DE1559088C - Lenkrolle fur fahrbare Gerüste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkrolle für fahrbare Gerüste, Arbeitsbühnen od. dgl. mit einem etwa U-förmigen Lenkrollengehäuse, in dem ein die Drehachse der Lenkrolle abstützender, um eine zur Drehachse parallele Schwenkachse schwenkbarer Verriegelungshebel angeordnet ist, durch den die Lenkrolle in eine frei bewegliche und in eine gebremste Lage schwenkbar ist, in der am Umfang der Lenkrolle eine gegen Verschieben gesicherte Bremsfläche angreift.

Bei einer bekannten Lenkrolle dieser Art (USA.-Patentschrift 1 895 150) wird die Lenkrolle mittels eines Verriegelungshebels festgeklemmt, wobei die auf die Lenkrolle ausgeübte Bremskraft von der vertikal oder horizontal auf das Lenkrollengehäuse ausgeübten Belastung unabhängig ist. Dies hat den Nachteil, daß die Lenkrolle bei Belastung durch eine starke Horizontalkraft nicht zuverlässig verriegelt werden kann, sondern ins Rollen kommt, sobald das durch die Horizontalbelastung ausgeübte Drehmoment den Reibungswiderstand zwischen der Lenkrolle und dem Bremselement überschreitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkrolle der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Bremseinrichtung der Lenkrolle so ausgebildet ist, daß die Bremskraft immer proportional zur auftretenden Belastung ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verriegelungshebel zwischen einer ersten Stellung, in der die Drehachse der Lenkrolle auf der einen Seite einer lotrechten, durch die Schwenkachse verlaufenden Ebene liegt, und einer zweiten Stellung, in der die Drehachse auf der anderen Seite dieser ίο lotrechten Ebene liegt, schwenkbar ist, und daß die am Lenkrollengehäuse angeordnete Bremsfläche im gebremsten Zustand der Lenkrolle gegenüber einer Lotrechten durch die Drehachse um <x₂ = Ia₁ versetzt angeordnet ist, wobei /X₁ der von dieser Lotrechten und einer im gebremsten Zustand sowohl durch die Drehachse als auch durch die Schwenkachse führenden Geraden eingeschlossene, in gleicher Richtung wie α., gemessene Winkel ist.

Die Lenkrolle und der Verriegelungshebel sind lose um die Schwenkachse drehbar, so daß im gebremsten Zustand der Rolle bei vertikaler und horizontaler Belastung ständig ein Drehmoment erzeugt wird, welches proportional zur Belastung ist und die Lauffläche der Lenkrolle gegen die Bremsfläche preßt. Hierdurch wird es erreicht, daß die Lenkrolle eher . auf dem Boden rutscht, als daß eine Drehung der Lenkrolle einsetzen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Bremsfläche als ein etwa parallel zur Drehachse verlaufender Abschnitt eines gelenkig mit dem Lenkrollengehäuse verbundenen Bremsbügels ausgebildet ist.

Weiterhin empfiehlt es sich, daß der Bremsbügel aus einer Stahlstange angefertigt ist, deren den Steg des Bremsbügels bildende Bremsfläche in die aus Gummi gebildete Rollfläche der Lenkrolle eingreift. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Lenkrolle,

F i g. 2 eine um 90° gedrehte Seitenansicht der Lenkrolle nach Fig. 1,

F i g. 3 den Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2, bei dem die Lenkrolle und der Verriegelungshebel fortgelassen sind,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Verriegelungshebels,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des Bremsbügels,

F i g. 6 A eine schematische Darstellung der durch eine vertikale Last belasteten Lenkrolle,

F i g. 6 B das Diagramm der auf den Körper der Lenkrolle nach Fig. 6A einwirkenden Kräfte,

Fig. 6C das geschlossene Vektordiagramm der in Fig. 6B gezeigten Kräfte,

F i g. 7 A bzw. 7 B bzw. 7 C eine schematische Darstellung der Lenkrolle bzw. das Kräftediagramm bzw. das geschlossene Vektorkräftediagramm, bei Einwirkung einer vertikalen Belastung und einer nach rechts wirkenden horizontalen Kraft,

Fig. 7D eine der Fig. 7C ähnliche Darstellung mit einer anderen horizontalen Kraft,

Fig. 8A, 8B, 8C und 8D ähnliche Darstellungen wie in den Fig. 7A, 7B, 7C und 7D mit Einwirkung einer vertikalen Last und einer nach links wirkenden horizontalen Kraft, und

F i g. 9 die Art der Bestimmung des Angriffspunktes der Bremskraft am Lenkrollenumfang.

Eine Lenkrolle 10 mit einem Gummireifen 11 ist um eine Drehachse 14 drehbar. Diese ist als Hohlachse 12 ausgebildet, durch welche sich ein Achsbolzen 13 erstreckt, der mit Gewinde versehene Enden aufweist, die über jede Seite der Lenkrolle 10 hinaus vorstehen. Die Lenkrolle 10 ist auf der Hohlachse 12 mittels eines U-förmigen Verriegelungshebels 15 festgeklemmt, in dessen Schenkeln 17 fluchtende Löcher 16 vorgesehen sind. Diese nehmen die Enden des Achsbolzens 13 auf, die durch aufgeschraubte Verriegelungsmuttern 18 gesichert sind.

Die freien Enden der Schenkel 17 des U-förmigen Verriegelungshebels 15 bilden nach oben gerichtete Ansätze 19. Die Ansätze 19 sind mit nach außen gebogenen Anschlägen 20 versehen. In jedem der Ansätze 19 des Verriegelungshebels 15 ist je ein Loch

21 vorgesehen. In diese Löcher 21 greifen horizontal angeordnete Lagerzapfen ein, die an den Seitenwänden 24 eines Lenkrollengehäuses 22 angeformt sind und eine zur Drehachse 14 der Lenkrolle 10 parallele Schwenkachse 23 für den Verriegelungshebel 15 bilden. Das Lenkrollengehäuse 22 ist, wie aus F i g. 2 ersichtlich, im Querschnitt U-förmig ausgebildet und übergreift mit seinen nach unten gerichteten Seitenwänden 24 den Vemegelungshebel 15. Der Vemegelungshebel 15 ist somit gegenüber dem Lenkrollengehäuse 22 verschwenkbar. Das vorzugsweise aus Aluminium hergestellte Lenkrollengehäuse

22 ist, wie aus F i g. 3 ersichtlich, an seinem einen Ende offen und weist an seiner Oberseite einen vertikalen Drehzapfen 25 auf, an dessen Ansatz am Lenkrollengehäuse 22 eine nach oben gerichtete Schulter 26 vorgesehen ist. Ein Lager übergreift drehbar den Drehzapfen 25 und stützt sich an der Schulter 26 ab. Ein hohles Stützbein 28 eines Gerüstes übergreift teleskopartig das Lager und ist durch Reibungseingriff mit diesem verbunden.

An den Innenflächen der Seitenwände 24 des Lenkrollengehäuses 22 sind zwei weitere horizontale Zapfen 29 zur Halterung eines Bremsbügels 32 am unteren Rand, nahe dem geschlossenen Ende des Lenkrollengehäuses 22, und ferner Ansätzen 30 angeordnet. Die Ansätze 30 haben zur offenen Seite des Lenkrollengehäuses gerichtete Anschlagflächen 31 für den Bremsbügel 32. Dieser ist vorzugsweise aus einer Stahlstange hergestellt und bildet einen im wesentlichen rechteckigen, geschlossenen Bügel (vgl. Fig. 5). Der Bügel hat parallele Seiten 33 und eine Bremsfläche 34, die sich zwischen den Seiten 33 an einem Ende des Bügels erstreckt. Die Seiten 33 an der der Bremsfläche 32 gegenüberliegenden Ecke 35 des Bügels sind gekriAmmt, wobei die Enden 36 der Stange aufeinander zu laufen und das andere Ende des Bügels bilden. Der Bremsbügel 32 ist derart in das Lenkrollengehäuse 22 eingesetzt, daß die gekrümmten Ecken 35 des Bügels über die Zapfen 29 des Lenkrollengehäuses 22 greifen. Die Seiten 33 des Bremsbügels 32 liegen dabei an den Anschlagflächen 31 der Ansätze30 an (vgl. Fig.3). Bei dieser Anordnung ist der Bremsbügel 32 um die Zapfen 29 schwenkbar, wobei die Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn durch die Anschlagflächen 31 begrenzt ist.

Wenn sich der Vemegelungshebel 15 in seiner , oberen Stellung befindet, wie dies in gestrichelten Linien in F i g. 1 angedeutet ist, befindet sich die horizontale Drehachse 14 der Lenkrolle 10 rechts von einer lotrechten Ebene, die durch die Schwenkachse 23 geht. Die Lenkrolle 10 ist dann exzentrisch zur lotrechten Achse des Drehzapfens 25 versetzt und kann sich frei um die Drehachse 14 drehen. Die Anschläge 20 des Verriegelungshebels 15 greifen reibend an den Innenflächen der Seitenwände 24 des Lenkrollengehäuses 22 an, wenn sich der Vemegelungshebel in seiner oberen Stellung befindet. Auf diese Weise sind der Vemegelungshebel 15 und die Lenkrolle 10 gegen ungewolltes Schwenken in die Verriegelungsstellung gesichert. -

Zum Verriegeln der Lenkrolle 10 ist es lediglich notwendig, den Vemegelungshebel 15 in die in vollen Linien gezeigte Stellung abwärts zu drücken. Hierbei wird die Lenkrolle um die Lagerzapfen der Schwenkachse 23 verschwenkt, so daß sich die Drehachse 14 der Lenkrolle 10 auf die linke, andere Seite der lotrechten, durch die Schwenkachse 23 gehenden Ebene bewegt. Die Schwenkbewegung der Lenkrolle 10 um die Schwenkachse 23 wird dadurch abgefangen, daß die Lenkrolle 10 an die Bremsfläche 34 des Bremsbügels 32 angepreßt wird. In dieser gebremsten Stellung ist die Lenkrolle 10 so ausgerichtet, daß die lotrechte Achse des Drehzapfens 25 die Drehachse 14 der Lenkrolle 10 schneidet. Somit wird die Lenkrolle nicht nur gegen Drehung durch ihren Eingriff mit dem Bremselement 32, sondern auch gegen eine Drehbewegung um die Spindel 25 verriegelt.

Die Wirkungsweise der Lenkrolle unter vertikalen und horizontalen Belastungen ist am besten an den F i g. 6 bis 8 zu ersehen. Wenn bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel die Lenkrolle 10 verriegelt ist, beträgt der Winkel <x_x zwischen der Lotrechten durch die Drehachse 14 der Lenkrolle 10 und der von der Drehachse 14 aufwärts zu der durch die Schwenkachse 23 verlaufenden Linie 30°. Der Winkel (in derselben Richtung wie der Winkel ^₁ gemessen) zwischen einer Lotrechten durch die Drehachse 14 und der zwischen der Drehachse 14 und dem Angriffspunkt der Bremsfläche 34 am Umfang der Lenkrolle 10 verlaufenden Linie beträgt hingegen 240°.

F i g. 6 A zeigt den Fall, bei dem auf die verriegelte Lenkrolle 10 nur eine lotrechte Belastung F₁ einwirkt. Fig. 6B ist ein Diagramm, in welchem die auf die Lenkrolle einwirkenden Kräfte gezeigt sind. Der vertikalen Belastung der Lenkrolle wirkt eine gleich große Auflagerkraft F₁ am unteren Teil der Lenkrolle entgegen. Die Bremsfläche 34 des Bremsbügels 32 übt eine Kraft F₂ aus, die am Umfang der Lenkrolle unter einem Winkel von 240° angreift, der im Uhrzeigersinn von einer Lotrechten durch die Drehachse 14 ausgemessen ist, während die durch den Vemegelungshebel 15 vom Lenkrollengehäuse auf die Drehachse der Lenkrolle übertragene Kraft F_s abwärts unter 30° gegen die Lotrechte auf die Lenkrolle einwirkt. F i g. 6 C ist ein Vektordiagramm, welches die auf die Lenkrolle 10 einwirkenden, relativen Größen der Kräfte darstellt. Da sich die Kräfte im Gleichgewicht befinden, ist das Vektordiagramm geschlossen. Wie aus F i g. 6 C ersichtlich, ist die Kraft F₂ gleich der Kraft F₁, woraus hervorgeht, daß die normal zur Bremsfläche wirkende Bremskraft F₂ gleich der von der Lenkrolle getragenen LaStF₁ ist.

F i g. 7 A zeigt die Lenkrolle in einem Zustand, bei dem sie einer vertikalen Belastung F₁ und außerdem einer nach rechts wirkenden horizontalen Kraft F_n ausgesetzt ist. Das Diagramm der an der Lenkrolle angreifenden Kräfte in Fig. 7B zeigt die KräfteF₁, F₂ und F₃, die unter den gleichen, zuvor beschriebenen

Winkeln an der Lenkrolle angreifen. Der an der Lenkrolle angreifenden horizontalen Kraft F_H, welche die verriegelte Lenkrolle 10 zu verschieben sucht, wirkt die Reibungskraft F_n zwischen Lenkrolle und Fußboden entgegen, wobei die Kraft F_H am Berührungspunkt der Lenkrolle mit dem Fußboden tangential zur Lenkrolle nach links einwirkt. Da die Kräfte im Gleichgewicht stehen, wirkt der Kraft F_H eine dem Betrag nach gleiche Tangentialkraft F_B am Angriffspunkt der Bremsfläche 34 entgegen, welche den durch die Bremsfläche 34 an der Lenkrolle erzeugten Reibungswiderstand gegen Drehung darstellt.

Das geschlossene Vektordiagramm der F i g. 7 C ist ähnlich dem der F i g. 6 C, wobei die Tangentialkräfte Ff₁ und Fβ hinzukommen.

Fig. 7D ist ein geschlossenes Vektordiagramm der Kräfte, in welchem die relative Größe der Kräfte dargestellt ist, die bei einer größeren horizontalen Kraft Ffi zur Einwirkung kommen. Das Diagramm zeigt, daß die Bremskraft F_B der Größe der einwirkenden Horizontalkraft F_H proportional ist.

F i g. 8 A zeigt die Lenkrolle 10 mit einer von rechts nach links wirkenden horizontalen Kraft, Fig. 8B die dabei auftretenden Kräfte. Das geschlossene Vektordiagramm der F i g. 8 C zeigt die relativen Größen der Kräfte.

Fig. 8D zeigt ein geschlossenes Vektordiagramm der auf die Lenkrolle 10 einwirkenden Kräfte, wenn eine größere Horizontalkraft F_n ausgeübt wird. Auch hier ist zu erkennen, daß die Bremskraft F_B mit zunehmender Horizontalbelastung ansteigt.

Die Lenkrolle 10 könnte sich nur dann drehen, wenn das auf sie ausgeübte Drehmoment größer als μ₂ · F₂ wäre, wobei μ₂ der Haftreibungskoeffizient zwischen dem Gummireifen der Lenkrolle und der Bremsfläche 34, hier Stahl, ist. Da sich die runde Stange des Bremsbügels 32 in den Gummireifen 11 der Lenkrolle 10 mit der Kraft F₂ eindrückt, ist der Wert μ₂ · F₂ immer etwas größer als der Wert μ_χ · F₁, wobei μ_ί der Haftreibungskoeffizient zwischen dem Gummireifen und der üblichen Betonfläche, auf welcher die Lenkrolle ruht, ist.

Somit bleibt die Lenkrolle gebremst und unbeweglich, trotz der Einwirkung einer horizontalen Kraft in beliebiger Richtung, bis diese so weit zunimmt, daß die gebremste Lenkrolle auf dem Boden rutscht. Selbst dann bleibt die rutschende Lenkrolle gegen Drehung gesichert.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel a_t 30°. Die Wahl dieses Winkels ist willkürlich und beruht auf folgender Überlegung: Der Winkel CK₁ muß größer als 0° sein, damit bei der Bewegung der Lenkrolle 10 zwischen ihrer verriegelten

ίο und unverriegelten Stellung eine Totpunktwirkung erzielt wird. Weiterhin muß der Winkele^ ausreichend größer als 0° sein, damit eine ausreichend große Kraft auf den Verriegelungshebel 15 ausgeübt wird, um die Lenkrolle in die nicht gebremste Stellung zu bewegen und ein ungewolltes Entriegeln zu verhindern, wenn jemand unbeabsichtigt gegen den Verriegelungshebel 15 stößt. Andererseits muß der Winkel OC₁ genügend klein sein, damit die Lenkrolle 10 verhältnismäßig leicht entriegelt werden kann. Es wurde festgestellt, daß ein Winkel A₁ = 30° zweckmäßig ist.

F i g. 9 zeigt, wie a₂ für jeden beliebigen, gewählten Winkel Ot₁ gefunden werden kann: Man schlägt einen Kreis mit beliebigem Radius und zieht eine Linie a, die unter dem Winkel Oc₁ zur Lotrechten durch den Mittelpunkt des Kreises geht. Dann wird eine Kraftlinie F₁ vom Mittelpunkt des Kreises den Kreis schneidend nach oben gezogen. Durch den Schnittpunkt der Kraftlinie F₁ mit dem Kreis wird die Kraft-

linie F₃ parallel zur Linie α gezogen, wobei diese Kraftlinie F₃ den Kreis im Punkt b schneidet. Zwischen dem Punkt b und dem Mittelpunkt des Kreises liegt dann die Kraftlinie F₂. Da F₂ und F₁ Kreisradien sind, sind sie einander gleich. Da die Kraftlinie F₃ parallel zur Linie α verläuft, ist der zwischen den Kraftlinien F₃ und F₁ eingeschlossene Winkel gleich CK₁. Da ferner die Kraftlinie F₂ und F₁ die Winkel eines gleichschenkligen Dreiecks bilden, ist der zwischen den Kraftlinien F₃ und F₂ eingeschlossene

Winkel ebenfalls gleich CK₁. Der eingeschlossene Winkel zwischen den Kraftlinien F₁ und F₂ ist dann gleich 180° — 2·<χ_ν Infolgedessen ist der im Uhrzeigersinn von der Vertikalen bis zur Kraftlinie F, gemessene Winkel gleich 180° + 2 · a_r

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lenkrolle für fahrbare Gerüste, Arbeitsbühnen od. dgl. mit einem etwa U-förmigen Lenkrollengehäuse, in dem ein die Drehachse der Lenkrolle abstützender, um eine zur Drehachse parallele Schwenkachse schwenkbarer Verriegelungshebel angeordnet ist, durch den die Lenkrolle in eine frei bewegliche und in eine gebremste Lage schwenkbar ist, in der am Umfang der Lenkrolle eine gegen Verschieben gesicherte Bremsfläche angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungshebel (15) zwischen einer ersten Stellung, in der die Drehachse (14) der Lenkrolle (10) auf der einen Seite einer lotrechten, durch die Schwenkachse (23) verlaufenden Ebene liegt, und einer zweiten Stellung, in der die Drehachse (14) auf der anderen Seite dieser lotrechten Ebene liegt, schwenkbar ist, und daß die am Lenkrollengehäuse (22) angeordnete Bremsfläche (34) im gebremsten Zustand der Lenkrolle (10) gegenüber einer Lotrechten durch die Drehachse (14) um Oi₂ = 2(X₁ versetzt angeordnet ist, wobei ^₁ der von dieser Lotrechten und einer im gebremsten Zustand sowohl durch die Drehachse (14) als auch durch die Schwenkachse (23) führenden Geraden eingeschlossene, in gleicher Richtung wie α., gemessene Winkel ist.

2. Lenkrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsfläche (34) als ein etwa parallel zur Drehachse (14) verlaufender Abschnitt eines gelenkig mit dem Lenkrollengehäuse (22) verbundenen Bremsbügels (32) ausgebildet ist.

3. Lenkrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbügel (32) aus einer Stahlstange angefertigt ist, deren den Steg des Bremsbügels (32) bildende Bremsfläche (34) in die aus Gummi gebildete Rollfläche der Lenkrolle (10) eingreift.