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Federndes Rad. Die Erfindung bezweckt die Erhöhung der Lebensdauer
der auf Biegung beanspruchten Speichen federnder Räder. Dies wird dadurch erreicht,
daß zwei Gruppen biegsamer Speichen derart angeordnet sind, daß die Speichen jeder
Gruppe entsprechend den Beanspruchungen des Rades stets nur nach einer Richtung
durchgebogen werden, wodurch das Hin- und Herbiegen der Speichen über ihre Ruhelage
hinaus vermieden wird.
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Streng genommen sollte man zwei Gruppen von Speichen zur Aufnahme
der Beanspruchungen in der Radebene und zwei weitere Speichengruppen für die Beanspruchungen
quer zur Radebene vorsehen. Da aber die Beanspruchungen quer zur Radebene wenig
zur Ermüdung der Speichen beitragen, so kann man sich mit zwei Speichengruppen begnügen,
derart, daß sich die Speichen der einen Gruppe in der einen Richtung, diejenigen
der andern Gruppe nur nach den entsprechenden entgegengesetzten Richtungen, sowohl
in der Radebene als quer zur Radebene, biegen können.
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In der Zeichnung ist in den Fig. i, 2 und 3 das Prinzip der Erfindung
veranschaulicht, die Fig. q., 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in achsialem Schnitt, und zwar die Fig. 5 und 6 Schnitte nach den Schnittlinien
D-E und F-G der Fig. q..
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Fig. i stellt in der Ansicht das federnde Rad im unbelasteten Zustande
dar, bei dem j die Mittelpunkte von Nabe a und Felge b zusammenfallen. Fig. 2 stellt
die Abwicklung eines Stückes der Felge, von der Nabe aus -gesehen, dar. Fig.3 stellt
in der Ansicht das federnde Rad bei belasteter Nabe dar. Ihr Mittelpunkt c liegt
nun tiefer als der Mittelpunkt d der Felge. In den Fig. i, 2 und 3 sind i, 2, 3
und q. die Speichen der einen Gruppe und i', 2', 3', q.' die Speichen der zweiten
Gruppe. Alle Speichen sitzen in der Nabe a fest. An der Innenseite der Felge b ragen
- die winkelförmigen Anschläge 5 und 5' heraus. Im unbelasteten Zustande des Rades,
wie in Fig. i dargestellt, berühren die äußeren Enden der Speichen die beiden Schenkel
der Anschläge 5 und 5` gerade, und zwar die Speichen i, 2, 3, q. von der einen Seite
her, und die Speichen i', 2', 3', q.' von der anderen Seite her. Wird nun die Nabe
belastet, so drücken eine Anzahl der Speichen der beiden Gruppen auf die Anschläge
5 und 5' und tragen so die Nabe, wobei sie sich biegen, während die anderen Speichen
sich von den Anschlägen entfernen oder den Anschlägen entlang gleiten. Diese Speichen
helfen nicht mit, den Druck der Nabe zu tragen und werden auch nicht gebogen. Dreht
sich das Rad, so werden nacheinander alle Speichen gebogen, aber immer nur in der
Richtung wie der Anschlag 5 bzw. 5' gegen das Speichenende drücken kann, also einseitig.
Ganz ähnlich verhalten sich die Speichen bei einem achsialen
Druck
der Nabe gegenüber der Felge. Wie groß der Winkel a sei, den die beiden Speichengruppen
miteinander bilden, ist für die Wirkungsweise des Rades gleichgültig. Die Speichen
könnten auch mit ihrem äußeren Ende in der Felge unbeweglich befestigt sein und
sich mit ihrem inneren Ende einseitig gegen Anschläge an der Nabe stützen.
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Statt die Speichen am einen Ende in der Nabe oder der Felge fest zu
fassen und das andere Ende durch Anschläge zu stützen, von denen sie sich beliebig
weit entfernen können, kann man die Speichen auch so mit Nabe und Felge verbinden,
daß jede Speiche mit dem einen Ende in einer radialen Öffnung der Felge oder der
Nabe ungehindert in der Längsrichtung gleiten und sich mit diesem Ende nach allen
Richtungen neigen kann, während sie am andern Ende mit der Nabe oder mit der Felge
durch ein Gelenk verbunden ist, um das sie sich in der Radebene und senkrecht zur
Radebene in dem einen Sinne frei drehen kann, sich aber in den entgegengesetzten
Richtungen gegen Anschläge legt, die eine Neigung verhindern und bei der Biegung
der Speichen Widerstand leisten. In den Fig. q., 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel
dieser Art dargestellt.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist a die Nabe, b die Felge, c die Achse
des Rades, i eine Speiche der einen Speichengruppe und a' eine Speiche der zweiten
Speichengruppe. Die beiden Speichengruppen liegen hier nebeneinander in zwei parallelen
Ebenen. Jede Speiche ist bei 6 bzw. 6' als Kugel ausgebildet, die in einer entsprechenden
Kugelpfanne der an der Nabe a festen Hülse 7 bzw. 7' sitzt und damit ein Gelenk
. bildet. Jede Speiche endet mit einem Vierkant 8 bzw. 8', der in einer rechteckigen
Öffnung g bzw. g' eines Ringes io bzw. io' liegt und sich gegen zwei der Kanten
der Öffnung lehnt, solange die Speichen Widerstand .leisten sollen, sich aber davon
entfernt, wenn sich die Speichen ohne Widerstand zu leisten, sollen neigen können.
Das äußere Ende jeder Speiche kann sich mit Spiel im Hohlraum ir bzw. ii' bewegen
und ist darin durch die Kugel =2 bzw. i2' geführt, die einerseits in der radialen
Rinne 1,3 bzw. 13' am Speichenende, anderseits in der radialen Rinne 1q. bzw. x4.',
die im Hohlraum ii bzw. ix' befestigt ist, liegt, wobei die Kugel bei einer Längsverschiebung
der Speiche in den beiden Rinnen rollt und der Speiche gleichzeitig als Stützpunkt
dient, um den sie sich bei einer Neigung gegenüber der Felge dreht.
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Die Rinnenpaare 13, 1q. und i3', 1q.' der beiden Speichengruppen sind
gegeneinander um 18o° verdreht angeordnet, außerdem bilden sie mit der Radebene
einen Winkel von 450.
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Der Querschnitt der Speichen ist kreisförmig angenommen, er könnte
aber auch eine andere Form haben. Auch kann das Kugelgelenk durch eine andere gelenkartige
Verbindung zwischen Speiche und Nabe ersetzt werden. Hat die Speiche beispielsweise
rechteckigen Querschnitt, so wird sie in einem radialen Schlitz der Nabe gelagert
und so geformt, daß sie am inneren Ende im Schlitz, sowohl in der Radebene als quer
dazu, Spiel hat, während sie am äußeren Ende des Schlitzes leicht gefaßt ist. Soll
die Speiche Widerstand leisten, so legt sich das äußere Ende der Speiche gegen die
Wandung des Schlitzes, während es sich von der Wand weg bewegt und sich die Speiche
am äußeren Ende des Schlitzes wälzt, wenn die Speiche ohne Widerstand zu leisten,
sich frei neigen soll. In diesem -Fall bildet also die Abwälzstelle der Speiche
das Gelenk.