DE3003698A1

DE3003698A1 - Mehrzweck-rad, insbesondere fuer spiel- und demonstrationszwecke

Info

Publication number: DE3003698A1
Application number: DE19803003698
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 2105 Seevetal Rüther
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-01
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1981-08-06
Also published as: US4411639A; DE3003698C2; JPS56120402A

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrzweck-Rad, insbesondere für Spiel- und Demonstrationszwecke zu schaffen, mit wenigstens einer Felge mit Nabe für eine Antriebswelle oder Radachse, mit einem abrollbaren Laufkranz und mit einem Freilauf für das Rad, welches vielseitig verwendbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Nabe eine radial äußere, an der zugeordneten Felge axial festgelegte und drehfest angebrachte Radbuchse sowie eine in ihr freilaufende, axial festgelegte Achsbuchse aufweist, die kraftschlüssig mit der Achse oder Welle verbindbar ist; daß an der Außenseite einer und nur dieser Felge eine Hälfte einer axial fügbaren Klauenkupplung angeordnet ist; und daß die andere Kupplungshälfte Teil einer Radkappe ist, die an die zugeordnete Felge mit Nabe axial ansteckbar und formschlüssig mit einer Welle verbindbar ist.

Diese Ausgestaltung eines Rades nach der Erfindung, das nur aus vier Teilen zu bestehen braucht, von denen eines die Radkappe ist und zwei die Nabe bilden, hat den besonderen Vorteil, daß durch Wenden des Rades wahlweise die Klauenkupplung bzw. der Freilauf zur Wirkung gebracht werden kann.

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Telefonische Auskünfte und Aufträge sind nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich

Ein leichtes und einfach herstellbares Rad nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Laufkranz an zwei Felgen angeformt ist und beide Felgen mit dem Laufkranz einen einstöckigen Hohlkörper aus Kunststoffmaterial bilden. In diesem Fall kann jede Felge mit einer eigenen Nabe oder können beide Felgen mit einer gemeinsamen Nabe versehen sein.

Bei einer zwei Felgen aufweisenden bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rades ist vorgesehen, daß die beiden Buchsen jeder Nabe je einen axial inneren, endseitigen Außenbund aufweisen; daß der Bund der Radbuchse mit seiner axial äußeren Stirnfläche radial nach innen vorspringende, elastisch verformbare Nasen der zugeordneten Felge kraft- und formschlüssig hintergreift; und daß der Bund der Achsbuchse in einer von dieser Felge und der Radbuchse gebildeten Ringraum frei drehbar gelagert ist. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß die zweiteilige Nabe einfach herstellbar und an der zugeordneten Radfelge so anbringbar ist, daß sich ein besonderes Lager für die drehbare Achsbuchse erübrigt.

Bei der bevorzugten Ausführungsf orüi sind die radiale Innenseite der Achsbuchse und die radiale Außenseite des Bundes der Radbuchse je mit achsparallelen Schneiden versehen, die an der Achse oder Welle bzw. an der zugeordneten Felge angreifen. Diese geradlinigen, längsgezogenen Schneiden besitzen je nach Schärfe einen trapezförmigen bis dreieckigen Querschnitt, der es ihnen erlaubt, die beiden Felgenteile durch Einschneiden so zu befestigen, daß die Achsbuchse an der Achse oder drehmomentlosen Welle und die Radbuchse an der Felge zumindest drehsicher gelagert ist. Das Einschneiden in die Achse oder Welle bzw. in die Felge wirkt sich aber auch auf die axiale Sicherung günstig aus.

Da bei der bevorzugten Ausführungsform das axial äußere Ende der Radbuchse aus der Felge herausragt und einen radial äusseren Zahnkranz aufweist, kann das Rad mittels eines mit dem Zahnkranz zusananenwirkenden Zahnriemens unter übersetzung angetrieben werden.

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Bei der bevorzugten Ausführungsform weist die eine Kupplungshälfte mindestens ein Paar einander diametral gegenüberliegender axialer Erhebungen oder Vertiefungen der Felge auf, die mit komplementären Vertiefungen bzw. Erhebungen an der axial inneren Seite eines Flansches der Radkappe zusammenwirken, der die andere Kupplungshälfte bildet. Diese einfache Ausbildung der Kupplung genügt vollauf, auch um die Kupplung in den beiden einander entgegengesetzten Drehrichtungen wirksam werden zu lassen. Das erfindungsgemäße Rad soll ja für Vor- und Rückwärtsgang brauchbar sein.

Speziell sind bei der bevorzugten Ausführungsform kuppelnde Vertiefungen an der Felge und klauenartige Erhebungen an der Radkappe vorgesehen, wobei die andere Felge eine axial offene Ringnut für den leerlaufenden Eingriff der Erhebungen am Flansch der Radkappe aufweist, so daß die Kupplung durch Wenden des Rades aufhebbar ist.

Die bevorzugte Ausführungsform ist ein Rad für eine hohle Antriebswelle mit einem Durchbruch, weshalb seine Radkappe einen koaxialen Stutzen mit einer achsparallelen Zunge aufweist, deren freies Ende radial außen mit einem Nocken für den paßgenauen Eingriff in den Durchbruch der Hohlwelle versehen ist. Die Radkappe kann daher einfach dadurch mit der Hohlwelle verbunden werden, daß ihr Stutzen in rechter Drehlage in das Ende der Hohlwelle gesteckt wird, bis der Nocken an der Stutzenzunge in den Wellendurchbruch einrastet.

Da bei der bevorzugten Ausführungsform jede Felge mindestens eine ringförmige Stufe aufweist, in deren radial äußeren Umfang eine Rundnut für den Eingriff eines O-Treibriemens eingeformt ist, kann das erfindungsgemäße Rad als Transmissionselement benutzt werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn wie bei der bevorzugten Ausführungsform beide Felgen Stufen verschiedenen Durchmessers aufweisen, so daß mittels des Rades eine über- oder Untersetzung durchführbar ist. Die bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß der Laufkranz wenigstens einen eingeformten Zahnkranz für den Eingriff eines Zahnriemens aufweist, so daß das extreme Durchmesserverhältnis des Laufkranzes zur Radbuchse für

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übertragungszwecke ausnutzbar ist. Dabei stört der Zahnkranz im Laufkranz überhaupt nicht beim Abrollen des Rades, weil die radialen Außenflächen der Zähne des Zahnkranzes in der Lauffläche des Laufkranzes liegen.

Schließlich ist bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Laufkranz längs des Zahnkranzes eine dessen Zähne
unterbrechende, eingeformte Ringnut für den Eingriff eines Treibriemens aufweist, so daß wahlweise ein Zahnriemen oder z.B. ein O-Treibriemen angesetzt werden kann.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rades im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Ausführungsform ohne Radkappe;

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochen und geschnitten dargestellte andere Seitenansicht der Ausführungsform ohne Radkappe;

Fig. 3 eine teilweise schematisch dargestellte Stirnansieht der Ausführungsform ohne Radkappe; Fig. 4 eine zur Hälfte ausgeführte Explosionsdarstellung

der Ausführungsform ohne Radkappe;

Fig. 5 einen abgebrochen dargestellten zentralen Längsschnitt nach der Linie V - V in Fig. 2 durch die Ausführungsform ohne Radkappe;

eine Rückansicht dieser Radkappe;

einen abgewinkelten Querschnitt nach der Linie

VII - VII in Fig. 6 durch die Radkappe;

runcfsfann; eine Vorderansicht der Achsbuchse einer Nabe der Ausrüh-/ Fig. 9 eine teilweise schematisch dargestellte Vorderansicht der Radbuchse dieser Nabe; eine Fig. 1 entsprechende Seitenansicht der um 45° gedrehten Ausführungsform mit Radkappe; eine vollständige Stirnansicht der Ausführungs-. form in Verbindung mit dem zugehörigen Ende einer

abgebrochen dargestellten Hohlwelle? und Fig.12 eine abgebrochen dargestellte Seitenansicht der einen oder anderen Felge der Ausführungsform.

Die Ausführungsform besteht hauptsächlich aus einem Laufkranz 13, zwei Felgen 15, zwei Naben 17 sowie einer Radkappe 19 und ist in Verbindung mit einer Achse oder Welle zu sehen. Ein Ende der Achse oder Welle trägt die beiden koaxialen Naben 17, die in den Zentren der beiden parallelen Felgen 15 angebracht sind, zwischen deren äußeren Rändern der Laufkranz 13 liegt. Der Laufkranz 13 und die beiden Felgen 15 bilden einen einstückigen Hohlkörper aus Kunststoffmaterial. Auch die beiden Naben 17 und die auf eine davon gesteckte Radkappe 19

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Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10
Fig.	11

bestehen aus Kunststoffmaterial, in dem sich diese Radteile in zwei bzw. einem Stück ausformen lassen.

Jede der beiden Felgen 15, die im großen und ganzen ähnlich ausgebildet und bezüglich einer Mittelebene spiegelbildlich angeordnet sind, ist eine gemäß Fig. 5 profilierte Kreisscheibe mit annähernd konstanter Wandstärke, welche eine zentrale Pro-Nabe 20 zur Aufnahme einer der eigentlichen Naben aufweist. Die Pro-Nabe 20 ist an ihrem axial inneren Ende mit einem Innenbund 22 versehen und mittig so gekröpft, daß ein den Innenbund 22 tragender, axial innerer Abschnitt 24 und ein axial äußerer Abschnitt 26 mit größerem Durchmesser bestehen. .

Radial außerhalb des Abschnittes 26 der Pro-Nabe 20 der in Fig. 5 linken Felge 15 und an dessen axial äußeres Ende angeformt befindet sich eine eingeformte, axial nach außen offene Ringnut 28 konstanter Tiefe und Breite, die zur Bildung eines Freilaufes für das Rad mit der Radkappe 19 auf noch zu beschreibende Weise zusammenwirkt. An der anderen, in Fig. 5 rechten Felge 15' sind anstelle der Ringnut 28 nur zwei ein Kreuz bildende Paare von einander diametral gegenüberliegenden rechteckigen Vertiefungen 30 ausgebildet, welche die eine Hälfte einer axial fügbaren Klauenkupplung von Felge und Radkappe darstellen, welche in beiden Drehrichtungen des Rades schlupffrei wirksam ist.

und 15'

Die beiden Felgen 15/sind mit je einer ringförmigen Stufe bzw. 34 unterschiedlicher Profillage versehen, in deren die Rungnut 28 bzw. die längs einer Kreislinie angeordneten vier Vertiefungen 30 umfahrenden radial ,äußeren Umfang eine ringförmige Rundnut 36 verschiedenen Durchmessers für den Eingriff eines O-Treibriemens eingeformt ist.

Am axial äußeren Ende des Abschnittes 26 jeder Pro-Nabe 20 befindet sich eine Reihe von gleichmäßig auf dessen Umfang verteilten, radial nach innen vorspringenden, elastisch verformbaren Nasen 38, deren Funktion im Zusammenhang mit den Naben 17 noch deutlich wird.

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Jede der beiden genau gleichen Naben 17 besteht aus einer radial äußeren, an der zugeordneten Felge 15 axial festgelegten und drehfest angebrachten Radbuchse 40 und aus einer in dieser freilaufenden, also radial inneren, axial festgelegten Achsbuchse 42, die kraft- und formschlüssig mit der Achse oder Welle verbindbar ist, die das Rad trägt. Die Radbuchse 40 weist an ihrem axial inneren Ende einen Aussenbund 44 mit achsparallelen, außen liegenden Schneiden 46 und an ihrem axial äußeren, aus der Felge 15 herausragenden Ende einen radial äußeren Zahnkranz 48 auf. Der an der Kröpfung der Pro-Nabe 20 der Felge 15 anschlagende Außenbund 44 hintergreift mit seiner axial äußeren Stirnfläche die Nasen 3 8 an dieser Felge kraft- und formschlüssig. Die Schneiden 46 sind in den Abschnitt 26 der Pro-Nabe 20 eingedrungen.

Die Achsbuchse 42 ist auf ihrer radialen Innenseite ebenfalls mit achsparallelen Schneiden 50 versehen, die an der das Rad tragenden Achse oder Welle angreifen, und weist an ihrem axial inneren Ende gleichfalls einen Außenbund 52 auf, der frei drehbar in einem Ringraum 54 gelagert ist, den

2Ö der Innenbund 22 der Pro-Nabe 20, deren Abschnitt 24 und das axial innere Ende der Radbuchse 40 miteinander bilden.

Selbstverständlich besteht zwischen der Radbuchse 40 und der Achsbuchse 42 der Naben 17 eine Gleitpassung.

Die nur einmal vorhandene Radkappe 19 weist einen wie die Naben 17 kreiszylindrischen Stutzen 56, einen dessen axial äußeres Ende umfahrenden und von diesem radial innen begrenzten Ringraum 58 zur Aufnahme des aus der Felge 15 herausragenden Endes der in Fig- 5 rechten Nabe 17 sowie einen konzentrischen Flansch 60 auf, der auf seiner axialen Innenseite mit vier ü-förmigen Erhebungen 62 als Mitnehmern versehen ist, welche die andere Kupplungshälfte bilden und formschlüssig so in die ihnen zugeordneten Vertiefungen 30 der in Fig. 5 rechten Felge 15*axial eingreifen können, daß die Radkappe 19 in den beiden einander entgegengesetzten Drehrichtungen des Rades an dieser Felge 15¹angreifen kann, wobei der Anschlag der Mitnehmer-Erhebungen 62 an einander in

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Drehrichtung gegenüberliegenden Wandungen der Vertiefungen 30 erfolgt. Für den Freilauf des Rades wird dieses gewendet und die Radkappe 19 auf das aus der Felge 15 herausragende Ende der in Fig. 5 linken Nabe 17 gesteckt, wobei die Erhebungen 62 am Flansch 60 in die Ringnut 28 dieser Felge wirkungslos eingreifen, so daß sich das Rad auch bei stillstehender Radkappe unabhängig von einer es tragenden Achse drehen kann.

Der Stutzen 56 weist eine aehsparallel ausgeschnittene Zunge 64 auf, deren axial inneres freies Ende radial außen mit einem Nocken 66 für den paßgenauen Eingriff in einen Durchbruch 68 einer das Rad antreibenden Hohlwelle 70 versehen ist. Das Einrasten des Nockens 66 in den Durchbruch 6 8 erfolgt beim Hineinstecken des Stutzens 56 in die Hohlwelle 70 selbsttätig. Zum Ausrasten trägt die Zunge 64 auf ihrer radialen Innenseite eine dem Nocken 66 gegenüberliegende Öse 72, die durch den Hohlraum des Stutzens 56 mittels eines Hakens oder anderen Werkzeuges erreichbar ist. Um die Wurzel der Zunge 64 biegsamer zu gestalten, Weist die Radkappe 19 ein Fenster 7 4 auf, durch das der Nocken 66 sichtbar ist.

Der Laufkranz 13 weist auf seiner radialen Außenseite zwei eingeformte Zahnkränze 76 für den Eingriff eines oder zweier Zahnriemen auf. Jeder Zahnkranz 76 ist mit einer dessen Zähne 78 unterbrechenden, mittig eingeformten Ringnut 80 für den Eingriff eines Treibriemens versehen. Die radial äußere Oberfläche der Zähne 78 liegt in der Lauffläche 82 des Laufkranzes 13.

- 9/Ansprüche -

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Claims

.y. Ansprüche

1.yMehrzweck-Rad, insbesondere für Spiel- und Demonstrationszwecke, mit wenigstens einer Felge mit Nabe für eine Antriebswelle oder Radachse, mit einem abrollbaren Laufkranz und mit einem Freilauf für das Rad, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nabe (17) eine radial äußere, an der zugeordneten Felge (15) axial festgelegte und drehfest angebrachte Radbuchse (4.0) sowie eine in ihr freilaufende, axial festgelegte Achsbuchse (42) aufweist, die kraftschlüssig mit der Achse oder Welle (70) verbindbar ist; daß an der Außenseite einer und nur dieser Felge (15") eine Hälfte (30) einer axial fügbaren Klauenkupplung angeordnet ist; und daß die andere Kupplungshälfte (60) Teil einer Radkappe (19) ist, die an die zugeordnete Felge (15¹) mit Nabe (17) axial ansteckbar und formschlüssig mit einer Welle (70) verbindbar ist.

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (13) an zwei Felgen (15; 15') angeformt ist und beide Felgen mit dem Laufkranz einen einstückigen Hohlkörper aus Kunststoffmaterial bilden.

3. Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Buchsen (40; 42) jeder Nabe (17) je einen axial inneren, endseitigen Außenbund (44; 52) aufweisen; daß der Bund (44) der Radbuchse (40) mit seiner axial äußeren Stirnfläche radial nach innen vorspringende, elastisch verformbare Nasen (38) der zugeordneten Felge (15; 15') kraft- und formschlüssig hintergreift; und daß der Bund (52) der Achsbuchse (42) in einem von dieser Felge (15; 15') und der Radbuchse (40) gebildeten Ringraum (54) frei drehbar gelagert ist.

4. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Innenseite der Achsbuchse (42) und die radiale Außenseite des Bundes (44) der Radbuchse (40) je mit achsparallelen Schneiden (46) versehen sind, die an der Achse oder Welle (70) bzw. an der zugeordneten Felge (15; 15') angreifen.

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5. Rad nach, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das axial äußere Ende der Radbuchse (40) aus der Felge (15; 15') herausragt und einen radial äußeren Zahnkranz (48) aufweist.

6. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kupplungshälfte mindestens ein Paar einander diametral gegenüberliegender axialer Erhebungen oder Vertiefungen (30) der Felge (15') aufweist, die mit komplementären Vertiefungen bzw. Erhebungen (62) an der axial inneren Seite eines Flansches (60) der Radkappe (19) zusammenwirken, der die andere Kupplungshälfte bildet.

7. Rad nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß kuppelnde Vertiefungen (30) an der Felge (15') und klauenartige Erhebungen (62) an der Radkappe (19) vorgesehen sind und daß die andere Felge (15) eine axial offene Ringnut (28) für den leerlaufenden Eingriff der Erhebungen (62) am Flansch (60) der Radkappe (19) aufweist.

8. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für eine hohle Antriebswelle mit einem Durchbruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Radkappe (19) einen koaxialen Stutzen (56) mit einer achsparallelen Zunge (64) aufweist, deren freies Ende radial außen mit einem Nocken (66) für den paßgenauen Eingriff in den Durchbruch (68) der Hohlwelle (70) versehen ist.

9. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (15; 15') mindestens eine ringförmige Stufe (32; 34) aufweist, in deren radial äußeren Umfang eine Rundnut (36) für den Eingriff eines O-Treibriemens eingeformt ist,

10. Rad nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Felgen (15; 15') Stufen (32; 34) verschiedenen Durchmessers aufweisen.

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11. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Laufkranz (13) wenigstens einen eingeform ten Zahnkranz (76) für den Eingriff eines Zahnriemens aufweist.

12. Rad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (13) längs des Zahnkranzes (76) eine dessen Zähne (78) unterbrechende, eingeformte Ringnut (80) für den Eingriff eines Treibriemens aufweist.

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