DE10106688A1 - Bearing arrangement for a caster bracket, in particular, of a wheelchair comprises two ball bearings and an adjustable friction unit located between the bearings - Google Patents
Bearing arrangement for a caster bracket, in particular, of a wheelchair comprises two ball bearings and an adjustable friction unit located between the bearingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerung für eine Lenkgabel, insbesondere eines Rollstuhls, mit den Merkmalen des Anspruches 1. Eine solche Lagerung ist jedoch nicht auf Rollstühle begrenzt. Sie kann auch für verschiedenste Rollen von Betten, Transportkarren; Servierwagen usw. verwendet werden.The invention relates to a bearing for a steering fork, in particular one Wheelchair, with the features of claim 1. However, such storage is not limited to wheelchairs. It can also be used for the most varied roles of beds, Trolleys; Serving trolleys etc. can be used.
Die Lenkräder von Rollstühle sind im allgemeinen kleiner und sind meistens Vorder räder. Diese kleinen Räder sind in Lenkgabeln festgeschraubt, die wiederum in so genannten Kasterbuchsen drehbar gelagert sind.The steering wheels of wheelchairs are generally smaller and are mostly in the front bikes. These little wheels are screwed into steering forks, which in turn are in this way mentioned box bushings are rotatably mounted.
Wenn nun der Rollstuhlbenutzer schneller fährt, kommt es vor, dass ein Vorderrad samt Gabel zu flattern beginnt. Dieses Flattern bremst den Rollstuhl einerseits ab und andererseits ist es schwierig, wenn nicht gar unmöglich, den Rollstuhl zu lenken, was zu gefährlichen Situationen für den Benutzer führen kann. Als Ursache dieses Flatterns gibt es zwei Ursachen: Die eine ist der Umstand, dass die Vorderräder unwuchtig sind und bei höheren Umdrehungszahl auf die Gabel Schwingungen übertragen. Der andere Grund ist einfach darin zu sehen, dass der mit dem Rollstuhl zu bewältigenden Weg uneben ist und damit Schläge auf die Gabel übertragen werden, die wiederum in einer unbeabsichtigten Auslenken des gesamten Roll stuhles zur Folge haben kann.Now if the wheelchair user drives faster, it happens that a front wheel begins to flutter with the fork. This flutter slows down the wheelchair on the one hand and on the other hand, it’s difficult, if not impossible, to steer the wheelchair, which can lead to dangerous situations for the user. As the cause of this Fluttering has two causes: one is the fact that the front wheels are unbalanced and vibrations on the fork at higher speeds transfer. The other reason is simply to be seen in that with the wheelchair the path to be mastered is uneven and thus transfers blows to the fork that, in turn, inadvertently deflect the entire roll chair can result.
Daher stellt sich die bereits im Stand der Technik die Aufgabe eine Lagerung für eine Lenkgabel derart weiter zu entwickeln, dass das Flattern der Lenkräder reduziert werden kann. Eine solche Lagerung der Lenkgabeln wird in der US-A-4 969 232 offenbart. Die Lagerung nach diesem Stand der Technik weist unten ein Kugellager auf und oben ein konisches Gleitlager auf. Beide Lager werden mit einer Sicherungs mutter gegeneinander verspannt, wobei zur Erhöhung der Reibung und damit auch Dämpfung der Rotation der Gabel ein elastischer Dichtungsring zwischen dem inneren Konus, dem äußeren Konus und der Sicherungsmutter platziert ist.Therefore, the task in the prior art is a storage for one Further develop the steering fork in such a way that the flutter of the steering wheels is reduced can be. Such storage of the steering forks is described in US-A-4,969,232 disclosed. The bearing according to this prior art has a ball bearing at the bottom on and on top a conical plain bearing. Both bearings come with a backup nut braced against each other, increasing the friction and thus Damping the rotation of the fork is an elastic sealing ring between the inner cone, the outer cone and the lock nut.
Die aus der US-A-4 969 232 bekannte Lagerung hat einige Nachteile. Das obere konische Lager muß immer mit dem Sicherungsmutter verspannt sein, denn sonst würde es Lagerspiel geben, was sofort zur Schwingungen und damit Flattern der Lenkräder samt Lenkgabel führen kann. Des weiteren hat eine konische Gleit lagerung den prinzipiellen Nachteil, dass es gegenüber einem Kugellager eine weit höhere Reibung hat, was das Lenken des Rollstuhls für dessen Benutzer erschwert. Ferner ist auch die Herstellung eines solchen speziellen konischen Lagers, in das auch ein elastischer Dichtring integriert ist, relativ aufwändig.The storage known from US-A-4,969,232 has some disadvantages. The top Conical bearings must always be clamped with the lock nut, otherwise there would be bearing play, which immediately caused vibrations and fluttering of the Steering wheels and steering fork can lead. It also has a conical slide storage the fundamental disadvantage that it is a wide compared to a ball bearing has higher friction, which makes steering the wheelchair more difficult for its users. Furthermore, the manufacture of such a special conical bearing, in which an elastic sealing ring is also integrated, relatively complex.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe eine Lagerung für eine Lenkgabel, insbesondere der eines Rollstuhls, weiter zu ent wickeln, bei der, unabhängig von der Verspannung der Lager, die Lenkgabel spielfrei gelagert sein soll und bei der die Dämpfung der Rotationsbewegung der Lenkgabel im weiten Bereich einstellbar sein soll, wobei einfache standardisierte Teile ver wendet werden können. Gleichzeitig soll auch die Zuverlässigkeit über einen län geren Zeitraum gewährleistet werden.Starting from this prior art, the invention has the task Storage for a steering fork, especially that of a wheelchair, ent wrap in which, regardless of the tension of the bearings, the steering fork free of play should be stored and in which the damping of the rotational movement of the steering fork should be adjustable in a wide range, whereby simple standardized parts ver can be applied. At the same time, reliability should also last longer than one longer period can be guaranteed.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruches 1. Insbesondere durch die Ausgestaltung der Reibeinrichtung unabhängig von der Lagerung. Dabei weist das eine Kugellager in der Kasterbuchse eine Preßpassung und das andere Kugellager eine enge Schiebepassung auf. Dadurch hat der Achszapfen, schon ohne der Sicherheitsmutter ein sehr geringes Spiel.The object is achieved with the features of claim 1. In particular by the design of the friction device regardless of the storage. It points one ball bearing in the box bushing a press fit and the other Ball bearings on a tight sliding fit. This has the axle, yes very little play without the safety nut.
Die Reibeinrichtung kann verschieden gestaltet werden, so dass diese entweder die Reibkraft radial oder auch axial auf den Achszapfen aufbringt. Es ist jedoch erfindungswesentlich, dass die Reibkraft auf den gesamten Umfang des Achszapfens geleitet wird.The friction device can be designed differently, so that this is either the Applies radial or axial frictional force to the journal. However, it is essential to the invention that the frictional force on the entire scope of Axle journal is directed.
Um das variable Verspannen der beiden Kugellager zu ermöglichen, ist das eine Kugellager ein Festlager und das andere ein Loslager. Wenn das Loslager das untere ist, ergeben weitere Vorteile. Trifft nun eines der gelenkten Räder auf ein Hindernis, z. B. eine kleine Stufe, gibt das untere Lager ein wenig nach, wodurch die Reibeinrichtung selbstständig ihre Reibkraft erhöht, was dieses Rad gegen Verdrehen noch weiter bremst. Ist dieses Hindernis dann überwunden, so lässt auch die Reibkraft wieder nach und das Rad samt Lenkgabel lässt sich wieder leichter verdrehen.In order to allow the variable tensioning of the two ball bearings, one is Ball bearing one fixed bearing and the other a floating bearing. If the floating bearing does that lower, there are other advantages. Now hits one of the steered wheels Obstacle, e.g. B. a small step, the lower bearing gives a little, which the Friction device automatically increases its frictional force, which this wheel against Twisting brakes even further. If this obstacle is then overcome, then leave the friction again and the wheel and steering fork are easier again twist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Reibeinrichtung aus Normteilen, wie Hülsen, Beilagscheiben oder anderem Halbzeug besteht.It is particularly advantageous if this friction device is made of standard parts, such as sleeves, Washer or other semi-finished product.
Wird nun die Reibkraft axial erzeugt, kann zur Vergrößerung der Reibfläche zusätzlich eine drehfest mit dem Achszapfen verbundene Scheibe oder ein zusätzlicher Absatz des Achszapfens selbst dienen.If the frictional force is now generated axially, the friction surface can be increased additionally a disc or a non-rotatably connected to the journal serve additional paragraph of the journal itself.
Eine weitere Ausgestaltung der Reibeinrichtung besteht in der Verwendung eines Federelementes. Dieses hat die Aufgabe die Reibkraft zu reduzieren, denn das Verdrehen der Sicherungsmutter kann, je nachdem ob es sich um ein Feingewinde oder ein Standardgewinde handelt, eine zu große Veränderung der Reibkraft zur Folge haben.A further embodiment of the friction device consists in the use of a Spring element. This has the task of reducing the frictional force, because that The lock nut can be twisted, depending on whether it is a fine thread or a standard thread, too much change in the friction force Have consequence.
Damit die beiden Kugellager frei drehbar bleiben, befinden sich zwischen der Reib einrichtung und eben diesen Kugellagern Scheiben, die jeweils die Kraft auf den Außenring des jeweiligen Kugellagers leiten.So that the two ball bearings remain freely rotatable, are located between the friction device and precisely these ball bearings, each with the force on the Guide the outer ring of the respective ball bearing.
Falls die Reduktion der Reibkraft immer noch nicht ausreichend ist, kann man Gleitpaarungen vorsehen, wie z. B. eine Anlaufscheibe, die zwischen einer drehfesten unteren Unterlage und einer weiteren Scheibe vorgesehen ist.If the reduction in the frictional force is still not sufficient, you can Provide sliding pairings, such as. B. a thrust washer between a non-rotatable lower pad and another disc is provided.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn man das Federelement aus verschiedenen elastischen Materialien, wie Gummi, PA oder thermoplastischen Elastomeren besteht. Damit lässt sich die Federrate variieren. Damit der Gummi sich nicht direkt axial auf den Achszapfen durch von der Sicherungsmutter ausgeübten Druck auswirkt, kann der Gummi zur seiner Abstützung eine feste Stützhülse aufweisen. Diese Federelement kann aber auch aus Metallen hergestellt werden. Eine solche Ausgestaltung kann ein Wellrohr sein. In diesem Fall können die an den Kugellagern anliegenden Scheiben durch direkt an das Wellrohr angeformte Flansche ersetzt werden. Um in einem solchen Fall die Reibkraft bezogen auf die Verdrehung der Sicherheitsmutter weiter zu reduzieren, kann im Bereich des Wellrohres entweder der Achsbolzen selbst mit einem reibungsarmen Kunststoff beschichtet werden oder es wird zwischen dem Wellrohr und dem Achszapfen eine Hülse aus eben diesem Kunststoff vorgesehen, die ein wenig kürzer sein sollte als der Abstand der beiden Kugellager. Wird nun die Sicherheitsmutter fester zugeschraubt, so verspannt sich das Wellrohr entweder direkt auf den Achszapfen oder so, dass das Wellrohr auf die Kunststoffhülse drückt. Dies erzeugt eine Reibkraft, die gegen die Verdrehung des Achszapfens wirkt.It when the spring element from different is particularly advantageous elastic materials such as rubber, PA or thermoplastic elastomers consists. This allows the spring rate to be varied. So that the rubber is not directly axially on the journal by pressure exerted by the lock nut affects, the rubber can have a solid support sleeve for its support. This spring element can also be made from metals. Such Design can be a corrugated tube. In this case, the on the ball bearings adjacent discs replaced by flanges molded directly onto the corrugated pipe become. In such a case, the frictional force related to the rotation of the Reducing the safety nut can either in the area of the corrugated pipe the axle bolts themselves are coated with a low-friction plastic or it becomes a sleeve between the corrugated tube and the journal Plastic provided that should be a little shorter than the distance between the two Ball-bearing. If the safety nut is now screwed tight, it tightens the corrugated pipe either directly on the axle journal or so that the corrugated pipe on the Plastic sleeve presses. This creates a frictional force against the rotation of the Axle journal works.
Eine besondere Ausgestaltung der Lagerung besteht aus zwei gleichen Scheiben, eine reibungsarmen Hülse, die ein wenig kürzer ist als der Abstand der beiden Kugellager, wobei der verbleibende Innenraum zwischen der Bohrung der Kasterbuchse und reibungsarmen Hülse durch eine Gummihülse ausgefüllt ist. Wird nun die Sicherungsmutter fest zugeschraubt, so wird gleichzeitig auch die Gummi hülse axial zusammengedrückt und gibt damit den Druck weiter, so dass die reibungsarme Hülse nach innen verformt wird und die Rotation des Achszapfens bremst.A special configuration of the bearing consists of two identical disks, a low-friction sleeve that is a little shorter than the distance between the two Ball bearing, the remaining interior between the bore of the Kasterbuchse and low-friction sleeve is filled by a rubber sleeve. Becomes now the lock nut is screwed tight, so is the rubber axially compressed and thus passes on the pressure so that the low-friction sleeve is deformed inwards and the rotation of the journal slows.
Die folgenden Figuren sollen beispielhaft die Erfindung darstellen.The following figures are intended to illustrate the invention by way of example.
Fig. 1: Schnitt einer Kasterbuchse mit eine radialen Reibeinrichtung Fig. 1: Section of a box bushing with a radial friction device
Fig. 2: Schnitt einer Kasterbuchse mit einer axialen Reibeinrichtung Fig. 2: Section of a box bushing with an axial friction device
Der Achszapfen ist mit zwei Kugellager 10, 11 in der Kastebuchse 5 gelagert. Das Kugellager 11 ist das Festlager. Das Kugellager 10 ist das Loslager. Der Ring 8 ist so groß, dass er nur auf dem Außenring des Loslagers 10 anliegt. Die Scheibe 9 liegt wiederum unterhalb dieses Ringes 8. Die drei Bauteile der Ring 8, die Scheibe 9 und das Loslager 10 sind axial auf dem Achszapfen 6 verschiebbar. Oberhalb des unteren Festlagers 11 liegt innerhalb der Bohrung der Kasterbuchse 5 auch eine Scheibe 3 an, die aber nur am Innenring dieses Festlagers 11 anliegt. Auf der Scheibe 3 liegt eine Anlaufscheibe 1, die drehfest mit dem Achszapfen verbunden ist. Auf dieser Anlaufscheibe 1 liegt eine weitere Scheibe 2 auf, die eine Bohrung aufweist, die größer als der Durchmesser des Achszapfens 6 in diesem Bereich ist. In dem verbleibenden Raum befinden sich zwei Hülsen, die eine ist die Stützhülse 12, die kürzer ist als der bestehende axiale Abstand zwischen den Scheiben 2 und 9. Diese Stützhülse hat einen Innendurchmesser der größer als der Durchmesser des Achszapfens 6 sein soll, um zu verhindern, dass die Gummihülse 4 bei Druck radial ausweicht.The axle journal is mounted in the box bushing 5 with two ball bearings 10 , 11 . The ball bearing 11 is the fixed bearing. The ball bearing 10 is the floating bearing. The ring 8 is so large that it only rests on the outer ring of the floating bearing 10 . The disk 9 is in turn below this ring 8 . The three components of the ring 8 , the disk 9 and the floating bearing 10 are axially displaceable on the journal 6 . Above the lower fixed bearing 11, there is also a disk 3 within the bore of the box bushing 5 , which, however, only bears against the inner ring of this fixed bearing 11 . On the disc 3 is a thrust washer 1 , which is rotatably connected to the journal. On this thrust washer 1 is a further disc 2 , which has a bore that is larger than the diameter of the journal 6 in this area. In the remaining space there are two sleeves, one is the support sleeve 12 , which is shorter than the existing axial distance between the disks 2 and 9 . This support sleeve has an inner diameter that is to be larger than the diameter of the journal 6 in order to prevent the rubber sleeve 4 from radially evading under pressure.
Die Reibkraft wird nun über das Zu- oder Aufschrauben der Sicherungsmutter 7 variiert. Wird nun die Sicherungsmutter 7 zugeschraubt, so verkleinert sich der Ab stand zwischen den beiden Kugellager 10 und 11. Das Loslager 10 drückt dabei gleichzeitig den Ring 8 und die Scheibe 9 gegen die Gummihülse 4. Diese Gummi hülse 4 verformt sich dabei und gibt ein Teil des Druckes an die Scheibe 2 weiter. Wenn nun der Achszapfen sich dreht, rotiert auch die drehfeste Scheibe 3, durch die Relativrotation zur den Scheiben 1 und 2 gebremst wird.The frictional force is now varied by screwing the locking nut 7 on or off. If the lock nut 7 is now screwed on, the distance between the two ball bearings 10 and 11 will decrease. The floating bearing 10 presses the ring 8 and the disk 9 against the rubber sleeve 4 at the same time. This rubber sleeve 4 deforms and passes part of the pressure to the disc 2 . When the axle rotates, the non-rotatable disc 3 also rotates, by means of which the relative rotation to the discs 1 and 2 brakes.
Fig. 2 zeigt eine Kasterbuchse bei der das Kugellager 11 das Loslager ist. Die Scheiben 9 liegen an den Außenringen der Kugellager 10 und 11 an. Diese Scheiben haben Bohrungen, die geringfügig größer sind als die Hülse 1, die aus einem reibungsarmen Kunststoff besteht und die kürzer als der Abstand der beiden Kugellager 10 und 11 ist. Den Leerraum zwischen der Bohrung der Kasterbuchse und der Hülse 1 füllt eine Gummihülse 4. Fig. 2 shows a box bushing in which the ball bearing 11 is the floating bearing. The disks 9 rest on the outer rings of the ball bearings 10 and 11 . These discs have bores that are slightly larger than the sleeve 1 , which consists of a low-friction plastic and which is shorter than the distance between the two ball bearings 10 and 11 . A rubber sleeve 4 fills the empty space between the bore of the box sleeve and the sleeve 1 .
Die Lagerung ist so eingestellt, dass die Hülse 1 aus dem reibungsarmen Kunststoff am Achszapfen 6 schleift. Erreicht wird dies dadurch, dass die Sicherungsmutter 7 über die Kugellager 10 und 11 und die Scheiben 9 die Gummihülse 4 zusammen drückt.The storage is set so that the sleeve 1 grinds from the low-friction plastic on the journal 6 . This is achieved in that the lock nut 7 presses the rubber sleeve 4 together via the ball bearings 10 and 11 and the disks 9 .
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