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Die Erfindung betrifft eine Rolle mit einer Bremse nach Anspruch 1.
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Rollen zur Anordnung an einem Gegenstand, um diesen manuell bewegen zu können, sind in der Technik weit verbreitet. Eine solche Rolle weist stets einen Haltekörper, eine mit diesem Haltekörper verbundene Achse und wenigstens ein drehbar an dieser Achse gehaltenes Rad auf. Häufig erstreckten sich von dem Haltekörper zwei Arme, zwischen denen sich die Achse erstreckt. Meist ist die Achse starr mit dem Haltekörper beziehungsweise den Armen verbunden und das Rad ist mittels eines Lagers an der Achse angeordnet. Das Rad besteht hierbei in der Regel aus einem Radkörper (Felge) und einem Reifen. Bei sogenannten Doppelrollen sind zwei Räder auf einer Achse angeordnet.
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Für viele Anwendungsfälle sind Rollen, wie sie eben beschrieben wurden, mit einer Feststellbremse ausgestattet. Beispielsweise im Pflege- oder Gastronomiebereich sind viele Gebrauchsgegenstände, wie Betten oder Tische, mit Rollen ausgestattet, wobei wenigstens ein Teil der Rollen jeweils mit einer Feststellbremse ausgerüstet ist, welche mit dem Fuß betätigbar ist. Im Verhältnis zur benötigten Bremskraft steht eine relativ große Betätigungskraft für die Bremse (nämlich durch den Fuß des Benutzers) zur Verfügung.
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Weiterhin sind in der Technik Schwerlastrollen bekannt, welche mit einer sogenannten Totmann-Bremse ausgerüstet sind. Eine solche Totmann-Bremse hat die Funktion, dass eine Blockierung der Rolle nur dann aufgehoben wird, wenn eine Person die Bremse durch Drücken eines Knopfes, eines Bügels, oder dergleichen löst, sodass die Bremse automatisch blockiert, wenn der Knopf, der Bügel, oder dergleichen von der bedienenden Person losgelassen wird. Eine Rolle mit einer solchen Totmann-Bremse ist beispielsweise in der gattungsbildenden
DE 297 19 748 U1 beschrieben.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Rolle mit einer Bremse zur Verfügung zu stellen, welche mit einer geringen Betätigungskraft eine große Bremskraft erzeugen kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Rolle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist die Bremse zwei innerhalb des Radkörpers angeordnete Bremsbacken auf, welche nach Art einer Trommelbremse mit dem Radkörper zusammenwirken. Die Bremsbacken erstrecken sich jeweils von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende, wobei das so gebildete Bremsbackenpaar die Achse im Wesentlichen umschließt. Im Gegensatz zu einer „klassischen” Trommelbremse eines Kraftfahrzeugs sind diese beiden Bremsbacken jedoch nicht über einen Bremszylinder, sondern über einen Bremshebel miteinander verbunden, wobei ein Auslenken des Bremshebels die beiden Bremsbacken von einer ersten, nicht blockierenden, in eine zweite, blockierende Stellung bringt. Das heißt, dass die Bremse nicht proportional arbeitet, sondern nur zwei Zustände einnehmen kann: den ungebremsten Zustand und den gebremsten (blockierten) Zustand. Die Ankopplung des Bremshebels erfolgt vorzugsweise in den ersten Endbereichen der Bremsbacken, also benachbart zu deren ersten Enden. Hierbei kann der Bremshebel starr oder etwas elastisch ausgebildet sein – dies ist zumeist die mechanisch einfachste Lösung – oder der Bremshebel kann wenigstens zwei gelenkig miteinander verbundene Elemente aufweisen und insbesondere als Kniehebel ausgebildet sein.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bremse kann mit einer relativ kleinen Betätigungskraft eine große Bremskraft erzielt werden, wobei sich zwei Effekte multiplizieren: Zum einen macht man sich Hebelkräfte dadurch zunutze, dass die beiden Bremsbacken mit dem Bremshebel verbunden sind. Weiterhin macht man sich die Selbstverstärkung einer Trommelbremse zunutze.
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Dadurch, dass zwei Bremsbacken vorgesehen sind, wirkt die Bremse in beide Rollrichtungen des Rades gleich stark.
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Sofern die beiden Bremsbacken mit einem starren oder zumindest abschnittsweise elastischen Bremshebel miteinander verbunden sind, so ist es zu bevorzugen, dass der Bremshebel um eine Schwenkachse schwenkbar mit der ersten der beiden Bremsbacken verbunden und über eine Zwangssteuerung mit der zweiten Bremsbacke verbunden ist. Es ergibt sich hierbei eine mechanisch einfache und sehr kompakte Bauweise mit einer sehr guten Bremskraftverstärkung.
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Wenn der Bremshebel als Kniehebel ausgebildet ist, ist in der Regel jeder Schenkel des Kniehebels schwenkbar mit einer Bremsbacke verbunden.
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Es ist im Allgemeinen zu bevorzugen, die zweiten Enden der Bremsbacken, also die Enden, auf die der Bremshebel nicht einwirkt, schwimmend zu lagern.
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Auf Grund der großen Bremskraftverstärkung ist es auch bei kompakten Bauformen möglich, den Bremshebel mittels eines gegen die Kraft eines elastischen Elementes (insbesondere einer Feder) vorgespannten Betätigungselements zu betätigen, wobei die Vorspannkraft nicht sehr groß sein muss. Dies hat den weiteren Vorteil, dass das Betätigungselement insbesondere durch die Kraft eines (ebenfalls nicht sehr starken) Elektromagneten in einer Stellung gehalten werden kann, in welcher es den Bremshebel nicht betätigt. Somit kann eine elektrisch betriebene Not-Bremseinrichtung realisiert werden, welche auch bei geöffneter Bremse nur einen geringen Stromverbrauch aufweist, sodass sie batterie- oder akkumulatorbetrieben ausgestaltet sein kann. Wird der Stromkreis unterbrochen, entweder weil ein entsprechender Schließschalter nicht gedrückt wird, oder weil die Batterien/Akkus leer sind, oder weil ein Defekt des Stromkreises vorliegt, so schließt die Bremse automatisch auf Grund der Federkraft.
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Es ist weiter zu bevorzugen, dass die Kraftübertragung im blockierten Zustand zwischen Bremsbacken und Achse erfolgt und den Bremshebel nicht belastet. Hierzu kann ein sich radial von der Achse erstreckender Anschlag vorgesehen sein, welcher sich weiter vorzugsweise zwischen den beiden ersten Enden der Bremsbacken erstreckt. Hierdurch bleibt der Bremshebel von den Bremskräften unbelastet. Dies ist natürlich nur möglich, wenn die Achse starr, also nicht mitdrehend, mit dem Haltekörper verbunden ist, was jedoch bei den meisten Rollen ohnehin der Fall ist.
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Zum Offenhalten der Bremse im ungebremsten Zustand erstreckt sich zwischen den beiden Bremsbacken vorzugsweise eine Zugfeder.
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Die Erfindung ist insbesondere für eine Schwerlast-Doppelrolle geeignet, bei welcher zwei Räder von einer gemeinsamen Achse getragen werden. Hierbei ist es insbesondere zu bevorzugen, dass die beiden Räder gleichartig ausgebildet sind und dass die Bremsbackenpaare in den beiden Rädern durch einen gemeinsamen Bremshebel betätigt werden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, den Bremshebel und/oder wenigstens einen Teil der Bremsbacken mit elastischen Elementen auszustatten, um gleichmäßige Kräfte auf die Bremsbacken zu erzielen und Fertigungstoleranzen und unterschiedlichen Verschleiß auszugleichen.
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Die Rolle kann als Lenkrolle ausgebildet sein, bei welcher der Haltekörper drehbar in einem Aufnahmekörper aufgenommen ist. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass bei Betätigung der Bremse auch eine Blockierung des Haltekörpers gegenüber dem Aufnahmekörper erfolgt.
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Die Bremse der erfindungsgemäßen Rolle kann zum einen insbesondere als Totmann-Bremse dienen, also bei manuell zu schiebenden oder zu ziehenden Transporteinrichtungen. Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet wird durch führerlose Transportsysteme gebildet. Der Einsatz einer oder mehrerer erfindungsgemäßer Rollen sorgt hier dafür, dass die führerlose Transporteinrichtung bei einem Stromausfall automatisch abgebremst wird. Also dient die Bremse in beiden Fällen als Teil einer Not-Bremseinrichtung.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1: eine perspektivische Darstellung einer Doppelrolle,
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2: eine Draufsicht auf die Doppelrolle aus 1 aus Richtung R,
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3: einen Schnitt entlang der Ebene A-A in 2,
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4: einen Schnitt entlang der Ebene B-B in 2,
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5: ein Detail des Schnittes C-C aus 2,
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6: einen Schnitt entlang der Ebene D-D in 5,
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7: einen Schnitt entlang der Ebene E-E in 5 und
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8: das in 5 Gezeigte im ungebremsten Zustand.
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Die Erfindung wird nun anhand eines einzigen Ausführungsbeispieles erläutert. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rolle eine Doppel-Lenkrolle. Die Erfindung kann jedoch grundsätzlich auch auf ungelenke Rollen und auch auf Einzel-Rollen (also auf Rollen mit nur einem Rad) angewendet werden. Eine Doppelrolle ist jedoch der bevorzugte Anwendungsfall.
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Die Rolle ist, wie dies bereits erwähnt wurde, eine Doppelrolle mit zwei Rädern. Diese Räder werden von einer gemeinsamen Achse 30 getragen und sind bezüglich einer Ebene, welche senkrecht auf dieser Achse steht, spiegelsymmetrisch zueinander. Auf Grund der unterschiedlichen Schnitte ist in manchen Abbildungen das erste Rad 40 und in manchen Abbildungen das zweite Rad 40' gezeigt. Da jedoch beide Räder identisch aufgebaut sind, gilt das, was in Bezug auf das eine Rad gesagt wird, auch in Bezug auf das jeweils andere Rad.
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Wie man den 1 bis 3 entnimmt, weist die Doppel-Rolle einen Haltekörper 10 auf, von welchem sich zwei Arme 12, 12' erstrecken. Diese beiden Arme 12, 12' tragen eine Achse 30, welche wiederum die beiden Räder 40, 40' trägt. Die Achse 30 ist hierbei starr mit den beiden Armen 12, 12' verbunden und die beiden Räder sind über Lager (nicht dargestellt) drehbar an der Achse 12 gehalten. Die Kontaktbereiche 32, 32' für die Radlager sind in 6 zu sehen. Da es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Lenkrolle handelt, ist der Haltekörper 10 über ein Lager 16, beispielsweise ein Kugellager, in einem Aufnahmekörper 14 gehalten, welcher wiederum starr mit einer Befestigungsplatte 15 verbunden ist.
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Es ist eine Bremse, welche elektrisch arbeitet und welche insbesondere als Teil einer Not-Bremseinrichtung dient, vorgesehen. Hierzu ist ein nicht dargestellter Stromkreis mit einer Stromversorgung vorgesehen. Sofern die Bremse Teil einer Totmann-Bremseinrichtung ist, weist der Stromkreis weiterhin beispielsweise einen Knopf auf, welcher den Stromkreis nur im gedrückten Zustand schließt. Im Haltekörper 10 ist ein aus einer Wicklung 20 und einem Spulenkörper 22 bestehender Elektromagnet 18 angeordnet, welcher Teil des oben beschriebenen aber nicht dargestellten Stromkreises ist. Ist der Stromkreis geschlossen, so befindet sich der Elektromagnet in einem eingeschalteten Zustand, in welchem der Spulenkörper 22 („Anker”) vom Magnetfeld, welches durch die Wicklung 20 erzeugt wird, nach oben bis zu einem nicht dargestellten Endanschlag gezogen wird. Im Spulenkörper 22 ist eine Bohrung 23 vorgesehen, in welche ein Ende eines als Betätigungselement dienenden Betätigungsstiftes 24 ragt. Der Betätigungsstifts 24 ist fest mit dem Spulenkörper 22 verbunden, beispielsweise verklebt. Hieraus folgt, dass der Betätigungsstift 24 bei Betätigung des Elektromagneten 18 gemeinsam mit dem Spulenkörper in eine obere Endstellung gebracht wird. Hierdurch wird die obere Endstellung des Betätigungsstiftes 24 definiert. Der Betätigungsstift 24 wird von einer Druck-Schraubenfeder (Betätigungsfeder 26) umlaufen, welche als elastisches Element dient welche zumindest in dem Zustand, in welchem sich der Betätigungsstift 24 in seiner oberen Endstellung befindet (also bei angeschaltetem Elektromagnet 18), vorgespannt ist. Die Betätigungsfeder 26 wirkt also zwischen dem Haltekörper 10 und dem Betätigungsstift 24, wozu dieser eine Schulter aufweist. Wird der Stromkreis unterbrochen, so lässt der Elektromagnet den Spulenkörper 22 los und er wird gemeinsam mit dem Betätigungsstift 24 durch die Betätigungsfeder 26 nach unten bewegt, sodass der Betätigungsstift 24 einen Bremshebel 34, auf welchen später eingegangen wird, betätigt. Die 3 zeigt diesen Zustand.
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Jedes der Räder 40, 40' weist einen Radkörper 42, 42' und einen außen an diesem Radkörper gehaltenen Reifen 44, 44' auf. Die jeweils innenliegenden Bereiche der Radkörper 42, 42' sind hohlzylindrisch ausgebildet und in ihnen sind jeweils zwei Bremsbacken, nämlich eine erste Bremsbacke 50, 50' und eine zweite Bremsbacke, 60, 60' aufgenommen. Jede der Bremsbacken weist hierbei einen Bremsbackenkörper 52, 52'; 62, 62' und einen auf dem Bremsbackenkörper angeordneten Bremsbelag 54, 54'; 64, 64' auf. Grundsätzlich könnte auch jede Bremsbacke einstückig ausgebildet sein, was jedoch nicht bevorzugt ist. Jede der Bremsbacken, hier jeder Bremsbackenkörper, erstreckt sich von einem ersten Ende, welches zum Bremshebel 34 benachbart ist, zu einem zweiten Ende. Gezeigt ist dies in 5 anhand der ersten Bremsbacke 50, deren Bremsbackenkörper 52 sich von einem ersten Ende 52a zu einem zweiten Ende 52b erstreckt und anhand der zweiten Bremsbacke 60, deren zweiter Bremsbackenkörper 62 sich von einem ersten Ende 62a zu einem zweiten Ende 62b erstreckt. Die beiden zweiten Enden 52b, 62b sind hierbei schwimmend, also ohne ein Gelenk, aneinander gelagert. Die Bremsbacken sind gebogen und umgreifen hierbei die Achse 30. Erste und zweite Bremsbacke 50, 60 sind mittels einer Zugfeder 70 miteinander verbunden, welche sich durch die Achse 30 erstreckt. Die Verbindung erfolgt über Haltestifte 72a, 72b. Zwischen den ersten Enden 52a, 62a erstreckt sich jeweils ein starr mit der Achse 30 verbundener Anschlagstift 33, 33'.
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Der zwischen den beiden Rädern 40, 40' angeordnete Bremshebel ist im Wesentlichen starr ausgebildet und mit allen Bremsbacken 50, 50'; 60, 60' verbunden, wobei sich vom Bremshebel ein Drehzapfen 36 durch entsprechende Durchbrechungen (ohne Bezugszeichen) im ersten Endbereich (benachbart jeweils zum ersten Ende) der ersten Bremsbacken, d. h. der ersten Bremsbackenkörper 52, 52', erstreckt, wobei dieser Drehzapfen 36 eine Schwenkachse definiert. Weiterhin erstreckt sich vom Bremshebel 34 ein Steuerzapfen 38 durch Langlöcher 65, 65' der zweiten Bremsbacken 60, 60', hier also auch der zweiten Bremsbackenkörper 62, 62', wobei diese Langlöcher 65, 65' ebenfalls jeweils in einem den ersten Enden 62a, 62a' benachbarten Endbereich angeordnet sind. Diese Langlöcher 65, 65' erstrecken sich im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Achse 30, sodass ein Verschwenken des Bremshebels 34 um den Drehzapfen 36 von der unbetätigten Stellung (8) in die betätigte Stellung (5) dazu führt, dass die ersten Enden der Bremsbacken auseinandergedrückt werden, wie dies in 5 dargestellt ist. Es ist also eine Zwangssteuerung gebildet. Hierbei ist zu betonen, dass der Verstellweg in 5 übertrieben dargestellt ist, um die Funktionsweise deutlicher zu machen. Um die Kopplung der Bremsbackenpaare der beiden Räder elastisch auszugestalten, können beispielsweise elastische Hülsen auf dem Drehzapfen und/oder auf dem Steuerzapfen angeordnet sein.
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Somit ist der Zustand, welcher in 3 gezeigt ist, der gebremste Zustand, während der nicht verschwenkte Zustand des Bremshebels, welcher in 8 gezeigt ist, der Fahrzustand ist, in welchem die Bremsbacken nicht in Anlage mit den Innenseiten der Radkörper 42, 42' kommen. Da die Bremsbacken 50, 50' und 60, 60' nur schwimmend gelagert sind, drehen sie sich bei Betätigung der Bremse um einen sehr kleinen Winkel mit dem Radkörper mit, bis – je nach Drehrichtung – entweder die ersten Enden der ersten Bremsbackenkörper oder die ersten Enden der zweiten Bremsbackenkörper in Anlage mit ihrem Anschlagstift 33, 33' kommen, sodass dann die Bremskraft unmittelbar in die Achse 30 eingeleitet und der Bremshebel 34 nicht belastet wird.
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Die Betätigung des Bremshebels derart, dass er von seiner in 8 gezeigten ersten Endstellung in die in 5 gezeigte zweiten Endstellung übergeht, erfolgt dadurch, dass der Betätigungsstift 24 auf die Betätigungsfläche 35 des Bremshebels 34 drückt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird dieser Vorgang dadurch ausgelöst, dass der den Elektromagnet versorgende Stromkreis unterbrochen wird, sodass der Spulenkörper 22 vom Elektromagnet nicht mehr angezogen und der Betätigungsstift 24 durch die Betätigungsfeder 26 nach unten gedrückt wird. Wird der Strom wieder angeschaltet, so kehrt der Betätigungsstift in seine in 8 gezeigte Stellung zurück und die Bremsbacken kehren auf Grund der Kraft der Zugfedern 70, 70' in ihre in 8 gezeigte Position zurück. Vorzugsweise haben der Betätigungsstift 24 und der Bremshebel bei nicht betätigter Bremse (im gezeigetn Ausführungsbeispiel also dann, wenn der Elektromagnet stromdurchflossen ist) keinen Kontakt zueinander, sind also mechanisch entkoppelt.
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Das Vorsehen eines Elektromagneten ist nicht in allen denkbaren Ausführungsformen zwingend notwendig, beispielsweise ist auch eine rein mechanische Lösung denkbar, bei welcher der Betätigungsstift 24 oder ein ähnliches Betätigungselement mittels eines Bowdenzuges oder ähnlichem in der oberen Endstellung gehalten wird.
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Wird anstelle des dargestellten, im Wesentlichen starren Bremshebels 34 ein Kniehebel eingesetzt, so kann es vorteilhaft sein, die Bremsbacken gegenüber dem hier Dargestellten um 90° verschwenkt anzuordnen, so dass die ersten Enden der Bremsbacken nach oben weisen, so dass der Kniehebel direkt von oben betätigt werden kann.
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Mit geringem konstruktivem Mehraufwand ist es auch möglich, dass ein Unterbrechen des Stromkreises auch zu einer Blockierung der Schwenkbewegung führt, das heißt, dass der Haltekörper 10 gegen den Aufnahmekörper blockiert wird. Hierzu muss zunächst der Spulenkörper 22 (Anker) axial beweglich (axial bezüglich des Betätigungsstiftes 24) aber zumindest im stromlosen Zustand des Elektromagneten drehfest gegenüber dem Aufnahmekörper gelagert sein.
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Weiterhin müssen das untere Ende des Betätigungsstiftes 24 und die Betätigungsfläche 35 des Bremshebels 34 so ausgebildet sein, dass dann, wenn der Betätigungsstift 24 auf den Bremshebel drückt (also im Betätigungszustand, wie er in 3 gezeigt ist), ein starker Reibschluss oder ein Formschluss zwischen dem Betätigungsstift und dem Bremshebel ausgebildet wird. Hierdurch wäre eine Schwenkbewegung im ungebremsten Zustand, in welchem der Betätigungsstift den Bremshebel nicht berührt, möglich (da der Betätigungsstift die Kontaktfläche des Bremshebels nicht berührt), im gebremsten Zustand jedoch nicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Haltekörper
- 12
- Arm
- 14
- Aufnahmekörper
- 15
- Befestigungsplatte
- 16
- Lager
- 18
- Elektromagnet
- 20
- Wicklung
- 22
- Spulenkörper
- 23
- Bohrung
- 24
- Betätigungsstift
- 26
- Betätigungsfeder
- 30
- Achse
- 32, 32'
- Kontaktbereich zum Radlager
- 33, 33'
- Anschlagstift
- 34
- Bremshebel
- 35
- Betätigungsfläche
- 36
- Drehzapfen
- 38
- Steuerzapfen
- 40, 40'
- Rad
- 42, 42'
- Radkörper
- 44, 44'
- Reifen
- 50, 50'
- erste Bremsbacke
- 52, 52'
- erster Bremsbackenkörper
- 52a
- erstes Ende
- 52b
- zweites Ende
- 54, 54'
- erster Bremsbelag
- 60, 60'
- zweite Bremsbacke
- 62, 62'
- zweiter Bremsbackenkörper
- 62a
- erstes Ende
- 62b
- zweites Ende
- 64, 64'
- zweiter Bremsbelag
- 65, 65'
- Langloch
- 70, 70'
- Zugfeder
- 72
- Haltestift
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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