CN102310717A - 脚轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脚轮，其包括：轮(10)，具有轴向的中央孔和在围绕中央孔的近旁的内部部分(13)；毂(30)，适配成与轮的中央孔同轴并至少部分地位于轮的中央孔内，毂包括径向突出的迷宫式密封结构(31)，迷宫式密封结构适于至少部分地覆盖轮的内部部分的侧表面；和单个球轴承(20)，适于将毂连接到轮上，以便通过迷宫式密封结构保护轴承免受外部杂质影响，由此轴承在毂和轮之间提供辅助旋转运动。脚轮(1)在毂和轮的内部部分之间设有径向间隙(40)，该间隙的尺寸定制为提供用于在轮遭受外部侧向冲击时容纳轮的弹性变形的弯曲区域，其中毂适于为弹性变形的轮的内部部分提供径向支撑。

Description

脚轮

技术领域

本发明涉及脚轮，尤其是因在例如叉车和托架运输车的机械搬运设备上使用而经受粗鲁搬运的脚轮。具体而言，本发明涉及在用于运输和搬运货物的平台车、滚动式容器和其它装置上使用的脚轮。更具体地，本发明涉及权利要求1的前序部分。

背景技术

传统上，滚动式容器、平台车和诸如带轮的材料搬运装置设有适用于所讨论的应用的各种不同的脚轮。所述装置经常遭受粗鲁搬运，它们的设计强调坚固性能。因此，在这种装置上使用的常用脚轮具有滚子轴承，公知滚子轴承耐侧向冲击。这在日常使用过程中是重要的，因为例如，滚动式容器的脚轮受到来自被匆忙或鲁莽地驱动的叉车的侧向冲击。滚子轴承提供对侧向冲击的良好的抵抗，尤其是因为轴承与轮一样宽，由此沿轮的整个宽度支撑轮。

然而，还已知滚子轴承具有非常大的滚动阻力，导致不良的搬运。而且，滚子轴承的最初不良的移动性能容易随着时间的推移进一步劣化。这是不利的，因为脚轮的期望的使用寿命相当长，且例如滚动式容器的目的在于帮助移动重的物体。就此方面而言，脚轮应在长的使用寿命过程中提供小的滚动阻力。

解决此问题的一个技术方案为在各脚轮上使用多个球轴承。这将过度增加单元成本，而且单元将具有产生摩擦的多个运动接头。仅具有一个球轴承的脚轮可以是降低滚动阻力的解决方案，但已知具有单个球轴承的脚轮对于侧向冲击抵抗能力差。

发明内容

因此，本发明目的在于，缓解与现有技术相关的至少一些问题并提供一种改良的脚轮。

本发明的一个具体目的在于，提供一种具有高侧冲击抵抗能力和小滚动阻力的脚轮。

上述目的通过新颖的球轴承结构实现。根据本发明的脚轮包括轮，所述轮具有轴向的中央孔和在围绕该孔的近旁的内部部分。所述脚轮还包括毂，所述毂适配成与轮的中央孔同轴并至少部分地位于轮的中央孔内。毂包括径向突出的迷宫式密封结构，迷宫式密封结构适于至少部分地覆盖轮的内部部分的侧表面。所述脚轮还包括单个球轴承，所述单个球轴承适于将毂连接到轮上，以便通过迷宫式密封结构保护轴承免受外部杂质影响，由此轴承在毂和轮之间提供辅助旋转运动。所述脚轮在毂和轮的内部部分之间设有创新性的径向间隙。该间隙尺寸定制为提供用于在轮遭受外部侧向冲击时容纳轮的弹性变形的弯曲区域。在轮因侧向冲击而弹性变形时，且当弯曲的轮消耗掉弯曲区域而变为与毂接触时，毂适于为弹性变形的轮的内部部分提供径向支撑。

更具体而言，本发明的特征在于权利要求1所述的特征部分。

通过本发明可以获得显著的优点。与传统单个球轴承结构相比，新颖的脚轮提供更好的侧冲击抵抗能力。另一方面，与滚子轴承相比，脚轮提供小的滚动阻力。由于通过毂的迷宫式密封结构保护单个球轴承免受外部杂质影响，所以脚轮也是可靠的，且随着时间的推移仍维持高性能。

附图说明

参照附图对本发明的以下特定实施例进行详细描述，附图中：

图1显示了根据本发明的实施例的脚轮组件的横截面图；

图2显示了图1的脚轮组件的等距视图；

图3显示了图1的脚轮的横截面图；

图4显示了图1的脚轮的毂和轮之间的关系的详细视图；

图5显示了传统脚轮的横截面图。

具体实施方式

如图1和2所示，本发明提供了一种尤其适于用作滚动式容器、平台车等的稳定轮的脚轮和脚轮组件。本发明还适用于其它应用，例如导向轮。脚轮组件包括脚轮1，脚轮1的顶部被辊架60覆盖，而辊架60进一步固定到滚动式容器或类似物。辊架60也可以是滚动式容器或类似物的一体的部分。脚轮1的轮10通过轴50与辊架60连接，轴50例如为螺栓，一端具有凸缘，另一端具有螺母51。辊架60由此紧固在脚轮1的周围，使得辊架60和轴50集成于该结构，且轮10相对于地面和滚动式容器或类似物自由旋转。因此，在本文中，术语“轴向”指轴线的方向，轮绕该轴线旋转。在本文描述的实施例中，所述轴线为轴50的旋转轴线。而且，术语“径向”指所述轴线的垂直方向。最后，术语“侧向”指脚轮的侧方向，即非径向。

脚轮1具有三个主要的构件。毂30借助轴50将脚轮1与辊架60连接。球轴承20适配于毂30和轮10之间以提供轮10和辊架60（即，待移动物体的框架）之间的辅助旋转运动。

现在参照图3，图3更详细地图示了脚轮1。脚轮1的轮10具有外缘11，外缘11通过连接凸缘12从凸缘状的内部部分13偏移。轮10具有中央孔，脚轮1的其余部分设置在该中央孔内。轮10优选地由弹性材料制成，例如聚酰胺或聚丙烯，其能够在断裂之前弹性地弯曲，且容易铸造。轮10的孔表面16具有中央环形凹槽，球轴承20配合在其中。根据优选实施例，轮10在球轴承20上围绕其注射成型，使得在轮10冷却时在轮10和球轴承20之间形成干涉配合或冷缩配合。球轴承20的外圈21由此嵌入轮10的孔表面16。单个的球轴承20可为具有小的滚动阻力的标准球轴承。根据图1的实施例，球轴承具有单列的轴承滚珠，但是也适用其它类型的球轴承。球轴承20的内圈23由此固定在辊架60上，且外圈21通过内圈23和外圈21之间的滚珠22而相对于内圈23旋转(图1和4)。

脚轮1还包括毂30，毂30也设置在轮10的中央孔内。根据一个实施例，毂30由两个半部32构成，在脚轮组件的装配时，两个半部32被插入轮孔，并通过轴50、螺母51和辊架60(图1)夹紧球轴承20。因此，毂半部32的沿轴线14的内部末端具有肩部以允许与球轴承紧接触(图3)。毂30还具有中央孔33，中央孔33与轮10的孔同轴，用于容纳轴50。毂30进一步设有径向突出的迷宫式密封结构31，迷宫式密封结构31适于至少部分地覆盖轮10的内部部分13的侧表面，以便通过迷宫式密封结构31保护轴承20免受外部杂质影响。根据一个实施例，轮10的内部部分13具有环形凹部15，且迷宫式密封结构31具有适于进入凹部15的相应的突出部分31a以加强所述保护。

现在参照图4，图4更详细地图示了毂30和轮10之间的关系。径向间隙40设置在毂30和轮10的内部部分13之间。间隙40的尺寸定制为在遭受外部轴向冲击时提供用于容纳轮10的弹性变形的环形弯曲区域，其中毂30适于为弹性变形的轮10的内部部分13提供径向支撑。换言之，毂30的外包络支撑表面在轮10的弹性变形时为轮10的孔表面16提供支撑表面。毂30的外包络支撑表面的宽度优选地超过球轴承20的宽度，以便将载荷分布在大的面积上。

在脚轮1遭受侧向冲击时，例如碰撞叉车的叉产生的冲击，轮10绕脚轮1的中央弹性地弯曲。这导致轮的内部部分13向毂30移动。毂30因此适于当轮10发生弹性变形时将轮10支撑在球轴承20的两侧的脚轮1的外周上。这些外周与例如球轴承20所处的脚轮1的中央部分相比更接近于脚轮1的支撑点（即辊架60）。换言之，毂30适于将由于轮10的弹性变形产生的轴向力传递至轴50，并传递至辊架60和球轴承20之间的区域。与传统脚轮相比，这提高了脚轮1的侧向冲击抵抗能力。

间隙40的尺寸定制为足够大，使得轮10的内部部分13具体为孔表面16脱离毂30，并使得当轮10已经遭受侧向冲击并已经弹性变形时内部部分13朝毂30自由弯曲。例如，对于具有100mm直径的轮10的脚轮1，适当的间隙40约为0.5至1.5mm，优选为约1mm。如果间隙40太小，那么弯曲区域不足，没有足够的空间允许弹性变形的轮10的内部部分13径向移动。而且，杂质可能堵塞而阻碍轮10转动。另一方面，如果间隙40太大(图5)，那么弯曲的轮10的内部部分13将不接触毂30，并因此不能得到来自毂30的足够的支撑，由此该结构将发生塑性变形。在此过程中，例如，球轴承20可能由于断裂而与轮10脱离。

毂30适于支撑轮10，尤其是其内部部分13。冲击从毂30进一步传递到周围结构上。毂30将力传递到轴50，轴50的两端由辊架60支撑。力由此被传递至接近所述支撑点，且轴50也可能经历弹性变形。因此，轴50设计成不会永久弯曲，应力不会超过材料的屈服强度。

根据本发明的脚轮1还可设有不同结构。例如，毂30还可具有能够为弹性变形的轮10的内部部分13提供径向支撑的其它形状。例如，毂30的支撑部分，即适于与轮10的孔表面16配合的毂半部32的部分或脊状突起可以更加狭窄，只要其设计成能够抵抗变形的轮10的径向冲击。根据一个实施例，所述毂的支撑部分为狭窄的肩部，其宽度为球轴承20的宽度的一半，该肩部通过径向肋加强。

总体上，毂30和轮10应设计成使得间隙40提供足够弯曲区域，并使得当轮10的弹性变形占据弯曲区域时毂30提供支撑。从这个意义上说，传统脚轮的毂30和轮10之间的间隙，如图5所示，不具有所述的独创效果。作用在图5的传统脚轮1上的侧向冲击将造成轮绕脚轮1的中央部分弯曲，由此轮10的孔表面将接触毂30的迷宫式密封结构31的突起。由于传统的迷宫式密封结构31设计成仅防止外部杂质进入轴承空间，其突起不提供支撑，而是向外弯曲。这使得内部部分13继续向毂30移动，由此该结构经历塑性变形。在一种情形下，轮10断裂，并脱离球轴承20，导致脚轮1的完全破坏。在另一种情形下，没有这种断裂，而是轴承20内部的轴的中间部分(图5中未显示)塑性变形成拉伸的Z形。这也将导致脚轮1的完全破坏。

标号列表

1 脚轮

10 轮

11 缘

12 连接凸缘

13 内部部分

14 旋转轴线

15 凹部

16 轮孔表面

20 轴承

21 外圈

22 滚珠

23 内圈

30 毂

31 迷宫式密封结构

31a 突起

32 毂半部

33 毂孔

40 间隙

50 轴

51 螺母

60 辊架。

Claims (11)

1. 一种脚轮(1)，包括：

轮(10)，具有轴向的中央孔和在围绕所述孔的近旁的内部部分(13)，

毂(30)，适配成与所述轮(10)的所述中央孔同轴并至少部分地位于所述轮(10)的所述中央孔内，所述毂(30)包括径向突出的迷宫式密封结构(31)，所述迷宫式密封结构(31)适于至少部分地覆盖所述轮(10)的所述内部部分(13)的侧表面，和

单个球轴承(20)，适于将所述毂(30)连接到所述轮(10)上，以便通过所述迷宫式密封结构(31)保护所述轴承(20)免受外部杂质影响，由此所述轴承(20)在所述毂(30)和所述轮(10)之间提供辅助旋转运动，

其特征在于，在所述毂(30)和所述轮(10)的内部部分(13)之间设有径向间隙(40)，所述径向间隙(40)的尺寸定制为提供用于在所述轮(10)遭受外部侧向冲击时容纳所述轮(10)的弹性变形的弯曲区域，其中所述毂(30)适于为弹性变形的轮(10)的内部部分(13)提供径向支撑。

2. 根据权利要求1所述的脚轮(1)，其特征在于，所述弹性变形垂直于所述轮(10)的旋转轴线(14)而发生。

3. 根据权利要求1或2所述的脚轮(1)，其特征在于，所述毂(30)适于当所述轮(10)发生弹性变形时将所述轮(10)支撑在所述球轴承(20)的两侧的所述脚轮(1)的外周上。

4. 根据权利要求3所述的脚轮(1)，其特征在于，所述毂(30)的外包络支撑表面的宽度超过所述球轴承(20)的宽度。

5. 根据前述权利要求任一项所述的脚轮(1)，其特征在于，所述毂(30)适于在所述轮(10)发生弹性变形时支撑所述轮(10)的孔表面(16)。

6. 根据前述权利要求任一项所述的脚轮(1)，其特征在于，所述内部部分(13)具有环形凹部(15)，且所述迷宫式密封结构(31)具有适于进入所述凹部(15)的相应的轴向突出部分(31a)。

7. 根据前述权利要求任一项所述的脚轮(1)，其特征在于，所述径向间隙(40)为0.5至1.5mm。

8. 根据权利要求7所述的脚轮(1)，其特征在于，所述径向间隙(40)为约1mm。

9. 根据权利要求1所述的脚轮(1)，其特征在于，所述球轴承(20)注射成型在所述轮(10)内，由此所述球轴承(20)的外圈(21)嵌入所述轮(10)的孔表面(16)中。

10. 一种脚轮组件，包括权利要求1的脚轮，所述脚轮的毂(30)具有与所述轮(10)的孔同轴的中央孔(33)，其特征在于，所述组件进一步包括：

辊架(60)，适于围绕所述毂(30)，和

轴(50)，适于穿过所述毂(30)的孔(33)和所述辊架(60)，以便将所述辊架(60)固定在所述毂(30)上。

11. 根据权利要求10所述的脚轮组件，其特征在于，所述毂(30)适于将由于所述轮(10)的弹性变形造成的轴向力传递到所述轴(50)，并传递到所述辊架(60)和所述球轴承(20)之间的区域。

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