird. Damit diese Zwischenräume so klein wie möglich gehalten werden, wird die Radnabe hierbei zweiteilig (38) und (42) ausgeführt, die mittels Gewinde verschraubt sind - das Gewinde ist in dem Innenraum der Radnabe (38, 42) zwischen den beiden Lagersitzen untergebracht, wo es keinen kostbaren Raum nimmt. Anstelle der sphärischen Olivenrollen (39, 41) könnten auch zylindrische Scheiben gleicher Abmessung eingesetzt werden - auf gebogenen Achsen, wie im weiteren noch vorgestellt wird.

Das Beste dieser Lösung gegenüber der nach Fig. 9 ist, daß zusammen mit dem Verschleiß des Reifens (24) die vorkomprimierten Gummifedern (37) sich ausdehnen und nach wie vor die Funktion erfüllen - sie pressen die Rollen gegen den Reifen: Fig. 18 a) zeigt den Zustand vor, und Fig. 18 b) nach einem gewissen Verschleiß. Die Darstellungen sind halbierte Querschnitte - diese Darstellungsform wird für weitere Varianten beibehalten.

Der Reibungswiderstand wird hierbei durch den Rollwiderstand zwischen den Olivenrollen (39, 41) und dem Reifen (25) ersetzt - seine Stärke kann durch die Materialeigenschaften und durch den Vorkomprimierungsgrad der Federn (37) vorgegeben werden. Die Lastabhängigkeit ist ebenfalls gegeben, denn je größer der Druck um so mehr drücken sich die Rollen in den Reifen, und folglich um so größer wird der Rollwiderstand.

Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung gegenüber den weiterfolgenden ist, daß jede Olivenrolle unabhängig bewegbar ist - durch ungleichmäßigen Verschleiß verursachte Rillen und Dellen im Reifen werden so bestens ausgeglichen.

*Fig. 19 zeigt isometrisch mit einem Ausschnitt die Lösung nach Fig. 18 aber mit gewissen Änderungen: die Radnabe (7) hat hier vier Verschraubungswulste (48), eine feste Disk (49) und eine abnehmbare Disk (45), die angeschraubt werden kann.

Die Gummifedern sind hier als einzelne Segmente (46) ausgeführt und nehmen ihren Platz zwischen je zwei Verschraubungswulsten (48) ein. Ansonsten gilt alles genauso, wie für Konstruktion nach Fig. 18 - die Nahtstelle (47) kann verklebt oder vulkanisiert werden, oder auch so belassen werden, denn der Komprimierungsdruck des Reifens drückt die beiden Schnittflächen mit großer Kraft zusammen. Der Seilkern (25) sorgt für höheren Druck zwischen den Olivenrollen und dem Reifen - er wird nach der Montage des Reifenstabes (24) an seinen Enden fest verbunden auf eine der vielen bekannten Arten, z. B. verschweißt oder eingeklemmt.

Besonders vorteilhaft nach dieser Konstruktion (ab Fig. 18) ist die Verwendungsmöglichkeit der härteren Gummisorten, etwa auch der modernen Polyurethane - dann vielleicht auch ganz ohne einen Kern im Reifen. Härteres Gummimaterial erhöht die Lebensdauer und verringert den Rollwiderstand auf dem Straßenbelag.

*Fig. 20 zeigt eine weitere vorteilhafte Variante, bei der flexible (biegsame) Rollen (50 und 54) anstelle der Olivenrollen eingesetzt werden. Die Außenrollen (50) sind je auf einem geschlossenen (z. B. verschweißten) Ring (52) montiert, die von beiden Seiten durch je ein Tellerrahmen (51) mit Halterungen (53) gegen den Reifen (24) gepreßt werden. Die Preßkraft wird jeweils von einer Gummifeder (37) erzeugt, die im Felgenraum zwischen den Radnabenhälften (38) und (42) komprimiert "eingesperrt" sind. Die inneren Flächen der beiden Tellerrahmen (51) sind so geneigt, daß die Schifchen (55) mit gebogenen Achsen und flexiblen Rollen (54) ausgerichtet und gegen den Reifen (24) gepreßt werden.

Sowie der Reifen (24) durch Verschleiß kleiner wird, bewegen sich die Außenrollen (50) axial aufeinander zu, und die inneren Rollen (54) planar nach außen gegen die Innenseite des Reifens. Fig. 20 a) zeigt den Zustand vor, und Fig. 20 b) nach einem entsprechenden Verschleiß des Reifens.

Im Gegensatz zur Lösung nach Fig. 18/19 bleiben die Außenrollen auf gleicher Höhe - sie kommen nicht heraus und verringern damit nicht den möglichen Neigungswinkel.

*Fig. 21 zeigt die Lösung aus Fig. 20 in einer Explosionszeichnung. Zu sehen sind 6 Schifchen (55), die axial angeordnet den Reifen (24) von innen abstützen. Die Radnabenhälften sind beispielsweiße verschraubt. Die flexiblen Rollen (50, 54) könnten aus Plastik- wie Polyethylen gefertigt sein und bei Bedarf auch Öffnungen aufweißen, wie in Fig. 17.

*Fig. 22 zeigt weitere Variante mit ebenfalls in 3 Reihen angeordneten Rollen, die den Reifen abstützen und umfassen.

Die Außenrollen (50) sind hierbei beispielsweiße als kurze zylindrische Rollen (oder Scheiben) ausgeführt, und auf eine geschlossene Ringachse (52) montiert.

Die beiden Ringachsen (52) sind in den Schienen (58) frei gelagert - die Neigung der Schienen sorgt für Kräfte, die in Richtung zum Reifen wirken.

Die Schienen (58) sind konstruktive Teile der drehbar gelagerten Rahmen (40) - diese sind ihrerseits auf der inneren Ringachse (56, 57) paarweiße montiert. In den Zwischenräumen sind auch flexible Innenrollen montiert, die hier vorzugsweiße als zylindrische Federn (59) ausgeführt sind.

Die axial angeordneten Rahmen (40) werden jeweils von einer Gummifeder (37) gegen den Reifen (24) gepreßt.

Der innere Achsenring besteht aus zwei ineinander gelegten Ringen: dem Innenring (56), und dem Außenring (57), der aus Rohr gefertigt ist - die Ringe sind nach der Montage gegeneinander verdreht, so daß die offene Stelle des Rohrrings (57) immer durch den Innenring (56) überbrückt bleibt. Mit dem Verschleiß bewegen sich die Innenrollen planar nach außen und der gesamte Innering wird größer - die Federrollen (59) haben dann etwas mehr Platz, was aber die Funktion nicht beeinträchtigt.

Fig. 22 a) zeigt den Zustand vor, und Fig. 22 b) nach einem entsprechenden Verschleiß.

*Fig. 23 zeigt anschaulich die Lösung nach Fig. 22 - zu sehen ist, daß die Rahmen (40) nur segmentweiße die Gummifeder (37) abdecken - die Breite dieser Segmente ist ein zusätzliches Mittel die Preßkraft der Rollen auf den Reifen zu definieren.

*Fig. 24 zeigt schematisch einige vorteilhafte Anordnungen der Innen- und Außenrollen um den Reifen und die Radfelge.

Darstellungen a), b), und c) entsprechen den vorgestellten Lösungen in Fig. 18 bis Fig. 24.

Eine Variante zeigt in Fig. 24 d) eine Lösung, die ohne inneren Rollenkreis auskommt - lediglich zwei Reihen axial angeordneter Außenrollen halten den Reifen auf der Felge - durch die komprimierte Kraft von federnden Elementen. Insbesondere in dieser Lösung könnte man die Rahmenhalterungen so gestalten, daß zusätzliche Reibflächen entstehen, die in Berührung mit dem Reifen kommen - und ihn auch zusätzlich auf der Innenseite abstützen.

*Fig. 25 zeigt eine Variante mit nur zwei Rollenreihen, in denen der Reifen (24) drehbar gelagert ist. Die Rollen (50) sind auf teleskopischen ineinander geschobenen Ringachsen (61/62) montiert, die ihren Durchmesser mit dem Verschleiß des Reifens (24) vergrößern. Die beiden seitlichen Ringachsen mit montierten Rollen werden von mehreren Haltern (71) mittels Ösen (63) an dem geschlossenen mittleren Achsenring (60) drehbar befestigt, und von der Gummifeder (37) abgestützt. In dieser Konstruktion werden die Rollen (50) um den Drehpunkt geschwenkt, der durch die mittlere Ringachse (60) definiert wird - und bewegen sich deshalb fast auf der Ideallinie zum Toruszentrum des Reifens (24). Somit wird der Reifen auch nach dem Verschleiß des Reifens in (fast) gleichem Winkel umfaßt. Deshalb kann man die Rollen günstiger plazieren - und so mit nur zwei Reihen von Rollen auskommen, was eine erhebliche Kostensenkung ermöglicht.

Unter Fig. 25 a) ist der Zustand vor, und unter b) nach dem Verschleiß dargestellt. Die verkapselte Feder (37) muß Platz zum Komprimieren haben - denn sonst kann man nur sehr kurzen Federweg realisieren.

*Fig. 26 zeigt dreidimensional die vorteilhafte Lösung nach Fig. 25 mit einem Teilausschnitt und herausgestellten Teilen.

Zu sehen ist auch ein Reifen (24) der eine ohne einen Seilkern im Innern auskommt: statt dessen werden die vorher gerade Abschnitte einer elastischen Schnüre an den Enden verschweißt (Polyurethane) oder vulkanisiert (Gummi). Danach ergibt sich ein Reifenring (24) dessen innerer Bereich unter Druck-, und der Außenbereich unter Zugspannung steht.

Würde man den Reifen (24) durch formgebende Verfahren herstellen wäre er spannungsfrei, und könnte dann aber nur ruckartig verdreht werden - die Funktion wäre damit ausgeschlossen.

*Fig. 27 zeigt im Querschnitt eine Lösung wie in Fig. 20/21 mit leichten Modifikationen, die vor allem der Kompaktheit dienen. Die zweiteilige verschraubte Felge (7) wird maximal eingeschnitten um dem Segment (65) Platz zu bieten. Anstelle der Gummifedern werden metallische konische Zylinderfedern (64) eingesetzt, die einen geringeren Platzbedarf aufweisen. Der Außendurchmesser des Rades kann dadurch kleiner werden, ohne daß der Reifendurchmesser verkleinert wird. Der Seilkern (25) ist hierbei dicker geworden um besser den Reifen zu halten, und aus einem verschweißbaren und biegsamen Kunststoff hergestellt - er dreht sich ebenfalls mit dem Reifen zusammen.

*Fig. 28 bietet ebenfalls eine kompaktere Lösung unter Verwendung von Metallfedern, und nur zwei Rollenreihen, wie zuvor in Fig. 25/26. Die Federn (64) sind hier aus einem Teil gebogene mehrere Bogenfedern, die hintereinander angeordnet sind. Sie wirken über mehrere Hebel (68) auf die teleskopischen Ringachsen (61/62) und sind mit ihrem anderen Ende an dem mittleren Haltering (67) befestigt. Dieser Haltering (67) gewährleistet auch die seitliche Halterung des Reifens (24) auf der Felge (7).

*Fig. 29 zeigt eine Weiterbildung der Lösung nach Fig. 25/26, wobei die Gummifeder durch einen aufblaßbaren Schlauch (69) ersetzt wurde. Dieser Schlauch bietet den Vorteil durch Änderung des Luftdrucks individuelle Anpassungen der Fahr- und Bremseigenschaften vorzunehmen. Hierzu kann (nicht eingezeichnet) seitlich ein Nippel eingebaut werden, in der Art wie sie in den Bällen eingesetzt werden - über eine Nadelspitze kann dann aufgepumpt werden.

Auf die Halter (40) nach Fig. 26 würden bei 2 bar etwa je 10 kg wirken - Verstellbereich zwischen 1 und 3 bar würde sinnvoll und realisierbar sein.

Außerdem kann man mit pneumatischen Federelementen eine kompaktere Bauweiße realisieren.

Dabei muß auch beachtet werden, daß die dämpfende Wirkung und die kraftübertragende Wirkung der Gummifeder verloren gehen - es müssen also Maßnahmen getroffen werden der Konstruktion seitlichen Halt zu verleihen. Hier ist es durch die seitlichen Führungen (70) geschehen.

*Fig. 30 zeigt eine vorteilhafte Variante mit pneumatischen Federn (69), die hier jedoch in der Mitte gehalten werden, statt von den Seiten. Hierzu ist in der zweiteiligen Radfelge (7) eine Haltenut (73) eingebracht, in die die pneumatische Feder (69) mittels des geschlossenen Halterings (60) hineingedrückt und gehalten wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit seitliche Begrenzungen anzubringen - der Reifen wird dennoch zuverlässig zusammen gehalten und die pneumatischen Federn scheuern nicht an den Seiten. Ferner ermöglicht diese Anordnung Räder mit kleinerem Außendurchmesser zu bauen. Wie schon vorher zeigen die Querschnitte a) die Anordnung vor, und b) nach dem stattgefundenem Verschleiß.

*Fig. 31 zeigt die besondere Technologie zum Herstellen der Reifen. Man darf nämlich diesen Reifen auf gar keinen Fall durch Formgieß- oder Spritzverfahren herstellen, weil dann auf der Innenseite weniger Material vorhanden wäre als auf der Außenseite. Als Folge wäre die Funktion unmöglich.

*Unter a) sind die Ausgangselemente für den Reifen (24) und den Seilkern (25) zu sehen. Der Seilkern (25) kann aus Drahtseil gefertigt sein, oder aber vorteilhafter, als ein Stab aus verschweißbarem Kunststoff. Der Reifen ist ein gerades Stück aus dickwandigem Schlauch.

Unter b) ist zu sehen wie der Reifen bereits auf dem Seilkern aufgestaucht wurde - (74) deutet schematisch die Montagevorrichtung an. Der Seilkern wird an den Enden verschweißt (oder auf andere Weise festverbunden).

Unter c) dann wurde die Montagevorrichtung losgelöst und der Gummireifen hat sich geschlossen.

*Auf diese Weiße ist es möglich den Reifen auf dem Seilkern (durch entsprechende Länge) zu überkomprimieren, soweit, daß auf der Außenseite des Reifens keine Zugspannung mehr entsteht. Die Zugspannung kann bei einigen Materialien dazu führen, daß durch geringste Ritzen sich gleich große Risse bilden, und schnell den Reifen unbrauchbar machen. Natürlich bedeutet die Überkomprimierung zugleich, daß auch im inneren Reifenbereich der Druck zusätzlich ansteigt, und noch größer wird, als er ohnedies war. Dies ist jedoch kein Hindernis für die Funktionalität - lediglich an die Elastizität des Materials werden höhere Ansprüche gestellt. Der so hergestellte Reifen kann relativ leicht in sich verdreht werden, trotz der hohen Druckspannung auf der Innenseite - denn beim Drehen wird auf der einen Seite Energie in die Komprimierung des elastischen Materials investiert, und auf der anderen Seite wird zuvor gespeicherte Energie frei, was eine helfende Kraft erzeugt. Man muß also nur eine Differenz dieser Kräfte überwinden, die auf Energieverlusten basiert. Der Seilkern dreht sich dabei zusammen mit dem Reifen - und verursacht also fast keinen Reibungswiderstand, wie es beispielsweise ein nicht drehbarer Ring tun würde. Die Überkomprimierung kann genauso eingesetzt werden bei allen zuvor vorgeschlagenen Speichenvarianten.

*Fig. 32 und Fig. 33 zeigen eine kostengünstigere Variante der gummigefederten Räder, die dadurch entsteht, daß man auf die Rollen ganz verzichtet, und durch Reibflächen ersetzt, die einfacher und billiger herzustellen sind. Ansonsten bleibt alles wie gehabt - elastische Feder (37) preßt die Rippen (75) gegen den Reifen (24). Die Rippen (75) sind schmale Halbringe, die vorzugsweise miteinander durch Harmonika-Glieder (76) zu einem Plastik-Spritzteil verbunden sind. Die schmalen Rippen (75) haben auf der Innenseite abgerundete Fläche und reibungsgünstige Flächeneigenschaften - zugleich löst sich das Problem mit dem Straßenschmutz, das noch bei der Lösung nach Fig. 9 vorhanden ist - zwischen den Rippen kann der Schmutz gut entweichen. Die Rippen können federnd vorgefertigt werden, so daß sie sich um den Reifen anschmiegen, auch wenn er im Durchmesser kleiner wird - infolge des Verschleißes, wie in Fig. 32 b) zu sehen ist.

*Fig. 34 und Fig. 35 zeigen eine vorteilhafte Weiterbildung der Variante nach Fig. 25/26 mit nur zwei Rollenreihen. Hierbei entfallen völlig die teleskopischen Ringachsen und die Rollen werden je durch eine einzige geschlossene Spiralfeder (78) gebildet. Diese Spiralfedern (78) finden ihren Platz in den halbrund geformten Nuten (81) der getrennt voneinander bewegbaren Halterungen (71) - worin die Spiralfeder mit ihrer Außenseite drehbar gelagert ist. Wegen der Reibung der Spiralfedern mit der Außenseite in den Nuten wird der gesamte Verdrehwiderstand etwas höher sein gegenüber der Lösungen mit einer Ringachse - dies ist aber ein korrigierbares Problem.

Die Spiralfeder kann in ihrem Sitz in der Nut (81) verdreht werden. Sie wird wie gehabt von den Gummifedern (37) gegen den Reifen (24) gepreßt, und macht die Bewegung der Halter (71) mit, die infolge des Verschleißes entsteht, wie in Fig. 34 b) zu sehen ist. Zwar, streng geometrisch genommen, werden die Nuten in den Haltern (71) nach dem Verschleiß nicht exakt der Reifenform folgen können - macht dieser Umstand bei den geringen Bewegungen jedoch der Funktionalität nichts aus. Die Federn (37) müssen etwas stärker ausgelegt werden um die Gegenkraft von den Spiralfedern (78) auszugleichen.

*Weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die einzelnen Halter (71) mittels Biegescharniere (79) nun unabhängig voneinander kleine verschleißbedingte Unebenheiten in dem Reifen ausgleichen können. Auch als Vorteil kann angesehen werden der Umstand, daß durch die sich drehenden Spiralfedern (78) der Schmutz wieder herausgebracht wird, der natürlich in die Inneräume und in die Nut gelangen kann - die einzelnen Windungen der Spiralfedern erleichtern diesen Vorgang.

Fig. 35 zeigt in Isometrie und einem Teilausschnitt besonders vorteilhaft die Lösung nach Fig. 34ab.

*Fig. 36/37 zeigen eine vorteilhafte Weiterbildung der Variante nach Fig. 20/21 unter Ausnutzung der geschlossenen Spiralfeder (78) und der mittleren geschlossenen Spiralfeder (80). Die seitlichen Spiralfedern (78) sind analog zu Fig. 34/35 in halbrunden Nuten (81) gelagert, die in den Tellerrahmen (51) ausgebildet sind. Die mittlere geschlossene Spiralfeder (80) ist einfach zwischen den Konusflächen der beiden Tellerrahmen (51) gelegt, und wird dort von drei Seiten festgehalten - weil die Reibung an den Tellerrahmen (51) weit geringer ist, als an dem Reifen (24) wird die Spiralfeder (80) durch die Drehung des Reifens mitverdreht. Die mittlere Spiralfeder (80) kann sich ausdehnen, und so die nötige Bewegung mitmachen, die infolge des Verschleißes entsteht, wie in Fig. 36 b) gezeigt ist.

Fig. 37 zeigt außerdem eine für Quad-Skates angepaßte Variante mit kleinerem Durchmesser und Montageöffnung für einen Pin. Die beiden Felgenhälften (7) sind in Fig. 36 anstatt des Gewindes mittels eines Bajonetverschlusses verbunden.

*In Fig. 38 ist eine weitere Vereinfachung der Varianten aus Fig. 34/35 zu sehen indem ganz auf die Federelemente (37) verzichtet wurde. Die Spiralfedern (78) sind hier in unbeweglichen halbrunden Nuten (81) gelagert.

Der geschlossene verschweißte Reifen (24) wurde hier unter Ausdehnung in seinen Rollensitz aufgezogen - seine eigene elastische Federkraft drückt ihn gegen die beiden Rollenreihen (78). Auch mit dem infolge des Verschleißes geringeren Querschnitt, wie unter Fig. 38b gezeigt, reichen diese vordefinierten Zugkräfte in dem Ringreifen (24) aus, die Funktion zu gewährleisten - bis dem ein Ende durch die Begrenzungsfläche in der Felge (7) gesetzt wird. Der Reifen kann hierfür nicht mehr mit einem Kern zugspannungsfrei nach Fig. 31 hergestellt werden, sondern nur durch Verschweißen oder Verkleben an den Stirnflächen eines zuvor geraden Stabes aus elastischem Material, z. B. Polyurethan, und muß bestimmte Dehnbarkeit gewährleisten. Die unter Zugspannung stehende Lauffläche des Reifens stellt, wie zuvor beschrieben, ein Problem dar - kleine Risse können schnell zu großen führen - aber es gibt bereits Materialien mit einer fantastischen Zähigkeit diesbezüglich: Polyurethane. Die Stirnflächen des elastischen Stabes werden zwecks Erhöhung der Festigkeit der Schweiß- bzw. Klebenaht vergrößert, durch: Schrägschnitt, oder ineinander greifende konische Flächen, und desgleichen.

*Fig. 39 zeigt unter Verwendung der in Fig. 38 beschriebenen Vereinfachungen ein Rad mit zwei drehbaren Reifen (24), die auch gedehnt montiert werden. Dabei wird die mittlere Rollenreihe durch eine gemeinsame Spiralfeder (80) realisiert - die mit Pfeilen angedeuteten Drehrichtungen zeigen, daß die mittlere Spiralfeder (80) beide Reifen bedienen kann, wenn diese in gleicher Richtung verdreht werden. Diese Anordnung ist vor allem für Quad-Skates gedacht. Vorstellbar ist, daß man auch mehrere Reifenringe auf die gleiche Weise aneinander anreihen kann - etwa für die Räder eines Motorrads, der damit auf dem Asphalt seitlich gebremst rutschen kann.

*Fig. 40 zeigt ebenfalls unter Verzicht auf Federelemente weitere Vereinfachung der Variante nach Fig. 32/33. Die Rippen (75) sind hier geteilt und mit je einer Hälfte der Felge (7) zu einem Plastikteil verschmolzen. Moderne Konstruktionsverfahren lassen die Geometrie der unter Biegespannung stehenden Rippen (75) zuverlässig berechnen. Diese Rippen umklammern den Reifen (24), und tun es auch noch wenn der Querschnitt des Reifens kleiner wird, wie in Fig. 40b dargestellt. Der Reifen ist hier, wie in Fig. 38/39, gedehnt montiert und wird so aus eigener Kraft gegen die Rollen gepreßt.

Unter Verwendung von Bajonetverschluß lassen sich die linke und rechte Felgenhälften spiegelbildlich gestalten. Das Rad besteht so aus nur drei Teilen, wobei ein Teil doppelt vorkommt.

*Leicht vorstellbar sind auch modifizierte Varianten nach Fig. 34 bis Fig. 39 mit mehreren Kugeln anstelle der geschlossenen Spiralfedern. Die Kugeln können einfach in die selben Nuten gelegt, oder auch in speziellen halbkugelförmigen Vertiefungen einzeln gelagert werden.

*Ebenfalls läßt sich der Ringreifen nach Fig. 18 bis Fig. 40 auch aus mehreren Teilstücken zusammensetzen - wenn auch vermutlich nur nachteilig gegenüber dem einteiligen Reifen.

*Zur Anpassung der Bremseigenschaften kann der Benutzer auch die Zahl der Räder reduzieren, oder Räder mit verschiedenen Charakteristiken einsetzen - z. B. vordere Räder mit schwächeren Bremsen, als die hinteren.

*Anmerkung: aus Gründen der Vereinfachung wurde oft das Wort "Gummi" und seine Wortbildungen benutzt - selbstverständlich sind damit auch alle sonstigen elastischen Stoffe gemeint, sofern diese die Funktion nach vorliegender Erfindung nicht ausschließen.

*Auch sei darauf hingewiesen werden, daß die große Anzahl von detaillierten Ausführungsbeispielen keinesfalls als die erschöpfende Lösungsmenge der erfindungsgemäßen Varianten mißverstanden werden sollte.

Mit *) gekennzeichnet sind Textteile, die zusätzlich zur Hauptanmeldung hier aufgenommen sind, oder geänderte Teile.

Bezugszeichenliste

1 Gummireifen
2 Ringachse, . . . Ring
3 Felge mit Speichen, . . . Speichenfelge
4 offene Speichen, . . . Radspeichen
5 gefederte Speichen, . . . Radspeichen
6 schlauchartiges Gummistück, . . . Reifenstück
7 Radnabe mit Kugellagersitz
8 Reifenstück
9 Schlitznuten
10 Reifenstück mit Nuten
11 Abstandscheiben
12 kurze Reifenstücke
13 geschlossene Speichen, . . . Radspeichen
14 dreieckig profilierte Ringachse
15 Fixierring
16 Einsteckspeichen
17 Halter
18 Einstecktaschen
19 Mittelscheibe der Ratsche
20 Schlitze, . . Rillen
21 Einsteckdübel
22 Ratsche
23 Ring mit Einsteckschloß
24 ganzteiliger Reifen
25 Seilkern
26 Teilfelgen
27 zusätzliche Bremsflächen, . . . Bremsklötze
28 Gleitfeder*
29 Gleitscheiben*
30 Gummiwulst*
31ab Kappenringe, Befestigungsringe*
32 Befestigungsösen*
33 Drahtspeichen*
34 Gleiteinsatz*
35 Ausschnitte (im Gleiteinsatz)*
36 Wulst der Gummifeder 37*
37 Gummifeder*
38 Hälfte der Radnabe mit seitlichem Disk, links*
39 seitliche Olivenrolle*
40 Rahmen für die Olivenrollen*
41 innere Olivenrolle*
42 Hälfte der Radnabe mit seitlichem Disk, rechts*
43 Fixierhebel an dem Rahmen 40*
44 Schraube*
45 Disk*
46 Gummifeder-Segment*
47 Naht an dem Reifen 24*
48 Verschraubungswulst in der Radnabe 7*
49 feste Disk der Radnabe 7*
50 flexible Außenrollen*
51 Tellerrahmen*
52 geschlossene Ringachse der Außenrollen*
53 Halterungen am Tellerrahmen* ,
54 flexible Rollen, innen*
55 Schiffchen mit gebogener Achse und flexibler Rolle*
56 Innenring* der teleskopischen Ringachse
57 Außenring* der teleskopischen Ringachse
58 Schienen*
59 Feder, Innenrolle als zylindrische Feder*
60 mittlerer geschlossener Haltering*
61/62 teleskopische ineinandergeschobene Ringachsen für Rollen*
63 Ösen*
64 Metallfedern*
65 Segmentführung für die inneren Rollen*
66 Biegeverbindung*
67 Haltescheibe*
68 Hebel*
69 pneumatische (aufblaßbare) Feder*
70 seitliche Führung (Halterung)*
71 Halterung*
72 Luftkanal*
73 Haltenut*
74 schematische Darstellung der Montagevorrichtung zur Stauchung des Reifens*
75 Rippen*
76 Harmonika-Scharnier*
77 Mitteldisk*
78 seitliche geschlossene Spiralfeder*
79 Biegescharnier*
80 mittlere geschlossene Spiralfeder*
81 halbrunde Nut*

Claims (23)

1.* Rad mit periphären Rollelementen in der Lauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche durch einen Reifen aus elastischem Material gebildet wird, indem gerade Abschnitte eines elastischen Stabes oder Schlauchs gebogen werden, und dieser Reifen um seine eigene Torusachse verdreht werden kann, sofern die Reibungskräfte überwunden werden, die ihn mit der Radfelge verbinden.

2. Rad, vorzugsweise für Rollschuhe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der elastische Reifen in mehrere einzelne Stücke aufgeteilt ist,
die Reifenstücke je eine Längsbohrung aufweisen, die Innenfläche der Reifenstücke durch technische Maßnahmen gleitfähig gemacht wird,
die Reifenstücke auf einen Ring aufgezogen sind, und der Ring mit den aufgezogenen Reifenstücken mittels Radspeichen mit der Radnabe verbunden wird.

3.* Rad für Rollschuhe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radspeichen als flache Blechteile ausgeführt werden und, vorzugsweise, auf Zug beansprucht werden.

4.* Rad für Rollschuhe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radspeichen aus Draht gefertigt werden.

5.* Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische schlauchartige Reifen im Innern mit Gleiteinsätzen ausgestattet ist,
und diese Einsätze vorzugsweise als zylindrische Spiralfedern, oder perforierte Röhrchen aus Plastik ausgeführt sind.

6.* Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Teilreifenstücken Gleitscheiben plaziert sind - jeweils ein Paar das eine Speiche von beiden Seiten umschließt.

7. Rad für Rollschuhe nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen einen rundherum durch Rillen in begrenzter Tiefe gebildeten Reifenmuster aufweist.

8. Rad nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Radfelge zusätzliche Reibflächen angebracht werden, die auf die Innenseite des Reifens wirken.

9.* Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reifen ein geschlossener Ring aus elastischem Stab ist,
und drehbar in schwenkbaren Führungselementen gebetet ist,
die ihrerseits durch vorkomprimierte Federelemente gegen den Reifen gepreßt werden.

10.* Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reifen ein geschlossener Ring aus elastischem Stab ist,
und drehbar in feststehenden Führungselementen in der Radfelge gebetet ist,
wobei der Reifen gedehnt montiert wird.

11.* Verfahren zur Herstellung von Reifen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß gerade Abschnitte eines Rundstabes aus elastischem Material gebogen und an den Stirnflächen, vorzugsweise durch Schweißen, Kleben oder Vulkanisieren, fest verbunden werden so, daß sich ein Ring ergibt.

12.* Verfahren zur Herstellung von Reifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gerade Abschnitte eines Schlauchs aus elastischem Material auf einen biegsamen Kern aufgezogen werden;
und dieser Kern so viel kürzer ist, daß nachdem seine Enden fest verbunden werden, die Schlauchabschnitte derart überkomprimiert werden, daß auf der Außenfläche des so gebildeten Reifens keine, oder eine reduzierte Zugspannung in dem elastischen Material entsteht.

13.* Rad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente olivenförmige Rollen sind.

14.* Rad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Führungselemente biegsame Rollen sind, und auf gebogenen Achsen montiert werden.

15.* Rad nach Anspruch 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Führungselemente zu Rollen aus Scheiben, oder aus zylindrischen Spiralfedern zusammengesetzt werden.

16.* Rad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente als ein geschlossener flexibler Ring, vorzugsweise als Spiralfeder, ausgebildet sind, der in einer halbkreisprofilierten Nut der Halterungen drehbar gelagert ist.

17.* Rad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente, in denen der Reifen drehbar gelagert ist, durch eine Mehrzahl von Kugeln gebildet werden.

18.* Rad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente Reibflächen sind, und, vorzugsweise, aus einer Mehrzahl schmaler federnder Rippen gebildet werden, die den Reifen von der Kreisinnenseite halbumschließen.

19.* Rad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente Rollen sind, und in mindestens zwei axial angeordneten Reihen den Reifen seitlich umfassen.

20.* Rad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Reihe der schwenkbaren Führungselemente zentral im Innern des Reifens angeordnet ist.

21.* Rad nach Anspruch 9 und einem der anderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente, die über die Führungselemente gegen den Reifen pressen, aus elastischem Stoff gefertigt sind.

22.* Rad nach Anspruch 9 und einem der anderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente aus hartem Material gefertigt sind.

23.* Rad nach Anspruch 9 und einem der anderen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente pneumatisch sind.