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Elastisches Rad.
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Rad und bezweckt, dieses den Bedürfnissen der Praxis besser als bisher anzupassen. Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass das Rad mit einem einzigen elastischen System ausgestattet ist, das zwischen der Nabe und der Felge eingesetzt und mit der letzteren derart verbunden ist, dass das elastische System bei einer auf das Rad ausgeübten Einwirkung eine über den ganzen Umfang der Felge gleichmässig verteilte Beanspruchung erleidet, unabhängig von der Stelle der Felge, an der die Einwirkung ausgeübt wird.
Die Erfindung betrifft neben dieser wesentlichen Anordnung überdies noch andere Einrichtungen, die sich vorzugsweise gleichzeitig verwenden lassen und nachstehend beschrieben sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, die sich ausschliesslich auf ein elastisches Rad bezieht, das eine elastische Felge vorsieht, die mit beweglichen Speichen in Verbindung ist. Die letztere besteht darin, dass auf diese Speichen ein elastisches System wirkt, das derart angeordnet ist, dass alle Speichen durch einen Längszug beansprucht werden, mit Ausnahme derjenigen Speiche oder Speichen, die sich dem Angriffspunkt der Kraft, die auf einen beliebigen Punkt der Felge und in der Radebene einwirkt, am nächsten befindet oder befinden.
Die Erfindung kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. Zu ihrer näheren Erläuterung werden einige beispielsweise Ausführungsformen an Hand der Zeichnung beschrieben.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildetes elastisches Rad, u. zw. Fig. 1 in Vorderansicht, Fig. 2 im Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1. Fig. 3 zeigt ein Rad gemäss Fig. 1 unter der Einwirkung eines Hindernisses. Die Fig. 4 und 5 zeigen ein gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildetes elastisches Rad, u. zw. zeigt Fig. 4 eine Vorderansicht, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4. Fig. 6 zeigt ein gemäss einer dritten Ausführungsform ausgebildetes und unter der Einwirkung eines Hindernisses befindliches elastisches Rad im Aufriss. Die Fig. 7 und 8 zeigen in Vorderansicht und im Schnitt nach Linie 8 - 8 der Fig. 7 ein gemäss einer vierten Ausführungsform ausgebildetes elastisches Rad, das unter der Einwirkung eines Hindernisses deformiert ist.
Die gemäss der erwähnten bevorzugten Ausführungsformen ausgebildeten, nachstehend beschriebenen elastischen Räder lassen sich natürlich im Rahmen der Erfindung beliebig abändern.
Man kann, wie einerseits in den Fig. 1- 3 und anderseits in den Fig. 4,5 gezeigt ist, auf der Radnabe a, die auf gewöhnliche Weise ausgebildet ist und auf der Achse b aufgesteckt werden kann, eine zylindrische Trommel aufsetzen, deren Achse mit der der Nabe zusammenfällt, wobei diese Trommel beispielsweise durch zwei Seitenwände cl und einen zylindrischen Mantel c 2 gebildet wird, in welchem Mantel gleichmässig über seinen ganzen Umfang verteilt, längliche Fenster ei angebracht sind, deren Mittelpunkte sich in der Mittelebene der Trommel befinden.
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Die untereinander gelenkig verbundenen Arme e und h bilden die Radspeichen, die derart beschaffen sind, dass sie in ihrer Ebene bewegt werden können u. zw. zufolge der verschiedenen Stellungen, welche die Längsachse des Armes e hinsichtlich der des Armes h einnehmen kann. Diese Einrichtung ermöglicht auch eine Veränderung in der Längsrichtung der Speiche, d. h. es kann sich das freie Ende, des Armes 7t frei dem fixen Stützpunkt des
Armes e in der Achse d nähern oder von diesem entfernen.
Die Enden der verschiedenen Speichen e -h verbindet man durch Gelenke i mit einem
Bügel il, der mit einer elastischen oder auch steifen Felge verbunden ist. Die Felge kann auf beliebige Weise ausgebildet sein, wie z. B. in den Zeichnungen durch die Streifen kl und le2 dargestellt ist, auf denen der Laufmantel k befestigt ist.
Die so ausgebildete, an sich bewegliche Einrichtung wird mittels eines einzigen elastischen
Systems in bezug auf die Radnabenachse konzentrisch erhalten. Dieses System wird durch ein oder mehrere armierte oder nicht armierte Kautschukstücke oder durch eine oder mehrere
Stahlfedern od. dgl. gebildet.
In den Fig. 1- 3 wird das elastische System durch endlose Bänder z. B. aus
Kautschuk gebildet, die sich, wenn das Rad unbelastet ist oder keine andere Beanspruchung erleidet, auf die Zapfen f mittels der Rollen fl aufstützen, ohne hiebei das zwischen den
Armen e und h vorhandene Gelenk zu beeinflussen, und die mit den auf den Achsen d aufgebrachten Rollen dl einfach in Berührung sind. In dem in den Fig. 1-3 dargestellten
Beispiel sind zwei Bänder vorgesehen, die beiderseits der Speichen angeordnet sind. Man erhält so ein elastisches Rad, dessen Elastizität-unabhängig davon, ob die Felge fest oder nicht fest ist-durch die Spannkraft des elastischen Systems 11 bestimmt wird.
Das elastische
System wird, sobald eine Kraft auf einen beliebigen Punkt der Felge einwirkt, gleichmässig und auf seinem ganzen Umfang beansprucht.
Bei Verwendung einer elastischen Felge, wie dies in den dargestellten Ausführungs- beispielen angenommen ist, werden die Speichen durch einen Längszug beansprucht, ausge- nommen die Speiche oder die Speichen, die sich dem Angriffspunkt einer Kraft, die auf einen beliebigen Punkt der Felge und in der Radebene einwirkt, am nächsten befindet oder befinden. In Fig. 3 ist angenommen, dass diese Kraft im Widerstand ; der Fahrbahn besteht, der aus der durch das Rad getragenen Last und aus dem Stosse resultiert, der sich aus der
Terrainerhebung, die das Rad zu passieren hat, ergibt. Es ist klar, dass nur die untere senk- rechte Speiche einer Zusammendrückung der Länge nach unterworfen ist.
Die Formveränderung wird hiebei derart sein, dass das Gelenk h sich von dem elastischen System entfernt, wobei dieses auf den Zapfen d sich aufstützt. Das Rad scheint durch das elastische System auf die oberen Speichen gewissermassen aufgehängt. Da die Kräfte in dem elastischen System sich gleichmässig verteilen, so werden die übrigen Speichen ebenso wie die untere Speiche einer
Zugkraft unterworfen sein, die praktisch die gleiche ist. Die Speichen verlängern sich im gleichen Masse, so dass die Felge, von der örtlichen und zeitlichen Deformation, die sie in
Berührung mit dem Erdboden erleidet, abgesehen, rund bleibt.
Für normale Belastung kann man dem elastischen System eine derartige Anfangsspannung geben, dass das Rad bei defor- mierter Felge auf seinem ganzen Umfang annähernd rund bleibt.
Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform wird das elastische System durch eine einzige Feder oder durch eine Reihe von Federn gebildet, die derart nacheinander angeordnet sind, dass sie einen elastischen Ring bilden, der konzentrisch zwischen der Rad- nabe und den Radspeichen eingesetzt werden kann, ohne dass hiedurch die Beweglichkeit der letzteren gehindert wird. Die Verbindung zwischen dem Ring 12 und den Speichen wird beispielsweise durch T-förmige Anker m hergestellt, welch letztere mit dem Ring derart ver- bunden werden, dass jeder Anker auf die Achse d jeder der Speichen und auf den Zapfen f der benachbarten Speiche sich frei aufstützt, wobei diese Aufstützungen keineswegs das Spiel der Speichengelenke stören.
Die Beanspruchung des Rades ist insbesondere bei elastischer Felge die gleiche wie die bei dem in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die untere Speiche wird ein- gezogen, wodurch die Kraft durch den Zapfen f dieser Speiche auf den entsprechenden
Anker und auf den elastischen Ring 12 übertragen wird. Der elastische Ring stützt sich auf die seitlichen und oberen Speichen und übt auf diese einen Längszug aus, der für die verschiedenen
Speichen der gleiche ist.
Man kann sich ebensogut der in Fig. 6 gezeigten Einrichtung bedienen, bei welcher der Anker m durch flexible Verbindungsorgane n wie Ketten, Seile od. dgl. ersetzt sind.
In diesem Falle werden die flexiblen Organe n an einem ihrer Enden mit den Gelenken f der verschiedenen Speichen und an ihrem andern Ende mit einer Scheibe o, die auf der
Nabe konzentrisch aufgesteckt ist, verbunden, wobei um die Nabe, unabhängig von dieser, ein elastisches System, wie z. B. eine zylindrische Schraubenfeder 13 drehbar ist. Das elastische
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System lehnt sich einerseits an ein Widerlager pi an, das von der Scheibe o getragen wird, und anderseits an ein Widerlager p, das von der Nabe getragen wird. Die Feder hat eine derartige Anfangsspannung, das die Felge bei normaler Belastung des Rades annähernd rund bleibt, damit im Falle einer auf die Felge ausgeübten Beanspruchung, wie z.
B. durch ein Hindernis, die untere, oder die unteren Speichen, d. h. diejenigen Speichen, die sich dem Angriffspunkt dieser Beanspruchung am nächsten befinden, sich verkürzen und : die andern Speichen in annähernd gleichem Masse sich verlängern und auf die Scheibe o einen Zug im gleichen Sinne ausüben, welche Zugkraft zur Gänze auf das elastische System 13 übertragen wird, das durch die Annäherung der Widerlager p und pl zusammengedrückt wird.
Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform sind die gegliederten Speichen durch teleskopartige Speichen ersetzt. Um die Zeichnung nicht unnütz zu überladen, wurden bei dem dargestellten Rad bloss vier Speichen angenommen, obschon die Zahl der Speichen in Wirklichkeit eine beliebige sein kann.
Bei dieser Ausführung besteht jede Speiche aus zwei ineinander schiebbaren Teilen r1 und r2. Der Teil rl ist mit der Radnabe a fest verbunden, der Teil r2 steht durch ein Gelenk 1 mit der Felge in Verbindung. Auf der Nabe a wird frei beweglich und konzentrisch ein elastisches System angebracht, das zwei Scheiben und t2 aufweist, zwischen welchen ein elastisches Organ wie z. B. eine zylindrische Schraubenfeder 13 eingesetzt wird, wobei diese Feder zwischen zwei Widerlager p und pl, die von den Scheiben t'und t2 getragen werden, eingelegt ist ; ferner ist eine Kompensationsfeder 14 vorgesehen, die zweckmässig zwischen die vorgenannten Widerlager p und pl in der Verlängerung der ersten Feder eiugesetzt wird.
Zwischen jeder der Speichen und dem elastischen System sind zwei krümmbare Verbindungsorgane n, wie z. B. Ketten, Seile od. dgl., angebracht, die einerseits auf dem Speichenteil r2 und anderseits auf den Scheiben tl und t2 befestigt sind. Diese beiden Organe können vorteilhaft durch ein einziges Organ gebildet werden, das sich frei in einen Ring u bewegt, der vom Speichenteil r2 getragen wird, und das an seinen Enden an den Scheibenteil tl und t2 befestigt ist, so dass ein völlig ausgeglichenes System erhalten wird.
Die Wirksamkeit eines derart ausgebildeten Rades entspricht der Wirksamkeit der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Da sich die Erfindung keineswegs auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern auf die verschiedenartigste Weise ausgeführt werden kann, so sollen insbesondere noch diejenigen Ausführungsformen angeführt werden, bei welchen man eine Einrichtung vorsieht, die der in den Fig. 7 und 8 gezeigten ähnlich ist, bei der aber die Speichen nicht radial verlaufen, sondern durch zwei Gruppen von Speichen gebildet sind, die zu den Scheiben oder Platten tl und t2 tangential verlaufen und zwischen welche ein elastisches System eingelegt wird auf welches durch diese beiden Gruppen eine entgegengesetzte Wirkung ausgeübt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elastisches Rad mit gegliederten Speichen und elastischen Einrichtungen, die zwischen Nabe und Felge zum Ausgleich der auf das Rad wirkenden Kräfte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Einrichtungen aus einem einzigen elastischen System bestehen, das einen oder mehrere Teile aufweist, die sich auf die verschiedenen Speichen frei aufstützen und das bei einer auf das Rad ausgeübten Einwirkung eine über den ganzen Umfang der Felge gleichmässig verteilte Beanspruchung aufnimmt, unabhängig von der Stelle der Felge, an der die Einwirkung der Felge ausgeübt wird.