SE466248B - Baerhjul - Google Patents

Description

466 248 10 15 20 25 30 35 utformning av de i perifeririktningen åtskilda, böj- liga elementen att såväl summan av böjningen av varje litet längdavsnitt av elementen vid belastning av dessa element i hjulets radialriktning som summan av produkten av varje sådant litet avsnitts böjning och detta avsnitts avstånd till underlaget vid normalbelastat hjul är åt- minstone väsentligen noll. Med ett sådant arrangemang uppnås, att bärhjulet deformeras elastiskt väsentligen endast i radiell riktning vid kontakt med underlaget.

De hjulens inre hjulkransparti bildande elementen resp. delarna av elementen har vidare, betraktade i ett dia- metralt genom hjulet taget snitt, väsentligen formen av ett liggande S med änden av en radiellt utåt konvex del belägen vid bärhjulets ena sida och ansluten till bär- hjulets centrala del samt änden av en radiellt inåt konvex del ansluten till det yttre hjulkranspartiet vid hjulets motsatta sida.

I det fall att det yttre hjulkranspartiet har formen av en runtomgående bana, är det speciellt fördelaktigt att förse denna bana med radiellt genomgående hål. Hål genom det yttre hjulkranspartiet har förbluffande nog visat sig kunna ge upphov till en sänkning av det vid bärhjulets rullning mot underlaget uppstående bullret, varvid bullersänkningar av ända upp till 10 dBA har kunnat uppnås vid lämpligt val av form och storlek av hålen.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritning.

Fig. l är en schematisk, partiell axialsektionsvy genom ett ickepneumatiskt bärhjul enligt uppfinningen, varvid hjulet visas obelastat. ;\ 10 15 20 25 30 35 p4se 248 Fig. 2 och 3 är förenklade partiella axialsektionsvyer genom ett ickepneumatiskt bärhjul likande det i fig. 1, vilka åskådliggör uppfinningens prin- ciper, varvid hjulet visas belastat.

På ritningen är med 10 generellt betecknad en central del av ett icke pneumatiskt bärhjul, exempelvis fordons- hjul, vars geometriska axel är betecknad med 11. Delen 10 omfattar två skivor 12, som kan vara försedda med icke visade hål för användning vid hjulets montering på t.ex. ett hjulnav, och en mellan dessa skivor 12 fasthållen skiva 13. Hjulet innefattar vidare en av delen 10 upp- buren hjulkrans, som uppvisar en yttre, runtomgående hjulkransdel 14 medett för kontakt med underlaget av- sett yttre ytskikt 15 eller slitbana av exempelvis gummi- eller plastmaterial samt en av ett flertal lång- sträckta böjda element 16 bildad inre hjulkransdel.

Dessa element 16, vilka med sin inre ände ansluter sig till skivan 13, är åtskilda i hjulets perifeririktning och uppvisar på det visade sättet i ett diametralt genom hjulet taget snitt åt motsatta håll krökta delar 17, 18, vilka är belägna på var sin sida av ett tänkt plan genom lastcentrum CL (fig. 2 och 3), vilket plan sträcker sig genom hjulet vinkelrätt mot axeln ll vid ett i normal- fallet mitt mellan hjulets resp. det i kontakt med underlaget stående ytskiktets 15 eller slitbanans mot- satta sidor beläget ställe. Vid belastning av hjulet verkar krafter väsentligen radiellt mellan hjulets cen- trum ll och det i kontakt med underlaget stående området av ytskiktet. Dessa krafter upptages i allt väsentligt av elementen 16 under ökad böjning av de krökta delarna 17, 18. De fjädrande elementen 16 har genom val av material i samt av dimension och form hos desamma ut- formats så, att följande två villkor samtidigt uppfylles: a) summan av böjningen av varje litet längdavsnitt Alk, Alm, Alj, Aln av elementen 16 vid belastning av dessa v: 466 248 10 15 20 25 30 35 element (inom avsett belastningsomrâde för hjulet) är noll eller åtminstone väsentligen noll; och b) summan av produkten av varje sådant litet avsnitts Alj, Aln böjning och detta avsnitts avstånd hj, hn till underlaget är noll eller åtminstone väsentligen noll.

Villkoret a) .åskådliggöres (för tydlighetens skull starkt överdrivet) vid belastat hjul i fig. 2, där en mot ytskiktet 15 i området för dettas kontakt med under- laget verkande kraft eller last antages vara jämnt för- delad över kontaktomrâdets hela bredd och ha en i last- centrum CL vinkelrätt mot underlaget verkande resultant.

Lasten bringar varje litet stycke eller avsnitt Alk, Alm av ifrågavarande böjda element 16 att från ett med streckade linjer visat obelastat tillstånd böja sig en ytterligare vinkel vk, vm till det med heldragna linjer visade belastade tillståndet. Denna ytterligare vinkels storlek är givetvis beroende av lastens storlek. Därvid kommer den ytterligare böjningen vk av elementen 16 på den ena sidan av lastcentrum CL att snedställa det yttre hjulkranspartiet åt det ena hållet under förflyttning av detta hjulkransparti inåt ett stycke, som i CL-planet har längden rk, medan den ytterligare böjningen vm av elementet 16 på den andra sidan av lastcentrum CL sned- ställer det yttre hjulkranspartiet tillbaka åt det andra hållet under förflyttning av detta parti inåt ett stycke, som i CL-planet har längden rm. Avsnittet Alk och Alm är representativa för övriga, på den ena resp. andra sidan av lastcentrum CL belägna små längdavsnitt av elementen 16.

Resultatet av föreskriften eller villkoret a) är således, att det yttre hjulkranspartiet i området av sin kontakt med underlaget bibehåller sin parallellitet med under- laget med jämn lastfördelning över hela hjulbredden un- der radiell rörelse. Villkoret a) utesluter emellertid icke förekomst av sidorörelse av det i kontakt med un- derlaget kommande området av det yttre hjulkranspartiet ;ï- 10 15 20 25 30 466 248 relativt angränsande områden av detta hjulkransparti, utan för detta ändamål föreskrives dessutom villkoret b).

Villkoret b) åskådliggöres (för tydlighetens skull starkt överdrivet) vid belastat hjul i fig. 3, där en mot ytskiktet 15 i omrâdet för dettas kontakt med under- laget verkande kraft eller last antages vara jämnt för- delad över hjulbredden och ha en i lastcentrum CL vin- kelrätt mot underlaget verkande resultant. Lasten bringar varje litet stycke eller avsnitt Alj, Aln av ifrågavaran- de böjda element 16 att från ett med streckade linjer visat obelastat tillstånd böja sig en ytterligare vin- kel vj, vn till det med heldragna linjer visade belastade tillståndet. Denna ytterligare vinkels storlek är givet- vis beroende av lastens storlek. Därvid kommer den ytter- ligare böjningen vj av avsnittet Alj av elementet 16 på den ena sidan av lastcentrum CL att sträva att sidoför- flytta det yttre hjulkranspartiet åt det ena hållet ett stycke aj, vars längd är beroende av produkten av den ytterligare böjningen vj och avsnittets Alj avstånd hj från underlaget, medan den ytterligare böjningen vn av avsnittet Aln av elementet 16 på den motsatta sidan av lastcentrum CL strävar att sidoförflytta det yttre hjul- kranspartiet tillbaka åt det andra hållet ett stycke an, vars längd är beroende av produkten av detta avsnitts Aln ytterligare böjning vn och avsnittets avstånd hn från underlaget. Avsnitten Alj och Aln är representativa för övriga, på den ena resp. andra sidan av lastcentrum CL belägna små längdavsnitt av elementen 16. Resultatet av villkoret b) är således, att det yttre hjulkranspar- tiet icke kommer att förflyttas i sidled i det område, där det kommer i kontakt med underlaget, och i kombina- tion med resultatet av villkoret a) erhålles således en väsentligen optimal funktion hos bärhjulet. 466 248 6 10 15 20 25 30 35 I fig. 1-3 har elementen 16, betraktade i ett diametralt genom hjulet taget snitt, väsentligen formen av ett liggan- de S med änden 21 av en radiellt utåt konvex del 17 belägen vid bärhjulets ena sida och ansluten till bärhjulets cen- trala del, närmare bestämt till det radiellt yttre området av skivan 13, och änden 22 av en radiellt inåt konvex del 18 ansluten till det yttre hjulkranspartiet 14, 15 vid hjulets motsatta sida. Härigenom krävs relativt litet radi- ellt utrymme för de fjädrande elementen 16. Det är dock även möjligt att utforma elementen 16 mer eller mindre som ett stående S med åt hjulets ena respektive andra sida konvexa, väsentligen på ömse sidor om lastcentrumplanet CL och på olika radiella avstånd från slitbanan 15 belägna, fjädrande delar, varvid dock hänsyn måste tagas till ett de långt från underlaget belägna fjädrande delarna av elementen 16 vid böjning ger upphov till större sidorörelser av det i kontakt med underlaget kommande området av det yttre hjul- kranspartiet än de nära underlaget belägna, fjädrande delar- na av elementen 16. Exempelvis utföres de längst från under- laget belägna delarna styvare än de nära underlaget belägna delarna.

Det yttre hjulkranspartiet 14, 15 kan med fördel vara bil- dat av radiellt yttre ändpartier 19 eller fortsättningar av de làngsträckta, på avstånd från varandra i hjulets peri- feririktning belägna elementen 16, vilka ändpartier sträcker sig väsentligen horisontellt från området 22 vid hjulets ena sida mot och förbi CL-planet till hjulets andra sida.

Därvid kan dessa ändpartier eller fortsättningar 19 vara inbäddade i slitbanematerial, såsom gummi- eller plastmate- rial, individuellt eller på det visade sättet gemensamt.

I det första fallet kommer sålunda även slitbanan att bestå av periferiellt åtskilda områden, medan deni_det senare fallet sträcker sig kontinuerligt runt hjulet. Det är även möjligt att utforma det yttre hjulkranspartiet som en med slitbanematerial beklädd, väsentligen cylindrisk ring av fjädrande material, till vilken områdena 22 av elementen 16 'N .kx 10 15 20 25 30 35 , .. . 466 243 ansluter sig. Det är möjligt att mer eller mindre fullstän- digt uppbygga hjulet av kompositmaterial. Åtminstone när det yttre hjulkranspartiet 14, 15 på det i fig. 1 visade sättet har formen av en runtomgående obruten bana, är det lämpligt att, såsom likaså visas, anordna radiellt genomgående hål 20 i banan för reduktion av buller vid hjulets rullning mot underlaget. Närmare bestämt är enligt fig. l det yttre hjulkranspartiet 14, 15 försett med rader av genomgående hål 20, vilka sålunda sträcker sig helt genom såväl slitbanematerialet 15 som den bärande strukturen 14 härför, så att "ventilation" mellan det yttre hjulkranspartiets utsida och detsammas radiellt inåt vet- tande insida 23 erhålles. Hàlen 20 är anordnade i mönster- kaviteter 24 i den för kontakt med underlaget avsedda ban- sidan. De för reduktion av ljudemissionen utnyttjade hålens 20 storlek, form och antal kan varieras från fall till fall, och hålen kan vidare uppvisa utefter deras längd varierande tvärsnittsarea.

Den sammanlagda arean av de nämnda hålen 20 bör dock ligga mellan 2 och 50 % av hela arean av den i kontakt med under- laget avsedda bansidan. Hålen, som kan vara anordnade i ett antal av 100 till 1000 stycken, kan ha en sammanlagd hålarea av minst 3 %, lämpligen minst 5 % och företrädes- vis minst 7 % av arean av nämnda bansida samt högst 30 % och lämpligen högst 25 % av bansidans area.

Med fördel är åtminstone vissa av hålen 20 på visat sätt anordnade i botten av mönsterkaviteter 24 i den för kontakt med underlaget avsedda bansidan, och hål av olika storlek och/eller med oregelbunden placering i det yttre kranspar- tiet kan användas bl. a. för undvikande av oönskade reso- nansfenomen. Hålen kan ha väsentligen godtycklig form, och åtminstone vissa av hålen kan ha formen av slitsar, varvid hålen eller slitsarna kan ha en diameter eller minsta tvär- dimension av 1-20 mm. Åtminstone vissa av hålen kan på den 466 248 s 10 mot hjulets centrum vettande sidan 23 av det yttre hjul- kranspartiet 14, 15 mynna i kaviteter med för absorption av buller inom ett bestämt frekvensområde vald form och stor- lek. Så stora bullerreduktioner som 10 dBA har i praktiken uppnåtts med hålarrangemang enligt ovan.

Uppfinningen är icke begränsad till ovan med hänvisning till ritningen beskrivna utföringsformer utan kan realise- ras på godtyckligt sätt inom ramen för den i patentkraven angivna uppfinningstanken.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 "466 -248 Patentkrav

1. Ickepneumatiskt bârhjul, innefattande en central del (10) och en av denna uppburen hjulkrans (14-16) med ett för rullning mot underlaget avsett yttre hjulkransparti (14, 15) och ett radiellt innanför detta beläget inre hjulkransparti (16), varvid åtminstone det inre av de båda hjulkranspartierna är bildat av ett flertal i hjulets perifeririktning åtskilda, av fjädrande material beståen- de, böjda, långsträckta element (16), vilka vart och ett betraktade i ett diametralt genom hjulet taget snitt, uppvisar åt motsatta håll krökta delar (17, 18) och vilka för upptagning av krafter, som vid belastning av hjulet verkar väsentligen radiellt mellan hjulets centrum (11) och dess i kontakt med underlaget stående område (15), är elastiskt eftergivliga i hjulets radialrikt- ning under ökad böjning av desamma, k ä n n e t e c k - n a t av en sådan utformning av de i perifeririktningen åtskilda, böjliga elementen (16) att såväl summan av böj- ningen av varje litet längdavsnitt (Alk, Alm, Alj, Aln) av elementen vid belastning av dessa element i hjulets radial- riktning som summan av produkten av varje sådant litet av- snitts (Alj, Aln) böjning och detta avsnitts avstånd (hj, hn) till underlaget vid normalbelastat hjul är åtminstone väsentligen noll, varjämte de hjulets inre hjulkransparti (16) bildande elementen resp. delarna av elementen har, betraktade i ett diametralt genom hjulet taget snitt, väsentligen formen av ett liggande S med änden (21) av en radiellt utåt konvex del (17) belägen vid bärhjulets ena sida och ansluten till bärhjulets centrala del (10, 12, 13) samt änden (22) av en radiellt inåt konvex del (18) ansluten till det yttre hjulkranspartiet (14, 15) vid hjulets motsatta sida.

2. Bärhjul enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det yttre hjulkranspartiet (14, 15) åtminstone 466 248 10 delvis är bildat av radiellt yttre ändpartier (19) av de lángsträckta elementen (16).

3. Bärhjul enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av 5 att det yttre hjulkranspartiet bildande eller däri in- gående ändpartier (19) av de långsträckta elementen (16) är inbäddade i ett exempelvis av gummi eller plast bestå- ende, för kontakt med underlaget avsett material (15). l0

4. Bärhjul enligt något av krav 1-3, k ä n n e t e c k - n a t av att det yttre hjulkranspartiet (14, 15) har formen av en runtomgående bana, som är försedd med radi- ellt genomgående hål (20), lämpligen i ett antal mellan 100 och 1000. 15

5. Bärhjul enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att den sammanlagda arean av nämnda hål (20) ligger mellan 2 och 50 % av hela arean av den för kontakt med underlaget avsedda bansidan (15), varvid den sammanlagda hålarean kan 20 vara minst 3 %, lämpligen minst 5 % och företrädesvis minst 7 % av arean av nämnda bansida (15), varjämte den sammanlagda hålarean med fördel kan vara högst 30 %, lämp- ligen högst 25 % av nämnda bansida (15). 25

6. Bärhjul enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a t av att åtminstone vissa av hålen (20) är anordnade i bottnen av mönsterkaviteter (24) i den för kontakt med underlaget avsedda bansidan (15). 30

7. Bärhjul enligt något av krav 4-6, k ä n n e t e c k - n a t av hål (20) av olika storlek och/eller med oregel- bunden placering i det yttre hjulkranspartiet (14, 15).

8. Bärhjul enligt något av krav 4-7, k ä n n e t e c k - 35 n a t av att åtminstone vissa av hålen (20) mynnar på den mot hjulets centrum vettande sidan (23) av det yttre hjul- 466 248 ll kranspartiet (14, 15) i kaviteter med för absorption av buller inom ett bestämt frekvensområde vald form och stor- lek.

9. Bärhjul enligt något av krav 4-8, k ä n n e t e c k - n a t av att hålen (20) har en minsta tvärdimension av 1-20 mm, varvid åtminstone vissa av hålen (20) kan ha for- men av slitsar.