DE9307587U1 - Spring-loaded wheels or rollers - Google Patents
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Description
Gefederte Räder oder RollenSpring-loaded wheels or rollers
Die Neuerung betrifft gefederte Räder oder Rollen und ähnliche Maschinenbauelemente wie beispielsweise Gleiter mit verzögerter Rückstellgeschwindigkeit.The innovation concerns spring-loaded wheels or rollers and similar mechanical components such as sliders with delayed return speed.
Gefederte Räder oder Rollen und ähnliche Antriebs- und Leitelemente werden bei einer Vielzahl von Maschinen und Transportgeräten als integrierte oder auswechselbare Elemente, insbesondere in Form von Lenk- oder Bockrollen benötigt. Ein wichtiger Anwendungsbereich gefederter Rollen sind schwere Transportgeräte wie z.B. Gabelstapler oder ähnliche Fahrzeuge. Die Rollensysteme bestehen aus einem Gehäuse mit feststehenden oder lenkbaren Befestigungselementen wie im Drehkranz bei Lenkrollen und einer Gabel zur Befestigung des Radkörpers sowie einer Federwippe und einem Federpaket im Gehäuse. Die Last wird über das Rad in die Wippe auf das Federpaket geleitet, wobei je nach Belastung eine oder mehrere Federn eingebaut sein können, um die für die jeweilige Belastung erforderliche Federrate zu erreichen. Heute werden relativ große Federwege bevorzugt, da derartige Federn relativ sensibler ansprechen als Kurzfederungen und außerdem ein erschütterungsdämpfender und leiser Lauf erwünscht ist.Spring-loaded wheels or rollers and similar drive and guide elements are required in a wide range of machines and transport equipment as integrated or replaceable elements, particularly in the form of swivel or fixed castors. An important area of application for spring-loaded rollers is heavy transport equipment such as forklifts or similar vehicles. The roller systems consist of a housing with fixed or steerable fastening elements such as the swivel ring on swivel castors and a fork for fastening the wheel body, as well as a spring rocker and a spring package in the housing. The load is guided via the wheel into the rocker and onto the spring package, whereby one or more springs can be installed depending on the load in order to achieve the spring rate required for the respective load. Today, relatively large spring travel is preferred because such springs respond relatively more sensitively than short springs and vibration-dampening and quiet running is also desired.
Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß gefederte Räder oder Rollen bei beispielsweiser starker Belastung des Transportfahrzeuges und unterschiedlichen Bodenunebenheiten dazu neigen, das Fahrzeug aufzuschaukeln; bei Gabelstaplern unter Belastung wird dieser Zustand vom Fachmann als "Entengang" bezeichnet. Dieses Aufschaukeln ist denkbar unerwünscht, denn es führt nicht nur zum vorzeitigen Verschleiß am Gerät, sondern auch zu starken Erschütterungen bei den transportierten Lasten, was beispielsweise inbesondere beim Transport von elektronischen Geräten und anderen sensiblen Waren vermieden werden muß.However, it has been shown in practice that when the transport vehicle is heavily loaded and the ground is uneven, for example, spring-loaded wheels or rollers tend to rock the vehicle; in the case of forklifts under load, this condition is referred to by experts as "duck walking". This rocking is extremely undesirable, because it not only leads to premature wear on the device, but also to strong vibrations in the transported loads, which must be avoided, for example, when transporting electronic devices and other sensitive goods.
Man hat schon versucht, diese Nachteile gefederter Räder, Rollen oder ähnlicher Elemente, die im folgenden zusammenfassend als Rollen bezeichnet werden, dadurch zu beheben, daß man in üblicher Weise in die Lenkgehäuse einen kleinen hydraulischen Dämpfer einbaut. Derartige hydraulische Dämpfer sind aber relativ kostenaufwendig und im übrigen, wie die Erfahrung gezeigt hat, den robusten Anforderungen bei Schwertransportgeräten nur begrenzte Zeit gewachsen.Attempts have already been made to remedy these disadvantages of sprung wheels, rollers or similar elements, which are referred to collectively as rollers in the following, by installing a small hydraulic damper in the steering housing in the usual way. However, such hydraulic dampers are relatively expensive and, as experience has shown, can only cope with the robust requirements of heavy transport equipment for a limited time.
Es besteht daher noch ein Bedürfnis nach gefederten Rollen, die mit einem kostengünstigen, dauerhaften und reparaturfreundlichen Dämpfer ausgestattet sind.There is therefore still a need for spring-loaded rollers that are equipped with a cost-effective, durable and repair-friendly damper.
Neuerungsgemäß werden nunmehr gefederte Räder oder Rollen vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Feder selbst mit einem die Rückstellgeschwindigkeit reduzierenden Verzögerungselement versehen ist.According to the innovation, spring-loaded wheels or rollers are now proposed, which are characterized in that the spring itself is provided with a deceleration element which reduces the return speed.
Das Aufschaukeln gefederter Rollen und ähnlicher Bewegungselementen läßt sich überraschenderweise in einfacher Art dadurch verhindern, daß die Rückstellgeschwindigkeit eines belasteten Federelementes durch reibendes Gleiten an einem außen an der Feder anliegenden oder in der Federspirale einliegenden Verzögerungselement kontrolliert wird. Durch die Verzögerung der Rückstellung und die kontrollierte Abgabe der Bewegungsenergie an das Verzögerungselement kann ein Aufschaukeln in einfacher und zuverlässiger Weise verhindert werden.Surprisingly, the rocking of spring-loaded rollers and similar moving elements can be prevented in a simple manner by controlling the return speed of a loaded spring element by frictional sliding on a deceleration element located on the outside of the spring or in the spring spiral. By delaying the return and the controlled release of the kinetic energy to the deceleration element, rocking can be prevented in a simple and reliable manner.
Die einfachste Lösung gemäß Neuerung besteht darin, daß in die Druckfeder ein aus elastischem Material bestehendes Verzögerungselement in Form eines der Druckfeder entsprechenden zylindrischen Körpers eingelegt wird, wobei der Durchmesser dieses Verzögerungselementes geringfügig größer ist als derThe simplest solution according to the innovation is that a delay element made of elastic material is inserted into the compression spring in the form of a cylindrical body corresponding to the compression spring, whereby the diameter of this delay element is slightly larger than the
Durchmesser der Federspirale. Dadurch wird die Feder durch die Querdehnung aufgrund des Verzögerungselementes radial etwas verformt, was allerdings auf das Ansprechen der Feder bei Belastung kaum nennenswerten Einfluß hat. Bei der Rückstellung der Feder reibt das Federmaterial in gleitender Weise an dem elastischen Zylinder des Verzögerungselemtes entlang, so daß eine sprunghafte Rückstellung und damit ein Aufschaukeln mit Sicherheit vermieden wird. Bei einer zylindrischen Druckfeder, die normalerweise einer Federführung bedarf, kann beispielsweise das Verzögerungselement auch mehrteilig ausgebildet sein, beispielsweise als Einsatz in die Spirale, wobei aber die beiden Enden dieses Einsatzes konisch zulaufen können und mit der ebenfalls konisch ausgestalteten Federzentrierung bei Belastung zusammenwirken, wobei, da der Durchmesser der konischen Enden der Federzentrierung geringfügig größer als der Durchmesser der Enden des Verzögerungselementes ist, eine zusätzliche Querdehnung erzielt wird.Diameter of the spring spiral. The spring is thereby slightly deformed radially by the transverse expansion caused by the delay element, but this has hardly any significant influence on the response of the spring under load. When the spring returns, the spring material rubs in a sliding manner along the elastic cylinder of the delay element, so that a sudden return and thus a build-up of rocking is definitely avoided. In the case of a cylindrical compression spring, which normally requires a spring guide, the delay element can also be designed in several parts, for example as an insert in the spiral, but the two ends of this insert can taper and interact with the spring centering, which is also conical, under load, whereby, since the diameter of the conical ends of the spring centering is slightly larger than the diameter of the ends of the delay element, an additional transverse expansion is achieved.
Entsprechende Verzögerungselemente lassen sich nicht nur bei zylindrisch gebauten Spiralfedern verwenden, sondern auch bei Federn mit anderer Geometrie, beispielsweise bei konischen Federn oder auch bei sogenannten progressiven Federn, bei denen die Federspannung in unterschiedlichem Maße zu- bzw. abnimmt.Corresponding delay elements can be used not only with cylindrically constructed spiral springs, but also with springs with a different geometry, for example with conical springs or with so-called progressive springs, where the spring tension increases or decreases to different degrees.
Umfangreiche Tests haben ergeben, daß in der Regel eine hinreichende Verzögerung erzielt wird, wenn der Durchmesser des innenliegenden Verzögerungselementes im Vergleich zum Federdurchmesser etwa 5 % größer ist. Dieser Wert läßt sich aber variieren in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Werkstoffe, der geometrischen Form der Federn und des Verzögerungselementes und der Größe bzw. Länge des Federweges.Extensive tests have shown that sufficient deceleration is generally achieved if the diameter of the internal deceleration element is about 5% larger than the spring diameter. However, this value can be varied depending on the type of materials used, the geometric shape of the springs and the deceleration element and the size or length of the spring travel.
Das Verzögerungselement muß nach der neuerungsgemäßen Lösung nicht zwingend in der Feder einliegend sein, sondern es kann auch die Feder von außen umfassen, beispielsweise als Mantel aus elastischem Material. Eine Reduzierung der Rückstellgeschwindigkeit ergibt sich dadurch, daß die Spirale und das umgebende Material in einem gleitend-reibenden Eingriff zueinander stehen, der bei Belastung ein sofortiges Ansprechen der Feder ermöglicht, aber die Rückstellgeschwindigkeit deutlich reduziert.According to the new solution, the delay element does not necessarily have to be embedded in the spring, but can also enclose the spring from the outside, for example as a casing made of elastic material. A reduction in the return speed results from the fact that the spiral and the surrounding material are in sliding-friction engagement with each other, which enables the spring to respond immediately when loaded, but significantly reduces the return speed.
Die Federn können als Druck- oder Zugfedern ausgebildet sein und sie können ebenso wie das Verzögerungselement nachstellbar sein bzw. unter Vorspannung gesetzt werden. Als Material für die Federn können die üblichen Metalle eingesetzt werden, aber es sind auch Federn aus unterschiedlichen Kunststoffen oder synthetischen Kautschuken oder anderem für Federn geeignetem Material einsetzbar. Das Verzögerungselement, das entweder von innen oder von außen an den Federspiralen anliegt, kann vorzugsweise ein elastisches Material sein, wofür sich insbesondere verschiedene Kunststoffe, aber auch synthetische Kautschuke eignen. Besonders bewährt haben sich Polyurethanelastomere, wie sie beispielsweise von der Firma Bayer AG unter der Marke "Vulkollan" in den Handel gebracht werden.The springs can be designed as compression or tension springs and, like the delay element, they can be adjustable or pre-tensioned. The usual metals can be used as the material for the springs, but springs made of different plastics or synthetic rubbers or other materials suitable for springs can also be used. The delay element, which rests on the spring coils either from the inside or the outside, can preferably be an elastic material, for which various plastics and also synthetic rubbers are particularly suitable. Polyurethane elastomers, such as those sold by Bayer AG under the brand name "Vulkollan", have proven particularly effective.
Das Verzögerungselement kann aber auch nicht verformbar sein und beispielsweise aus einem relativ abriebfesten Metall bestehen. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Feder selbst aus Elastomeren oder synthetischen Kautschuken hergestellt ist.The delay element can also be non-deformable and, for example, be made of a relatively abrasion-resistant metal. This is particularly useful if the spring itself is made of elastomers or synthetic rubber.
Im folgenden wird die Neuerung anhand der Zeichnungen näher erläutert:The innovation is explained in more detail below using the drawings:
Fig. 1 zeigt eine schematischer Darstellung des Querschnitts durch eine Rolle ohne BelastungFig. 1 shows a schematic representation of the cross section through a roller without load
Fig. 2 zeigt dieselbe Rolle unter BelastungFig. 2 shows the same roller under load
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Verzögerungselementes Fig. 3 shows another embodiment of the delay element
Fig. 4 zeigt ein Federpaket mit ein- und außenliegenden Verzögerungselementen.Fig. 4 shows a spring assembly with internal and external delay elements.
Wie sich aus Fig. 1 und 2 ergibt, ist schematisch und nicht vollständig eine Rolle dargestellt, die aus Gehäuse 1 mit der Befestigungs- oder Aufnahmeplatte 2, Gabel 4 und Radkörper 3 besteht. Im Inneren des Lenkgehäuses 1 ist zwischen Wandung und Federwippe die Feder 5 angebracht, die über die konisch zulaufenden Zapfen 6 und 7 zentriert wird. Inliegend in der Feder ist das Verzögerungselement 8, das im Durchschnitt so dimensoniert ist, daß der Feder 5 ein leichte Querdehnung vorgegeben wird.As can be seen from Fig. 1 and 2, a roller is shown schematically and not completely, which consists of housing 1 with the fastening or support plate 2, fork 4 and wheel body 3. Inside the steering housing 1, between the wall and the spring rocker, the spring 5 is mounted, which is centered via the conical pins 6 and 7. The delay element 8 is located in the spring, which is dimensioned on average in such a way that the spring 5 is given a slight transverse expansion.
Unter Belastung wird die Feder 5 zusammengepreßt, wobei die kegelstumpfförmigen Federzentrierungen 6 und 7 das Verzögerungselement 8 bei Höchstbelastung fast berühren. Sobald die Belastung aufhört, entspannt sich die Feder wieder und geht in den in Fig. 1 dargestellten Zustand über, wobei aber die Rückstellgeschwindigkeit aufgrund des Verzögerungselementes 8 deutlich reduziert wird.Under load, the spring 5 is compressed, with the truncated cone-shaped spring centerings 6 and 7 almost touching the delay element 8 at maximum load. As soon as the load ceases, the spring relaxes again and goes into the state shown in Fig. 1, but the return speed is significantly reduced due to the delay element 8.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform von Feder mit innenliegendem Verzögerungselement 8 dargestellt, wobei in diesem Fall das Verzögerungselement hohl gestaltet ist, so daß nur die Wandungen an der Federspirale 5 anliegen. Die Enden des Verzögerungselementes sind jeweils konisch eingezogen und entsprechen in ihrer Konizität der Konizität der Federzentrierungen 6 und 7, so daß diese sich unter Last in das Verzögerungselement 8 hineinpressen können. DadurchFig. 3 shows another embodiment of a spring with an internal delay element 8, whereby in this case the delay element is hollow so that only the walls rest against the spring spiral 5. The ends of the delay element are each conically drawn in and their conicity corresponds to the conicity of the spring centerings 6 and 7 so that they can press into the delay element 8 under load. This
wird die Querdehnung der Feder 5 zusätzlich erhöht und die RückStellgeschwindigkeit erniedrigt.the transverse extension of the spring 5 is additionally increased and the return speed is reduced.
In Fig. 4 ist ein Federpaket aus den unterschiedlich dimensionierten Federn 5 und 9 dargestellt, wobei die Feder 5 innenliegend mit einem Verzögerungselement 8 und außenliegend den Raum bis zur Feder 9 ausfüllend mit einem Verzögerungselement 10 versehen ist. Das Federpaket umgibt außen um die Feder 9 ein weiteres Verzögerungselement 11, das die Feder 9 einschließt. Bei Entlastung gehen daher sowohl die Feder 5 wie auch die Feder 9 in ihre Ursprungslage zurück, wobei jeweils die Energieübertragung an die innen- bzw. außenliegenden Verzögerungselemente erfolgt und dadurch die Rückstellgeschwindigkeit sehr stark reduziert wird.Fig. 4 shows a spring assembly made up of the differently dimensioned springs 5 and 9, with the spring 5 being provided with a delay element 8 on the inside and a delay element 10 on the outside, filling the space up to the spring 9. The spring assembly surrounds the spring 9 on the outside with another delay element 11, which encloses the spring 9. When the load is removed, both the spring 5 and the spring 9 return to their original position, with the energy being transferred to the inner and outer delay elements, respectively, and the return speed being greatly reduced as a result.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9307587U DE9307587U1 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Spring-loaded wheels or rollers |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE9307587U DE9307587U1 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Spring-loaded wheels or rollers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE9307587U1 true DE9307587U1 (en) | 1993-08-05 |
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ID=6893467
Family Applications (1)
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| DE9307587U Expired - Lifetime DE9307587U1 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Spring-loaded wheels or rollers |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE9307587U1 (en) |
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- 1993-05-13 DE DE9307587U patent/DE9307587U1/en not_active Expired - Lifetime
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