DE19918887C2 - Reibrolle, insbesondere Ketten- oder Stufenrolle für Fahrtreppen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibrolle, insbesondere Ketten- oder Stufenrolle für Fahrtreppen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 30 41 126 A1 ist eine Walze nach Art eines Lagers bekannt, bei der eine sich über einen Kern erstreckende Schale aus einem verschleißharten und schlagzähen, nicht geschäumten Polyurethan-Elastomer-Material hergestellt ist.

Die Transportrolle gemäß DE 24 25 347 geht von einem Metallkern aus, der einen elastischen Überzug aufweist. Der Überzug wie­ derum besteht aus einer Vielzahl aufgezogener, aufeinander ge­ presster Fliesstoffscheiben, wodurch die Lebensdauer und Wider­ standsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen erhöht werden soll.

In eine ähnliche Lösungsrichtung geht die Förderrolle nach DE 28 36 459, wobei dort die auf den gezeigten Stahlhülsen angeordneten Ringscheiben aus einem Grundgewebe und einer Fasermatte bestehen, wobei letztere vernadelt wurde und mit ei­ nem Kunstharz getränkt ist.

Ein starrer Rollenkern mit einem elastischen Rollenmantel ist in der DE 34 24 396 C2 offenbart, wobei dort der Mantel unter Vorspannung mit einer speziellen Innenfläche auf der Außenflä­ che des Kerns aufliegt. In den vorhandenen Gummiwulst ist eine zu einem endlosen Ring geformte Schraubenfeder eingebracht.

Gemäß DE 42 26 789 A1 gehört es ebenfalls zum Stand der Technik eine Rolle aus einem Basiskörper aus faserverstärktem Kunst­ stoff mit einem äußeren Rollenmantel zu kombinieren, wobei der äußere Rollenmantel eine verschleißfeste Schicht umfasst. Die verschleißfeste Schicht nach DE 42 26 789 A1 besteht aus einer Mischung aus einem Kunstharz und einem Füller. Verfah­ rensseitig wird zur Herstellung der bekannten Walze oder Rolle aus einem Basiskörper aus faserverstärktem Kunststoff die be­ züglich ihres Außendurchmessers auf ein bestimmtes Ausgangsmaß bearbeitete Walze längsachsenzentriert in eine mit einem Sup­ port ausgerüstete Drehvorrichtung eingespannt und in Drehung versetzt. Auf die zylindrische Oberfläche wird dann mittels ei­ ner an dem Support befestigten Flüssigkeitsspritzvorrichtung bei vorgegebenem Vorschub des Supports und entsprechender Dreh­ zahl der Walze eine 20 bis 200 µm dicke Kunstharzlackschicht aufgebracht. Dem Kunstharzlack ist in dispegierter Form ein verschleißfestes Pulver beigegeben. Im Anschluß wird die Walze oder Rolle in eine Härtungsvorrichtung eingebracht, um ein Aushärten der Verschleißschicht zu ermöglichen.

Bekanntermaßen werden an Stufenrollen für Fahrtreppen extreme Belastungsanforderungen gestellt. Die Belastung ist besonders am oberen Überführungsbogen im Lastrum sowie im Kettenrad er­ heblich. Konkret bewegen sich die Lastwerte im Bereich von 800 bis ca. 3500 N bei Umgebungstemperaturen von bis zu 40°C. Insbesondere bei nicht vollständiger Überdeckung ergeben sich Spitzenlasten, denen die Rolle bei den üblichen Fahrtreppenge­ schwindigkeiten standhalten muß.

Um diesen lastdynamischen Anforderungen gerecht zu werden, kommen bisher Stufenrollen zum Einsatz, die einen Metallring nebst aufvulkanisiertem Gummikörper umfassen. In den Metallring wird dann ein Standardwälzlager eingesetzt und mit Sicherungs­ ringen gehalten.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 17 24 200 ist eine Stufenrolle für Fahrtreppen bekannt, wobei dort für das Ver­ binden des Reifens mit einem Tragkörper auf eine abwechselnde Anordnung von umlaufenden Vorsprüngen und Rücksprüngen zurück­ gegriffen wird, was einer Verzahnung entspricht. Eine solche Verzahnung führt jedoch beim Einsatz der Stufenrolle zu einer unerwünschten Geräuschbildung.

Bei der gattungsbildenden Lehre nach DE 42 20 461 A1 handelt es sich um ein Laufrad für Rollen, welches einen Felgenkörper aus spritzgußfähigem Kunststoff aufweist, auf den eine Bereifung aus thermoplastischem Elastomer aufgebracht ist. Die vorge­ sehenen Ausnehmungen im Randbereich, die als abwechselnde Rücksprünge ausgestaltet sind, führen insbesondere dann, wenn der Reifen aus einem weicheren Material ausgeführt ist, zu unerwünschten Rollgeräuschen im Betrieb.

Insgesamt problematisch sind also die in sich widersprüchlichen Anforderungen an Rollen für Fahrtreppen oder Fahrstraßen, näm­ lich zum einen die hohe mechanische Belastbarkeit, erreichbar durch entsprechende Laufflächen, andererseits aber die gewünschte minimale Geräuschentwicklung, wofür an sich ent­ sprechende elastische Lager von Vorteil wären.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine weiterentwickelte Reibrolle, insbesondere Ketten- oder Stufenrolle für Fahrtrep­ pen, Fahrstraßen oder dergleichen Einrichtungen anzugeben, welche von einem an sich bekannten Gleitlager ausgeht, wobei jedoch die Reibrolle neben einer hohen Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit des eigentlichen Lagers geräuschdämmend und kostengünstig zu fertigen ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegen­ stand nach den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

Der Profilsteg des Profilfortsatzes des Gleitlagers besitzt Ausnehmungen oder Bohrungen, welche beim Spritzgießen eines Reifens als Lagerlauffläche mindestens teilweise ausgefüllt werden. Dadurch, daß das Spritzgußmaterial des Reifens die erwähnten Ausnehmungen oder Bohrungen durchsetzt, ergibt sich eine besonders feste innige formschlüssige Verbindung zwischen dem eigentlichen Lager und dem umgebenden Reifen.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Massivlager aus Polyoxymethylen (POM) oder Polyurethan (PUR) mit einem ho­ hen Elastizitätsmodulwert. Bevorzugt wird für das Massivlager auf glasfaserverstärktes PUR zurückgegriffen, wobei allerdings auch Polyamide zum Einsatz kommen können.

Das im Spritzguß aufgebrachte Reifenmaterial ist bevorzugt ein Polyurethan mit geringerer Härte, d. h. entsprechenden zähela­ stischen Eigenschaften, so daß einerseits der Laufflächenver­ schleiß gering gehalten werden kann und andererseits die ge­ wünschte Geräuschdämmung beim bestimmungsgemäßen Einsatz des Lagers gegeben ist.

Der Profilkopf des Profilfortsatzes kann darüber hinaus seitliche Rücksprünge aufweisen, welche mit dem Reifenmaterial beim Spritzgießen ausgefüllt werden.

Die Reifenflanken umgreifen erfindungsgemäß den Profilfortsatz allseits, was zu hohen Festigkeitswerten des Lagers führt und ein unerwünschtes Ablösen der Lauffläche bei Lastwechselbean­ spruchungen vermeiden hilft.

Die einen Hinterschnitt bildenden Rücksprünge sind bevorzugt im Übergangsbereich zwischen Profilsteg und Profilkopf ausgebil­ det. Durch die erwähnten Hinterschnitte bzw. Rücksprünge kann beim Spritzgießen des Reifens eine relativ große Materialmenge mit entsprechender Wärmekapazität und Wärmeenergie eingebracht werden, so daß sich eine feste und innige Verbindung zur här­ teren Gleitlagerschicht bzw. zum Profilfortsatz einstellt.

Unter dem Stabilitätsaspekt verjüngt sich der Profilsteg des Profilfortsatzes ausgehend von der Gleitlagerfläche radial nach außen, wobei in gleichem Maße sich die Dicke der Reifenflanken von innen, d. h. vom Lagerzentrum nach außen erhöht.

Die erfindungsgemäß realisierten Reibrollen besitzen einen Rollendurchmesser von im wesentlichen 70 bis 100 mm, wobei die Laufflächendicke des Reifens im Bereich zwischen 3 und 9 mm liegt.

Bei einer optimierten Ausführungsform liegt der Bohrungs­ durchmesser im Profilfortsatz zwischen 3 und 6 mm, wobei über den Rollenumfang verteilt, d. h. auch mehrreihig oder versetzt ca. 6 bis 24 Bohrungen eingebracht sind.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles sowie einer Figur näher erläutert werden.

Die Figur zeigt hierbei eine Seitenansicht sowie eine Schnitt­ darstellung einer Reibrolle mit einem Kunststoffgleitlager.

Das eigentliche Gleitlager ist als Massivlager 1, z. B. aus faserverstärktem PUR oder POM gefertigt. Das Massivlager besitzt einen radialumlaufend sich erstrecken­ den Profilfortsatz 2 mit einem schienenprofilförmigen Quer­ schnitt.

Der Profilfortsatz 2 ist mit einem spritzgegossenen Reifen 3 aus einem zähelastischen, weicheren PUR-Material umspritzt. Im Profilfortsatz 2 vorgesehene Ausnehmungen oder Bohrungen 4 werden beim Spritzgießen mit dem Reifenmaterial ausgefüllt, so daß sich eine feste, formschlüssige Verbindung zwischen Profilfortsatz 2 respektive Massivlager 1 sowie dem Reifen 3 einstellt.

Wie aus der Figur ersichtlich geht ein Profilfuß 5 in das Mas­ sivlager 1 über und ist mit diesem einstückig ausgeführt. Be­ standteil des Profilfortsatzes ist weiterhin der Profilsteg 6 mit Profilkopf 7.

Der Profilkopf 7 besitzt seitliche Rücksprünge 8, die zu einem Hinterschnitt führen, wobei das entsprechende Volumen mit Rei­ fenmaterial beim Spritzgießen ausgefüllt wird, so daß gleich­ mäßige Reifenflanken 9 entstehen.

Der Profilfortsatz 2 verjüngt sich ausgehend von der Gleitla­ gerfläche radial nach außen, wobei in gleichem Maße sich die Dicke der Reifenflanken 9 von innen nach außen erhöht.

Die Lauffläche 10 des Reifens 3 besitzt eine Dicke im Bereich zwischen 3 und 9 mm bei einem Rollendurchmesser im Bereich zwischen 70 und 100 mm.

Herstellungsseitig wird zunächst das Massivlager mit Profil­ fortsatz, z. B. durch Spritzgießen oder Spritzpressen gefer­ tigt, wobei im Anschluß das Umspritzen des so vorgefertigten Körpers mit dem Material zur Bildung des Reifens unter Rück­ griff auf eine geeignete Spritzform erfolgt. Die Form kann dabei so ausgebildet sein, daß im Übergangsbereich zwischen Reifenflanken 9 und Lauffläche 10 jeweils eine Fase 11 verbleibt.

Neben der Funktion der Lauffläche 10 als Verschleißschicht wirkt diese bedingt durch ihre geringere Härte bezogen auf das Massivlager geräuschdämmend, so daß die an sich widersprüchli­ chen Forderungen wie zum Stand der Technik erläutert, erfin­ dungsgemäß gelöst werden.

Es hat sich gezeigt, daß anhand von Simulationsversuchen die beschriebenen Reibrollen allen dynamischen und statischen Belastungen gewachsen sind, ohne daß es zu einem unerwünschten Ablösen oder Herausbrechen von Teilen des Reifens bzw. der Lauffläche kommt.

Bezugszeichenliste

1

Massivlager

2

Profilfortsatz

3

Reifen

4

Bohrungen

5

Profilfuß

6

Profilsteg

7

Profilkopf

8

Rücksprünge

9

Reifenflanken

10

Lauffläche

11

Fase

Claims (5)

1. Reibrolle, insbesondere Ketten- oder Stufenrolle für Fahr­ treppen, umfassend ein Kunststoffgleitlager, welches außenum­ fangsseitig einen mit dem Lager verbundenen weicheren Kunst­ stoff-Reifen aufweist, wobei das Massivlager (1) einen radial umlaufend sich erstreckenden, integralen Profilfortsatz (2) aufweist, der Profilfortsatz (2) einen schienenähnlichen Querschnitt besitzt, der Profilfuß (5) in das Massivlager (1) übergeht und Rücksprünge (8) am Profilkopf (7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilsteg (6) ausgehend von der Lagerfläche sich radial nach außen verjüngt und im Profilsteg (6) diesen durchsetzend axial orientierte Bohrungen (4) angeordnet sind, wobei das Spritzgußmaterial des Reifens (3) die Bohrungen (4) ausfüllt und der Reifen sich seitlich der Profilfortsätze (2), Reifenflanken (9) bildend, erstreckt.

2. Reibrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Massivlager (1) mit einstückig ausgebildeten, inte­ griertem Profilfortsatz (2) aus Polyoxymethylen oder Poly­ urethan mit hohem Elastizitätsmodul, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polyurethan und der Reifen (3) aus einem zähelastischen, weicheren Polyurethan-Material besteht.

3. Reibrolle nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksprünge (8) im Übergangsbereich zwischen Profilsteg (6) und Profilkopf (7) ausgebildet sind.

4. Reibrolle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rollendurchmesser von im wesentlichen 70 bis 100 mm die Laufflächendicke des Reifens (3) im Bereich zwischen 3 mm und 9 mm liegt.

5. Reibrolle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsdurchmesser im Profilsteg (6) zwischen 3 mm und 6 mm beträgt, wobei über den Rollenumfang verteilt, auch mehrreihig oder versetzt, Bohrungen (4) eingebracht sind.