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Die Erfindung betrifft eine Rolle,
insbesondere Lenkrolle, mit einem, in einer tragzapfengehalterten
Radgabel gehalterten Laufrad und mit einer Feststellbarkeit der
Drehbewegung des Laufwerks und gegebenenfalls der Schwenkbewegung
der Rolle.
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Rollen, insbesondere Lenkrollen der
in Rede stehenden Art sind bekannt und finden bspw. Verwendung an
Krankenhausbetten oder dergleichen. Bspw. sei hier auf die
DE 29914 681 U1 verwiesen. In
dieser Gebrauchsmusterschrift ist eine Lenkrolle dargestellt und
beschrieben, bei welcher sowohl die Feststellbarkeit der Drehbewegung
des Laufrads als auch die der Schwenkbewegung der Rolle über einen,
in dem Tragzapfen angeordneten, schaltnockenbetätigbaren Stößel erreicht werden kann. Zur Schwenkbewegungs-Feststellung
ist der Stößel im Tragzapfen
derart vertikal zu verlagern, dass eine an dem Stößel angeformte
Verzahnung in eine Gegenverzahnung eines drehfest in der Radgabel
angeordneten Blockierelements eingreift. Zur Drehbewegungs-Feststellung
des Laufrads wird der Stößel in zur
Schwenkbewegungs-Feststellung entgegengesetzter Vertikalrichtung
verlagert, wobei ein in der Radgabel gleichfalls in Vertikalrichtung
verlagerbares Bremsblockiermittel in die Lauffläche des Laufrades gepresst
wird. Auch ist aus dieser Gebrauchsmusterschrift bekannt, die Lenkrolle
zugleich in der Drehbewegung und in der Schwenkbewegung festzustellen.
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Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand
der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin
gesehen, eine Rolle, insbesondere Lenkrolle der in Rede stehenden
Art in baulich einfacher Weise gebrauchssicher und betätigungsvorteilhaft
auszubilden.
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Diese Aufgabe ist zunächst und
im Wesentlichen bei dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei
darauf abgestellt ist, dass zur Feststellbarkeit bzw. zur Aufhebung
der Feststellung eine elektrisch arbeitende Kupplung vorgesehen
ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine betätigungsvorteilhafte sowie gebrauchssichere
Feststellbarkeit der Rolle gewährleistet.
Hierzu ist lediglich die elektrisch arbeitende Kupplung zu aktivieren,
so bspw. über
an dem mit der erfindungsgemäßen Rolle
versehenen Gegenstand, bspw. Krankenbett, angeordnete Elektroschalter.
So ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kupplung als Elektromagnet-Kupplung
ausgebildet ist, so weiter in Art einer Polflächen-Kupplung, welche durch
Anlegen einer Gleichspannung an die Magnetspule ein Magnetfeld bildet.
So kann bspw. eine Elektromagnet-Kupplung Verwendung finden, welche
mit einer Spannung von 12 oder 24 Volt arbeitet. Zur Schwenkfeststellung
des Schwenklagers der Rolle wird ein radgabelfestes Schwenk-Sperrteil
gegen den Tragzapfen gezogen, unter Erzielung eines Reib- und/oder Formschlusses
zwischen dem Schwenk-Sperrteil und dem Tragzapfen, welch letzterer
in bekannter Weise drehfest in dem Traggestell, bspw. Bettgestell,
angeordnet ist. Zufolge dieser Ausgestaltung wird bei Anlegen einer
Spannung an den Elektromagneten das gegenüber dem Tragzapfen drehbeweglich
angeordnete Schwenk-Sperrteil in die Reib- und/oder Formschlussstellung
verlagert. In vorteilhafter Weise ist hierbei der Elektromagnet
in dem Tragzapfen angeordnet und bevorzugt waagerecht, d. h. senkrecht
zur Schwenkachse ausgerichtet. Zur Feststellung der Drehbewegung
des Laufrades ist die Kupplungsebene vertikal ausgerichtet, wobei
die Kupplung im Nabenbereich des Laufrades angeordnet ist. Hierzu
ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ein drehfest, jedoch axial
beweglich an dem Laufrad befindliches Dreh-Sperrteil vorgesehen,
zur Zusammenwirkung mit einem radgabelfest angeordneten Elektromagneten.
Dem entsprechend ist auch zur Drehbewegungs-Feststellung eine Elektromagnet-Kupplung
bevorzugt, wobei der diesbezügliche Elektromagnet
in einem kreisringförmigen
Halterungsbauteil in der Radgabel aufgenommen und dort drehfest
gehaltert ist. Zur Dreh feststellung des Laufrads wird das Dreh-Sperrteil
elektromagnetisch gegen das Halterungsbauteil gezogen, unter Erzielung eines
Reib- und/oder Formschlusses zwischen dem Dreh-Sperrteil und dem
Halterungsbauteil. So wird auch hier durch Anlegen einer bevorzugten
Gleichspannung an die Magnetspule ein Magnetfeld gebildet, welches
ein Anziehen des mit dem Laufrad drehenden Dreh-Sperrteiles in Axialrichtung
des Laufrades gegen das drehfest angeordnete Halterungsbauteil bewirkt.
Bei einer Rolle, insbesondere Lenkrolle, welche sowohl bezüglich der
Drehbewegung des Laufrades als auch bezüglich der Schwenkbewegung der
Rolle feststellbar ist, können
die jeweiligen Elektromagnet-Kupplungen einzeln zur Feststellung der
Drehbewegung oder der Schwenkbewegung angesteuert werden. Darüber hinaus
besteht jedoch auch die Möglichkeit,
beide Elektromagnet-Kupplungen zugleich zu aktivieren, wonach die
Rolle sowohl dreh- als auch schwenkbeweglich festgestellt ist. Wie erwähnt, kann
zur Feststellbarkeit der Drehbewegung und/oder der Schwenkbewegung
ein Reibschluss zwischen dem jeweiligen Sperrteil und dem, den Elektromagneten
aufnehmenden feststehenden Teil erzielt sein. Bevorzugt wird ein
Formschluss zwischen diesen Teilen, wozu an den einander zugewandten
Flächen
des Tragzapfens und des Schwenk-Sperr-teils bzw. des Halterungsbauteils und
des Dreh-Sperrteils Verzahnungen ausgebildet sind, wobei weiter
bevorzugt ist, dass die Verzahnung jeweils an einem Außenbereich
der Teile ausgebildet ist. Im Kupplungszustand greifen die Verzahnungen
der miteinander korrespondierenden Teile zur formschlüssigen Feststellung
der Dreh- bzw. Schwenkbewegung ineinander ein. In einer Weiterbildung
des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass das Schwenk-Sperrteil
bzw. das Dreh-Sperrteil in die Freigabestellung mittels einer Feder
vorgespannt ist. Liegt keine Spannung an den Magnetspulen der Elektromagnete
an, sind die jeweiligen Sperrteile entsprechend in die zum, den
Elektromagneten aufnehmenden Gegensperrteil beabstandete Freigabestellung
zur Drehbewegung bzw. zur Schwenkbewegung über die zugeordneten Federn
gerückt. Demnach
sind auch die zugeordneten Verzahnungen zueinander be abstandet.
Bezüglich
der die Vorspannung erbringenden Feder kann es sich um eine Druckfeder
oder auch um eine Zugfeder handeln. Darüber hinaus ist auch die Zuordnung
einer Blattfeder oder dergleichen denkbar. Die Anordnung kann alternativ
auch so gewählt
sein, dass in einer elektrisch unbelasteten Situation der Elektromagnete
die Schwenkbewegbarkeit und/oder die Drehbeweglichkeit mittels Federbeaufschlagung
des jeweiligen Sperrteiles in die Formschlussstellung gesperrt ist. Durch
Beaufschlagung des jeweiligen Elektromagneten wird die Freigabestellung
erreicht. So wird vorgeschlagen, dass ein radgabelfestes Schwenk-Sperrteil zur
Aufhebung der Schwenk-Fest-stellung der Rolle elektromagnetisch
von dem Tragzapfen abgedrückt wird,
unter Lösen
eines Reib- und/ oder Formschlusses zwischen dem Schwenk-Sperrteil und dem
Tragzapfen. Bezüglich
der Drehfeststellung kann entsprechend vorgesehen sein, dass das
Dreh-Sperrteil zur Aufhebung der Drehfeststellung des Laufrades
elektromagnetisch von dem Halterungsbauteil abgedrückt wird,
unter Lösen
eines Reib- und/oder Formschlusses zwischen dem Dreh-Sperrteil und
dem Halterungsbauteil. Schließlich
ist eine baulich einfache Lösung
dadurch erreicht, dass das Schwenk-Sperrteil bzw. das Dreh-Sperrteil
als Flachkörper
ausgebildet ist. So ist zur Erlangung der Kupplungsstellung nur
eine relativ geringe Masse zu verlagern, was unter Berücksichtigung
der entgegenstehenden Federkraft den Einbau relativ kleiner Elektromagnete
erlaubt. Die vorbeschriebenen Lösungen sind
auch in Kombination mit einem kraftschlüssigen Richtungsfeststeller
denkbar. Letzterer ist bspw. bekannt aus der nicht vorveröffentlichten
DE 102 30 764 . Der Inhalt
dieser Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung
vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser
Patentanmeldung in Ansprüche
vorliegender Erfindung mit einzubeziehen.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand
der beigefügten
Zeichnungen, welche lediglich zwei Ausführungsbeispiele darstellen,
näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine
Ansicht gegen eine erfindungsgemäße Rolle
in Form einer Lenkrolle;
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2 einen
versetzten Vertikalschnitt durch die Rolle, mit in Freigabestellung
befindlichen Kupplungen zur Feststellbarkeit der Drehbewegung des Laufrades
und der Schwenkbewegung der Rolle, eine erste Ausführungsform
betreffend;
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3 die
vergrößerte Darstellung
des Bereiches III-III in 2;
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4 die
vergrößerte Darstellung
des Bereiches IV-IV in 2;
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5 eine
der 3 entsprechende
Darstellung, jedoch die Schwenkfeststellung des Rollen-Schwenklagers
betreffend;
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6 eine
der 4 entsprechende
Darstellung, jedoch die Drehbewegungs-Feststellung des Laufrads
betreffend;
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7 eine
Einzeldarstellung eines Schwenk-Sperrteils;
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8 eine
Einzeldarstellung eines Dreh-Sperrteils;
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9 eine
der 2 entsprechende
Schnittdarstellung, jedoch eine zweite Ausführungsform betreffend;
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10 den
Schnitt gemäß der Linie
X-X in 9.
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Die in 1 dargestellte
Rolle 1 ist als Lenkrolle ausgebildet und weist ein an
einer Radgabel 2 gehaltertes Laufrad 3 auf, wobei
sich das Laufrad 3 um eine horizontale geometrische Achse
x dreht und die Radgabel 2 um eine vertikale geometrische Achse
y schwenkbar gelagert ist.
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Die geometrische Achse y ist verkörpert durch
einen Tragzapfen 4, welches in seinem, dem Laufrad 3 abgewandten
Endbereich ein horizontal ausgerichtetes Kugellager 5 trägt. Hierbei
steht der innere Lagerring 6 in drehfester Verbindung mit
dem Tragzapfen 4. An diesem Innenring 6 ist randoberseitig
eine Montageplatte 7 befestigt, zur drehfesten Festlegung
des Tragzapfens 4 an einem mit der Rolle 1 zu
versehenen, verfahrbaren Gegenstand wie bspw. einem Krankenbett.
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Der Außenring 8 des Kugellagers 5 fasst drehlagernd
einen Gabelhülsenabschnitt 9 der
Radgabel 2, welcher Gabelhülsenabschnitt 9 in
dem, den Tragzapfen 4 umfassenden Bereich im Wesentlichen hohlzylindrisch
mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist. Die Radgabel 2 ist
zufolge dieser Ausgestaltung um den, die körperliche Schwenkachse ausformenden
Tragzapfen 4 schwenkgelagert.
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Die geometrischen Achsen x und y
sind so weit räumlich
beabstandet, dass die erstrebte lenkrollentypische Lenkbarkeit gegeben
ist. Die der horizontalen geometrischen Achse x entsprechende körperliche
Achse trägt
das Bezugszeichen 10 (vgl. 2).
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Das Laufrad 3 weist einen
zentralen Nabenbereich 11 mit einer im Querschnitt kreisrunden Durchbrechung 12 auf,
durch welche die Achse 10 der Radgabel 2 unter
Zwischenschaltung zweier vertikal ausgerichteter Kugellager 13 tritt.
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Das Laufrad 3 weist darüber hinaus
einen in etwa H-förmigen
Halbquerschnitt auf, wobei der radial innere H-Steg die Nabe und
der radial äußere H-Steg
die Lauffläche 14 ausformt.
Der die Lauffläche 14 und
die Nabe verbindende H-Schenkel trägt das Bezugszeichen 15.
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Die in Richtung der Drehachse x gemessene Breite
der Lauffläche 14 ist
etwas größer bemessen als
die in gleicher Richtung gemessene Breite im Nabenbereich 11.
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Zur Feststellbarkeit der Drehbewegung
des Laufrades 3 um die Achse x und der Schwenkbewegung der Rolle
1 um die Achse y sind elektrisch arbeitende Kupplungen in Form von
Elektromagnet-Kupplungen 16, 17 vorgesehen.
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Die Kupplung 16 zur Schwenkbewegungs-Feststellung
ist horizontal ausgerichtet und weist einen, in dem Tragzapfen 4 in
dessen nach unten in den Radgabelraum weisenden Stirnabschnitt einen
Elektromagneten 18 auf, welcher in dem Tragzapfen 4 angeordnet
ringförmig
die geometrische Achse y umfasst. Unterseitig der, den Elektromagneten 18 aufweisenden
Stirnfläche
des Tragzapfens 4 ist ein als Flachkörper ausgebildetes, im Grundriss tellerartiges
Schwenk-Sperrteil 19 angeordnet, welches über zwei
diametral sich gegenüberliegende, radial
abragende Vorsprünge 20 in
zugeordneten, vertikal ausgerichteten Längsschlitzausnehmungen 21 der
Radgabel 2 bzw. des Gabelhülsenabschnittes 9 vertikal
verschieblich einliegt. Hierdurch ist das Schwenk-Sperrteil 19 drehfest,
jedoch in Richtung der Schwenkachse y verlagerbar gehaltert.
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Zwischen Schwenk-Sperrtei119 und
Tragzapfen 4 sind parallel zur Schwenkachse y ausgerichtete
Druckfedern 22 platziert, welche sich jeweils einerends
bodenseitig einer tragzapfenseitigen Federaufnahmebohrung 23 abstützen, während das
andere Federende das Schwenk-Sperrteil 19 oberseitig in
Richtung auf eine Freigabestellung beaufschlagt. Bevorzugt sind
mehrere gleichmäßig um die Schwenkachse
y angeordnete Druckfedern 22 vorgesehen.
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Die in den 2 und 3 dargestellte,
federvorgespannte Freigabestellung ist durch den Eingriff der Vorsprünge 20 in
die Längsausschnitte 21 anschlagbegrenzt.
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Das Schwenk-Sperrtei119 weist entlang
des Außenbereiches
eine Verzahnung 24 auf, zur korrespondierenden Zusammenwirkung
mit einer gleichfalls am Außenbereich
angeordneten Verzahnung 25 des Tragzapfens 4.
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Die der Feststellbarkeit der Drehbewegung des
Laufrades 3 dienende Elektromagnet-Kupplung 17 weist
gleichfalls einem Elektromagneten 26 auf. Dieser ist in
einem kreisringförmigen
Halterungsbauteil 27 aufgenommen, welch letzteres wiederum
im Nabenbereich 11 drehfest an der Radgabel 2 befestigt
ist.
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Auf der dem Elektromagneten 26 zugewandten
Seite des H-Schenkels 15 des Laufrades 3 ist ein gleichfalls
kreisringförmiges
Dreh-Sperrteil 28 angeordnet. Dieses ist auch als Flachkörper ausgebildet. Die
drehfeste, jedoch in Richtung der Drehachse x verlagerbare Befestigung
des Dreh-Sperrteils 28 an dem Laufrad 3 erfolgt über, den
H-Schenkel 15 durchsetzende Bolzen 29, deren freie
Enden eine Radialerweiterung 30 aufweisen. Über diese
Radialerweiterung 30 ist das Dreh-Sperrteil 28 über zwischen
Radialerweiterung 30 und H-Schenkel 15 angeordnete,
den Bolzenkörper
umfassende Druckfedern 31 in eine Freigabestellung vorgespannt,
in welcher Freigabestellung das Dreh-Sperrteil 28 flächig auf
der der Radialerweiterung 30 abgewandten Oberfläche des
H-Schenkels 15 des Laufrades 3 und beabstandet
zum Elektromagneten 26 aufliegt.
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Auch das Dreh-Sperrteil 28 weist
entlang des Außenbereiches
eine Verzahnung 32 auf, welche in korrespondierender Lage
steht zu einer ringförmig angeordneten
Verzahnung 33 des Halterungsbauteiles 27.
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In den in den 2 bis 4 dargestellten
Freigabestellungen sowohl bezüglich
der Drehbeweglichkeit als auch bezüglich der Schwenkbeweglichkeit
sind die miteinander korrespondierenden Teile (Schwenk-Sperrteil 19 und
Tragzapfen 4 bzw. Dreh-Sperrteil 28 und Halterungsbauteil 27)
spaltbeabstandet, so dass die zueinander korrespondierenden Verzahnungen
nicht greifen. Zufolge dessen ist die Radgabel 2 mit dem
Laufrad 3 frei schwenkbeweglich um die Achse y und das
Laufrad 3 frei drehbeweglich um die Achse x.
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Die Druckfedern 22 schleifen
bei einer Schwenkbewegung der Radgabel 2 um die Achse y über die
Oberfläche
des Schwenk-Sperrteils 19. Alternativ ist auch eine Anordnung
der Federn 22 außerhalb
des korrespondierenden Bereichs möglich, so bspw. im Bereich
der Durchdringung von Sperrteil-Vorsprüngen 20 und Längsschlitzausnehmungen 21.
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Durch Anlegen einer Gleichspannung
an der Spule eines Elektromagneten 18 oder 26 ist
die jeweilige Bewegungsfeststellbarkeit erreichbar, wobei die Drehbewegung
und die Schwenkbewegung einzeln und unabhängig voneinander feststellbar
sind. Eine gleichzeitige Festlegung beider Bewegungsrichtungen ist
auch möglich.
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So wird zur Schwenkbewegungs-Feststellung
der Radgabel 2 mit dem Laufrad 3 um die geometrische
Achse y die Magnetspule des Elektromagneten 18 erregt,
woraufhin das mit einem geringen Spaltmaß beabstandete Schwenk-Sperrteil 19 entgegen
der Kraft der dieses beaufschlagenden Druckfedern 22 elektromagnetisch
angezogen wird, in welcher angezogenen Stellung die Verzahnungen 24 und 25 von
Schwenk-Sperrteil 19 und Tragzapfen 4 ineinandergreifen.
Hiernach ist die Radgabel 2 über das drehfest mit dieser
verbundene Schwenk-Sperrteil 19, die Verzahnungen 24 und 25 gegenüber dem Tragzapfen 4 dreh-festgestellt.
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Eine Spannungsunterbrechung bewirkt
das Abfallen des Schwenk-Sperrteiles 19 vom Elektromagneten 18 in
die Freigabestellung, was durch die Druckfedern 22 unterstützt ist.
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Zur Drehbewegungs-Feststellung wird
die Magnetspule des im Nabenbereich 11 angeordneten Elektromagneten 26 mit
Gleichspannung beaufschlagt. Dies führt zu einem elektromagnetischen Anziehen
des mit einem geringen Spaltmaß zu
dem Halterungsbauteil 27 beabstandeten Dreh-Sperrteils 28,
dies entgegen der Kraft der Druckfedern 31. Auch bei dieser
Kupplung 17 greifen in der Sperrstellung die Verzahnungen 32 und 33 von
Dreh-Sperrteil 28 und Halterungsbauteil 27 zur
Drehfestlegung des Dreh-Sperrteiles 28 und hierüber des
Laufrades 3 ineinander ein.
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Die Freigabestellung dieser Kupplung 17 wird
nach Abschalten des Elektromagneten 26 über die sich entspannenden
Druckfedern 31 erreicht.
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Die 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform,
welche bezüglich
der Dreh- und Schwenkfestlegung
der zuvor beschriebenen Ausführungsform entspricht.
In dieser beispielhaften Ausbildung ist die erfindungsgemäße elektromagnetische
Feststellmechanik kombiniert mit einer kraftabhängigen Richtungsfeststellung
der Rolle 1 in der Nicht-Schwenksperrstellung, so dass
in der elektromagnetisch unbelasteten Situation und demnach nicht
gesperrter Schwenkbeweglichkeit die Rolle 1 kraftabhängig in jeder
180°-Stellung
aktiv verrasten kann, wonach die Lenkrolle 1 die Funktion
einer Bockrolle einnimmt.
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Hierzu ist im Bereich des Gabelhülsenabschnitts 9 ein
scheibenartiges Bauteil 40 drehfest angeordnet, aus welchem
zwei sich in der Ebene des Bauteils 40 erstreckende Federarme 41 freigestanzt sind.
An den freien Enden der Federarme 41 sind radial nach innen
weisende Eingriffsenden 42 ausgeformt, welche mit entsprechend
angeordneten, kerbartig ausgeformten Federrasten 43 des
Tragzapfens 4 zusammenwirken.
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Hierbei ist die Schwenkrichtungs-Freisetzung – vorausgesetzt,
die elektromagnetisch herbeizuführende
Schwenkfeststellung ist aufgehoben – kraftabhängig. Sobald eine in Schwenkrichtung
einwirkende Kraft größer ist
als die Federkraft der Federarme 41, wird die Verrastung
aufgehoben. Die Rolle 1 bzw. Die Radgabel 2 ist
hiernach bis zum Erreichen der nächsten
180°-Stellung
frei schwenkbar.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich)
erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit
auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.