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Federndes Rad Die Federung an einem Kraftwagenluftreifen findet unmittelbar
an der Berührungsstelle zwischen Reifen und Straße statt und wird vom Gesamtluftraum
des Reifens be= wirkt. Diese Abfederung ist an den Rohstoff Kautschuk mit seiner
Dehnbarkeit, -Luftdichtigkeit und .Unempfindlichkeit gebunden. Um diesen zu ersetzen,
muß man die Federung statt in den Reifen an eine andere Stelle zwischen Nabe und
Felge verlegen. Es- verspricht in jeder Beziehung den meisten Erfolg, die Federung
in den Radkörper zu verlegen.
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Wenn man, wie dies schon häufig geschehen ist, versucht, nur den Radreifen
z. B. mittels Stahlfedern abzufedern, wird man damit keinen guten Erfolg haben,
weil sich bei dem verhältnismäßig beschränkten Raum Federn von genügender Weichheit
bei ausreichender Tragfähigkeit nicht unterbringen lassen.
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Es ist bereits eine große Anzahl von Konstruktionen bekannt, bei denen
der Radkörper federnd ,ausgebildet ist, so daß auf einen Luftreifen verzichtet werden
kann. Alle diese haben aber den Nachteil, daß die Federungsarbeit infolge der verhältnismäßig
steifen Federn zu gering ist und daher die Federung bei geringer Fahrgeschwindigkeit
überhaupt nicht wirkt, während sie bei größerer in ihrer Wirkung durch die zwangsläufig
vergrößerte Masse des Radreifens wieder aufgehobenwird.
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Diese Nachteile waren in der Hauptsache darin begründet, daß immer
nur die unmittelbar an oder in Nachbarschaft der Druckstelle zwischen Rad und Straße
befindlichen Federn zur Arbeit herangezogen werden, während die übrigen .auf dem
Umfang verteilten Federn mehr oder weniger unbelastet waren. Beim Luftreifen dagegen
ist der gesamte Reifenluftrauminh.alt in jedem Augenblick an der Federungsarbeit
beteiligt.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet die beschriebenen Nachteile dadurch,
daß sie bestrebt ist, die gesamten über den Radumfang verteilten Federn zur Mitarbeit
heranzuziehen und darüber hinaus sämtliche am Rad auftretenden Kräfte federnd aufzunehmen,
um so insbesondere Seitenstöße von der Achse und vom Wagenkasten fernzuhalten.
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In Bild r und a sind alle an einem Rad auftretenden Kräfte angedeutet.
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In Bild 3 ist ein Konstruktionsbeispiel eines solchen Rades schematisch
dargestellt.
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Um das erstrebte Ziel, nämlich sämtliche Federn in jedem Augenblick
an der Federungsarbeit zu beteiligen, zu erreichen, ist zunächst
ein
möglichst starrer Radreifen b, der zur Abdämpfung des Geräusches auf seiner Außenseite
durch einen dämpfenden Belag a, z. B. Buna o. dgl., belegt sein kann, notwendig.
Zwischen diesem Reifen und der Nabe werden auf Zug, Druck und Biegung beanspruchte
Schraubenfedern a angeordnet. Um diese Federn in jeder Stellung zur Arbeit heranzuziehen,
müssen sie sowohl am Reifen als auch an der Nabe fest eingespannt sein. Bei der
Drehung des Rades werden sodann abwechselnd die oben befindlichen Federn auf Zug
beansprucht. In der Stellung von 9o° gegenüber der Senkrechten werden die Federn
weder auf Zug noch auf Druck, sondern nur auf Biegung beansprucht, quer zu ihrer
Längsachse. In der unteren Stellung, also zwischen Nabe und Straße, werden sie wiederum
in ihrer Achse, und zwar diesmal auf Druck, beansprucht. In den Zwischenlagen tritt
eine gemischte Beanspruchung auf Zug und Biegung bzw. auf Druck und Biegung ein.
Die Größe dieser Beanspruchung läßt sich berechnen.
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Selbstverständlich kann. auch die Federung außer durch Schraubenfedern,
wie im vorliegenden Beispiel, auch durch andere Federtypen, z. B. reine Biegungsfedern
o. dgl., bewirkt werden. Da die Federung um so weicher wird, je mehr Windungen die
einzelne Feder hat und je mehr Federn vorhanden sind, ist es zweckmäßig, eine möglichst
große Anzahl von Federn anzuordnen. Es ist deshalb vorgesehen, die Federn in mehreren
Ebenen parallel zur Fahrtrichtung anzuordnen, wie dies in Bild 4 dargestellt ist.
Das Kennzeichen der Federanordnung bei der vorgeschlagenen Konstruktion ist, daß
die Federn bei unbelastetem Rad spannungslos sind, so daß auch der Aus- und Einbau
ohne jede Schwierigkeit vonstatten gehen kann. Ein weiteres Kennzeichen ist, daß
das Gewicht eines solchen Rades infolge der Heranziehung sämtlicher Federn zur Arbeit
bei einem verhältnismäßig großen Federungsweg niedriggehalten werden kann. In dem
hier gewählten Konstruktionsbeispiel ist besonderer Wert auf leichten Ein,- und
Ausbau der Federn gelegt. Dies ist so erreicht, daß sie jeweils an ihren Enden durch
Schellen mit Grundplatten, z. B. aus Hartholz, fest verbunden sind, so daß sie als
eingespannt gelten können (Bild 5). Die am äußeren Laufreifen b befindlichen Grundplatten
c werden durch einen eingelegten Blechstreifen d, die Schelle e und die Schraube
f mit der Feder fest verspannt. Die Schraube/ wird hierbei vom anderen Ende der
Feder her festgezogen. Nach dem Einbau der Federn wird an dem der Nabe zugekehrten
Ende die Feder mit der dort befindlichen Grundplatte aus Hartholz g, der Schelle
1i durch die Schraube i
verschraubt, und zwar so, daß die Schraube i gleichzeitig
eine Verschraubung. der Feder mit dem Nabenflansch h bewirkt. Die Grundplatten c
sind in ihrer Form so gestaltet, daß eine Verdrehung gegeneinander nicht möglich
ist; die unteren Enden der Federn sind durch die Schrauben i gegen axiale Verschiebungen
ohnehin gesichert. Bei den oberen Grundplatten c erfolgt die Sicherung durch die
Formgebung der Platten selbst (Bild 6).
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Die Verspannung der äußeren Grundplatten mit dem Laufreifen erfolgt
durch Schrauben 1, die zwischen je zwei benachbarten Federn angeordnet sind und
vermittels der Spannsch:eiben ni je zwei benachbarte Grundplatten und damit Federn
befestigt. Auf diese Weise ist sowohl am äußeren Reifen als auch an der inneren
Nabe eine einfache und solide Befestigung bewirkt. Außerdem erfolgt durch die Hartholzunterlagen
noch eine Versteifung der Nabe des Laufreifens, was besonders bei letzterem wichtig
ist.