Stossdämpfungseinrichtung an einem reit Luftreifen versehenen Rad Bei Traktoren bilden Hinterradachse, Motorblock und Fahrzeugrahmen ein ungefedertes Ganzes. Die beim Fahren auftretenden Erschütterungen werden somit prak tisch ungedämpft dem Sitzauflager übermittelt.
Die Ab federung dieser Erschütterungen und Schläge obliegt daher ausschliesslich der Sitzkonstruktion und lässt sich dement sprechend nur schlecht und mit grossem Aufwand lösen.
Es hat zwar nicht an Versuchen gefehlt, die Erschüt terungen und Schläge bereits vor der Radachse abzufan gen. Bekannt sind z.B. Speichenfederungen und Naben federungen und auch die Felgen hat man versucht, durch besondere konstruktive Massnahmen federnd auszu bilden.
Keine dieser Lösungen konnte sich bisher durch setzen, sei es weil der konstruktive und kostenmäs sige Aufwand im Vergleich zum erzielten Erfolg zu ge ring war, sei es dass sich diese Lösungen in der harten Praxis nicht bewährten.
Die vorliegende Erfindung geht einen gegenüber die sen Lösungen vollkommen neuartigen Weg.
Ihr Gegenstand ist eine Stossdämpfungseinrichtung an einem mit Luftreifen versehenen Rad, insbesondere am Hinterrad eines Traktors, welche sich dadurch aus zeichnet, dass die Luftkammer des mit einem schlauch losen Reifen ausgerüsteten Rades über die Felge mit mindestens einem Federelement in Verbindung steht, das einen dehnbaren Balg aufweist, welcher durch eine Feder entgegen dem auf ihn wirkenden normalen Reifendruck in komprimiertem Zustand gehalten ist, wobei die Feder kraft dieser Feder so eingestellt ist, dass beim Befahren von Unebenheiten der im Reifen, kurzzeitig entstehende Überdruck die Federkraft überwindet,
sodass Luft aus der Reifenkammer in den sich dehnenden Balg ent weichen kann, wobei eine Dämpfungsvorrichtung vorhan den ist, welche die Rückkehr des Balges vom gedehnten in den komprimierten Zustand unter der Wirkung seiner Feder beim Wegfall des Überdruckes bremst, wodurch die Übertragung des Schlages auf die Felge zumindest ge dämpft wird.
Solche Federelement lassen sich mit wenigen Kosten herstellen. Sie lassen sich ohne grossen Aufwand an einer Felge für schlauchlose Reifen befestigen und können da- her leicht auch an älteren Fahrzeugen angebracht wer den, um die Federung der betreffenden Fahrzeuge zu verbessern. Sie könnten jedoch auch, über einen Schlauch mit der Reifenkammer verbunden, an einer anderen Stelle des Rades, z.B. an der Nabe, angeordnet werden.
Sollte nach längerem Betrieb die Feder lahm werden; ist sie schlecht eingestellt oder ist der Druck im Reifen nicht auf dem vorgeschriebenen Wert, so werden zwar die betroffenen Federelemente wirkungslos, das Fahr zeug muss aber deswegen nicht stillgelegt werden, denn es entspricht dann in seinen Federungseigenschaften den Fahrzeugen mit bisher üblichen Rädern ohne solche Elemente.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes teilweise schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 das eine Hinterrad eines Traktors mit drei symmetrisch angeordneten Federelementen.
Fig. 2 im Schnitt ein einzelnes dieser Federelemente in der Ruhestellung und Fig. 3 im Schnitt gemäss Fig. 2 das dort gezeigte Federelement in der durch einen im Reifen herrschenden Überdruck hervorgerufenen gedehn ten Lage.
Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Federelement 1 besteht aus einem dehnbaren zylindrischen Balg 2. Die ser ist an seiner einen Stirnseite durch eine Scheibe 3 hermetisch verschlossen und an seinem anderen Ende mit einem nach innen ragenden Ringflansch 4 verbunden, durch dessen Öffnung ein Rohr 5 in die Balgkammer 6 ragt. Das aus der Kammer 6 ragende Ende des Rohres 5 ist über eine Öffnung 7 in einer Felge 8 für einen schlauchlosen Reifen 9 mit der Luftkammer 10 des Rei- fens 9 verbunden.
Dies kann beispielsweise wie dargestellt über einen am felgenseitigen Ende des Rohres 5 ange- brachten Flansch erfolgen. Die vom dehnbaren Balg 2 eingeschlossene Kammer 6 kommuniziert somit über das Rohr 5 mit der Reifenkammer 10. Mit 12 ist eine Feder bezeichnet, welche einerends bei 13 an der Scheibe 3 und anderends bei 14 am mit dem Rohr 5 befestigten, statio nären Ringflansch 4 verankert ist.
Die Feder 12 ist als Zugfeder ausgebildet und somit stes bestrebt, den Balg 2 in der in Figur 2 dargestellten komprimierten Lage zu halten, in welcher die Kammer 6 das kleinste Volumen einschliesst. Über das in den Balg 2 ragende Ende des Rohres 5 gleitet teleskopartig ein Rohr 15 das mit seinem einen Ende an der Scheibe 3 befestigt ist.
Diese teleskop- artige Anordnung der Rohre 5 und 15 kann ausschliess- lich als Führung bei den Balgbewegungen dienen, vor zugsweise bilden aber die beiden Rohre 5, 15 einen Te- leskopdämpfer, dessen Zweck aus der nun folgenden Funktionsbeschreibung hervorgehen wird.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Hinterrad eines Trak tors sind drei Federelemente 1 der soeben mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 beschriebenen Art gleichmässig über den Umfang der Radfelge 8 verteilt. Es könnte ohne wei teres eine rössere Anzahl solcher Elemente angeordnet werden, die- angestrebte Wirkung würde sich aber auch bereits mit einem oder zwei an der Felge angeordneten Elementen 1 ergeben. Die optimale Zahl der anzubringen den Elemente 1 zur Erzielung einer bestimmten Federwir kung wird von der Grösse der Reifenkammer 10, von dem in dieser herrschenden, für den Reifen 9 vorgeschriebenen Reifendruck und von der Grösse der Balgkammer 6 im gedehnten Balg 2 abhängen.
Die Federkraft der Feder 12 ist so gewählt oder ein- gestellt, dass sie den Balg 2 entgegen der Wirkung des in der Reifenkammer 10 herrschenden, normalen, d.h. für den bestimmten Reifen und das bestimmte Fahrzeug fa- brikmässig vorgeschriebenen Druck gerade noch in der in Fig. 2 gezeigten komprimierten Lage hält.
Übersteigt der Druck in der Reifenkammer 10 diesen Normalwert, so gibt die Feder 12 nach und der Balg 2 wird sich unter Vergrösserung seiner Kammer 6 dehnen, bis er die in Fig. 3 dargestellte Endlage erreicht. Sobald der Druck den Normalwert wieder erreicht, ist die Feder 12 wieder stärker und zieht den Balg 2 wieder zusam men wobei die der Volumenverminderung der Kammer 6 entsprechende Luftmenge in die Reifenkammer zurück- gepresst wird.
Druckspitzen, die den Druck in der Reifenkammer 10 schlagartig hoch über den Normalwert schnellen las sen, entstehen jedesmal wenn der Reifen über eine Bo denunebenheit, z.B. über einen grossen Stein, einen Gra ben u. dgl. rollt und dabei deformiert wird. Da sich der Reifen 9 nicht oder kaum merklich dehnen kann, wür de beim Fehlen der beschriebenen Federelemente der entstehende Schlag praktisch ungedämpft auf die Rad felge übertragen und über diese der Achse und dem Fahrzeugrahmen übermittelt.
Dank der beschriebenen Federelemente nun wird statt dessen bei einer solchen Druckspitze ein Teil der in der Reifenkammer befind lichen Luft in die sich dehnenden Bälge 2 der Feder elemente entweichen. Je nach Zahl und Grösse der Fe derelemente wird die Stossenergie mehr oder weniger bei der Deformation der Feder oder Federn 12 abgebaut.
Sobald das Hindernis überwunden ist, der Reifen somit seine normale Form wieder einnimmt, fällt der Druck in der Reifenkammer wieder auf den Normalwert zurück und die durch jeden gedehnten Balg 2 aus der Kammer 10 aufgenommene Luft wird durch die den Balg wie derum komprimierende Feder 12 in den Reifen zurück- gepresst. Damit ist die Ausgangslage wieder erreicht. Beim nächsten Überfahren eines Hindernisses wieder holt sich die Stossdämpfung in gleicher Weise.
Die Aus bildung der Teleskoprohre 5, 15 als Dämpfer dient dazu zu verhindern, dass die Luft aus dem oder den gedehnten Bälgen nach Wegfall des Überdruckes ebenso schlagartig in den Reifen zurückgepresst wird, wie sie in den Balg geströmt ist. Die durch den Dämpfer 5, 15 erzwungene langsame Rückführung der Luft aus dem gedehnten Balg 2 in die Reifenkammer 10 verhindert dies.
Shock-absorbing device on a wheel fitted with pneumatic tires On tractors, the rear wheel axle, engine block and vehicle frame form an unsprung whole. The vibrations that occur while driving are thus transmitted to the seat support virtually undamped.
The cushioning of these vibrations and impacts is therefore exclusively the responsibility of the seat construction and can therefore be solved only poorly and with great effort.
There has been no lack of attempts to absorb the vibrations and impacts in front of the wheel axle. Spoke springs and hub springs and also the rims have been tried to form trainees with special design measures.
None of these solutions has prevailed so far, either because the design and cost-related effort was too low compared to the success achieved, or because these solutions did not prove themselves in tough practice.
The present invention takes a completely new approach to these solutions.
Its object is a shock absorption device on a wheel equipped with pneumatic tires, in particular on the rear wheel of a tractor, which is characterized in that the air chamber of the wheel equipped with a tubeless tire is connected via the rim to at least one spring element, which is an expandable bellows which is held in a compressed state by a spring against the normal tire pressure acting on it, the spring force of this spring being set so that when driving over bumps the brief excess pressure in the tire overcomes the spring force,
so that air from the tire chamber can escape into the expanding bellows, whereby a damping device is available, which brakes the return of the bellows from the stretched to the compressed state under the action of its spring when the excess pressure is removed, whereby the transmission of the impact to the Rim is at least dampened.
Such spring elements can be produced at low cost. They can be attached to a rim for tubeless tires without great effort and can therefore also easily be attached to older vehicles in order to improve the suspension of the vehicles in question. However, they could also be connected to the tire chamber via a tube at another point on the wheel, e.g. on the hub.
Should the spring get lame after prolonged use; If it is poorly set or the pressure in the tire is not at the prescribed value, the affected spring elements will be ineffective, but the vehicle does not have to be shut down because its suspension properties then correspond to vehicles with previously common wheels without such elements .
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown partially schematically. It shows: FIG. 1 the one rear wheel of a tractor with three symmetrically arranged spring elements.
Fig. 2 in section a single one of these spring elements in the rest position and Fig. 3 in section according to FIG. 2, the spring element shown there in the stretched position caused by a prevailing overpressure in the tire.
The spring element 1 shown in Figures 2 and 3 consists of an expandable cylindrical bellows 2. The water is hermetically sealed at its one end by a disc 3 and connected at its other end to an inwardly protruding annular flange 4, through the opening of which a pipe 5 protrudes into the bellows chamber 6. The end of the tube 5 protruding from the chamber 6 is connected to the air chamber 10 of the tire 9 via an opening 7 in a rim 8 for a tubeless tire 9.
This can take place, for example, as shown, via a flange attached to the end of the tube 5 on the rim side. The chamber 6 enclosed by the expandable bellows 2 thus communicates via the tube 5 with the tire chamber 10. 12 denotes a spring which is anchored at one end at 13 on the disk 3 and at the other end at 14 on the stationary annular flange 4 attached to the tube 5 is.
The spring 12 is designed as a tension spring and thus always strives to keep the bellows 2 in the compressed position shown in Figure 2, in which the chamber 6 encloses the smallest volume. Over the end of the tube 5 protruding into the bellows 2, a tube 15 slides telescopically, one end of which is attached to the disk 3.
This telescopic arrangement of the tubes 5 and 15 can serve exclusively as a guide for the movements of the bellows, but preferably the two tubes 5, 15 form a telescopic damper, the purpose of which will emerge from the functional description that follows.
In the rear wheel of a tractor shown in FIG. 1, three spring elements 1 of the type just described with reference to FIGS. 2 and 3 are evenly distributed over the circumference of the wheel rim 8. A larger number of such elements could easily be arranged, but the desired effect would also result with one or two elements 1 arranged on the rim. The optimal number of elements 1 to be attached to achieve a certain Federwir effect will depend on the size of the tire chamber 10, on the tire pressure prescribed for the tire 9 and on the size of the bellows chamber 6 in the expanded bellows 2.
The spring force of the spring 12 is selected or adjusted in such a way that it moves the bellows 2 against the action of the normal, i.e., prevailing in the tire chamber 10. for the specific tire and the specific vehicle, the pressure prescribed by the factory is still just in the compressed position shown in FIG.
If the pressure in the tire chamber 10 exceeds this normal value, the spring 12 yields and the bellows 2 will expand, enlarging its chamber 6, until it reaches the end position shown in FIG. As soon as the pressure reaches the normal value again, the spring 12 is stronger again and pulls the bellows 2 together again, the amount of air corresponding to the reduction in volume of the chamber 6 being pressed back into the tire chamber.
Pressure peaks, which let the pressure in the tire chamber 10 suddenly rise above the normal value, occur every time the tire moves over an unevenness in the ground, e.g. over a large stone, a trench, etc. Like. Rolls and is deformed. Since the tire 9 can not or hardly noticeably expand, the resulting impact would be transmitted practically undamped to the wheel rim in the absence of the spring elements described and transmitted via this to the axle and the vehicle frame.
Thanks to the spring elements described, some of the air located in the tire chamber will instead escape into the expanding bellows 2 of the spring elements at such a pressure peak. Depending on the number and size of the spring elements, the impact energy is more or less reduced during the deformation of the spring or springs 12.
As soon as the obstacle has been overcome and the tire thus resumes its normal shape, the pressure in the tire chamber falls back to the normal value and the air taken from the chamber 10 by each stretched bellows 2 is released by the spring 12 which compresses the bellows again the tire pressed back. The starting position has thus been reached again. The next time an obstacle is driven over, the shock absorption is repeated in the same way.
The formation of the telescopic tubes 5, 15 as a damper is used to prevent the air from the expanded bellows or bellows from being pressed back into the tire just as suddenly as it flowed into the bellows. The slow return of the air from the expanded bellows 2 into the tire chamber 10, which is forced by the damper 5, 15, prevents this.