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Federndes Rad Die Erfindung bezieht sich auf ein federndes Rad für
Fahrzeuge, bei dem zwischen Nabe und Felge Federungskörper vorgesehen sind.
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Bei bekannten Rädern dieser Art bestehen die Federungskörper aus symmetrisch
zur Drehachse des Rades angeordneten Gummiringen, die die Nabe und den äußeren Radteil
miteinander verbinden, und zwar unter Verwendung von Gleitscheiben, die an der Nabe
befestigt sind und die Ringe seitlich abstützen. Dadurch wird der Aufbau der Räder
umständlich und teuer.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, eine sichere seitliche Führung
des Rades auch ohne Hilfsmittel ausschließlich durch die Federungskörper, d. h.
durch die Gummiringe selbst, zu bewirken. Das ist dann der Fall, wenn die Gummiringe
in der Nähe des Angriffes der radialen Last ihre größte Seitensteifigkeit besitzen
und sie so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie sich. unter dieser Last insgesamt
zu einem seitensteifen Gebilde verformen. Um eine solche Abfederung herzustellen,
wurde vorgeschlagen, die die Federung übernehmenden Gummiringe dergestalt anzuordnen
und mit den Radteilen zu verbinden, daß mindestens eine ihrer äußeren und inneren
Umfangsflächen schräg zur Drehachse des Rades verläuft, so daß jedes Ringelement
im unbelasteten Zustand die Gestalt eines liegenden Kegelstumpfes aufweist, der
mit seinem größten Durchmesser` an die äußeren Radteile angeschlossen ist, z. B.
durch Vulkanisation. Wenn die Ringe gleich große Durchmesser aufweisen, liegt ihr
Querschnitt in der Nähe des Bodens unter Last in einer waagerechten Ebene, während
die Ringe an den übrigen Umfangsstellen einen von 180° abweichenden Winkel einschließen.
Die Gummiringe können auch verschiedene Durchmesser und/oder verschiedene Wandstärken
haben, Letztere sollen zur Sicherung der Elastizität jedoch stets kleiner sein als
die Ringbreiten. Die Abfederung läßt sich auch nur durch einen einzigen Ring der
gekennzeichneten Art bewerkstelligen.
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Die Gummiringe können im Einbauzustand vorgespannt, aber auch spannungslos
sein.
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Die stirnseitigen Befestigungsflächen der Ringe können senkrecht zur
Drehachse des Rades verlaufen, aber auch gegen diese geneigt sein. Um die Haftfestigkeit
des Gummis--bei Torsionsbeanspruchung zu erhöhen, kann man die Anschlußflächen wellenförmig
gestalten.
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Die Erfindung geht -von dem hier aufgezeigten Stand der Technik und
von der Aufgabe aus, die federnden Gummiringe ohne Schrauben, Niete od. dgl. zwischen
der Felge und der Nabe zu halten, so daß sie dann sehr nahe an die Felge herangebracht
werden können, wo sie für eine große Seitenstabilität sorgen.. Die Erfindung besteht
darin, daß mindestens einer der elastischen Ringe an den Stirnflächen mit metallischen
Winkelringen zusammenzuvulkanisiert und über deren freie, konisch ausgebildete Schenkel
auf einem Konus der Felge und der Nabe selbsthemmend befestigt ist. Die konischen
Flächen sind dabei so geneigt, daß bei Beanspruchung der Gummiringe eine Verfestigung
der Klemmverbindung eintritt. Vorzugsweise sitzt der nabenzugewandte Ring mit den
Konen der freien Schenkel der Winkelringe einerseits am Innenumfang der Felge und
andrerseits auf einer axial mit der Nabe in Verbindung stehenden Spannscheibe oder
einem -ring. Dadurch kann auch der andere Ring mit den Konen der freien Schenkel
der Winkelringe selbsthemmend mit der Felge und der Nabe verbunden sein. Diese Ausbildung
hat den Vorteil, daß innen und außen die gleichen Ringelemente verwendet werden
können.
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Wenn nur auf der nabenzugekehrten Seite ein selbsthemmendes Element
vorgesehen ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das andere Element unmittelbar
mit der Felge zusammenvulkanisiert wird und über eine axiale Spannscheibe mit der
Nabe verbunden ist. Die Verbindung des Gummiringes an der Felge kann zweckmäßig
durch eine in die Felge eingearbeitete Sicke od. dgl. verbessert werden.
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Der Aufbau eines federnden Rades nach der Erfindung bedingt zwischen
Nabe und Felge einen Luftraum, der durch die von der Nabe ausströmende Wärme aufgeladen
würde, wenn nicht besondere Kühlmöglichkeiten vorgesehen wären. Es werden daher
in der Nabe und/oder in den Winkelringen Spülöffnungen für Kühlluft vorgesehen,
wobei in diese Öffnungen ventilationsfördernde Rippen oder Lamellen eingebaut sind.
Es ist denkbar, die Kühlrippen in bekannter Weise auf der Nabe vorzusehen; doch
können auch
gewellte Ringe zusätzlich vor den Spülöffnungen angebracht
werden. Wenn das zu übertragende Drehmoment sehr groß ist, können zwischen den Winkelringen
und der Felge bzw. der Nabe besondere Verdrehsicherungen vorgesehen sein. Ein zusätzliches
Verschweißen ist jedoch nur selten erforderlich.
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Um die Klemmverbindung der Winkelringe noch weiter zu verbessern,
können die elastischen Ring mit Druckvorspannung eingebaut werden. Diese Druckvorspannung
soll in den Grenzen zwischen 5 und 15% liegen, so daß bei keiner Deformation noch
Zugvorspannungen in den Ringen auftreten können. Dann ist stets ein fester Sitz
der Winkelringe auf der Nabe bzw. der Felge gewährleistet.
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Neben dem schnellen Montieren ermöglicht die Erfindung die Verwendung
von federnden Rädern selbst für größte Bremstrommeln bei ausreichendem Federweg.
Durch die Druckvorspannung wird schließlich noch im Bereich der angreifenden Last
bereits bei statischer Belastung der progressive Kennlinienteil erreicht bzw. überschritten,
woraus sich eine besondere Seitensteifigkeit ergibt.
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Die Anordnung des Ventils ist für die Erfindung nicht entscheidend.
Doch hat es sich als günstig erwiesen, das Ventil unmittelbar in die Felge zu legen,
um eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten.
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In der Zeichnung ist das federnde Rad nach der Erfindung an Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein federndes Rad mit zwei selbsthemmenden Befestigungselementen
für die Gummiringe, Fig. 2 und 3 ein federndes Rad mit einem unmittelbar an die
Felge anvulkanisierten, elastischen Ring und Fig. 4 bis 8 je einen Ausschnitt einer
Verdrehsicherung.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Rad ist die Felge 1 mit der Nabe 2
über die Gummiringe 3 und 4 verbunden, die mit ihren Stirnseiten an den Winkelringen
5 und 6 sowie 7 und 8 anvulkanisiert sind. Der Winkelring 7 sitzt unter der Schulter
der Felge 1, während der Winkelring 8 mit seinem freien konischen Schenkel auf einem
konischen Teil der Nabe 2 selbsthemmend angebracht ist. Auf der anderen Seite ist
der mit dem Gummiring 3 verbundene Winkelring 6 ebenfalls in die Felge 1 eingepaßt,
während der Winkelring 5 mit seinem freien Schenkel auf einem konischen, axial wirkenden
Spannring 9 sitzt, der durch Schrauben 10 an die Nabe 2 angeschraubt ist. Die Ringelemente
3, 5 und 6 sowie 4, 7 und 8 sind formgleich und können ohne weiteres gegeneinander
ausgetauscht werden. Die Öffnungen 11 im Winkelring 7 dienen zur Kühlung, im Winkelring
6 dagegen zum Hindurchführen des Ventils 12. Um einen guten Luftdurchfluß zwischen
der Felge 1 und der Nabe 2 zu erhalten, sind im Spannring 9 ebenfalls Bohrungen
13 vorgesehen und auf der Nabe 2 Kühlrippen 14 angebracht. Die Anzahl der Bohrungen
11 und 13 sowie der Kühlrippen 14 hängt von der Größe des Rades bzw. der Bremse
ab.
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Die Montage eines derartigen Rades ist sehr einfach, so daß es insbesondere
für Kraftfahrzeugräder mit großen Bremsen geeignet ist. Nachdem das Element 4 auf
den Konus der Nabe 2 aufgeschoben ist und die Felge 1 auf dem freien Schenkel des
Winkelringes 7 sitzt, wird das Element 3 auf der anderen Seite der Felge 1 eingesetzt
und über den konischen Spannring 9 mittels der Schrauben 10 an die Nabe 2 angezogen.
Die Vorspannung der Elemente 3 und 4 wird dadurch erzielt, daß vor dem Anziehen
der Schrauben 10 zwischen dem Spannring 9 und der Nabe 2 ein Spalt verbleibt, der
der gewünschten Vorspannung entspricht.
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In Fig. 2 ist auf der nabenzugekehrten Seite ein Element 4, 7, 8 ähnlich
der Fig. 1 vorgesehen, während auf der anderen Seite der Gummiring 3 unmittelbar
an der Sicke 15 der Felge 1 anvulkanisiert ist. Der Spannring 16 ist ebenfalls mit
dem Gummiring 3 durch Vulkanisation verbunden und wird durch Schrauben 10 an der
Nabe 2 befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ebenfalls Kühlbohrungen 11
und 13 sowie Kühlrippen 14 vorgesehen, die jedoch durch einen lamellenartigen Ring
17, der zwischen dem Winkelring 7 und der Felge 1 sitzt, ergänzt werden.
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Während in Fig. 2 die Kühlluft durch die Bohrungen 13 des Spannrings
16 hindurchströmt, wird sie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 durch die Rippen
18 zwischen dem Spannring 19 und der Nabe 2 hindurchgeleitet. Im übrigen entspricht
diese Ausführung der Fig. 2.
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In Fig. 4 ist der Querschnitt eines Elementes mit Verdrehsicherung
dargestellt. Fig. 5 und 7 zeigen Längsschnitte durch eine Verdrehsicherung, die
entweder durch die Sicke 20, die angeschweißte Feder 21 oder die herausgeprägte
Nase 22 gebildet ist.
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Fig. 8 ist ein Querschnitt entsprechend der Fig. 7.