DE249027C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf ein federndes Rad für Fahrzeuge aller Art mit Innenünd Außenfelge und dazwischen angeordneten federnden Mitteln. Es sind bereits federnde Räder bekannt, bei denen sämtliche federnden Mittel beim Anfahren wie auch beim Bremsen gleichzeitig in Wirkung treten; bei dem Rade gemäß der Erfindung jedoch werden sie außerdem auch bei jeder Belastungsschwankung und im besonderen bei allen durch Unebenheit der Straße auftretenden Stoßwirkungen gleichzeitig und gleichmäßig beansprucht.

Zu diesem Zwecke ist nach der Erfindung zwischen der Innen- und Außenfelge ein auf die federnden Mittel einwirkender Spannring angeordnet, der bei auftretenden Stößen und bei Belastung des Rades eine begrenzte Umdrehung erfährt. DieserDrehbewegung widersetzen sich die federnden Mittel, die sich mittelbar oder unmittelbar einerseits gegen den Ring und anderseits gegen · die Innenoder Außenfelge anlegen. Durch die Drehung des Spannringes werden aber alle Belastungs-Schwankungen und Stöße immer gleichmäßig und gleichzeitig auf alle im Rade angeordneten Federn übertragen.

An Stelle eines Ringes können auch zwei in entgegengesetzter. Richtung sich drehende, zwischen Innen- und Außenfelge gelagerte und alle Federn im gleichen Sinne beeinflussende Ringe in Anwendung kommen.

In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt durch das unbelastete Rad nach der Linie A-A der Fig. 2. Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie B-B der Fig. 1. Fig. 3 zeigt das Rad im Längsschnitt nach Linie C-C der Fig. 4 bei Belastung und bei Überwindung eines Hindernisses. Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie D - D der Fig. 3..

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des unbelasteten Rades. Fig. 6 veranschaulicht einen Schnitt nach Linie F der Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie G-G und Fig. 8 einen solchen nach Linie F' der Fig. 5. Fig. 9 und 10 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel im unbelasteten bzw. belasteten Zustande. Fig. 11 ist ein Querschnitt nach Linie H-H der Fig. 9 und Fig. 12 ein solcher nach Linie K-K der Fig. 10. Fig. 13 und 14 sind schematische Darstellungen der Räder nach den Fig. ι bis 4 bzw. 9 bis 12.

Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 13 ersichtlich, greift die Innenfelge c mit Ansätzen c' zwischen je zwei Ansätze f und h' der Außenfelge / bzw. des Spannringes h. Zwischen den äußeren Seiten dieser Ansätze f und W liegen die federnden Mittel i. Sobald bei Belastung des Rades eine Exzentrizität zwischen Innen- und Außenfelge eintritt, üben die Ansätze c' der Innenfelge auf der linken Seite des Rades einen Druck auf die Ansätze h' des Spannringes aus und suchen den letzteren entgegen dem Uhrzeiger zu drehen. Auf der rechten Seite des Rades dagegen drücken die Ansätzen'

gegen die Ansätze /' der Außenfelge /; sie hindern also nicht die linksseitig hervorgerufene Drehbewegung des Spannringes. Demgemäß erfolgt bei jeder Exzentrizität zwischen Innenfelge und Außenfelge eine Drehung des Spannringes, wodurch sämtliche Federn i gleichzeitig und gleichmäßig im tangentialen Sinne beansprucht werden.
Hierbei ist zu beachten, daß infolge des

ίο Auflegens der linksseitigen Ansätze c' der Innenfelge auf die Ansätze h' des beweglichen Spannringes h und des Aufsetzens der rechtseitigen Ansätze c' auf die festen Ansätze /' der Außenfelge eine Hebelwirkung eintritt. Der Hebel wird gebildet durch den durch die Achse hindurchtretenden wagerechten Teil der Innenfelge, der auf der rechten Seite des Rades festliegt, in seiner Mitte, also in der Achse, von der Last beansprucht wird und dessen linkes Ende beweglich ist. Die Last greift demnach in der Mitte des Hebels an, der an seinem freien Ende auf die Federn drückt. Demgemäß findet eine Übersetzung im Verhältnis ι: 2 statt, und die Federn werden nur mit der halben Belastung" beansprucht.

Das Rad nach Fig. 1 bis 4 besteht aus einem inneren und einem äußeren-Teil. Der innere setzt sich zusammen aus der Nabe«, den Speichen b und der Innenfelge c mit den Flanschen d, die die Querbolzen e tragen. Die Außenfelge des Rades besteht aus dem zwischen den Flanschen d gleitenden starren Reifen / von U - förmigem Querschnitt mit der Lauffläche g. Zwischen den Seitenwangen der U-förmigen Außenfelge ist ein drehbarer Spannring //. von halbkreisförmigem Querschnitt angeordnet, der auf elastische Mittel einwirkt, die zweckmäßig aus einzelnen, über den Umfang gleichmäßig verteilten Schraubenfedern i bestehen.

Wie bereits erläutert, nimmt der Spannring h die Last des Rades auf und dreht sich im begrenzten Maße beim Anwachsen der Last. Dabei ist die Lastverteilung derart, daß der Spannring h auf einer Seite der senkrechten Querebene des Rades die Last unmittelbar aufnimmt. Alle Federn i arbeiten hierbei gleichmäßig, u. zw. in dem Sinne, daß sie sich der Drehung des Spannringes h beim Anwachsen der Belastung widersetzen. Zweckmäßig sind die Federn i so angeordnet, daß die auf sie wirkenden Kräfte tangential gerichtet sind. Um die Drehung des Spannringes beim Anwachsen der Last zu begrenzen, sind Vorrichtungen getroffen, daß die Federn über einen bestimmten Grad hinaus nicht beansprucht werden können.

In den Seitenflanschen der Ringe / und // sind die Bohrungen f" und h" vorgesehen, durch welche die die Seitenflansche d der Innenfelge c verbindenden Bolzen e hindurchgesteckt sind. Diese Verbindungsbolzen, die den Ansätzen c' der Innenfelge nach Fig. 13 entsprechen, ruhen auf den Rändern der Bohrungen und bewirken die Lastübertragung von der Nabe bzw. der Innenfelge aus, derart, daß die Bolzen, die in der in bezug auf die Fahrtrichtung vorderen, senkrechten Radhälfte liegen (rechte Hälfte der Fig. 1 und 3), die Hälfte der Last unmittelbar auf die Außenfelge übertragen, während die andere Hälfte der Last von den in der hinteren senkrechten Radhälfte angeordneten Bolzen auf den Spannring verteilt wird (linke Seite der Fig. ι und 3).

Durch die Gegeneinanderbewegung des Spannringes und der Außenfelge werden die zwischen den Ansätzen h' und /' des Ringes bzw. der Felge sitzenden Federn entsprechend der Größe der Belastung zusammengepreßt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das unbelastete oder normal beanspruchte Rad auf glatter Bahn laufend, wobei der Widerstand aller Federn so groß ist, daß die von der Innenfelge des Rades getragene Last die Federn nicht zusammenzupressen vermag. Bei dieser Stellung bleibt die Außenfelge konzentrisch zur Innenfelge.

Die Bohrungen f" und h" sind derart in der Außenfelge und dem Spannring" angeordnet, daß bei unbelastetem Rade die Entfernung der Mittelpunkte zweier zusammen gehöriger Bohrungen am größten ist, so daß die Ränder der Bohrungen an gegenüberliegenden Seiten des durch sie hindurchtretenden Bolzens anliegen.

Wenn das Rad über ein Hindernis läuft, so wird die Lauffläche plötzlich aufwärts gedrückt, ohne daß die Innenfelge dieser Bewegung folgen kann. In den Fig. 3 und 4 ist ein solcher Fall dargestellt, wo das Hindernis unter Zusammendrückung der Federn eine möglichst große Exzentrizität zwischen Innen- und Außenfelge erzeugt. Hierbei haben sich die zusammengehörigen Bohrungen einander so weit genähert, daß ihre Mittelpunkte zusammenfallen, während sämtliche Bolzen an den tiefsten Punkten der Bohrungen liegen.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bis 8 besteht der mittlere Teil des Rades aus der Nabe α, den Speichen b und der Innenfelge c. Der äußere Teil, der die Lauffläche g trägt, besteht aus dem Kranz 0, welcher mit Seitenflanschen die Innenfelge c umfaßt. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Spannringe m und η vorhanden, die gegeneinander drehbar auf dem Umfange der Innenfelge c-iao angeordnet sind. Die Querbolzen e werden hierbei von der Außenfelge 0 getragen und

treten durch die Bohrungen m^f und n' hindurch, die in den Ringen m und η vorgesehen. sind. Die Federn i liegen zwischen Anschlägen m" und n" an den Ringen m bzw. n. Eine kreisförmig angeordnete Reihe von·Mitnehmerbolzen p, die durch Öffnungen c' der Innenfelge c hindurchgeführt sind, verbindet die beiden Felgen derart, daß sie sich zusammen drehen, jedoch eine exzentrische Bewegung gegeneinander ausführen können.

Bei Belastung des Rades senkt sich die Innen- gegenüber der Außenfelge und nimmt dabei die sie umgebenden Spannringe m, η nach abwärts mit. Bei dieser Abwärtsbewegung werden die Ringe mittels der durch sie hindurchtretenden, an der Außenfelge befestigten Bolzen e derart gesteuert, daß sie sich auf der Innenfelge konzentrisch gegeneinander verdrehen und hierbei die zwischen sie geschalteten Federn dem Grade der Belastung entsprechend zusammendrücken. Es findet hier also keine Hebelwirkung statt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, sondern die Last wird auf beiden Hälften des Rades (rechts und links von der senkrechten Mittelebene) unter Vermittlung der Spannringe gleichmäßig auf die Federn übertragen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 bis 12 wird durch die schematische Fig. 14 erläutert.

Hier dienen zur Drehung des losen Spannringes 7, der die Innenfelge 3 konzentrisch umgibt, die auf dem Umfang verteilten Hebel 11, deren Drehpunkte auf dem Spannring iiegen, während ihre kurzen Arme an der Innenfelge angelenkt sind und ihre langen Arme auf dem Innenteil der Außenfelge 19 schleifen. Wenn bei Belastung die Innenfelge sich mit dem Spannring senkt, so gleiten nach dem Ausführungsbeispiel die langen Arme der Hebel auf der Außenfelge nach der linken Seite hin, wodurch auch der Spannring" eine Drehung erfährt. Bei dieser Bewegung werden die zwischen benachbarten Hebeln gelagerten Federn 13 zusammengedrückt.

Der mittlere Teil des Rades besteht nach Fig. 9 bis 12 aus der Nabe 1, den Speichen 2 und der Innenfelge 3. An der Innenfelge ist ein mit Nuten versehener Ring 8 starr befestigt, auf dem der drehbare Spannring 7 gleitet. An den Seiten der Innenfelge 3 sind Metallplatten 4 befestigt, die mit Flanschen 5 versehen sind, wodurch ein ringförmiger Kanal 6 gebildet wird.

Die Außenfelge besteht aus einem Ring 19 von U-förmigem Querschnitt, der den Laufreifen 29, 30 aus geeignetem Material trägt. Die Übertragung der Last von der Innenfelge und dem Spannring 7 auf die Außenfelge erfolgt durch eine Anzahl von Winkel- hebeln 11, welche in Kreisform über den Umfang des Spannringes angeordnet sind und sich einander überlappen. Ihre kurzen Arme sind mit der Innenfelge durch Zapfen 10 gelenkig verbunden, welche in Büchsen 9 in Queröffnungen der Innenfelge 3 gelagert sind. An ihrem anderen Ende liegen die Winkelhebel gegen die Innenfläche der Außenfelge an. Die Drehpunkte der Hebel an dem Spannring 7 sind auf der Zeichnung nicht sichtbar. Zwischen den Hebeln sind Federn 13 angeordnet, die mit ihren Enden an den benachbarten Hebeln befestigt sind.

Die Abwärtsbewegung der Innenfelge beim Anwachsen der Last veranlaßt unter der Wirkung der sich dabei verdrehenden Hebel eine schwache Drehung des Spannringes 7 in einer bestimmten Richtung. Infolge der Winkeldrehung des Spannringes und der Hebel werden die Federn 13 gemeinsam angespannt, u. zw. geschieht die Spannung bei allen Federn in gleicher Stärke. Bei der Rückkehr in die Ruhelage wirken die Federn gemeinsam auf Rückdrehung des Spannringes in die Anfangsstellung.

Die Mitnahme der Außenfelge geschieht auch hier durch geeignete, zwischen Innen- und Außenfelge geschaltete Mitnehmerbolzen o. dgl.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Federndes Rad mit Innen- und Außenfelge und dazwischen liegenden Federn, dadurch gekennzeichnet, daß zwische Innen- und Außenfelge (c, f) ein auf die Federn einwirkender Spannring (h) angeordnet ist, der bei Beanspruchung des Rades eine begrenzte Drehung erfährt und dadurch sämtliche Federn gleichzeitig und gleichmäßig beansprucht.

2. Rad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bolzen (e), welche an der Innenfelge festsitzen und durch Öffnungen (f", h") des Spannringes bzw. der Außenfelge mit Spiel hindurchtreten, wobei die Öffnungen im unbelasteten Zustande mittels der Federn (i) in exzentrischer Lage zueinander gehalten werden.

3. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (h) und die Außenfelge (f) radial gerichtete, einander überg'reifende Vorsprünge (K' bzw.

f) besitzen, die auf der einen Seite durch einen Bolzen (e) der Innenfelge (c) und auf der anderen Seite durch eine Feder (i) auseinandergehalten werden.

4. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannringe (m, n) vorgesehen sind, die die Innenfelge (c) lose und konzentrisch umgeben und von Bolzen (e), die in der Außenfelge (0) gelagert sind, derart gesteuert werden, daß sie (m, n) sich beim Eintreten einer Ex-

zentrizität zwischen Innen- und Außenfelge gegeneinander um einen begrenzten Winkel drehen.

5. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (7) mit der Innen- und der Außenfelge (3 bzw. 19) durch an dem ,Spannring drehbare Winkelhebel (11) verbunden ist, deren einer Arm an der Innenfelge (3) angelenkt ist und deren anderer Arm auf der Innenseite der Außenfelge (19) eine Gleitbewegung ausführt, so daß bei Beanspruchung des Rades eine Drehung des '■ Spannringes erfolgt.

6. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Winkelhebel (11) durch Federn (13) verbunden sind, so daß bei Drehung des Spannringes (7) sämtliche Federn gleichzeitig und gleichmäßig in Wirkung" treten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.