DE3003698C2 - Rad für Spiel- und Demonstrationszwecke - Google Patents

Description

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Radbuchse (40) einen axial inneren, endseitigen Außenbund (44) aufweist, der mit seiner axial äußeren Stirnfläche radial nach innen vorspringende, elastisch verformbare Nasen (38) der zugeordneten Radscheibe (15; 15') kraft- und formschlüssig hintergreift.

3. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Innenseite der Achsbuchse (42) und die radiale Außenseite des Außenbundes (44) der Radbuchse (40) je mit achsparallelen Schneiden (46) versehen sind, die an der Achse bzw. Welle (70) bzw. an der zugeordneten Nabe (20) der Radscheibe (15; 15') angreifen.

4. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das axial äußere Ende der Radbuchse (40) aus der Radscheibe (15; 15') herausragt und einen radial äußeren Zahnkranz (48) aufweist.

5. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte der Klauenkupplung (30,60) mindestens ein Paar einander diametral gegenüberliegender axialer Erhebungen oder Vertiefungen (30) der Radscheibe (15') aufweist, die mit komplementären Vertiefungen bzw. Erhebungen (62) an der axial inneren Seite eines Flansches (60) der Radkappe (19) zusammenwirken, der die andere Hälfte der Klauenkupplung (30,60) bildet.

6. Rad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß kuppelnde Vertiefungen (30) auf einer Seite der Radscheibe (15') und khuenartige Erhebungen (62) an der auf diese Seite gesetzten Radkappe (19) vorgesehen sind und daß die auf der axial anderen Seite liegende Radscheibe (15) auf ihrer anderen Seite eine axial offene Ringnut (28) für den leerlaufenden Eingriff der Erhebungen (62) am Flansch (60) der auf jene Seite gesetzten Radkappe (19) aufweist.

7. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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

einen Durchbruch (68) einer hohl gestalteten Welle (70) versehen ist

8. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (15; 15') mindestens eine ringförmige Stufe (32; 34) aufweist in deren radial äußeren Umfang eine Rundnut (36) für den Eingriff eines Treibriemens eingeformt ist

9. Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Radscheibe (15; 15') auf ihren beiden Seiten Stufen (32 und 34) verschiedenen Durchmessers aufweist

10. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß ein Laufkranz (13) des Rades (17) wenigstens einen eingeformten Zahnkranz (76) für den Eingriff eines Zahnriemens aufweist.

11. Rad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (13) längs des Zahnkranzes (76) eine dessen Zähne (78) unterbrechende, eingeformte Ringnut (80) für den Eingriff eines Treibriemens aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Rad für Spiel- und Demonstrationszwecke mit Lagerungs- und Antriebseinrichtung für das auf einer Achse drehbar gelagerte Rad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rad dieser Art zu schaffen, welches vielseitig verwendbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch folgende Merkmale:

a) in der Nabe des Rades ist in an sich aus der US-PS 38 94 776 bekannter Weise eine Radbuchse axial festgelegt und drehfest angebracht;
zwischen der axial inneren Stirnfläche der Radbuchse und einem Innenbund der Nabe ist ein Ringraum gebildet, in dem ein axial innerer, endseitiger Außenbund einer in der Radbuchse frei drehbaren Achsbuchse axial geführt ist;
die Achsbuchse ist kraftschlüssig mit einer Achse oder Welle verbindbar;

auf der Außenseite einer Radscheibe ist eine Hälfte einer axial fügbaren Klauenkupplung angeordnet; die andere Hälfte der Klauenkupplung ist an einer Radkappe ausgebildet, die durch Anstecken formschlüssig mit der Achse bzw. Welle verbindbar ist.

Diese Ausgestaltung eines Rades nach der Erfindung,

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

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rades weist jede Radbuchse einen axial inneren, endseitigen Außenbund auf, der mit seiner axial äußeren Stirnfläche radial nach innen vorspringende, elastisch verformbare Nasen der zugeordneten Radscheibe kraft- und formschlüssig hintergreift.

Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß Rad- und Achsbuchse einfach herstellbar und an der zugeordneten Radscheibe so anbringbar sind, daß sich ein besonderes Lager für die drehbare Achse erübrigt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die radiale Innenseite der Achsbuchse und die radiale Außenseite des Bundes der Radbuchse je mit achsparallelen Schneiden versehen, die an der Achse bzw. Welle bzw.

an der zugeordneten Nabe der Radscheibe angreifen. Diese geradlinigen, iängsgezogenen Schneiden besitzen je nach Schärfe einen trapezförmigen bis Jreieckigen Querschnitt, der es ihnen erlaubt, die beiden Radscheiben durch Einschneiden so zu befestigen, daß die Achsbuchse an der Achse oder drehmomentlosen Welle und die Radbuchse an der Nabe der Radscheibe zumindest drehsicher gelagert ist Das Einschneiden in die Achse oder Welle b^w. in die Nabe wirkt sich aber auch auf die axiale Sicherung günstig aus.

Da bei der bevorzugten Ausführungsform das axial äußere Ende der Radbuchse aus der Radscheibe herausragt und einen radial äußeren Zahnkranz aufweist, kann das Rad mittels eines mit dem Zahnkranz zusammenwirkenden Zahnriemens unter Übersetzung angetrieben werden.

Eei der bevorzugten Ausführungsform weist die eine Kupplungshälfte mindestens ein Paar einai.der diametral gegenüberliegender axialer Erhebungen oder Vertiefungen der Radscheibe 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 auf einer Seite der Radscheibe und klauenartige Erhebungen an der auf diese Seite gesetzten Radkappe vorgesehen, wobei die Radscheibe auf ihrer anderen Seite eine axial offene Ringnut für den leerlaufenden Eingriff der Erhebungen am Flansch der auf jene Seite gesetzten Radkappe aufweist, so daß die Kupplung durch Wenden des Rades auf der Achse trotz weiterer Verwendung der Radkappe 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 der richtigen Drehlage in das Ende der Hohlwelle gesteckt wird, bis der Nocken an der Stutzenzunge in den Wellendurchbruch einrastet.

Da bei der bevorzugten Ausführungsform jede Radscheibe mindestens eine ringförmige Stufe aufweist, in deren radial äußeren Umfang eine Rundnut für den Eingriff eines Rundriemens als Treibriemen eingtformt ist, kann das erfindungsgemäße Rad als Transmissionselement benutzt werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn wie bei der bevorzugten Ausführungsform die Radscheibe auf ihren beiden Seiten Stufen verschiedenen Durchmessers aufweist, so daß mittels des Rades eine Ober- oder Untersetzung durchführbar ist.

Die bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß ein Laufkranz des Rades wenigstens einen eingeformten Zahnkranz für den Eingriff eines Zahnriemens aufweist, so daß das extreme Durchmesserverhältnis des Laufkranzes zur Radbuchse für Übertragungszwecke ausnutzbar ist. Dabei stört der Zahnkranz im Laufkran/, überhaupt nicht beim Abrollen des Rades, weil die radialen Außenflächen der Zähne des Zahnkranzes in der Lauffläche des Laufkranzes lic-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 Treibriemen mit rundem Querschnitt angesetzt werden kann.

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

F i g. 1 eine Seitenansicht der Ausführungsform ohne Radkappe;

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

F i g. 3 eine teilweise schematisch dargestellte Stirnansicht der Ausführungsform ohne Radkappe;

F i g. 4 eine zur Hälfte ausgeführte Explosionsdarstellung der Ausführungsform ohne Radkappe;
Fig.5 einen abgebrochen dargestellten zentralen Längsschnitt nach der Linie V-V in F i g. 2 durch die Ausführungsform ohne Radkappe;
F i g. 6 eine Rückansicht der Radkappe;
F i g. 7 einen abgewinkelten Querschnitt nach der Linie VIl-VII in F i g. 6 durch die Radkappe;

F i g. 8 eine Vorderansicht einer Achsbuchse der Ausführungsform;

Fig.9 eine teilweise schematisch dargestellte Vorderansicht einer Radbuchse der Ausführungsform;
F i g. 10 eine F i g. 1 entsprechende Seitenansicht der um 45° gedrehten Ausführungsform mit Radkappe;

F i g. 11 eine vollständige Stirnansicht der Ausführungsform in Verbindung mit dem zugehörigen Ende einer abgebrochen dargestellten Hohlwelle: und
Fig. 12 eine abgebrochen dargestellte Seitenansicht einer Radscheibe der Ausführungsforrn.

Die Ausführungsform, das Rad 17, besteht hauptsächlich aus einem Laufkranz 13 zwischen zwei Radscheiben 15 und 15' mit zwei zentralen Naben 20 sowie einer Radkappe 19 und ist in Verbindung mit einer Achse oder Welle 70 zu sehen. Ein Ende der Achse oder Welle trägt zwei Paare koaxialer Buchsen 40 und 42, die paarweise in den Naben 20 der beiden parallelen Radscheiben 15 und 15' angebracht sind, zwischen deren äußeren Rändern der Laufkranz 13 liegt. Der Laufkranz 13 und die beiden Radscheiben 15 und 15' bilden, wie aus der US-PS40 31 937 bekannt, einen einstückigen Hohlkörper aus Kunststoffmaterial. Auch die beiden Buchsen 40 und 42 und die auf eines der Buchsenpaare 40, 40' gesteckte Radkappe 19 bestehen aus Kunststoffmaterial, in dem sich diese Radteile in zwei bzw. 3inem Stück ausformen lassen.

Jede der beiden Radscheiben 15 und 15', die im großen und ganzen ähnlich ausgebildet und bezüglich einer Mittelebene spiegelbildlich angeordnet sind, ist eine gemäß F i g. 5 profilierte Kreisscheibe mit annähernd konstanter Wandstärke, welche eine zentrale Nabe 20 zur Aufnahme eines Buchsenpaares 40,42 aufweist. Die 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 entstehen.

Radial außerhalb des Abschnittes 26 der Nabe 20 der b^ri in F i g. 5 linken Radscheibe 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 zusammenwirkl. An der anderen, in F i g. 5 rechten Radscheibe 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 Radscheibe und Radkappe darstellen. welche in beiden Drehlichtungen des Rades 17 schlupffrei wirksam ist.

Die beiden Scheiben 15 und 15' sind mit je einer ringförmigen Stufe 32 bzw. 34 unterschiedlicher Profillage versehen, in deren die Ringnut 28 bzw. die längs einer Kreislinie angeordneten vier Vertiefungen 30 umfahrenden radial äußeren Umfang auf verschiedenen Durchmessern eine ringförmige Rundnut 36 für den Eingriff eines Treibriemens mit kreisrunder Querschnittsfläche eingeformt ist.

Am axial äußeren Ende des Abschnittes 26 jeder 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 Buchsen 40 und 42 noch deutlich wird.

Jedes der beiden genau gleichen Buchsenpaare 40,42 besteht aus der radial äußeren, an der zugeordneten Radscheibe 15 bzw. 15' axial festgelegten und drehfest angebrachten Radbuchse 40 und aus der in dieser freilaufenden, also radial inneren, axial festgelegten Achsbuchse 42, die kraft- und formschlüssig mit der Achse oder Welle 70 verbindbar ist, die das Rad 17 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 Radscheibe 15 herausragenden Ende einen radial äußeren Zahnkranz 48 auf. Der an der Kröpfung der Nabe 20 der Radscheibe 15 anschlagende Außenbund 44 hintergreift mit seiner axial äußeren Stirnfläche die Nasen 38 an der Radscheibe 15 kraft- und formschlüssig. Die Schneiden 46 sind in den Abschnitt 26 der Nabe 20 eingedrungen.

Die Achsbuchse 42 ist auf ihrer radialen Innenseite ebenfalls mit achsparallelen Schneiden 50 versehen, die an der das Rad 17 tragenden Achse oder Welle 70 angreifen, und weist an ihrem axial inneren Ende gleichfalls einen Außenbund 52 auf, der frei drehbar in einem Ringraum 54 gelagert ist, den der Innenbund 22 der Nabe 20, deren Abschnitt 24 und die axial innere Stirnfläche 55 der Radbuchse 40 miteinander bilden.
Selbstverständlich besteht zwischen der Radbuchse 40 und der Achsbuchse 42 eine Gleitpassung.

Die nur einmal vorhandene Radkappe 19 weist einen wie die Buchsen 40 und 42 kreiszylindrischen Stutzen 56. einen dessen axial äußeres Ende umfahrenden und von diesem radial innen begrenzten Ringraum 58 zur Aufnahme der aus der Radscheibe 15 herausragenden Enden der in F i g. 5 rechten Buchsen 40 und 42 sowie einen konzentrischen Flansch 60 auf, der auf seiner axialen Innenseite mit vier U-förmigen Erhebungen 62 als Mitnehmer versehen ist, welche die andere Kupplungshälfte bilden und formschlüssig so in die ihnen zugeordneten Vertiefungen 30 der in F i g. 5 rechten Radscheibe 15' axial eingreifen können, daß die Radkappe 19 in den beiden einander entgegengesetzten Drehrichtungen des Rades an der Radscheibe 15' angreifen kann, wobei der Anschlag der Mitnehmer-Erhebungen 62 an einander in Drehrichtung gegenüberliegenden Wandungen der Vertiefungen 30 erfolgt Für den Freilauf des Rades 17 wird dieses gewendet und die Radkappe 19 auf die dann aus der Radscheibe 15 herausragenden Enden der in F i g. 5 linken Buchsen 40 und 42 gesteckt, wobei die Erhebungen 62 am Flansch 60 in der Ringnut 28 der Radscheibe 15 wirkungslos sind, so daß sich das Rad auch bei stillstehender Radkappe 19 unabhängig von der es tragenden Achse drehen kann.
Der Stutzen 56 weist eine achsparallel ausgeschnittene Zunge 64 auf, deren axial inneres freies Ende radial außen mit einem Nocken 66 für den paßgenauen Eingriff in einen Durchbruch 68 der das Rad 17 antreibenden oder von ihm angetriebenen, hohl ausgeführten Welle 70 versehen ist. Das Einrasten des Nockens 66 in den Durchbruch 68 erfolgt beim Hineinstecken des Stutzens 56 in die hohle Welle 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 74 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Rad für Spiel- und Demonstrationszwecke mit Lagerungs- und Antriebseinrichtung für das auf einer Achse drehbar gelagerte Rad, gekennzeichnetdurch folgende Merkmale:

a) in der Nabe (20) des Rades (17) ist in an sich bekannter Weise eine Radbuchse (40) axial festgelegt und drehfest angebracht;

b) zwischen der axial inneren Stirnfläche (55) der Radbuchse (40) und einem Innenbund (22) der Nabe (20) ist ein Ringraum (54) gebildet, in dem ein axial innerer, endseitiger Außenbund (52) einer in der Radbuchse (40) frei drehbaren Achsbuchse (42) axial geführt ist;

c) die Achsbuchse (42) ist kraftschlüssig mit einer Achse oder Welle (70) verbindbar;

d) auf der Außenseite einer Radscheibe (15) ist eine Hälfte (Vertiefungen (30)) einer axial verfügbaren Klauenkupplung (30,60) angeordnet;

e) die andere Hälfte (60) der Klauenkupplung (30, 60) ist an einer Radkappe (19) ausgebildet, die durch Anstecken formschlüssig mit der Achse bzw. Welle (70) verbindbar ist