DE3031577A1

DE3031577A1 - Laufrollenaufbau

Info

Publication number: DE3031577A1
Application number: DE3031577A
Authority: DE
Inventors: Henry E. Norwood Mass. Hines; Dale W. Sudbury Mass. Schubert
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1979-09-07
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1981-03-26
Also published as: CA1124466A; JPS61186603U; CH649047A5; IT1143973B; NL8003765A; IT8049185A0; GB2059760A; IL60441A; US4312096A; JPS5647303A; FR2464833B1; IL60441A0; FR2464833A1

Description

Patentanwälte Diρί.- !ηg. Curt WaIlach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 21. August I98O

Unser Zeichen: l6 947 - K/Ap

Anmelder: Barry Wright Corporation

Pleasant Street
Watertown, Massachusetts
USA

Titel: Laufrollenaufbau

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Laufrollenanordnung mit elastischen Mitteln zwischen dem Rollenträger und dem Rad um eine Stoßdämpfung und Vibrationsdämpfung herbeizuführen, wobei ein elastisch deformierbares Material in Form eines Elastomeren benutzt wird. Derartige Laufrollenanordnungen sind in den US-PS 31 78 758, 30 41 656 und I7 45 992 beschrieben. Die US-PS 31 78 758 beschreibt eine Anordnung, bei der eine elastische Hülse in die Rollennabe eingebaut ist, und in Verbindung mit zwei Lenkern wird eine Stoß- und Vibrationsdämpfung in vertikaler Richtung erzielt. Die US-PS 30 41 656 beschreibt eine elastomere Hülse, die auf dem oberen Laufrollenelement angeordnet und sowohl in radialer Richtung als auch auf Torsion durch einen L-förmigen Arm beansprucht wird, um eine vertikale Stoß- und Vibrationsdämpfung zu bewirken. Die US-PS 17 45 992 zeigt ein elastomeres Kompressionskissen, welches zur Stoß- und Vibrationsdämpfung vorgesehen ist.

Die vorliegende Erfindung besitzt in Übereinstimmung mit den Anordnungen gemäß den erwähnten Patentschriften elastisch federnde Körper, um eine Stoß- und Vibrationsdämpfung zu bewirken, jedoch unterscheidet sich die Erfindung vorteilhaft von den genannten Anordnungen dadurch, daß erfindungsgemäß der Torsionswiderstand eines elastomeren Körpers ausgenutzt wird, um eine Versetzung zum Zwecke der Dämpfung zu ermöglichen und nicht der Kompressivwiderstand, wie dies bisher üblich war. Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht es, eine Anzahl von Teilen durch ein einziges Teil zu ersetzen, und es wird eine Vibrations- und Stoßdämpfung sicher gewährleistet, und es ergibt sich eine Ersparnis an Gewicht und Raum der gewöhnlich von den Schraubenfedern und dergleichen eingenommen wird.

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Der Laufrollenaufbau weist ein starres Traglager auf, das an dem abzustützenden und zu bewegenden Gegenstand starr oder über ein vertikales Drehgelenk verbindbar ist, und das Lager trägt schwenkbar Rollentragarme, die die Laufrolle um eine Achse drehbar lagern, die parallel zur Schwenkachse der Rollenträgerarme im Abstand zu dieser verläuft. Erfindungsgemäß sind elastisch federnde Glieder vorgesehen, die die Rollenträgerarme mit dem starren Lager verbinden, und diese sind elastisch auf Torsion beanspruchbar. Das starre Lager weist gemäß einer Ausführungsform ein erstes starres Teil auf, das an dem zu bewegenden Gegenstand befestigbar ist und im Abstand zueinander angeordnete parallele Seitenwände mit aufeinander ausgerichteten öffnungen aufweist. Außerdem weist der Lageraufbau einen zweiten starren Teil auf, der ebenfalls im Abstand zueinander liegende parallele Seitenwände besitzt, die aufeinander ausgerichtete öffnungen besitzen und in das erste Teil einpassen, wobei die Seitenwände von den Seitenwänden des ersten Teiles im Abstand und parallel dazu liegen, und wobei die Löcher auf die Löcher des ersten Teiles ausgerichtet sind. Die Rollenträgerarme liegen zwischen den distanzierten parallelen Wänden von ersten und zweiten Teilen und die Schwenkverbindung erfolgt durch Drehzapfen, die durch die ausgerichteten Löcher geführt sind. Die elastischen Mittel bestehen aus elastomeren Scheiben aus natürlichen oder synthetischem Gummi, die zwischen die Rollenträgerarme und die Seitenwände der inneren und äußeren Teile eingefügt und über einen Kreisbereich mit diesen Oberflächen fest verbunden sind, der um die Achsen der Drehzapfen herum verläuft. Stattdessen kann das Lager auch nur das erste Teil aufweisen. Auf diese Weise werden die Rollenträgerarme schwenkbar mit den Innenseiten der im Abstand zueinander liegenden parallelen Wänden im Abstand hierzu gehalten und über Stifte schwenkbar getragen und die elastomeren Scheiben liegen zwischen den Trägerarmen

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und den Innenseiten der Wände und sind an diesen festgelegt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Laufrollenaufbaus;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Laufrollenaufbaus; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform, wobei der innere Teil weggelassen ist;

Fig. 5 eine Teilansicht eines Schwenklagers für den Laufrollenaufbau.

Der Laufrollenaufbau 10 weist einen äußeren Teil 14 auf, der durch Bolzen oder Schwenkgelenke an dem fortzubewegenden Bauteil festgelegt wird. Ein innerer Teil 16 des Laufrollenaufbaus ist am äußeren Teil festgelegt und es sind Rollenträgerarme 18 -18 vorgesehen, die die Laufrolle 20 lagern. In Fig. 1 und 2 ist der äußere Teil 14 mit dem zu bewegenden Aufbau verschraubt und Fig. 5 zeigt diesen Teil 14 wie er mit einem Schwenkgelenk mit vertikaler Achse mit dem zu bewegenden Aufbau verbunden ist.

Der äußere Teil 14 besitzt im Abstand zueinander angeordnete parallele Seitenwände 22-22, die aufeinander ausgerichtete öffnungen 26-26 besitzen.

Der Innenteil 16 besitzt ebenfalls im Abstand zueinander

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liegende parallele Seltenwände 28-28, die aufeinander ausgerichtete Öffnungen 3O-3O tragen und dieser Innenteil 16 ist in den Außenteil eingesetzt und hieran angeschweißt, wobei die Seitenwände 28-28 von den Seitenwänden 22-22 distanziert und parallel dazu liegen, wobei die Öffnungen 3O-3O auf die Öffnungen 26-26 ausgerichtet sind.

Die Rollenträgerarme I8-I8 besitzen abgerundete Enden mit einem größeren Durchmesser an einem Ende als an dem anderen Ende (vgl, Fig. 1) und um die Ränder sind Umfangsflansche 36-36 angeordnet, die die Arme versteifen. Jeder Rollentragarm ist mit einem Loch 38 versehen, um einen Stift 40 aufzunehmen, der durch die Löcher 26 und 30 der Arme 22 und 28 eingeführt wird, um die Radträgerarme an ihrem Ende mit größerem Durchmesser zwischen den Armen 22 und 28 schwenkbar zu lagern. Die anderen Enden der Rollenträgerarme 18-18' sind mit Löchern 42-42 versehen, um eine Achse 44 aufzunehmen, um die das Rad 20 drehbar gelagert ist.

Gemäß der Erfindung sind die größeren hinteren Enden der Arme 18-18 mit den Seitenwänden 22 und 28 der äußeren und inneren Teile durch Scheiben 46 aus elastisch deformierbarem Material 46-46 und 48-48 verbunden. Die Scheiben 46-46 sind an der Außenseite der Rollenträgerarme 18 und an der Innenseite der Seitenwände 22-22 festgelegt, und die Scheiben 28 sind an der Innenseite der Rollenträgerarme 18 und der Außenseite der Seitenwände 28-28 fixiert. Diese Scheiben entsprechen im Durchmesser etwa dem Durchmesser des abgerundeten dickeren Endes der Rollenträgerarme und sie können auf Torsion beansprucht werden, so daß die Radträgerarme durch Torsion der Scheiben verschwenkt werden können und nicht durch Kompression, wie es bei den herkömmlichen Laufrollenanordnungen der Fall war.

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Das Lager gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist äußere und innere Teile auf. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die inneren Teile wegzulassen, und die Radträgerarme zwischen den Seitenwänden des äußeren Teiles zu lagern, wie dies in Fig. 4- dargestellt ist, wobei die elastomeren Scheiben die Rollenträgerarme mit den Seitenwänden des äußeren Teils verbinden.

Wenn eine Rolle 20 nach oben gedruckt wird, dann wird ein Drehmoment und eine Scherkraft erzeugt. Bei dieser Ausbildung sind die Auslenkungen, die von der Scherbelastung herrühren, sehr klein und vernachlässigbar. Das Drehmoment bewirkt, daß die elastomeren Scheiben die Belastung unter Torsionsbeanspruchung aufnehmen und dies führt zu einer Verschwenkung der Rollenträgerarme. Die Drehsteifigkeit für eine Scheibe, die auf Torsion belastet wird, kann wie folgt ausgedrückt werden:

K = 2 // G D^

^θ 32 t

dabei ist:

G der Schermodul des elastomeren Materials

D der Außendurchmesser der elastomeren Scheibe

t die Dicke der elastomeren Scheibe

Bei zwei Scheiben beträgt die Gesamt-Torsionssteifheit K_@ = 2 K₀ und bei Benutzung von vier Scheiben ergibt sich die Gesamt-Torsionssteif igkeit mit PL = ²I-Kg. Die Beziehung der axialen Steifigkeit K der Laufrolle zu der Gesamtdrehsteifigkeit KU ist

K =

ρ ρ

R cos ψ

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dabei Ist

R der Abstand von der Rolle nach dem Scheiben-Mittelpunkt

y der Winkel zwischen Horizontalebene und Achse der Arme. Nachdem einmal die axiale Steifigkeit K festgelegt ist, ist es klar daß die Rolle als Stoßdämpfer oder als Vibrationsdämpfer wirkt und eine Vibrationsdämpfung hiermit erreicht werden kann.

Der in der Beschreibung benutzte Ausdruck "Elastomer" soll sowohl natürlichen als auch synthetischen Gummi umfassen, z.B. synthetischen Gummi wie Silikongummi, Styrolbutadien-Gummi, Mischpolymerisate von Acrylonitril und Mischpolymerisate von Methylmethycrylat und Plastikmaterialien, die gummiartige Eigenschaften aufweisen.

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Claims

Patentansprüche

Laufrollenaufbau zur fahrbaren Abstützung eines zu bewegenden Gegenstandes mit Rollentragarmen, die eine Laufrolle zwischen sich lagern, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager und die Rollenträgerarme im Abstand zueinander angeordnete parallel verlaufende Oberflächen besitzen, und daß elastisch federnde Mittel die gegenüberliegenden Oberflächen von Radträgerarmen und Lager verbinden, und daß die elastisch deformierbaren Mittel auf Torsion beanspruchbar sind,

Laufrollenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformierbare Material auf kreisförmigen Flächen der gegenüberliegenden Oberflächen des Lagers und der Radträgerarme festgelegt ist.

Laufrollenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radträgerarme schwenkbar am Lager angelenkt sind, und daß die elastisch federnden Mittel an kreisförmigen Flächen der gegenüberliegenden Oberflächen von Lager und Radträgerarmen um die Schwenkachse herum festgelegt sind.

Laufrollenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem ersten starren Lager zur Befestigung an dem zu bewegenden Körper und mit Rollenträgerarmen, die die Laufrolle lagern,
dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL INSPECTED

daß ein zweites starres Lager starr mit dem ersten starren Lager verbunden ist, daß die beiden Lager im Abstand zueinander liegende parallele Oberflächen aufweisen, daß die Rollenträgerarme zwischen den im Abstand zueinander angeordneten parallelen Oberflächen der Lager angeordnet sind, und daß elastische Mittel die Radträgerarme mit jeweils den beiden gegenüberliegenden parallelen Oberflächen der Lager verbinden.

5. Laufrollenaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radträgerarme schwenkbar an dem ersten und zweiten Lager um eine Achse schwenkbar angelenkt sind, die im Abstand und parallel zur Drehachse der Laufrolle verläuft, und daß die elastisch federnden Mittel kreisrund ausgebildet und an den kreisrunden Bereichen der gegenüberliegenden Oberflächen aer Radträgerarme und der ersten und zweiten Lager festgelegt sind, und zwar um diese Anlenkachse herum.

6. Laufrollenaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radträgerarme schwenkbar durch Stifte mit dem ersten und zweiten Lager verbunden sind, und daß die elastisch federnden Mittel Kreisscheiben aus elastomerem Material sind, die mit ihren beiden Stirnflächen an kreisförmigen Bereichen der gegenüberliegenden Oberflächen von Radträger und ersten und zweiten Lager um die Schwenkzapfen herum festgelegt sind.

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7. Laufrollenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeicnnet, daß sie aus einem ersten starren Bauteil bestehen, der im Abstand zueinander angeordnete parallele Seitenwände aufweist, die Öffnungen besitzen, daß ein zweiter starrer Teil vorgesehen ist, der im Abstand zueinander angeordnete parallele Seitenwände besitzt, die Öffnungen aufweisen und mit dem ersten Teil starr verbunden sind, wobei die Seitenwände im Abstand und parallel zu den Seitenwänden des ersten Teiles verlaufen und die darin befindlichen Löcher auf die Löcher in den Seitenwänden des ersten Teils ausgerichtet sind, daß Rollenträger mit im Abstand zueinander angeordneten parallelen Armen vorgesehen sind, die Löcher aufweisen, welche zwischen den Seitenwänden der ersten und zweiten Teile zu liegen kommen, wobei die Löcher auf die Löcher im ersten und zweiten Teil ausgerichtet sind, daß Schwenkzapfen durch die Löcher der Radträgerarme und die Wände der ersten und zweiten Teile geführt sind, um die Radträgerarme schwenkbar an den ersten und zweiten Teilen anzulenken, und daß elastomere Mittel zwischen den Rollenträgerarmen und den Seitenwänden der ersten und zweiten Teile vorgesehen und hieran festgelegt sind, wobei die elastomeren Mittel durch Torsion elastisch deformierbar sind.

8. Laufrollenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten Teil mit im Abstand zueinander angeordneten parallelen Seitenwänden besitzt, daß er einen zweiten Teil mit im Abstand zueinander angeordneten parallelen Seitenwänden besitzt, die innerhalb des ersten Teiles zu liegen kommen, wobei die

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Seitenwände von den Seitenwänden des ersten Teils distanziert und parallel hierzu liegen, daß zwei Rollenträgerarme zwischen den Seitenwänden von erstem und zweitem Teil einstehen, die Lager für eine Laufrolle aufweisen, daß Mittel vorgesehen sind, um die Rollenträgerarme schwenkbar an den Seiten von ersten und zweiten Teilen anzulenken und die Arme um eine Achse schwenkbar zu lagern, die parallel im Abstand zur Rollenachse verläuft, und daß elastomere Mittel die Rollenträgerarme mit den Seitenwänden von ersten und zweiten Teilen verbinden.

Laufrollenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen äußeren Teil mit im Abstand zueinander liegenden parallelen Seitenwänden aufweist, daß ein innerer Teil mit im Abstand zueinander liegenden parallelen Seitenwänden vorgesehen ist, daß die Seitenwände aufeinander ausgerichtete Löcher besitzen, daß Rollenträgerarme zwischen den Seitenwänden von äußerem und innerem Teil eingefügt sind, daß die Rollenträgerarme öffnungen aufweisen, die auf die Öffnungen der Seitenwände ausgerichtet sind, daß Mittel in den öffnungen der jeweiligen Teile vorgesehen sind, um die Rollenträgerarme schwenkbar an den Teilen anzulenken, daß die Rollenträgerarme an ihren äußeren Enden Lager aufweisen, um eine Laufrollenachse zu lagern, und daß elastomere Mittel jeweils jeden Radträgerarm seitlich mit dem äußeren Teil und dem inneren Teil verbindet.

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ΙΟ. Laufrollenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß er einen äußeren Teil mit im Abstand zueinander angeordneten parallelen Seitenwänden besitzt, daß ein innerer Teil vorgesehen ist, der im Abstand zueinander angeordnete parallele Seitenwände aufweist, die in den äußeren Teil derart einpassen, daß die Seitenwände im Abstand und parallel zu den Seitenwänden des äußeren Teils verlaufen, daß die Seitenwände aufeinander ausgerichtete Öffnungen aufweisen, daß zwei Rollenträgerarme vorgesehen sind, die schwenkbar an einem Ende zwischen den im Abstand zueinander angeordneten parallelen Seitenwänden von äußeren und inneren Teil angelenkt sind und an dem gegenüberliegenden Ende eine Laufrolle lagern, deren Achse parallel zur Schwenkachse der Arme im Abstand zu dieser verläuft, und daß torsionselastische Mittel die inneren Enden der Rollenträgerarme an den Seitenwänden von äußerem und innerem Teil festlegen.

11. Laufrollenaufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die die Rollenträgerarme schwenkbar an den Seitenwänden von äußeren und inneren Teilen anlenken, von Schwenkstiften gebildet werden, und daß die elastisch federnden Mittel von Kreisscheiben aus elastomerem Material gebildet werden, die an den parallelen Oberflächen von Radträgerarmen und Seitenwänden der inneren und äußeren Teile um die Achsen der Stifte herum festgelegt sind.

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12. Laufrollenaufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die torsionselastischen Glieder Scheiben aus elastomerem Material sind, die zwischen den parallelen Abschnitten der Radträgerarme und den Oberflächen der inneren und äußeren Teile im Bereich der Drehachsen angeordnet und an den Oberflächen festgelegt sind.

13. Laufrollenaufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rollenträgerarme schwenkbar langernden Mittel von Drehzapfen gebildet sind* und daß die torsionselastischen Mittel elastomere Scheiben sind, die zwischen den Radträgerarmen und den Oberflächen der Teile auf die Drehzapfen aufgezogen und an den parallel zueinander liegenden Oberflächen festgelegt sind.

14. Laufrollenaufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die schwenkbar die Rollenträgerarme mit den Seitenwänden der Teile verbinden und als Bolzen ausgebildet sind, und daß die inneren Enden der Rollenträgerarme relativ breite kreisbogenförmige Oberflächen definieren, die parallel zu den Seitenwänden der Teile verlaufen, und daß die elastomeren Mittel Scheiben sind, die zwischen den inneren Enden der Rollenträgerarme und den Seitenwänden liegen und in ihrem Kreisbereich an diesen Oberflächen festgelegt sind.

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