Fahrzeugrad mit elastischen Zwischengliedern. Die Erfindung betrifft ein federndes Fahr- zeugrad, bei dem zwischen der Radnabe und dem Radkranz elastische Zwisehenglieder an geordnet sind.
Es sind federnde Fahrzeugräder bekannt, bei welchen zwischen der Radiiabe und dem Radkranz einzelne, wie federnde Speichen wirkende Zuisehenglieder vorhanden sind, wo bei Hebel oder Gelenkführungen die Übertra gung des Drehmonientes und die erforderliche Seitenführung übernehmen. Hierbei sind nur geringe Fede rwege möglich.
Ferner sind federnde Räder bekannt, bei denen die Felge an der Radnabe durch ring förmige, auf dem Umfang angeordnete Gummibänder aufgehängt ist, ohne dass für eine genügende Seitenführung gesorgt wäre. Es handelt sieh hier also um den Ersatz der üblichen elastischen Laufdecke in Form eines luftgefüllten Gummireifens durch die Gummi bänder. Derartige Räder besitzen ebenfalls nur geringe Federwege.
Auch Räder für Sehienenfahrzeuge, bei denen der Radkranz auf der Radnabe durch zwisehengesehaltete Gummiseheiben gelagert ist, ergeben wegen der rechteckigen, in radia ler Riehtung bedeutend grösser als in axialer Richtung gewählten Querschnitte ungenü gende Federwege.
Das Fahrzeugrad mit elastischen Zwischen e gliedern zwischen der Radnabe und dein Rad kranz gemäss vorliegender Erfindung zeich net sieh dadurch aus, dass die elastischen Zwisehenglieder als Gummiringe ausgebildet sind, die einerseits an bezüglich der Radmit telebene äussere, mit der Radnabe drehende Ringseheiben uind anderseits an bezüglich die ser Ebene innere, mit dem Radkranz drehende Ringscheiben anvulkanisiert sind, wobei die Breite der Gummiringe in axialer Richtung grösser als ihre Stärke in radialer Richtung ist und die innern Ringseheiben gegenüber den äussern Ringscheiben axial abgestützt sind.
Die axiale Abstützung der Ringscheiben kann dadurch eiwirkt sein, dass die Ring scheiben radial innerhalb der Gummiringe zusammengebogen sind, wobei ein abgebogener Seheibenteil ein Auflager für die Gummi- ringe bei ihrer Durehlederung bildet. Auf diese Weise gelingt es, durch die Form der Abbiegung der Scheiben die Federkennlinie nach Wanseh zu beeinflussen.
Es -versteht sich von selbst, dass durch posi tive oder negative Vorspannungder Gummi- rin-e in axialer Richtuno, noch besondere Fe- dereiaensehaften der Räder erzielt sein kön nen.
Die Anordnung besonderer Ringscheiben ermöglicht es, diese zusammen mit den Gummi ringen als getrennte Baueleinente auszubilden, die ausweehselbar sind, um verschiedenen Ab- federungsarten, Fahrzeuggewiehten usw. an- gepasst werden zu können.
Die Erfindung ermöglicht auch die Ver wendung kleinerer ReifenvolLimen und somit die Abkehr von der bisherigen Riehtung der Reifenentwicklung, die zu immer grösseren Luftreifenvolumen übergegangen ist, uni die Abiederung des Fahrzeuges zu verbessern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Fahrzeugrad, Fig. 2 eine Variante der äussern Führungs scheiben in grösserem Massstab, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Fahr zeugrad mit ausweehselbarer Felge und koni- sehen Gummiringen, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Nahen- partie in grösserem Massstab und Fig. 5 einen teilweisen Längssehnitt durch ein Fahrzeugrad für Sehienenfahrzeuge.
Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugrad ist insbesondere für Motorräder gedacht. Die Ab federung wird erreicht durch zwei Gummi ringe 1, die einerseits mit den Führungssehei ben 2 und anderseits mit Ringseheiben 3 durch Vulkanisation festhaltend verbunden sind. Die Ringseheiben 3 sind nach aussen abgebogen zur Bildung der Felgenteile und über Sehrauben<B>8</B> verbunden, durch die sie gleichzeitig an Trag seheiben 5 befestigt sind. Die Führungssehei ben 2 sind mit der Nabe 4 starr verbunden. die auf der Radaehse gelagert ist und über das Zahnrad 9 angetrieben werden kann. Das Zahnrad 9 geht hierbei in die Bremstrommel über.
Im innern Umfang sind die Tragsehei ben 5, die gegen die äussern Führungsseheiben 2 hin abgebogen sind, durch besondere Gleit- ringe 6 abgestützt, die vorzugsweise auf den Tragseheiben 5 befestigt sind.
Auf diese 'Weise können die Gleitringe<B>6</B> auf den Innenflächen der Führungsseheiben 2 sieh bewegen, ohne dass ein Verschmutzen ein tritt, da der Innenraum zwischen den Scheiben durch die Gummiringe 1 nach aussen völlig ab geschlossen ist. Die Tragseheiben 5 können auch einen Bördelrand aufweisen zum Halten der Gleitringe 6, wie dies noch später beschrie ben wird.
Ausser den Tragseheiben 5 sind auch die Führungsseheiben 2 kegelförmig oder ka- lottenförmig abgebogen, derart, dass der Ab stand der Haftfläehen für die Gummiringe 1 eine solche Bemessung dieser Ringe erlaubt, dass deren Breite in axialer Richtung um ein Vielfaches grösser ist als ihre Stärke in radia ler Richtung und sieh die Gummiringe bei ihrer Durehfederung gleichzeitig auf den ab gebogenen Seheibenteilen mehr oder weniger auflegen können.
Nach Fig. 2 ist die Führungsscheibe 2 im Teil 7 kalottenförmig abgebogen, um so bei zunehmender Durehfederung einen Teil der Ringbreite des Gummiringes 1 zum Aufliegen gelangen zu lassen. In der gleichen Weise könnte auch die Tragseheibe 5 ausgebildet sein.
Um gewisse Federeigensehaften, je nach den geforderten Verhältnissen, zu erreichen, kön nen die Gummiringe 1 in axialer Richtung unter positiver oder negativer Vorspannung zwischen den Tragseheiben 5 und den Füh rungsseheiben 2 eingesetzt sein.
In Fig. 3 ist ein Fahrzeugrad für Kraft fahrzeuge gezeigt, dessen zwei äussere Füh- rungsseheiben 2 radial innere, rechtwinklig abgebogene Ränder 10 aufweisen, die ineinan dergreifen und dabei eine doppelkonisehe Nabe bilden, die auf der Radaehse 11 durch die Mutter 12 aufgespannt ist. Die Bremstrommel 13 ist über Mitnehnier 14 mit einer der Füh rungsscheiben 2 verbunden.
Am Aussenrand der Führungsseheiben 2 sind abgewinkelte Ringscheiben 15 befestigt, an deren Ränder die Guminiringe 1 anvulkani siert sind. Die innern Tragseheiben 5 sind so zusammengebogen, dass sieh ihre ringförmigen Ränder 16 berühren. Auf diese ringförmigen Ränder sind von aussen weitere Ringseheiben <B>17</B> aufgesetzt zur V, erstärkung# der Ränder.<B>i</B> An diesen sind dareh Befesti-g-ungsmittel <B>18</B> die die Felge<B>33</B> bildenden Ringseheiben aus- weehselbar befestigt.
Diese Rin-seheiben <B>15</B> und <B>17</B> mit den da zwischen anvulkanisierten (-,'uimniirin,-en <B>1</B> bil- i den die eigentlichen Federeleinente, und kön nen für sieh als Bauelemente hergestellt sein, die verschiedenen Abfederungsauf gaben zu ge nügen, vermögen.
Die Gumwiringe <B>1.</B> k#iinen leicht konisch sein, derart, dass ihre Innenflächen bei unbe- lastutein Rad in axialer Riehtung einen stunip- fen Winkel einsehliessen. Dies hat den Vorteil, dass sie bei Stössen in radialer Richtung ver mehrt auf Zug und Druck beansprucht wer den.
Ferner sind die Haftflächen der Gummi ringe 1 an den einzelnen Ringscheiben 15 und 17 durch die Konizität in radialer Richtung grösser als die Ringdieke, so dass die Ringe besser haften. Für diesen Zweck ist es bei spielsweise aueh möglich, die Ringscheiben 17 im Bereich ihrer Haftflächen aufzuwölben, um eine Versteifung der Ringseheiben und eine weitere Vergrösserung der Haftflächen zu er reichen. Die Auswölbung kann so ausgeführt sein, dass während des Haftvorganges Gummi masse auch hinter die Auswölbung in ihren freien Raum zur Abdiehtung der Ringschei- kn ben 17 gegenüber den Tragseheiben 5 ein dringt.
Die zusammengespannten Tragseheiben 5 bilden einen Hohlring, der radial innen durch einen Abstandsring 19 abgeschlossen ist, der als U-Profilring ausgebildet sein kann und einen Gummi-Pufferring 20 aufnimmt zur Be- grenzungg der grössten Durehfederung. Die Gleitringe 6 sind in Ausnehmungen der Trag scheiben 5 von Ansätzen des Abstandrimges 19 gehalten Lind gleiten auf den Führungssehei ben 2. Die Gleitringe bestehen aus einem selbstschmierenden Werkstoff, beispielsweise eineni gesinterten Metall oder einem Kunst stoff, dein ein reibungsvermindernder Zusatz, beispielsweise Graphit, zugegeben ist.
Die Gummiringe 1 können erst beim An vulkanisieren an die Ringscheiben 15 und 17 auf die konisehe Form gebraeht werden, so dass sie unter Vorspannung stehen.
Die Ausbildung der Tragseheiben 5 kann auch wie dies Fig. 4 erkennen lässt, eine solche sein, dass sie nach ihrer Vereinigung einen ringförmigen Hohlkörper bilden, der in der Hohlkehle 21 den Gummi-Pufferring 20 auf- nimnit und an den Aussenfläehen Vertiefun gen 22 besitzt, in welehe die Gleitringe 6 ein gelegt sind.
Das in Fig. 5 dargestellte Fahrzeugrad ist sowohl für Schienenfahrzeuge als auch, bei entspreehend abgeändertein Radkranz, für sehwere Lastfahrzeuge verwendbar. Mit der Nahe 4 ist eine Führungsseheibe 2 starr ver bunden, an der zwei seitliehe, durch Spreng- ringe 24 gesieherte Ringseheiben 15 befestigt, sind, an deren abgebogenen Rändern die Gummiringe 1 anvulkanisiert sind unter Bil dung einer Verbreiterung der Haftfläche nach innen im Bereich der Abbiegung.
Bezüglich der innern Führungsseheibe 2 sind zwei äussere Tragscheiben 5 abgefedert, auf deren äussern Umfang die Bandage<B>25</B> aufgesetzt ist, die auch durch eine Felge er setzt sein kann und ebenfalls durch einen Sprengring<B>226</B> gesichert ist, Die Gammiringe 1 sind mit den Ringseheiben 17 festhaftend verbunden und mit diesen an den Tragschei- ben <B>5</B> befestigt, vorzugsweise ebenfalls über Sprengringe 27 in Vertiefungen der Trag seheiben 5. Die beiden Tragscheiben 5 schlie ssen einen Hohlraum 28 ein, in dem die Füh rungsseheibe 2 ausschwingen kann.
Aueh hier sind zwischen der Führungsseheibe 2 und den beiden Tragseheiben 5 in besonderen Ausneh- mungen Gleitringe 6 vorgesehen; ferner kön nen weitere Diehtungsringe <B>29</B> in den Trenn fugen der 'Seheiben untergebraeht sein, und der Hohlraum28 kann mit einem Dämpfungs- mittel, beispielsweise<B>Öl,</B> angefüllt sein, durch welehes eine stossdämpfende Wirkung erzielt wird.
Bei allen Ausführungen ist erreicht., dass alle Kräfte einwandfrei abgefangen werden. Die radialen Stösse werden durch Schub- und Zugspannungen in den Gummiringen<B>1</B> auf genommen. Tangentialkräfte erzeugen ent sprechende Sehubspannungen in Umfangs- riehtunt- in den Gummiringen und Seiten kräfte werden von den axial abgestützten Tragscheiben<B>5</B> über die Gleitringe auf die Füh- rungsseheiben 2 übertragen.
Durch die mög- liehen grossen Federwege in radialer Richtung kann auf jede weitere Zusatziederung verzieh- tet werden.
Ferner ist es noeh möglieh, jeden gewünseliten hohen Anfangswert der Fede rung entsprechend ihrer statisehen Vorbela stung dadureh sieherzustellen, dass zwisehen den Tragscheiben<B>5</B> und den Führungsschei- ben 2 unter Federwirkung stehende, in axialer Riehtung gelagerte Kupplungsglieder gegebe nenfalls in Form von Kugeln vorgesehen sind, die in entspreehende ringförmige Ausnehmun- gen in den Führangsscheiben 2 eingreifen.
Als Kupplungsglieder können aueh topfför- mige Driiekkörper verwendet sein. Erst wenn äussere zusätzliche Beanspruehungen aus dem Fahrbetrieb auftreten, würde dann die Fe derung- wirksam werden, da die Kupplungs glieder aus den Ausnehmungen herausge- drüekt -werden müssen und sieh dann auf den Gleitführungen abwälzen. Auf diese Weise kann auf eine Vorspannung der Gummiringe verziehtet werden, so dass deren gesamter Federweg für die Durehfederung während des Betriebes zur Verfügung steht.
Die besehriebenen Fahryeugräder weisen eine unabgefederte Masse auf, die praktiseh auf die Felge und die Bereifung beschränkt ist.
Die sieh zueinander bewegenden Teile be dürfen keinerlei Überwaehung oder Wartung und sind gegen Verunreinigungen völlig ge- sehützt.
Vehicle wheel with elastic intermediate links. The invention relates to a resilient vehicle wheel in which elastic intermediate members are arranged between the wheel hub and the wheel rim.
There are resilient vehicle wheels are known in which individual, like resilient spokes acting Zuisehenglieder are present between the Radiiabe and the wheel rim, where in levers or articulated guides take over the transmission of the torque and the required lateral guidance. Only small spring travels are possible here.
Furthermore, resilient wheels are known in which the rim is suspended from the wheel hub by ring-shaped rubber bands arranged on the circumference, without sufficient lateral guidance being ensured. So it is a matter of replacing the usual elastic tread in the form of an air-filled rubber tire by the rubber bands. Such wheels also have only small spring deflections.
Wheels for rail vehicles, in which the wheel rim is mounted on the wheel hub by rubber washers held in between, result in insufficient spring travel because of the rectangular cross-sections in the radial direction that are significantly larger than those in the axial direction.
The vehicle wheel with elastic intermediate links between the wheel hub and your wheel rim according to the present invention is characterized by the fact that the elastic intermediate links are designed as rubber rings, which on the one hand on the outer ring disks with respect to the wheel center, rotating with the wheel hub and on the other the water level inner ring disks rotating with the rim are vulcanized, the width of the rubber rings in the axial direction being greater than their thickness in the radial direction and the inner ring disks being axially supported against the outer ring disks.
The axial support of the ring disks can be effected in that the ring disks are bent together radially within the rubber rings, a bent side disk part forming a support for the rubber rings when they are flexible leather. In this way it is possible to influence the spring characteristic according to Wanseh through the shape of the bending of the discs.
It goes without saying that a positive or negative preload of the rubber ring in the axial direction can achieve special spring properties in the wheels.
The arrangement of special washers makes it possible to design them together with the rubber rings as separate components which can be exchanged in order to be able to adapt to different types of suspension, vehicle weight, etc.
The invention also enables the use of smaller tire volumes and thus the departure from the previous direction of tire development, which has shifted to ever larger pneumatic tire volumes, to improve the depreciation of the vehicle.
Embodiments of the invention are shown in the drawing, namely: Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a vehicle wheel, Fig. 2 shows a variant of the outer guide discs on a larger scale, Fig. 3 shows a longitudinal section through a vehicle wheel with replaceable rim and cone - see rubber rings, FIG. 4 a longitudinal section through the seam portion on a larger scale and FIG. 5 a partial longitudinal section through a vehicle wheel for rail vehicles.
The vehicle wheel shown in Fig. 1 is intended in particular for motorcycles. From the suspension is achieved by two rubber rings 1, which are firmly connected on the one hand with the Führungssehei ben 2 and on the other hand with ring washers 3 by vulcanization. The ring washers 3 are bent outwards to form the rim parts and are connected via visual screws 8, by means of which they are attached to support disks 5 at the same time. The Führsehei ben 2 are rigidly connected to the hub 4. which is mounted on the wheel axle and can be driven via the gear 9. The gear 9 merges into the brake drum.
In the inner circumference, the supporting discs 5, which are bent towards the outer guide discs 2, are supported by special sliding rings 6, which are preferably fastened to the supporting discs 5.
In this way, the sliding rings 6 can move on the inner surfaces of the guide disks 2 without contamination, since the interior space between the disks is completely closed to the outside by the rubber rings 1. The support washers 5 can also have a beaded edge for holding the sliding rings 6, as will be described later ben.
In addition to the support washers 5, the guide washers 2 are also bent in a conical or callous shape, such that the distance between the adhesive surfaces for the rubber rings 1 allows these rings to be dimensioned so that their width in the axial direction is many times greater than their thickness in radia ler direction and see the rubber rings with their Durehfederung at the same time can more or less lay on the bent Seheibenteilen.
According to FIG. 2, the guide disk 2 is bent in the shape of a dome in part 7, in order to allow part of the ring width of the rubber ring 1 to come to rest with increasing resilience. The support disk 5 could also be designed in the same way.
In order to achieve certain spring properties, depending on the required conditions, the rubber rings 1 can be inserted in the axial direction under positive or negative bias between the support washers 5 and the guide washers 2.
3 shows a vehicle wheel for motor vehicles, the two outer guide washers 2 of which have radially inner edges 10 which are bent at right angles and which engage in one another and thereby form a double-conical hub that is clamped on the wheel axle 11 by the nut 12. The brake drum 13 is connected to one of the guide disks 2 via Mitnehnier 14.
Angled annular disks 15 are attached to the outer edge of the guide washers 2, and the rubber rings 1 are vulcanized to their edges. The inner support washers 5 are bent together so that their annular edges 16 touch. Further ring washers <B> 17 </B> are placed on these ring-shaped edges from the outside to reinforce the edges. <B> i </B> There are fastening means <B> 18 </ B on these > The washers forming the rim <B> 33 </B> are removably attached.
These rings <B> 15 </B> and <B> 17 </B> with the vulcanized (-, 'uimniirin, -en <B> 1 </B>) form the actual feather elements, and can be manufactured for you as components that are able to meet the various cushioning tasks.
The rubber rings <B> 1. </B> can be slightly conical in such a way that their inner surfaces enclose an stump angle in the axial direction when the wheel is unloaded. This has the advantage that when there are impacts in the radial direction, they are increasingly subjected to tension and compression.
Furthermore, the adhesive surfaces of the rubber rings 1 on the individual ring disks 15 and 17 are larger than the ring die in the radial direction due to the conicity, so that the rings adhere better. For this purpose, it is also possible, for example, to bulge the ring disks 17 in the area of their adhesive surfaces in order to stiffen the ring disks and further enlarge the adhesive surfaces. The bulge can be designed in such a way that, during the adhesive process, rubber compound also penetrates behind the bulge in its free space for sealing the annular disks 17 against the support disks 5.
The clamped support washers 5 form a hollow ring which is closed off radially on the inside by a spacer ring 19 which can be designed as a U-profile ring and which accommodates a rubber buffer ring 20 to limit the greatest deflection. The sliding rings 6 are held in recesses of the support disks 5 by approaches of the spacer rim 19 and slide on the Führungssehei ben 2. The sliding rings are made of a self-lubricating material, such as a sintered metal or a plastic, to which a friction-reducing additive, such as graphite, is added is.
The rubber rings 1 can only be vulcanized to the annular disks 15 and 17 in the conical shape so that they are under tension.
The design of the support washers 5 can also be such, as can be seen in FIG. 4, that after their combination they form an annular hollow body which receives the rubber buffer ring 20 in the hollow groove 21 and has indentations 22 on the outer surfaces , in which the sliding rings 6 are placed.
The vehicle wheel shown in Fig. 5 can be used both for rail vehicles and, with a correspondingly modified wheel rim, for heavy goods vehicles. A guide washer 2 is rigidly connected to the near 4, to which two lateral washers 15, sifted by snap rings 24, are attached, on the bent edges of which the rubber rings 1 are vulcanized, forming an inward widening of the adhesive surface in the area of the Turn.
With regard to the inner guide disk 2, two outer support disks 5 are sprung, on the outer circumference of which the bandage <B> 25 </B> is placed, which can also be provided by a rim and also by a snap ring <B> 226 </B> The gamma rings 1 are firmly adhered to the ring disks 17 and are attached to the support disks 5 with them, preferably also via snap rings 27 in recesses in the support disks 5. The two support disks 5 close a cavity 28 in which the guide disk 2 can swing out.
Here, too, sliding rings 6 are provided in special recesses between the guide washer 2 and the two support washers 5; Furthermore, additional sealing rings 29 can be placed in the separating joints of the washers, and the cavity 28 can be filled with a damping agent, for example oil, through which it provides a shock-absorbing effect Effect is achieved.
With all versions it is achieved that all forces are perfectly absorbed. The radial impacts are absorbed by shear and tensile stresses in the rubber rings <B> 1 </B>. Tangential forces generate corresponding lifting stresses in the circumferential direction in the rubber rings and lateral forces are transmitted from the axially supported support disks 5 to the guide disks 2 via the sliding rings.
Due to the possible large spring travel in the radial direction, any further additional lowering can be used.
Furthermore, it is still possible to produce any desired high initial value of the suspension in accordance with its static preload so that between the support disks 5 and the guide disks 2, coupling members, which are spring-loaded and are supported in the axial direction, if necessary are provided in the form of balls which engage in corresponding annular recesses in the guide disks 2.
Pot-shaped rotary bodies can also be used as coupling members. Only when additional external stresses arise from the driving operation would the spring take effect, since the coupling members have to be pushed out of the recesses and then roll on the sliding guides. In this way, the rubber rings can be distorted to a bias, so that their entire spring travel is available for the resilience during operation.
The bicycles described have an unsprung mass that is practically limited to the rim and the tires.
The parts moving towards one another do not require any monitoring or maintenance and are completely protected against contamination.