DE19913293A1

DE19913293A1 - Feststellvorrichtung für ein Fahrzeugrad, insbesondere für einen Kinderwagen

Info

Publication number: DE19913293A1
Application number: DE1999113293
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Beierl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung für Wagenräder, insbesondere für Kinder-, Einkaufs-, Servierwagenräder u. ä., zum Verhindern des ungewollten Fortbewegens des Wagens. Die Aufgabe, die darin besteht, eine Feststellvorrichtung für Wagenräder zu schaffen, mit der automatisch und mit großer Zuverlässigkeit ein Wagen sowohl seine Trage-, als auch Roll- und Bremsfunktionen ausüben kann, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Inneren des Rades ein mechanischer Linearbeschleunigungssensor (6), ein mechanischer Winkelbeschleunigungssensor (5) und ein die beiden Sensoren (6, 5) verbindendes Koppelglied (7) angeordnet sind, die so ausgebildet sind und miteinander zusammenwirken, daß nur für den Fall eine Radblockierung erfolgt, daß sich der Wagen auf einer schiefen Ebene befindet und durch diese eine Beschleunigung erfährt oder der Boden unter den Rädern beschleunigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung für Wagenrä der, insbesondere für Kinder-, Einkaufs-, Servierwagenräder u. ä., zum Verhindern des ungewollten Fortbewegens des Wagens.

Feststellvorrichtungen an derartigen Wagen sind in vielfälti gen Ausführungsformen, beispielsweise als Hand- oder Fußbrem sen bereits bekannt. Diese weisen aber entweder bezüglich der designerischen Ausführung oder des Verschleißes der Räder und/oder der Bremseinrichtung Nachteile auf und werden nicht automatisch betätigt.

Bekannt sind auch bereits Feststellvorrichtungen, die auto matsch arbeiten. So beispielsweise an Einkaufswagen, die in mehrstöckigen Supermärkten eingesetzt werden und der Übergang von einem Stockwerk in das andere über Fahrbänder erfolgt.

Hier sind die Wagenräder als Sätze parallel geführter Scheiben ausgeführt, die Öffnungen in den Fahrbändern angepaßt sind und ein Aufsetzen von Bremsklötzern gestatten.

Andere Ausführungsformen führen ein Fühlerrädchen mit. Auch diese weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie einem hohen Verschleiß unterliegen.

Ein weiterer aus der DE 19 65 497 C3 bekannte Blockiermecha nismus hat sich in der Praxis nicht bewährt, da er nicht si cher funktioniert, wenn der Wagen bereits ins Rollen gekommen ist oder wenn er zunächst leicht zurückgezogen und danach losgelassen wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Feststellvorrich tung für Wagenräder zu schaffen, mit der automatisch und mit großer Zuverlässigkeit ein Wagen sowohl seine Trage- als auch Roll- und Bremsfunktionen ausüben kann. Dabei sollen die Räder verschleißfest und daher lebensdauererhöhend ausgebildet sein. Insbesondere für Kinderwagen ist es notwendig, zu garantieren, daß trotz einer automatischen Blockierfunktion auf der schie fen Ebene eine gleichförmige Bewegung von Hand möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Inne ren des Rades ein mechanischer Linearbeschleunigungssensor, ein mechanischer Winkelbeschleunigungssensor und ein die bei den Sensoren verbindendes Koppelglied angeordnet sind, die so ausgebildet sind und miteinander zusammenwirken, daß nur für den Fall eine Radblockierung erfolgt, daß sich der Wagen auf einer schiefen Ebene befindet und durch diese eine Beschleuni gung erfährt oder der Boden unter den Rädern beschleunigt wird.

Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird verhindert, daß beispielsweise ein Kinderwagen, Einkaufs- oder auch Servierwa gen bei Einsatz in einem Flugzeug, der Bahn oder einem Reise bus ungewollt ins Rollen kommt. Der Einsatz rein mechanischer Elemente trägt dazu bei, den inneren Radaufbau kostengünstig zu gestalten. Die äußere Radgestaltung wird vereinfacht und der Verschleiß dadurch minimiert, daß von außen keine Tast elemente oder ähnliche Teile auf das Rad einwirken. Der äußere konstruktive Aufbau des Rades ist außerdem bezüglich des Ein satzes an Einkaufswagen unabhängig von der Ausführung der Fahrsteig- oder Rollbänder. Bisher manuell betätigte Fest stelleinrichtungen können entfallen, da die Blockierung im Bedarfsfall automatisch eintritt.

Aus konstruktiver Sicht von Vorteil ist, wenn übliche Räder zum Einsatz kommen, die im wesentlichen eine zylindrische Form aufweisen, auf einer Radachse gelagert sind, eine Felge besit zen, auf der der Reifen angeordnet ist und seitliche Abdeck kappen aufweisen.

Nach einer vorteilhaften Fortbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Koppelglied auf der Radwelle drehbar gelagert und weist umfangsmäßig verteilt angeordnete Nuten auf, die einrastenden Elementen das Fixieren oder die Mitnahme des Koppelgliedes oder das Festhalten am Koppelglied gestatten.

Nach einer erfindungsgemäßen weiteren Ausbildungsform des Koppelgliedes kann es konstruktiv von Vorteil sein, wenn es ringförmig ausgebildet, über seinen äußeren Umfang drehbar gelagert und der innere Ringumfang mit abstandsweise angeord neten Rastelementen ausgestattet ist, die der Momentenüber tragung dienen.

Kombinationen beider Ausbildungsformen sind ebenfalls vorteil haft einsetzbar.

Erfindungsgemäß ist des weiteren vorgesehen, daß der mecha nische Linearbeschleunigungssensor aus einem pendelartigen Teil besteht, das an einem der seitlichen Abdeckkappen hängend befestigt ist und ein Rastelement aufweist, welches derart mit dem Koppelglied zusammenwirkt, daß es bei Beschleunigung des Rades auf gerader Ebene und in Funktionsrichtung der Fest stellvorrichtung vom Koppelglied wegschwenkend ausrastet.

Mit dieser konstruktiv einfachen Ausführung wird eine normale Rollbewegung des Wagens auf gerader, nicht bewegter Ebene gesichert.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausbildung des pendelartigen Teils ist dieses als an zwei Stellen gelagertes Schwenksegment ausgebildet und weist ein Rastelement auf, daß mit dem Koppel glied zusammenwirkt.

Eine weitere konstruktiv einfache Ausbildung des pendelartigen Teils sieht vor, daß es als ein auf einer schiefen Ebene rol lendes Massestück ausgebildet ist und ein Rastelement auf weist, daß mit dem Koppelglied zusammenwirkt.

Erfindungsgemäß besteht im weiteren der mechanische Winkel beschleunigungssensor aus einer auf der Radachse drehbar gela gerten Sensorscheibe, die eine nutförmige Aussparung aufweist, durch die ein mit der Felge verbundener und die Sensorscheibe mitnehmender Zapfen dringt.

Die Sensorscheibe prüft das Rad auf das Anliegen einer Winkel beschleunigung.

Die nutförmige Aussparung ist dabei so dimensioniert, daß sie der Zapfen mit Spiel durchdringt.

Es ist des weiteren vorgesehen, daß mit der Sensorscheibe ein weiteres bolzenartiges Element verbunden ist, das rotations symmetrisch bezüglich der Radachse zum Zapfen angeordnet ist. Auf dem Zapfen und dem bolzenartigen Element ist ein Schwenk teil befestigt.

Dabei sind die Sensorscheibe und das Schwenkteil so ausge bildet und angeordnet, daß deren gemeinsamer Schwerpunkt in der Radachse liegt.

Die Anordnung in der axialen Reihenfolge Felge-Sensor scheibe-Schwenkteil bietet den Vorteil, daß sich Schwenkteil und pendelartiges Teil direkt nebeneinander befinden und bewe gen, wodurch die Koppelvorgänge mit dem Koppelglied auf ein fache Art und Weise möglich sind.

Die Anordnung und Ausbildung des Schwenkteils ermöglicht eine an die Bewegung des Rades angepaßte Bewegung.

Wenn der die Sensorscheibe mitnehmende Zapfen federnd gelagert ist, wird erfindungsgemäß erreicht, daß der mit Spiel in der nutförmigen Aussparung sitzende Zapfen je nach Bewegungsablauf in der Aussparung bewegt oder gedreht wird.

Bei konstanter Raddrehzahl erfolgt die Bewegung in Raddreh richtung, da die Feder zwischen Sensorscheibe und Felge in diese Richtung drückt. Bei einer Winkelbeschleunigung des Rades vollführt die Sensorscheibe aufgrund ihres Trägheits momentes eine relative Gegenbewegung zur Raddrehrichtung und Federspannungsrichtung.

Um das Blockieren des Rades zu erreichen, ist des weiteren vorgesehen, daß das Schwenkteil ein Rastelement aufweist, welches dann in das Koppelglied eingreift, wenn sich das bol zenartige Element relativ zum Zapfen bewegt.

Nach einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Feststellvorrichtung ist vorgesehen, daß zusätz lich ein Ausgleichspendel angeordnet sein kann, das mit einem die Kraftwirkungsrichtung umlenkenden Kipphebel in Wirkverbin dung steht.

Dabei sind das pendelartige Teil, das Ausgleichspendel und der Kipphebel so ausgebildet und werden in Wirkverbindung mitein ander gebracht, daß das Ausgleichspendel im Falle der Be schleunigung durch die schiefe Ebene durch Eingreifen in das Koppelglied das Rad blockiert.

Das auf den Kipphebel wirkende Moment sollte etwas größer sein, als das entgegenwirkende Moment des pendelartigen Teils.

Die Feststellungsvorrichtung kann für bestimmte Einsatzfälle auch so ausgebildet sein, daß in einem Rad je zwei Linear beschleunigungssensoren, zwei Winkelbeschleunigungssensoren und zwei Koppelglieder angeordnet sind.

Damit wird erreicht, daß die Feststellvorrichtung in zwei Bewegungsrichtungen wirkt.

Andererseits kann durch Einsatz eines mit zwei Federn verbun denen Winkelbeschleunigungssensor ebenfalls erreicht werden, daß die Feststellvorrichtung in zwei Richtungen wirkt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spieles erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Rades mit erfindungs gemäßer Feststellvorrichtung,

Fig. 2 Schnitt C-C nach Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt B-B nach Fig. 2,

Fig. 4 den Linearbeschleunigungssensor analog Fig. 3,

Fig. 5 die Draufsicht nach Fig. 4 und

Fig. 6 die prinzipielle Darstellung des Ausgleichspendels.

Nach den Fig. 1 bis 5 ist die Feststellvorrichtung im Inneren eines Wagenrades angeordnet, das im wesentlichen aus der Rad achse 1 und der Felge 2 mit dem Reifen besteht. Die Feststell vorrichtung weist als zentrales Teil ein scheibenartiges Teil 3 auf, daß auf der Radachse 1 angeordnet und fest mit der Radgabel des Wagens verbunden ist. Auf der Radachse 1 sind Wälzlager 4 angeordnet, mittels derer unter anderem auch der Winkelbeschleunigungssensor in Form der Sensorscheibe 5 gela gert ist. Dieser steht in Wirkverbindung mit einem mechani schen Linearbeschleunigungssensor, in Form eines pendelartigen Teils 6 über einem auf der Radachse 1 drehbar gelagerten Kop pelglied 7. Das Koppelglied 7 weist umfangsmäßig verteilt angeordnete Nuten 8 auf, die die Wirkverbindung herstellen.

An der Felge 2 des Rades ist ein Zapfen 9 angeordnet, der in eine nutförmige Aussparung 10 in der Sensorscheibe 5 ein greift. Ein weiteres bolzenartiges Element 11, das direkt an der Sensorscheibe 5 angeordnet ist, steht dem Zapfen 9 um 180° versetzt gegenüber. Sowohl der Zapfen 9 als auch das bolzen artige Element 11 dienen der Aufnahme und Halterung eines ringförmigen Schwenkteiles 12, das mit einem entsprechend ausgeführten Sitz 13 versehen ist. Die nutförmige Aussparung 10 ist dabei so ausgebildet, daß der Zapfen 9 mit Spiel in dieser angeordnet ist. Dadurch wird eine begrenzte Winkelbe weglichkeit des Zapfens 9 in Bezug auf die Sensorscheibe 5 er reicht. Theoretisch handelt es sich nun um eine Schubkurbel mit dem Gestell Radachse 1 - Zapfen 9. Das Schubgelenk wird von dem bolzenartigen Element 11 und dem Sitz 13 im Schwenkteil 12 gebildet, der als radiales Langloch ausgebildet ist.

Bei konstanter Drehzahl des Rades drückt eine zwischen der Felge 2 und der Sensorscheibe 5 angeordnete Feder 14 in Dreh richtung des Rades, das heißt nach Fig. 1 in linker Richtung. Der Zapfen 9 wird in seiner Bewegung durch die nutförmige Aussparung 10 begrenzt. Das Schwenkteil 12 wird dadurch in einer zum Koppelglied 7 berührungsfreien Position fixiert. Erfährt jedoch das Rad eine Winkelbeschleunigung in Funktions richtung der Feststellvorrichtung, wird die Sensorscheibe 5 infolge ihres Trägheitsmomentes in entgegengesetzte Drehrich tung bewegt. Da die Kraft der Feder 14 gering ist, ist sie jetzt ohne Einfluß auf die Sensorscheibe 5. Die Drehbewegung der Sensorscheibe 5 wird nun durch das andere Nutende der nutförmigen Aussparung 10 vom Zapfen 9 begrenzt. Die Sensor scheibe wird im weiteren analog des Rades bewegt und beschleu nigt. Das Schwenkteil 12 ist dabei so fixiert, daß es mit einem am Umfang des Schwenkteils 12 ausgebildeten Rastelement 15 in eine Nut 8 des Koppelgliedes 7 eingreift.

Der Linearbeschleunigungssensor wird im wesentlichen durch das pendelartige Teil 6 gebildet. Es ist ringförmig ausgebildet und am scheibenförmigen Teil 3 im Radinneren hängend befe stigt. Dieses Teil 3 ist mit der Radgabel des Wagens fest verbunden.

Das pendelartige Teil 6 greift bei gleichmäßiger Geschwindig keit des Wagens mittels eines daran ausgebildeten Rastelemen tes 16 in das Koppelglied 7 ein. Wird das Rad beschleunigt, rastet das pendelartige Teil 6 mit seinem Rastelement 16, vom Koppelglied 7 wegschwingend, aus. Begrenzt wird diese Bewegung durch einen am pendelartigen Teil 6 ausgebildeten Bolzen 17, der in einem im scheibenartigen Teil 3 ausgebildeten Langloch geführt wird.

Das Koppelglied 7 ist gleitend auf der Radachse 1 gelagert und paßt sich der Drehzahl des jeweils einrastenden Elementes an. Nur für den Fall, daß sowohl die mit dem Rad rotierende Sen sorscheibe 5 mittels des Schwenkteils 12 als auch das pendel artige Teil 6, das über das scheibenartige Teil 3 mit der Radgabel fest verbunden ist, in das Koppelglied 7 eingreift, kommt es zur Blockierung des Rades. Aus der Funktionsweise beider mechanischer Sensoren läßt sich ableiten, daß dies nur in wenigen Fällen eintritt. Entweder rollt der Wagen eine Neigung hinunter oder der Boden unter ihm wird beschleunigt, beispielsweise im Zug oder im Flugzeug. Hierbei geht der Kraftfluß vom Wagen über die Radgabel, das scheibenartige Teil 3, das pendelartige Teil 6, das Koppelglied 7, das Schwenkteil 12, die Sensorscheibe 5, den Zapfen 9, die Felge 2 und den Reifen gegen die Fahrbahn.

Um zusätzlich zu erreichen, daß der Wagen trotz schiefer Ebene oder Bodenbeschleunigung dennoch per Hand bewegt werden kann, ist die Anordnung eines weiteren pendelartigen Teils vorgese hen, ein sogenanntes Ausgleichspendels 19, wie in den Fig. 4 bis 6 veranschaulicht ist. Das Ausgleichpendel 19 ist dabei so ausgebildet und steht mit einem Kipphebel 20 derart in Wirkverbindung, daß dieser gegen den mitschwenkenden Bolzen 17 des pendelartigen Teils 6 drückt und die Bewegung umkehrt. Sowohl das pendelartige Teil 6 als auch das Ausgleichspendel 19 sind mittels einer Aufhängung 21 am scheibenartigen Teil befestigt. Das vom Ausgleichspendel 19 auf den Kipphebel 20 wirkende Moment ist etwas höher veranschlagt, als das vom pendelartigen Teil 6 auf den Kipphebel 20 wirkende. Bleibt ohne Ausgleichspendel 19 das pendelartige Teil 6 bei einer Be schleunigung von Null bis zur freien Hangbeschleunigung im Koppelglied 7 eingerastet, so ist dies mit Anordnung des Aus gleichspendels 19 nur noch bei freier Hangbeschleunigung al lein möglich. Unterhalb dieser drückt das Ausgleichspendel 19 das pendelartige Teil 6 vom Koppelglied 7 weg. Damit wird es möglich, den Wagen auch auf der schiefen Ebene per Hand zu lösen, zu beschleunigen und gleichförmig zu bewegen.

Bezugszeichenliste

1

Radachse

2

Felge

3

scheibenartiges Teil

4

Wälzlager

5

Sensorscheibe

6

pendelartiges Teil

7

Koppelglied

8

Nut am Koppelglied

9

Zapfen

10

nutförmige Aussparung

11

bolzenartiges Element

12

Schwenkteil

13

Sitz

14

Feder

15

Rastelement am Schwenkteil

16

Rastelement am pendelartigen Teil

17

Bolzen des pendelartigen Teils

18

Langloch im scheibenartigen Teil

19

Ausgleichspendel

20

Kipphebel

21

Aufhängung für das pendelartige Teil

Claims

1. Feststellvorrichtung für Wagenräder, insbesondere für Kinder-, Einkaufs-, Servierwagenräder u. ä., zum Verhindern des ungewollten Fortbewegens des Wagens, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Rades ein mechanischer Linearbeschleunigungssensor (6), ein mecha nischer Winkelbeschleunigungssensor (5) und ein die beiden Sensoren (6, 5) verbindendes Koppelglied (7) angeordnet sind, die so ausgebildet sind und miteinander zusammen wirken, daß nur für den Fall eine Radblockierung erfolgt, daß sich der Wagen auf einer schiefen Ebene befindet und durch diese eine Beschleunigung erfährt oder der Boden unter den Rädern beschleunigt wird.

2. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rad im wesentlichen eine zylindrische Form aufweist, auf einer Radachse (1) gela gert ist und eine Felge (2) aufweist, auf der der Reifen angeordnet ist.

3. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (7) auf der Radachse (1) drehbar gelagert ist und umfangsmäßig verteilt angeordnete Nuten (8) aufweist, die einem ein rastenden Element (15, 16) das Fixieren oder die Mitnahme des Koppelgliedes (7) oder das Festhalten am Koppelglied (7) gestatten.

4. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (7) ring förmig ausgebildet ist, über seinen äußeren Umfang drehbar gelagert ist und der innere Ringumfang mit abstandsweise angeordneten Rastelementen ausgestattet ist, die der Mo mentenübertragung dienen.

5. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß der mechanische Linearbeschleunigungssensor im wesentlichen aus einem pendelartigen Teil (6) besteht, das an einem scheibenartigen Teil (3), welches fest mit der Radgabel des Wagens verbunden ist, hängend befestigt ist und ein Rastelement (16) aufweist, welches derart mit dem Koppelglied (7) zusammenwirkt, daß es bei Beschleunigung des Rades auf gerader Ebene und in Funktionsrichtung der Feststellvorrichtung vom Koppelglied (7) wegschwenkend ausrastet.

6. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das pendelartige Teil (6) als an zwei Stellen gelagertes Schwenksegment ausgebildet ist und ein Rast element aufweist, daß mit dem Koppelglied zusammenwirkt.

7. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das pendelartige Teil (6) als ein auf einer schiefen Ebene rollendes Massestück ausgebildet ist und ein Rastelement aufweist, daß mit dem Koppelglied zusam menwirkt.

8. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß der mechanische Winkelbeschleunigungssensor im wesentlichen aus einer auf der Radachse (1) drehbar gela gerten Sensorscheibe (5) besteht, die eine nutförmige Aussparung (10) aufweist, durch die ein mit der Felge (2) verbundener und die Sensorscheibe (5) mitnehmender Zapfen (9) dringt.

9. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß mit der Sensorscheibe (5) ein weiteres bolzen artiges Element (11) verbunden ist, das bezüglich der Radachse rotationssymmetrisch zum Zapfen (9) angeordnet ist und daß auf dem Zapfen (9) und dem bolzenartigen Ele ment (11) ein Schwenkteil (12) befestigt ist.

10. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeich net, daß die Sensorscheibe (5) und das Schwenkteil (12) so ausgebildet und angeordnet sind, daß deren gemeinsamer Schwerpunkt in der Radachse (1) liegt.

11. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß der die Sensorscheibe (5) mitnehmende Zapfen (9) federnd gelagert ist.

12. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß das Schwenkteil (12) ein Rastelement (15) auf weist, welches dann in das Koppelglied (7) eingreift, wenn sich das bolzenartige Element (11) relativ zum Zapfen (9) bewegt.

13. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß zusätzlich ein Ausgleichspendel (19) angeordnet sein kann, das mit einem die Kraftwirkungsrichtung umlen kenden Kipphebel (20) in Wirkverbindung steht.

14. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeich net, daß das pendelartige Teil 6), das Ausgleichspendel (19) und der Kipphebel (20) so ausgebildet sind und in Wirkverbindung miteinander gebracht werden, daß durch das Ausgleichspendel (19) nur im Falle der ungehemmten Be schleunigung auf der und durch die schiefe Ebene durch Eingreifen des pendelartigen Teils (6) in das Koppelglied (7) das Rad blockiert wird.

15. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der An sprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeich net, daß in einem Rad je zwei Linearbeschleunigungs sensoren, zwei Winkelbeschleunigungssensoren und zwei Koppelglieder angeordnet sind.