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Fahrzeugrad und Verfahren zum Einsetzen des Lagers in die Radnabe
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad und insbesondere das Einsetzen des Lagers
in die Radnabe von Rädern, die beispielsweise für Möbel, Karren, Tragbahren u.dgl.
verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Rad ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem
Formstück von Kunststoffma-Material mit einem einstückigen zylindrischen Körper,
der als Radfelge bestimmt ist, einer mittleren rohrförmigen Nabe und mindestens
einem kreisförmigen Steg besteht. In dem inneren Hohlraum der Nabe befindet sich
ein Lager, das aus einer metallischen rohrförmigen Achse besteht, die an ihrer Peripherie
zwei parallele Rillen aufweist, die senkrecht zur Achse verlaufen und die zur Aufnahme
einer Reihe von Kugeln aus Stahl oder anderem Metall bestimmt sind, wobei die Kugeln
einen gleichmäßigen Abstand unter sich haben und durch trennende Deckel aus Kunststoffmaterial
in ihrer Lage gehalten werden.
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Die Deckel haben verschiedene Kerben oder Ausnehmungen zur Aufnahme
der Kugeln und einen Zapfen oder inneren Vorsprung, der dazu dient, eine ungewollte
Längsbewegung der Deckel längs der festen Achse zu verhindern, wenn sich der Kunststoffkörper
des Rades und des Lagers ringsherum dreht.
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Die metallischen Kugeln des Lagers ind zwischen den umlaufenden Rillen
der rohrförmigen metallischen
festen Mittelachse und der Wandung
des entsprechenden nicht metallischen inneren Hohlraumes der Nabe des Rades angeordnet,
wobei die Wandung nach einer Ausführungsform auf beiden Seiten einen Vorsprung oder
ringförmigen Kragen mit gleichmäßig abgerundeten Innenkanten aufweist, der in seiner
Lage dem Steg entspricht, wie die Nabe der Felge.
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Die Berührung zwischen den metallischen Kugeln und die Innenseite
der Nabe aus Kunststoff vollzieht sich in direkter Weise oder besser durch ringförmige
metallische Lagerschalen, die in die Nabe eingelassen oder unter Druck eingeführt
sind, durch die die metallische Achse, die die peripheralen Rillen aufweist, leicht
hindruch geht und in deren nnerem sich die entsprechenden Kugeln bewegen.
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Die inneren Kanten der Vorsprünge oder ringförmigen Kragen, die den
Mittelteil der inneren Wandung der Nabe bilden, sind abgerundet, um sich den Kugeln
sowie den Lagerschalen anzupassen.
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Die Vorsprünge oder inneren Kragen der Nabe, die die Wirkungsweise
der Kugeln oder der entsprechenden metallischen Lagerschalen begrenzen, können durch
zwei ringförmige, rillenartige Kanäle ersetzt werden, die an der Innenwand der Radnabe
angeordnet sind. Diese können direkt die entsprechenden Kugeln aufnehmen, die dank
der äußeren Kunststoffdeckel in gleichmäßigem Abstand auf der metallischen, ausgekehlten
Achse gehalten werden und das gesamte Lager bilden.
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Die Radoberfläche im Bereich des mittleren Lagers ist in der Art ausgebildet,
daß die metallischen Kugeln einerseits mit der festen metallischen rohrförmigen
Achse dauernd in Berührung kommen und andererseits sich auf der gitten oder gerillten
Fläche des Kunststoffmaterials, das in der Nabe des Drehkörpers des Rades angeordnet
ist oder auf den Lagerschalen die ebenfalls fest matallisch in der gleichen Nabe
sind, bewegen.
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Das Wichtigste der Erfindung liegt in der Art, wie die Montage der
angegebenen Räder durchgeführt werden
kann, wobei dies sich in
folgender Weise vollzieht: a) Senkrechtes Aufstellen der genannten metallischen
Achse und Aufsetzen eines der beiden trennenden Kunststoffdeckel am unteren Ende,
Anordnen der entsprechenden metallischen Kugeln in die Ausschnitte und Kerben; b)
Darauf Einführen der verbundenen Teile in die Nabe des Rades, das in horizontale
Stellung gebracht ist, von unten, wobei der Kunststoffdeckel dank des inneren Zapfens
in dem entsprechenden ringförmigen Kanal der Achse infolge der Elastizität des Materials
des Deckels sitzen bleibt, da die Zapfen ein axiales Verschieben des entsprechenden
Deckels von der Achse verhindern; c) Schrägstellen oder Neigen der Achse an dem
Ende, das noch keinen Deckel trägt, wodurch die Achse aus der Mitte geht und einen
Zwischenraum zwischen ihrem Äußeren und der Vand des Holzraumes der Radnabe gibt,
der ausreicht, um die anderen metallischen Kugeln einlegen zu können, die, nachdem
die Achse wieder senkrecht gestellt und zentriert ist, auf dem entsprechenden ringförmigen
Kanal der Achse bleiben;
d) Aufsetzen des zweiten Deckels mit Druck,
wobei die genannten Kugeln in seinen Ausschnitten oder Kerben aufgenommen werden
und der innere Zapfen des Deckels zur Sicherung der Arretierung in den ringförmigen
Kanal, genau wie bei der Montage des ersten Endes, eingreift. Diese Arbeitsgänge
der Montage zind die gleichen, wenn metallische Lagerschalen verwendet werden.
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Zum Besseren Verständnis der Erfindung sind beispielhafte Zeichnungen
angefügt, die eine praktische Darstellung der genannten Verbesserung sind, wobei
drei Radtypen angegeben sind.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, zum größten Teil geschnitten,
eines Grundteils eines Rades, Fig. 2 eine Draufsicht auf das gleiche Teil, Fig.
3 eine auseinander gezogene Darstellung der mittleren Elemente, die eine Drehverbindung
oder ein Lager bilden, das für das Rad geeignet ist,
Fig. 4 einen
teilweisen Schnitt des vollständigen Rades, Fig. 5 einen diametralen Schnitt durch
die vorgenannten Teile mit Lagerschalen für das Lager, Fig. 6 und 7 die Art der
Montage des Rades nach den vorstehenden Figuren, Fig. 8 einen Diametral schnitt
des montierten Rades nach den Fig. 5 bis 7 Fig. 9 bis 12 äquivalente Darstellungen
der Fig. 1 bis 4, mit der einzigen Varianten, daß jetzt die Grundteile zwei innere
Kanäle für das Lager haben und Fig. 13 bis 17 den Montagevorgang der drei erwähnten
Arten.
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Das erfindungsgemäße Rad besteht aus einem einteiligen Zylinder 1,
der aus thermoplastischem Material
durch Gießen hergestellt ist,
und einer Felge 2 mit einer rund umlaufenden Kante 3. Die Filge 2 ist mit einem
sehr kleinen,mittleren, ringförmigen Steg 4 verbunden, der seinerseits an einer
ringförmigen, mittleren Nabe 5 befestigt ist, in deren inneren Hohlraum 6 ein Kragen
oder ein ringförmiger Vorsprung 7 mit gleichmäßig abgerundeten Innenkanten angeformt
ist. Der Vorsprung 7 entspricht in seiner Lage dem Steg 4 und bildet an seinen beiden
Seiten mit Abstand einen Ansatz, wo Stahlkungeln 8 gelagert sind. Diese Kugeln sitzen
gleicherweise in zwei ringförmigen muldenartig ausgebildeten Rillen 9, die an der
Peripherie einer rohrförmigen metallischen Achse 10 angeordnet sind.
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Die Rillen verlaufen parallel zueinander oder senkrecht zur Längsachse
10. Die Achse 10 hat abgeschrägte Kanten und nimmt an Jeder Seite äußere Lagerdeckel
11 aus gleicherweise thermoplastischem Material auf.
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Die Deckel 11 haben weite Ausschnitte oder Kerben 12 und Zähne zwischen
sich. Die Deckel sind mit einem vorstehenden Rand 11' und mit einem Zapfen oder
inneren Ansatz 13 ausgerüstet. II. Kerben 12 sind zur Aufnahme
der
Kugeln 8 bestimmt, während die Zapfen in die peripherischen Kanäle 9 der rohrförmigen
Achse 10 greifen.
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Der Zusatzbau der Deckel 11 und der Achse 10 erfolgt dank der halbelastischen
Eigenschaften des Materials, aus dem die Deckel geformt sind, was erlaubt,diese
unter Druck aufzusetzen, wobei die Zapfen und Ansätze 13, die in die Kanäle 9 greifen,
ein axiales Abrutschen der Deckel 11 verhindern.
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Bei einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 5 bis 8 gezeigt ist,
legen sich an die beiden Seiten des Vorsprunges 7 Je eine metallische, ringförmige
Lagerschale 14 an, die in der Nabe 5 eingesetzt oder unter Druck eingelassen sind
und die für die Achse 10 durchbohrt sind. Die innere Oberfläche der Lagerschalen
nehmen die Stahlkugeln 8auf, um diese direkt im Hohlraum 6 zu halten, wie bei dem
Beispiel der Fig. 1 bis 4. Die übrigen Teile entsprechen den vorher beschriebenen.
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Bei einer anderen Ausführungsform (Fig. 9 bis 12) ist bei dem einteiligen
Formstück 1 der Vorsprung 7 weggelassen und stattdessen sind zwei muldenförmig ausgehöhlte
Kanäle 15 vorgesehen, deren Stellung mit den peripherischen ausgekehlten Rillen
9 übereinstimmt, die an der rohrförmigen Achse 10 angeordnet sind. Beide passen
sich der Lagerung und Beweglichkeit der Kugeln 8 an, wie in Fig. 12 gezeigt ist.
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Die Kugeln 8 können zwischen Metall (Achse 10) und Kunststoff (Wand
des Hohlraumes 6) (Fig. 1 bis 4 und 9 bis 12) oder zwischen Metall (Achse 10) und
Metall (Lagerschale 14) (Fig. 5 bis 8) wirksam sein,wobei die eine oder andere Ausführungsform
gemäß den Notwendigkeiten und der Bestimmung der Räder gebraucht wird. In allen
Fällen ergibt die Bewegung des beweglichen Teiles 1 auf der festen Achse 10 einen
regelmäßigen und außerdem bei der Ausführungsform zwischen Metall und Kunststoff
einen leisen Lauf.
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Zum anderen ist die Herstellung sehr einfach, da die Teile 1 und 11
durch Gießen aus entsprechendem thermoplastischem Material hergestellt werden können.
Ebenso
besteht bezüglich der metallischen Teile 8, 10 und 14 keine Schwierigkeit bei ihrer
Herstellung.
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Die Deckel 11 dienen als Trennwand für die Kugeln 8 auf die sie infolge
des benutzten plastischen Materials eine sanfte Reibung ausüben. Die Arretierung
der Deckel 11 ist so gesichert und eine Abnutzung durch Verschleiß od.dgl. bleibt
ausgeschlossen.
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Hinsichtlich der eigentlichen Montage aller beschriebenen Teile wird
dies in der Weise vorgenommen, wie es im Besonderen in den Fig. 13 bis 17 angegeben
ist, in dem sie in folgender Form durchgeführt wird: a) Es wird eine metallische
Achse 10 senkrecht angeordnet, das untere Ende in einen der beiden trennenden Kunststoffdeckel
11 eingeführt und in die Zwischenräume oder Kerben 12 werden die entsprechenden
metallischen Kugeln 8 eingelegt (Fig. 13), b) die verbundenen Teile werden in der
angegebenen Lage (Fig. 14) von unten in den Hohlraum 6 der Nabe des Rades 1 eingeführt,wobei
das Rad waagerecht gehalten wird.
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Dank der unteren Zapfen 13 wird der Deckel in dem entsprechenden Kanal
9 der Achse 10 gehalten. In dieser Stellung kann der Deckel 11 sich nicht von der
Achse 10 lösen, c) die Achse 10 wird dann mit dem Ende, das noch keinen Deckel trägt,
schräggestellt oder geneigt (Fig. 15), wodurch die Achse aus der Mitte geht und
einen Zwischenraum zwischen ihrem Äußeren und der Wand des Hohlraumes 6 der Radnabe
gibt, der ausreicht, um alle Kugeln 8 einlegen zu können, die, nachdem die Achse
10 wieder senkrecht gestellt ist, auf den entsprechenden ringförmigen Kanal 9 bleiben,
d) anschließend wird der zweite Deckel 11 (Fig. 17) mit Druck aufgesetzt, wobei
seine Zwischenräume oder Kerben 12 be Kugeln 8 aufnehmen und der vorher genannte
innere Zapfen 13 zur Sicherung der Arretierung der Achse wirksam wird, damit der
Deckel sich nicht axial verschieben kann.
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Die Montage ist bei den drei Ausführungsformen der beschriebenen Räder
gleich (ohne metallische Lagerschalen, Fig. 1 bis 4, mit metallischen Lagerschalen,
(Fig. 5 bis 8 und mit zwei Kanälen, Fig. 9 bis 12).
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Bei der Erfindung ist der Montagevorgang wichtig, dank dessen eine
sehr schnelle Fabrikation und eine bemerkenswerte mechanische Sicherheit gegeben
ist, die ein perfektes Funktionieren des Rades garantiert.