AT410301B - Laufrolle, insbesondere für auf rohrförmigen tragschienen geführte transportfahrzeuge - Google Patents

Description

AT 410 301 B

Die Erfindung betrifft Laufrollen, nach dem einleitenden Teil des Patentanspruches 1.

Laufrollen aus Kunststoff (z.B. Poly-Amide, Polyurethan-Elastomere) werden heute aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften, wie geräuscharmer Lauf, hohe Belastbarkeit, kostengünstige Herstellung u.a., in vielfältigen Ausführungsformen und Anwendungen eingesetzt. Als Beispiele werden fahrbare Möbel, ausziehbare Laden, Umlenkrollen für Rolltreppen, Förderbänder, Transportfahrzeuge oder Roller-Skates genannt. Sie sind insbesondere auch als Antriebs-, Lauf- und Führungsräder von auf Schienen geführten Fahrzeugen geeignet. Besitzt die Rolle eine gekrümmte Lauf- bzw. Kontaktfläche mit der Tragschiene, wie es beispielsweise bei rohrförmigen Trägerschienen der Fall ist, so ergeben sich aufgrund der geometrischen Verhältnisse mehrere Effekte, die die Laufeigenschaften beeinträchtigen.

Wird die Oberfläche der Laufrolle im Querschnitt deckungsgleich zur Trägerschiene gestaltet, beispielsweise mit einer konkav gekrümmten, kreisbogenförmigen Oberfläche versehen, so verursacht jede kleinste Schrägstellung der Laufrolle einen Klemmeffekt, der die Laufruhe beeinträchtigt, unerwünschte Geräusche verursachen kann, einen höheren Rollwiderstand herbeiführt oder, bei geringer Elastizität der Laufrolle, die Rolle anhebt, sodaß diese nur mehr an den äußeren Rändern des Laufrings mit der Trägerschiene in Kontakt ist. Dieser Effekt tritt beispielsweise bei jeder Kurve auf. Laufrollen, bei denen dieser Effekt durch eine spezielle Konstruktion vermieden wird, sind beispielsweise der in DE 3236838A1 beschrieben. Hier besitzt einerseits der Laufring eine geringere Krümmung als die Trägerschiene, sodaß Klemmeffekte vermieden werden. Weiters wird der Laufring seitlich durch Leitscheiben und Stützringe abgestützt, um den Wagen sicher auf der Schiene zu halten. Weitere Konstruktionen von Laufrollen, bei denen der Laufring eine geringere Krümmung als die Tragschiene aufweist, sind aus der DE 19532337A1 und der DE 29715615U1 bekannt. Bei letzterer Veröffentlichung wird dieses Merkmal verstärkt und dahingehend ausgenutzt, daß die Laufrolle auf rohrförmigen Tragschienen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden kann.

Bei allen oben genannten Konstruktion führt dies zu dem Ergebnis, daß die Auflagefläche der Laufrolle auf der Tragschiene deutlich reduziert, im theoretischen Grenzfall auf eine oder zwei Kreislinie(n) eingeschränkt wird. Damit sind diese Laufrollen nicht mehr für den Antrieb von Wagen, die auf rohrförmigen Tragschienen geführt werden, geeignet, denn für die Übertragung von Beschleunigungs- und Bremskräften ist eine möglichst große Kontaktfläche erforderlich.

Um nun Laufrollen für den Antrieb von Wagen, die eine möglichst große Kontaktfläche aufweisen, herzustellen, muß der Kunststoff-Laufring der Laufrolle im Querschnitt der Tragschiene weitgehend angepaßt werden. Weiters muß der Laufring aus einem elastischen Material hergestellt werden, wodurch sich die Kontaktfläche durch den Anpreßdruck entsprechend vergrößert.

In diesem Fall tritt nun ein weiterer, an sich bekannter Effekt auf, dass nämlich Kontaktpunkte mit unterschiedlichen radialen Abständen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten und damit unterschiedliche Fahrwege aufweisen. Dies bedingt, insbesondere bei elastischen Laufflächen, zusätzliche Reibungsverluste, die zur Erhitzung der Laufrollen, zu reduzierter Haftung und gegebenenfalls sogar zur Beschädigung der Rolle führen können.

Die Höhe der Reibungsverluste hängt von den geometrischen Verhältnissen (Krümmung des Tragschienenquerschnitts, Durchmesser der Laufrolle), sowie von den Belastungsverhältnissen und der Elastizität des Materials der Laufrolle an der Kontaktfläche ab. Generell wird ein höherer Anpressdruck, wie er insbesondere bei angetriebenen bzw. gebremsten Laufrollen zur Übertragung der Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte benötigt wird, zu einer Vergrößerung der Kontaktfläche und damit zu größeren Reibungsverlusten aufgrund unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten führen. Laufrollen herkömmlicher Bauart bzw. jene der vorgenannten Veröffentlichungen, sind daher für den beschriebenen Einsatzfall nicht oder nur bedingt geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunststoffrollen mit gekrümmten Laufflächen derart auszugestalten, dass einerseits Reibungsverluste minimiert werden, andererseits die Haftung zur Übertragung von Kräften (z.B. Antriebs- oder Bremskräfte) vergrößert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist insbesondere für Laufrollen von Transportfahrzeugen geeignet, die auf rohrförmigen Tragschienen fahren und die auch angetrieben bzw. gebremst werden. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung 2

Claims (4)

1. AT 410 301 B bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen. Es zeigt Fig. 1 ein Laufrolle herkömmlicher Bauart mit einer konkav gekrümmten Lauffläche mit kreisförmigem Querschnitt, Fig. 2 eine erfmdungsgemäße Ausführung der Laufrolle mit einer in Sektoren geteilten Lauffläche, Fig. 3 eine Detailansicht der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Gestaltung der Lauffläche. Fig. 1 zeigt eine Laufrolle herkömmlicher Bauart mit einer konkav gekrümmten Lauffläche 3 mit kreisförmigem Querschnitt. Die Laufrolle besteht aus einem aus elastischem Kunststoff gefertigten Laufring 1, der in den Abbildungen schraffiert gezeichnet ist, und einem mit einer zentrischen Achsbohrung versehenen Laufkörper 2, der üblicherweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt werden kann. Laufkörper und Laufring müssen kraftschlüssig miteinander verbunden sein, wie dies beispielweise durch Aufspritzen des Laufrings auf den Laufkörper sichergestellt werden kann. Die Laufrolle 2 bewegt sich auf einer Tragschiene 4 mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt, sodaß die Laufrolle mit der Trägerschiene über eine kreisbogenförmige, gekrümmte Kontaktfläche in Berührung steht. Größe und Form der Kontaktfläche hängen von der Elastizität sowie der Druckbelastung des Laufrings 1 im Kontaktbereich ab. Fig. 1 zeigt im linken Teil eine Seitenansicht von Laufrolle und Tragschiene, im rechten Teil einen Querschnitt durch beide Teile in Höhe der Laufrollen-Achse. Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Laufrings 1 einer Laufrolle 2. Hierbei ist der Laufring in 2 radiale Abschnitte 5 und 6 unterteilt, wobei Abschnitt 5 an den beiden Außenbereichen und Abschnitt 6 im Mittenbereich des Laufrings angeordnet ist. Die beiden Abschnitte sind durch Nuten 8 voneinander getrennt. Die Abschnitte 5 weisen aufgrund des größeren Durchmessers des Laufrings im Außenbereich eine höhere radiale Umfangsgeschwindigkeit auf als Abschnitt 6. Im Bereich der Kontaktfläche wird es daher zu einer elastischen Verformung im Bereich der Oberfläche des Laufrings kommen. Zur Aufnahme dieser Verformung wurde im Abschnitt 6 eine Profilgebung der Lauffläche vorgenommen, die aus entlang des Umfangs angeordneten, quer zur Laufrichtung stehenden Lamellen 7, die in der Zeichnung dicht schraffiert dargestellt wurden, besteht. Fig. 2 zeigt im linken Teil eine Seitenansicht mit einer Querschnittszeichnung des rechten unteren Quadraten der Laufrolle, im rechten Teil die Frontansicht der Laufrolle (obere Hälfte) bzw. ihren Querschnitt in der Achsebene (untere Hälfte). Fig. 3 zeigt einen Detailausschnitt der Lauffläche 1, der den Abrollvorgang bei einer Fahrt in der angegebenen Fahrtrichtung F illustriert. Es wurde ein Anpressdruck angenommen, der zu einer Kontaktfläche führt, die sich über 3 Lamellen 7 erstreckt. Weiters wurde davon ausgegangen, dass die Relativgeschwindigkeit der Laufrolle zur Tragschiene 4 durch den nicht profilierten Abschnitt 5 der Lauffläche bestimmt wird, der eine höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweist. Dadurch werden sich die im Kontaktbereich liegenden Lamellen 7 aufgrund der geringeren Umfangsgeschwindigkeit entgegen der Fahrtrichtung verformen, im konkreten Fall nach hinten biegen. Diese Verformung führt weiters zu einer Erhöhung des Anpressdrucks an der Lamellen-Vorderkante, wodurch die Haftung der Lamelle 7 an der Trägerschiene, insbesondere beim Antrieb der Laufrolle 2 vergrößert wird. Aus Fig. 3 ist klar ersichtlich, dass die Profilgebung zu einer erheblichen Reduktion der für die Verformung der Lauffläche im Oberflächenbereich erforderlichen Energie gegenüber einer nicht profilierten Oberfläche führt. Dadurch können die Reibungsverluste deutlich reduziert, die Haftung der Laufrolle jedoch vergrößert werden. Zusammenfassend kann ein Beispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden: Eine Laufrolle (2) mit einem aus elastischem Kunststoff hergestellten Laufring 1 und einer gekrümmten, der Trägerschiene im Querschnitt angepassten Lauffläche 3 wird in axialer Richtung in mehrere Abschnitte 5, 6 unterteilt, die zumindest teilweise eine lamellenförmig profilierten Lauffläche 7 aufweisen. Dadurch können Reibungsverluste, die aufgrund unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten im Kontaktbereich der Lauffläche auftreten, deutlich reduziert, die Haftung der Laufrolle 2 auf der Trägerschiene 4 aufgrund der lamellenförmigen Struktur und der Druckverhältnisse an der Lamelle jedoch vergrößert werden. PATENTANSPRÜCHE: 1. Laufrolle, insbesondere für auf rohrförmigen Tragschienen geführte Transportfahrzeuge, mit einem Laufring aus elastischem Kunststoff, wobei der Laufring eine im Querschnitt 3 AT 410 301 B kreisbogenförmig konkav gekrümmte Lauffläche aufweist, deren Querschnittsform mit dem der Tragschiene deckungsgleich übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (3) in mindestens zwei in Axialrichtung der Laufrolle (2) nebeneinander angeordnete, jeweils in Umfangrichtung durchgehende Abschnitte (5, 6) unterteilt ist, wobei mindestens ein Abschnitt (5) mit einer quer zur Umfangsrichtung ausgerichteten, insbesondere in dieser Richtung verlaufende und über den Umfang aus in regelmäßigen Abständen verteilt angeordnete Lamellen (7) aufweisenden Profilierung versehen ist.
2. 2. Laufrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Abschnitte (5, 6) der Lauffläche (3) eine Profilierung aufweisen.
3. 3. Laufrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abschnitte (5, 6) der Lauffläche (3) aus Kunststoffmaterialien mit unterschiedlicher Elastizität bestehen.
4. 4. Laufrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Abschnitte (5, 6) der Lauffläche (3) voneinander durch in Umfangsrichtung verlaufende Nuten (8) getrennt sind. HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN 4