-
-
Laufrolle.
-
Die Erfindung betrifft eine Laufrolle, die als Bockrolle oder als
Lenkrolle ausgebildet sein kann, wobei das Laufrad in einer Radgabel gelagert ist.
-
In beiden Fällen muss das Laufrad auch bei hoher Traglast hinsichtlich
seiner Laufbeweglichkeit leichtgängig sein, und seine Radlagerung muss fähig sein,
seitliche Stoss-und Kippkräfte aufzufangen. Deshalb wird das Radlager in der Regel
als Wälzlager ausgebildet, und zwar bei geringeren Belastungen als Kugellager, und
bei höheren Belastungen als Rollenlager.
-
Im Falle von Lenkrollen ist das Laufrad in einer schwenkbeweglichen
Radgabel gelagert. Die Schwenkbeweglichkeit der Radgabel muss leichtgängig sein,
damit sich das Laufrad schon durch geringen Druck in die jeweilige Fahrtrichtung
nachläufig einstellt. Deshalb ist das am Gabelrücken befindliche Gabel-Schwenklager,
das auch als Rückenlager bezeichnet wird, in der Regel als Wälzlager ausgebildet,
und zwar
bei geringeren Belastungen als Kugellager, und bei höheren
Belastungen als Rollenlager. Das Wälzlager hat dabei ausser der auf der Lenkrolle
lastenden Traglast auch die erheblichen Kippmomentkräfte aufzunehmen, die bei einer
Lenkrolle als Folge der zum Befestigungspunkt exzentrischen Anordnung und Lagerung
des Laufrades entstehen.
-
Laufrollen sind in der Regel, von solchen für Spezialzwecke oder sehr
hohe Belastungen abgesehen, verhältnismässig billige Massenartikel, die entsprechend
aus Blech hergestellt oder sonstwie aus preisgünstigem Material gefertigt werden.
-
Das gilt auch für die als Wälzlager ausgebildeten Radlager und Schwenklager.
Sie bestehen im allgemeinen aus gepressten Blechscheiben als Aussenkugellagerschalen
und aus Konen als Innenkugellagerringen, in denen beidemale kreisrunde Kugellaufrillen
eingeprägt oder eingedreht sind, und in deren Zentrum ein enges Loch für das Durchstecken
der Radachse oder des Rückenlagerzapfens vorgesehen ist. Bei der Montage der Laufrolle
werden die Kugelringe (Kugelkäfige) von Hand in die Kugelrillen eingelegt, und dann
werden die beiden Konen durch das zentrische Loch in ihrer Mitte gegeneinander gezogen.
Beim Radlager geschieht dies mittels der hindurchgesteckten Radachse und deren Aussenmuttern,
oder mittels einer hindurchgesteckten und dann kopfseitig vernieteten Hülse für
die Aufnahme einer Radachse. Beim Rückenlager (Schwenklager) geschieht dies mittels
einer durchgesteckten Schraube, die zum Befestigen der Lenkrolle am Gerät o.dgl.
-
dient, oder mittels eines hindurchgesteckten Zapfens, der zur Befestigung
der Lenkrolle in einem Rohrfuss dient, oder: aber mittels einer hindurchgesteckten
und dann kopfseitig vernieteten Hülse für die Aufnahme einer BefestigungsschraUk
oder eines Befestigungszapfens.
-
Die bekannten Laufrollen haben in Bezug auf solche herkömmlichen Lager
zahlreiche Nachteile, besonders hinsichtlich solcher Radlager, die auf Kugeln laufen
Nachteilig ist schon bei der Vorratshaltung als Halbfertigteile und Ersatzteile,
dass bei den noch nicht in die Radgabeln montierten Rädern die Einzelteile des Lagers,wie
die Kugelkäfige, Konen und Druckringe, für sich noch lose sind und für die spätere
Fertigmontage in der Regel getrennt gelagert werden müssen. Bei der Auslieferung
als Ersatzteile oder bei der Lieferung an gewerbliche Abnehmer, die auf Kugellager
laufende Räder an ihre Fabrikate anbringen wollen, ist es deshalb nötig, die Räder
und die losen Lagereinzelteile im Werk behelfsmässig vorzumontieren und die so zusammengefügten
Teile mit einer Klammer, die durch das Achsloch gesteckt und umgeknickt wird, behelfsmässig
zusammenzuhalten, damit beim Selbsteinbau durch den Käufer keine Fehler und Schwierigkeiten
durch unsachgemäße Radmontage entstehen, beispielsweise durch falsches Einlegen
der Kugelkäfige.
-
Die Fertigmontage der Laufrollen mit den herkömmlichen Lagern ist
kostenaufwendig. Wegen der vielen verschiedenen Einzelteile läßt sich deren richtiger
Zusammenbau nicht oder nur in aufwendiger Weise automatisieren, und bei- den Tausenden
verschiedener Radgrößen, Rollengrößen und Rollenarten lässt sich nicht für jede
dieser Serien ein spezieller computergesteuerter Montageautomat aufstellen. Deshalb
erfordert die Montage von Laufrollen mit den herkömmlich gestalteten Rad lagern
oder Schwenklagern (Rückenlagern) eine aufwendige Handarbeit, und auch eine Montagegeschicklichkeit,
um die mehreren Einzelteile richtig zusammenzufügen und das richtige Lagerspiel
einzustellen. Bei der ständigen Wertsteigerung von Handarbeit wird dies für billige
Massenartikel wie Laufrollen, sowohl Bockrollen als auch Lenkrollen, zu teuer. -
Von
der Einstellung des richtigen Lagerspiels bei der Radmontage hängt die Brauchbarkeit,
Widerstandsfähigkeit und Lebensdauer der Laufrolle wesentlich ab..Die Lagerqualität
ist abhängig von der Fertigungsgenauigkeit der Radmontagepressen, indem bei gleicher
Toleranzgröße der Einzelteile das Lagerspiel bestimmend ist für das Radspiel und
den Seitenschlag des Lauf rades. Das Lagerspiel hängt unter anderem ab vom Lagerschalenabstand.
Bei den Laufrädern mit den herkömmlichen Lagerausführungen wird dieser Abstand jeweils
beim Zusammensetzen der Lager- und Radeinzelteile bestimmt.
-
Durch Rückfedern der weichen Radscheiben, aber auch schon durch die
Materialdickentoleranz und Festigkeitsunterschiede des Materials, treten immer wieder
Unterschiede im Lagerschalenabstand auf. Wegen dieser Unterschiede und der zu großen
Toleranzstreuung beim Abstand war man bisher genötitr zwischen die Konen des auf
Kugeln laufenden Lagers einen elastischen Ring zu montieren, um dadurch die Unterschiede
auszugleichen und das Lager des Laufrades spielfrei einzustellen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Nachteile bei Laufrollen
zu überwinden und beim Laufradlager und/oder Gabelschwenklager eine von der Radmontageungenauigkeit
unabhängige höhere Lagerqualität zu erreichen sowie ein Lager zu schaffen, das mittels
Montageautomaten montierbar ist und das einen fehlerfreien Einbau der Laufräder
und Laufrollen auch durch ungelerntes Arbeitspersonal gewährle t Die Erfindung löst
diese Aufgabe durch ein speziell gestaltetes Lager (Radlager,Schwenklager) der Laufrolle,
bei dem die Konen und Lagerschalen gegenüber den herkömmlichen Lagern in umgekehrter
Reihenfolge angeordnet sind und bei dem die Lagerschalen zusätzlich als Distanzstücke
fungieren, die das Lagerspiel unveränderbar bestimmen.
-
Die neue Laufrolle, deren Radlager oder/und Schwenklager auf Kugeln
läuft, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ihr Lager als eine für
sich vormontierbare zylindrische Lagereinheit (Lagerkörper) ausgebildet ist, die
aus einem langgestreckten massiven Lagerkern mit zwei nahe seinen Kopfenden angeordneten
Kugellaufbahnen und Kugellagerringen, sowie aus zwei axial darüber gestülpten dünnwandigen
Kappen besteht, die innen Kugellaufbahnen für die Kugellagerringe besitzen und die
gemeinsam ein langgestrecktes zylindrisches Lagergehäuse bilden.
-
Bevorzugt besitzt der langgestreckte massive Lagerkern eine durchgehende
Zentralbohrung zum Hindurchstecken einer Radachse oder einer Befestigungsschraube,
wodurch das vormontierte Lager universell für die Fertigmontage von verschiedenartigen
Laufrollen und für verschiedenartige Befestigung von Lenkrollen verwendbar ist.
Der massive Lagerkern kann stattdessen aber auch an seinen Kopfenden mit Achszapfen
oder Gewindezapfen ausgebildet sein, oder Gewindelöcher besitzen, oder für spezielle
Montagefälle mehrkantig oder sonstwie profiliert sein.
-
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besitzen
die das Lagergehäuse bildenden dünnwandigen Kappen an ihren zueinander gewandten
Enden einen flanschartigen Kragen, mit denen die Kappen flach gegeneinander stossen,
was für ihre exakte Distanzgebung günstig ist und dadurch ein exaktes Lagerspiel
gewährleistet.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden die das Lagergehäuse
bildenden dünnwandigen Kappen durch einen Bördelring zusammengehalten, der die flanschartigen
Kragen umgreift.
-
Eine Verbindung der Kappen zu einem fest geschlossenen Lagergehäuse
kann aber auch auf andere mechanische oder sonstige Weise bewerkstelligt sein, be-ispielsweise
durch Verschrauben, Nieten, Punktschweissen oder durch eine Klemmverbindung.
-
Die Erfindung behebt nicht nur viele Nachteile der Laufrollen mit
herkömmlichen Radlagern oder Schwenklagern, sondern sie bringt darüber hinaus weitere
Vorteile in der Fertigung und der Qualität sowie Handhabung. Die vormontier baren
Lager können nunmehr separat auf einem Lagerautomat gefertigt werden, und die komplette
Lagereinheit wird dann bei kleinen Stückzahlen an der Presse oder bei größeren Serien
auf einem Radmontageautomat zusammengesetzt und vormontiert. Die Lagerqualität ist
nicht mehr abhängig von der Fertigungsgenauigkeit der Radautomaten oder Pressen.
-
Durch die Verlagerung der- inneren Kugellaufbahnen bei den kappenförmigen
Kugelschalen so weit wie möglich nach aussen, reduziert sich, bei gleicher Toleranzgrösse
der Einzelteile, das Radspiel und der an der Lauffläche des Rades gemessene Seitenschlag
des Rades. Die Toleranz der Lagerung kann nunmehr genau eingehalten werden, weil
das Spiel nur noch von den'zwei kappenförmigen Lagerschalentöpfen und der Doppelkone
des massiven Lagerkerns bestimmt wird. Der Lagerschalen.
-
abstand und damit der Abstand der inneren Kugellaufbahnen wird nur
noch von der Topftiefe bestimmt. Durch die Ausbildung der nunmehr aussen angeordneten
Kugelschalen als kappenförmige Lagertöpfe, die einander zugewandt sind und dadurch
ein langgestrecktes zylindrisches Lagergehäuse bilden, ist das Lager mit seinen
Kugelringen und Kugellaufbahnen besser gegen Spritzwasser und Schmutz abgedeckt
und damit geschützt. Es hat sich durch Testläufe auf Prüfmaschinen erwiesen, dass
die Lagerung der Laufrolle bei gleicher Belastung gegenüber herkömmlichen Konstruktionen
besser hält. Durch den ermöglichten größeren Abstand der Kugellaufbahnen voneinander
werden die Beanspruchungskräfte besser aufgefangen und sind durch den größeren Hebelarm
bei Seiten- und Kippbeanspruchungen viel kleiner. Das Einstellen des Lagerspiels
und der dafür bisher nötigesDruckring entfallen. Statt zwei Einzelkonen handelt
es sich nunmehr nur um eine vom Lagerkern gebildete Doppelkone., wodurch
sich
keine Fertigungstoleranzen mehr addieren. Es ist kein Konenversatz mehr beim Anziehen
der Achsschrauben möglich.
-
Die zylindrische Lager einheit lässt sich als Baueinheit vorfertigen
und ist dann für unterschiedliche Rad lager- und Schwenklagerausführungen verwendbar.
Die vormontierte Baueinheit lässt sich bei Radkörpern und Laufrollen aus Kunststoff
einfach mit dem Kunststoffmaterial umspritzen, sowohl für die Radlager- als auch
für die Rückenlagerausführung.
-
Als Halbfertigteile können die Laufräder der Laufrollen schon mit
dem Rad lager vormontiert als sogenannte Kompakträder ohne lose Einzelteile eingelagert
und in dieser Vormontage als Ersatzteile verkauft werden. Für ihren Versand zur
Eigenmontage bei gewerblichen Abnehmern oder als Ersatzteile zum Räderaustausch
entfällt die Handarbeit für ein Zusammenhalten von Einzelteilen mittels Klammern.
Sie können mit Fadenschutzscheiben gemeinsam, ohne Einzelteile einzulegen, montiert
werden. Die erfindungsgemäße Laufrolle, sowohl als Bockrolle als auch als Lenkrolle,
ist wegen des besseren Auffangens der Lagerkräfte höher als bisher belastbar, und
sie ist wegen der besseren Abdichtung der Lagerung in Form eines geschlossenen Lagergehäuses
unter Nass- und Schmutzbedingungen verwendbar.
-
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen
Laufrolle anhand von Lenkrollen und Bockrollen schematisch verdeutlicht; Fig.l zeigt
im Schnitt eine Lenkrolle mit einem aus Blech bestehenden Laufrad, bei der ein vormontiertes
Radlager bei der Montage des Laufrades zwischen die beiden Radscheibenhälften mit
eingefasst ist.
-
Fig.2 zeigt im Schnitt eine Bockrolle mit einem aus Kunststoff bestehenden
Laufrad, bei der ein vormontiertes Radlager in das Kunststoff-Laufrad mit eingespritzt
ist.
-
Fig.3 zeigt als Einzelheit das vormontierte Lager der Fig.l und Fig.2
im Schnitt, dessen Lagerkern eine durchgehende Zentralbohrung besitzt.
-
Fig.4 zeigt auseinandergezogen die Einzelteile des Lagers der Fig.3
vor ihrem Zusammenbau.
-
Fig.5 und Fig.6 zeigen Ausführungsvarianten des Lagerkerns.
-
Fig.7 und Fig.8 zeigen das vormontierte Lager der Fig.3 im grösseren
Maßstab mit Ausführungsvarianten für den Zusammenhalt des Lagergehäuses.
-
Fig.9 zeigt im Schnitt eine Lenkrolle mit einer aus Kunststoff bestehenden
Radgabel, bei der ein vormontiertes Lager der Fig.3 in die Kunststoff-Radgabel als
Schwenklager mit eingespritzt ist.
-
Bei allen gezeichneten Ausführungsformen handelt es sich um Laufrollen
in Form von Bock- oder Lenkrollen, deren Radlager oder/und Schwenklager auf Kugeln
läuft.
-
Das Lager ist als eine für sich vormontierbare Lagereinheitl (Lagerkörper)
ausgebildet und besteht aus einem langgestreck ten massiven Lagerkern 2 mit zwei
nahe seinen Kopfenden 3 angeordneten Kugellaufbahnen 4 und Kugellagerringen 5, sowie
aus zwei axial darüber gestülpten dünnwandigen Kappen6 die innen ebenfalls Kugellaufbahnen
7 für die Kugellagerringe 5 besitzen und die gemeinsam ein langgestrecktes Lagergehäuse
8 bilden.
-
Gemäss Fig.1 bis Fig.4 und Fig.7 bis Fig.9 besitzt der Langgestreckte
massive Lagerkern 2 bevorzugt eine Zentralbohrung zum Hindurchstecken der Radachse
lo oder einer Befestigungsschraube 11 (Fig.9), wodurch das vormontierte Lager universal
für die Fertigmontage von verschiedenartigen Laufrollen und für verschiedenartige
Befestigungen von Lenkrollen verwendba! ist. Der massive Lagerkern 2 kann stattdessen
aber auch an
seinen Kopfenden 3 mit Achszapfen oder Gewindezapfen
ausgebildet sein, oder gemäss Fig.5 Gewindelöcher 12 besitzen oder gemäss Fig.6
eine mehrkantige oder sonstige Profilierung 13 besitzen, wenn dies für spezielle
Montagefälle passend ist.
-
Bei den gezeichneten Ausführungsformen von Laufrollen besitzen die
das Lagergehäuse 8 bildenden beiden dünnwandigen Kappen 6 an ihren zueinander gewandten
Enden 14 einen flanschartigen Kragen 15, mit denen die Kappen 6 bevorzugt flach
gegeneinander stossen. Das ist für die exakte Distanzgebung der topfartigen Kappen
6 für die Kugelringe 5 günstig und gewährleistet dadurch ein exaktes Lagerspiel.
-
Gemäss Fig.l bis Fig.4 und Fig.9 werden die dünnwandigen Kappen 6
zur Gewährleistung eines dicht geschlossenen Lagergehäuses 8 bevorzugt durch einen
Bördelring 16 zusammengehalten, der die flanschartigen Kragen 15 der Kappen 6 nach
dem Zusammensetzen der Lagereinheit umgreift. Eine Verbindung der beiden Kappen
6 zu einem fest geschlossenen Lagergehäuse 8 kann aber auch auf andere mechanische
oder sonstige Weise bewerkstelligt sein, zum Beispiel durch Verschrauben, oder gemäss
Fig.7 durch Schweisspunkte 17, oder gemäss Fig.8 durch Nieten 18 oder eine Klemmverbindung
19.