-
Federndes Rad. Die Erfindung betrifft ein federndes Rad, bei dem Kugeln
zwischen in der Querrichtung elastischen; an der Nabe befestigten Wangen und der
Felge eingelagert sind. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die elastischen
Wangen aus einer Anzahl sich überkrettzender,_ U-förmiger Glieder bestehen, deren
Winkel Schalen zur Aufnahme der Kugeln aufweisen und deren Schenkel an der Nabe
tangential befestigt sind. Die Schenkel sind hierbei ebenso wie der Verbindungssteg
derart verwunden, daß die Schenkelenden jedes Schenkels abwechselnd auf den beiden
Seiten der Radnabe, und zwar an der anderen Seite der Radnabe als die an demselben
Schenkel liegenden Kugelschalen, zu stehen kommen.
-
Gegenüber bekannten Rädern, bei denen die elastischen Wangen scheiben-,
ring- oder sternförmig ausgebildet sind oder aus einzelnen federnden Streifen bestehen,
ergibt sich eine erheblich stärkere Federung bei größerer Steifigkeit des Rades
und größerer Sicherheit gegen seitliches Wegrutschen oder Nachgeben der Felge.
-
Die stärkere Federung ergibt sich vornehmlich dadurch, daß die Schenkel
zufolge der tangentialen Befestigung in genügender Länge ausgeführt werden können,
Die -Schenkelenden -samt den in der Umfangsrichtung des Rades angeordneten Verbindungsstegen
können hierdurch eine besonders starke Federung auf die Kugelpfannen und Kugeln
ausüben. Die Federung selbst wird durch die Verwindung der Schenkel und Verbindungsstege
noch erhöht, so daß die Kugeln mit großer Kraft von den Gliedern eingeschlossen
werden. Dazu kommt noch, daß jegliches Glied durch die Verwindung von Schenkeln
und Steg bei der Beanspruchung des Rades nur auf Torsion beansprucht wird. Jede
Torsionsfeder wirkt aber, wie bekannt, mit erheblich größerer Kraft als eine einfache
Biegungsfeder. Im vorliegenden Falle wird bei der Beanspruchung jede der Winkelstellen
jedes Gliedes nach entgegengesetzter Richtung, also nicht wie bei einfachen Biegungsfedern
nach gleicher Richtung durchgebogen. Da die einzelnen Teile jedes Gliedes aber wieder
durch die Federkraft in die ursprüngliche Lage zurückkehren, so ergibt sich ein
kraftschlüssiges Umklammernder Kugeln von zwei Seiten. Die Felge selbst kann, da
jedes Glied gleichzeitig von zwei Seiten auf die Kugeln einwirkt, nicht seitlich
wegrutschen, also seitlichen Beanspruchungen nachgeben. Dadurch, daß jedes- Schenkelende
an einer anderen Fläche der Nabe befestigt ist, ergibt sich ferner eine große Steifigkeit
in jedem einzelnen Glied.
-
Wird jedes Glied aus zwei gleichen Teilen zusammengesetzt, die in
der Mitte des verwundenen
Quersteges durch einen Bolzen untereinander
verbunden sind, so ergibt sich noch die Möglichkeit, den Grad der Verwindung einzustellen
und zu verändern. Auch die Spannung in dem geteilten Steg kann durch Anziehung der
Verbindungsschraube alsdann leicht verändert werden.
-
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen
dargestellt.
-
Fig. i zeigt eine. Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten
Rades in Ansicht, Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt nach Linie A-A der Fig.
i, Fig. 3 ist eine Teilansicht, die die Befestigung eines der federnden Glieder
an dem Rade zeigt, Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Rades mit Schnitt durch die
Felge nach Linie B-B der
Fig. 3, Fig.5 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie
C-C der Fig. 3, Fig. 6 bis 9 zeigen eine Ausführungsform der Verbindungsglieder
des federnden Rades in verschiedenen Ansichten, und zwar zeigt Fig.6 das Verbindungsglied
in Vorderansicht, Fig.7 in Seitenansicht, Fig. 8 in Oberansicht und Fig. 9 im Schnitt
nach Linie D-D der Fig. 6.
-
Fig. ro und i i sind den Fig. 4 und 5 entsprechende Ansichten einer
etwas abgeänderten Ausführungsform des Rades, Fig%12 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform
eines der federnden Verbindungsglieder, Fig.13 ist ein senkrechter Schnitt nach
Linie E-E der Fig. 12, Fig. 14 zeigt eine andere Befestigung der Verbindungsglieder
an der Radnabe, Fig. 15 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie F -F der Fig. 14,
Fig. 16 zeigt eine andere abgeänderte. Befestigungsart der Verbindungsglieder.
-
Bei dem vorliegenden federnden Rad wird die elastische Verbindung
der Nabe a mit der Felge b durch eine Anzahl sich überkreuzender, U-förmiger Glieder
hergestellt, die gleichzeitig die Federn, die Radspeichen und auch noch seitlich
bewegliche Schälen darstellen.
-
Jedes der federnden Glieder besteht aus einem U-förmigen Metallstück,
das zwei Schenkel cl, C, einen diese verbindenden Mittel- oder Quersteg c$ und zwei
in den Winkeln des Metallstückes angeordnete Schalen c4, cl aufweist. Das Metallstück
ist zweckmäßig aus einem Stück herausgeschnitten und durch entsprechendes Pressen
und Biegen hergestellt. Die Schenkel c1, c= sowohl als auch der Mittelsteg c3 sind
derart schräggestellt und gebogen, daß die Schalen c4, c5 verglichen mit den freien
Enden der entsprechenden Schenkel c1, c= auf der entgegengesetzten Seite der Felge
zu stehen kommen als die Schenkelenden zur Nabe. Mit anderen Worten: wenn das freie
Ende des Schenkels c1, wie in Fig.4 dargestellt, auf der rechten Seite der Nabe
a befestigt wird, so kommt die bezügliche Schale c" auf der linken Seite der Felge
zu stehen, während die Schale c5 sich rechts von der Felge und das freie-Ende des
entsprechenden Schenkels C links von der Nabe befindet.
-
Die Felge b ist an ihren beiden Seitenflächen ebenfalls mit Schalen
bzw. Aushöhlungen d, d1 (Fig. 2),- und zwar entsprechend den an den federnden Gliedern
vorgesehenen Schalen c4, cl, versehen.
-
Um den Schenkeln der elastischen Glieder eine größere Länge und damit
eine stärkere Federung geben zu können, sind. die freien Schenkelenden an der Nabe
tangential befestigt. Die Schenkelenden sind dabei zur größeren Steifigkeit des
Rades abwechselnd an den beiden entgegengesetzten Flächen der Radnabe und Felge
herangeführt.
-
Jede bei der Benutzung des Rades erzeugte radiale Verschiebung .der
Felge b in bezug auf die Nabe a bewirkt, daß sich die Schalen oder Aushöhlungen
c4, cl der federnden Glieder von den entsprechenden Schalen d,- d'1 der Felge
entfernen. Die- Schale c4 (Fig. 2 und 4) wird sich- beispielsweise nach links, die
Schale c5 dagegen etwas nach rechts bewegen. Diese Bewegungen der Schalen,. die
unter sich gleich, jedoch entgegengesetzt sind, erzeugen ein Auseinanderspreizen
des federnden Glie- i des c1, C, c8, wobei der Mittelteil c" des Quersteges c3 unbeweglich
verbleibt, Die Auseinanderspreizung des elastischen Gliedes c1, C, c3 erzeugt hierbei
einesteils eine Biegung der an der Nabe befestigten Schenkel c1, C und anderenteils
eine Torsion oder Verdrehung sowohl der Schenkel c", c2, als auch des Quersteges
c$ um den mittleren Teil des letzteren.
-
Jedes Glied c1, c2, c$ bildet, da das Material vollkommen auf Federung
beansprucht wird und alle Teile bei der Torsionsbeanspruchung zur Wirkung kommen,
eine Feder von hoher Elastizität. Die durch die Verbindung der Schenkel und des
Verbindüngssteges erzeugte Torsion bewirkt ein . festes Umklammern der Kugeln und
verhindert ein seitliches' Verrutschen der Felge zur Nabe. Diese letztere Wirkung
wird besonders unterstützt, wenn. die Querschnitte der Schenkel,
wie
in Fig. 5 und 9 dargestellt, in bezug auf die Richtung von seitlich auf das Rad
ausgeübten Kräften schräg gestellt werden. Es wird hierdurch alsdann etwaiger Federung
der Schenkel in seitlicher Richtung entgegengewirkt.
-
Die Anzahl der federnden Glieder kann entsprechend den Abmessungen
des Rades und den Beanspruchungen, denen dasselbe ausgesetzt werden soll, verschieden
sein.
-
Die federnden Glieder können statt aus einem einzigen Metallstück
auch j e aus 'zwei symmetrischen Teilen bestehen, die in der durch die Punkte c"
des Quersteges c' gehenden Ebene mittels eines Bolzens c' untereinander verbunden
sind; vgl. Fig. z2. Jedes dieser Halbglieder besitzt zu diesem Zwecke am Ende des
Quersteges eine Abrundung c$, die mit einem Loch zum Durchtritt des zur Vereinigung
der beiden Gliederhälften dienenden Bolzens versehen ist. Die Wirkungsweise des
Gesamtgliedes wird bei dieser Verbindung. nicht verändert, da der Mittelteil des
Verhindungssteges bei der Beanspruchung keiner Biegung unterworfen wird.
-
Diese Ausbildung der federnden Glieder erleichtert jedoch ihre Verstellung
sowohl als auch ihre Befestigung am Rade. Jedes Halbglied kann leicht abgenommen
und angebracht werden, selbst wenn das Rad am Wagen angebracht ist, ohne daß andere
Teile in Mitleidenschaft gezogen werden. Anderer-" seits wird es durch entsprechendes
Verdrehen der den Quersteg c3 bildenden Arme und durch Anziehen des Bolzens e' möglich,
eine gewisse Hilfsspannung zu erzeugen-, durch die bei der Befestigung der Schenkel
cl, c2 an der Radnabe auftretende Spannungen ausgeglichen werden können. Die Fig.
13 zeigt diese Verdrehung -der beiden Arme des Quersteges vor dem vollständigen
Zusammenpressen der Arme durch den Verbindungsbolzen c°.
-
Die Befestigung der einzelnen federnden Glieder an der Radnabe a kann
auf mannigfache Weise bewirkt werden. Bei der Ausführung nach Fig. i bis '9 besitzt
jeder Schenkel c1, c2 an seinem freien Ende eine parallel zur mittleren Radebene
liegende ebene Stützfläche e. Diese Stützfläche hat dreieckige Gestalt und setzt
sich in eine etwas zurückgebogene Fläche f fort, die zwecks Erreichung einer guten
symmetrischen Gestalt und eines dichten Abschlusses die gleiche Neigung als der
betreffende Schenkel c'- oder c2 besitzt.
-
Die Nabe a hat die aus Fig. i und q. ersichtliche Gestalt und besitzt
also einen ebenen Teil C61 und schräg gestellte Flächen a ,2, welche von den entsprechend
gebogenen äußeren ' Enden der Schenkel c", c2 eingeschlossen werden. Auf jedes Schenkelende
ist eine entsprechend gebogene Gegenplatte g aufgelegt, die zur Sicherung der Schenkelenden
an der Nabe dient. Die Befestigung der Gegenplatten und der Schenkelenden an der
Nabe erfolgt dabei durch Bolzen h. Die Befestigung jedes federnden Gliedes an der
Nabe erfolgt somit durch eine Art Einbettung, die jeder auf eine Drehung der federnden
Glieder hinzielenden Beanspruchung widersteht.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 14 bis 16 erstreckt sich
die Stützfläche e über die ganze Fläche der äußeren Enden jedes Gliedschenkels.
Der schräge Teil f der Stützfläche ist fortgefallen und ist dafür der innere Rand
der Fläche rechtwinklig nach innen zu einem Rücksprung oder Flansche el- umgebogen.
Dieser Flansch erhält, um einen dichten Anschluß an die Nabe zu erzielen, durch
nachträgliche Bearbeitung die Gestalt eines umgekehrten V bzw. eines Doppelkeiles.
Der derart gestaltete Flansch greift in eine auf der ebenen Nabenfläche eingearbeitete,
ein Vieleck (Fig. 1q.), einen Kreis (Fig. 15) oder eine sonst geeignete Form besitzende
Nut k ein.
-
Die an der Felge b angebrachten Schalen d, d' können statt an einem
mittleren Steg der Felge auch, wie Fig. io und ii zeigen, an den Seitenkanten der
letzteren angeordnet sein und statt an beiden Seiten nur an den nach innen gerichteten
Seiten die schalenförmigen Vertiefungen aufweisen. Die an den Gliedern angebrachten
Schalen c4, c6 können auch ähnlich wie die an der Felge angebrachten Schalen besonders
eingesetzt oder eingeschraubt sein.