DE9309717U1

DE9309717U1 - Kugelrolle

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Publication number: DE9309717U1
Application number: DE9309717U
Authority: DE
Original assignee: MROSEK JOACHIM
Current assignee: MROSEK JOACHIM
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2003-07-01

Description

DR.-ING. DIPL-PHYS. H. STURIES
PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. P. EICHLER

Joachim Mrosek, Tulpenweq 2a, 5653 Leichlinqen 2;
Axel Griqoleit, Landrat Trimbornstraße 40a, 5653 Leichlinqen

Kugelrolle

Die Erfindung betrifft eine Kugelrolle für sowohl bodenständigen Einsatz als Fahrrolle an verfahrbaren Geräten, wie z. B. Büromöbeln, Krankenbetten, medizinischen Gerätetischen, Einkaufswagen od.dgl., als auch kopfständigen Einsatz als Förderrolle für Transport- und Förderbahnen od.dgl., mit einem Rollengehäuse, einer darin größtenteils untergebrachten, im Durchmesser vergleichsweise großen Laufkugel, einer Mehrzahl von letztere abstützenden, im Durchmesser kleineren Stützkugeln und einer deren umhüllende Laufbahn bildenden, im Rollengehäuse eingebauten Kugelpfanne.

Kugelrollen obiger Art sind bekannt. Mit ihrer Hilfe können auch schwerere Geräte auf leichte Weise verschoben bzw. verfahren und dabei auch beliebig gedreht und gelenkt werden. Sie können aber in kopfständiger Position ebensogut auch zu mehreren neben- und hintereinander liegend in Transport- oder Förderbahnen eingebaut werden, wo sie eine reibungsarme und gleichfalls gut steuerbare Förderung des über sie laufenden Transportgutes ermöglichen. Bei den bekannten Kugelrollen ist die nur vergleichsweise wenig aus dem Rollengehäuse herausragende, aus Stahl oder Kunststoff bestehende Laufkugel unmittel-

bar auf einer Vielzahl von praktisch ihre gesamte gehäuseinnenseitig gelegene Oberfläche überdeckenden Lagerkugeln abgestützt, die ihrerseits an einer sie insgesamt umhüllenden, im Rollengehäuse untergebrachten Kugelpfanne abrollen und dadurch eine gute Lastabtragung gewährleisten. Nachteilig ist bei diesen bekannten Kugelrollen jedoch, daß sie eine vergleichsweise große Vielzahl von ihre Laufkugel abstützenden Tragkugeln erfordern und diese zusammen mit ihrer sie umhüllenden Kugelpfanne den gesamten Innenraum des Rollengehäuses ausfüllen, so daß darin keine weiteren Einbauelemente unterzubringen sind. Auch bedingen die nur wenig aus dem Rollengehäuse herausragenden Laufkugeln nur eine vergleichsweise geringe Bodenfreiheit, die sich insbesondere beim Befahren von unebenen Böden häufig störend bemerkbar macht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kugelrolle der eingangs erwähnten Gattung dahingehend zu verbessern und zu vervollkommnen, daß ihre Laufkugel nebst den sie abstützenden Stützkugeln platzsparender im Rollengehäuse eingebaut werden können, insbesondere unter Freilassung größerer Einbauräume für weitere, direkt an der gehäuseinnenseitig gelegenen Oberfläche der Laufkugel angreifende Funktionselemente, wie beispielsweise eine Kugelbremse.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Kugelrolle der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur eine geringe Anzahl von an der gehäuseinnenseitig gelegenen Oberfläche der großen Laufkugel aufliegenden und sie hier lediglich bereichsweise abdeckenden Stützkugeln vorgesehen sind, die ihrerseits in mehreren im Gehäuse entsprechend bereichsweise angeordneten, jeweils konzentrisch zu ihnen verlaufenden Kugelpfannen lagern. Vorzugsweise sind die Stützkugeln als im Durchmesser mittelgroße Zwischenkugeln ausgebildet, die ihrerseits über jeweils eine Vielzahl von im Durchmesser kleineren Tragkugeln in ihren zugehörigen Kugelpfannen abrollend gelagert sind. Stattdessen können die Stütz- bzw. Zwischenkugeln in ihren zugehörigen Kugelpfannen grundsätzlich aber auch unmittelbar gleitverschieblich gelagert sein, wenngleich ihre Rollenlagerung über eine entsprechende Vielzahl kleiner Tragkugeln den Vorzug verdient.

Vorteilhaft sind drei insbesondere gleichmäßig über den Laufkugelumfang verteilt angeordnete Zwischenkugeln mit jeweils zugehörigen Tragkugeln und letztere enthaltenden Kugelpfannen vorgesehen.

Auf diese Weise kommt man zu einer Kugelrolle, deren Laufkugel über die wenigen Zwischenkugeln nach wie vor gut rollengelagert abgestützt ist, wobei aber in den zwischen den Zwischenkugeln freibleibenden gehäuseinnenseitig gelegenen Laufkugel-Oberflächenbereichen nunmehr auch funktionswesentliche oder zumindest -fördernde Einbauelemente, wie z.B. Brems- oder sogar auch Antriebselemente eingebaut werden können, die unmittelbar an der Laufkugeloberflache anliegen bzw. angreifen. Dadurch wird die Handhabung von mit solchen Kugelrollen ausgestatteten Geräten oder aber auch Förderbahnen entsprechend verbessert.

Das Rollengehäuse besteht vorteilhaft aus einer die Kugelpfannen mit ihren Zwischenkugeln und den größeren Teil der Laufkugel umgreifenden Gehäusekappe und einem eine Austrittsbzw. Lageröffnung für die Laufkugel enthaltenden Gehäuseboden, der nahe unterhalb der äquatorialen Mittelebene der Laufkugel liegt. Hierdurch wird nicht nur ein günstiger Einbau der Laufkugel und der sie stützenden Zwischenkugeln erreicht, sondern zugleich auch eine vergleichsweise große Bodenfreiheit für das Rollengehäuse erzielt. Die Gehäusekappe kann im wesentlichen halbkugelförmige Aussparungen zur Aufnahme der die Zwischenkugeln abstützenden, im wesentlichen ähnliche halbkugelförmig gestaltete Außenumfänge aufweisenden Kugelpfannen aufweisen.

Die die Tragkugeln enthaltenden Kugelpfannen können in der Gehäusekappe abgefedert gelagert sein, wobei die die Abfederung bewirkenden Federmittel insbesondere so vorgespannt sein können, daß sie in Verbindung mit der im Gehäuseboden vorhandenen Durchtrittsöffnung für die Laufkugel letztere bei im wesentlichen unbelasteter Kugelrolle abbremsen, dagegen sie bei hinreichend belasteter Kugelrolle für die Laufbewegung freigeben. Das Gehäuse kann auch so ausgebildet und die Laufkugel sowie die Kugelpfannen können so abgefedert gelagert sein, daß sich eine entsprechende Überlastsicherung für die Laufkugel derart er-

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gibt, daß letztere bei Überlastung ggfs. auch vollständig in das Gehäuse einzufahren vermag.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann im Rollengehäuse oberhalb der Laufkugel auch eine Bremseinrichtung mit einem gegen die Oberfläche der Laufkugel zu pressenden Bremsschuh vorgesehen sein. Die Bremseinrichtung ist dazu mit einem außerhalb der Gehäusekappe liegenden Betätigungspedal versehen.

Schließlich ermöglichen es die die Laufkugel abstützenden Zwischenkugeln, daß im Rollengehäuse oberhalb der Laufkugel ggfs. auch ein an letzterer angreifendes Antriebsrad einer inner- oder außerhalb des Rollengehäuses angebrachten Antriebseinrichtung untergebracht sein kann.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß gestalteter Kugelrollen dargestellt. Dabei zeigt

Fig.l eine erste Ausführungsform einer am unteren Ende eines Gerätefußes angebrachten Kugelrolle in teilweise geschnittener Seitenansicht,

Fig.2 die zu Fig.l gehörige Unteransicht der Kugelrolle,

Fig.3 eine mit einer eingebauten Bremseinrichtung versehene Kugelrolle und

Fig.4 eine mit abgefederten Tragkugel-Kugelpfannen versehene Kugelrolle, jeweils in teilweise geschnittener Seitenansicht.

Die in Fig.l und 2 dargestellte Kugelrolle besitzt ein Rollengehäuse 1, das beispielsweise über einen am unteren Ende des mit der Kugelrolle auszurüstenden verfahrbaren Geräts an dessen Fuß 2 über den Schraubzapfen 3 zu befestigen ist. Im Rollengehäuse 1 ist die im Durchmesser vergleichsweise große, aus Stahl oder Kunststoff bestehende Lagerkugel 4 untergebracht, die sich über die im Durchmesser mittelgroßen Zwischenkugeln 5 an den in Kugelpfannen 6 laufbahnmäßig geführten zahlreichen kleinen Tragkugeln 7 abstützt. Im vorliegenden Fall sind, wie Fig.2 zeigt, insgesamt drei solcher Zwischenkugeln 5 nebst zugehörigen Tragkugel-Kugelpfannen 6 vorhanden, die über den Innenumfang der Laufkugel 4 verteilt angeordnet sind. Die

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Zwischenkugeln 5 und ihre zugehörigen Kugelpfannen 6 sind in Bezug auf die äquatoriale Mittelebene 4' der großen Laufkugel 4 unter einem Schrägwinkel &agr; von etwa 45° angeordnet.

Das Rollengehäuse 1 besteht aus einer die Tragkugel-Kugelpfannen 6 mit ihren Zwischenkugeln 5 und den größeren Teil der Laufkugel 4 umgreifenden Gehäusekappe 1 ' sowie dem die Austritts- bzw. Lageröffnung 1'' für die Laufkugel 4 enthaltenden Gehäuseboden I''', der nahe unterhalb der Mittelebene 4' der Laufkugel 4 liegt und über die drei entsprechend umfangsmäßig verteilt angeordneten Befestigungsschrauben 8 mit der Gehäusekappe 1' fest verbunden ist. Oberhalb des Gehäusebodens \'' ' kann auch noch eine nicht dargestellte, etwa ölgetränkte Filzdichtung vorhanden sein, die an der Laufkugel 4 abdichtend anliegt und dadurch den Innenraum 9 des Rollengehäuses 1 gegen Verschmutzung schützt.

In der Gehäusekappe 1 ' sind drei der Aufnahme der Zwischenkugeln 5 und ihrer Kugelpfannen 6 dienende, im wesentlichen halbkugelförmige Aussparungen 10 untergebracht, in denen die im wesentlichen ähnlich halbkugelförmig gestaltete Außenumfänge 6' aufweisenden Kugelpfannen 6 lagern. Diese Kugelpfannen 6 können einschließlich der in ihnen enthaltenen Tragkugeln 7 und der dadurch abgestützten Zwischenkugel 5 von herkömmlicher Kugelrollen-Bauart sein, wobei der an der Kugelpfanne 6 vorhandene ringsum vorspringende Befestigungsflansch 6'' in nicht näher dargestellter Weise in der Gehäusekappe 1 ' befestigt sein kann. Auch eine bloße Abstützung dieses Befestigungsflanschrandes 6'' auf dem die Gehäusekappenaussparung 10 umgebenden Rand 10' kann für die Lagerung der Zwischenkugel 5 und ihrer Kugelpfanne 6 ausreichend sein.

Die in Fig.3 dargestellte Kugelrolle ist von ähnlicher Beschaffenheit wie die vorbeschriebene. Die damit übereinstimmenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich aber ist hier in dem verhältnismäßig großen zwischen den Zwischenkugeln 5 liegenden oberen Freiraum 9 noch eine Bremseinrichtung 11 eingebaut. Diese besteht im vorliegenden Falle aus den im oberen Teil der Gehäusekappe 1' in entsprechenden Durchtrittsbohrungen 12 höhenverstellbar gelagerten Bremsschie-

berstangen 13, die an ihren oberen Enden über den auf dem Gerätezapfen 2' gleitverschieblich lagernden Ring 14 und unten über den Bremsschuh 15 miteinander verbunden sind, der seinerseits über die Schraubendruckfeder 16 federnd gegen die Gehäusekappe 1' abgestützt ist. Durch das im Gerätezapfen 2' um die Achse 17' drehbeweglich gelagerte Betätigungspedal 17 und die damit fest verbundene Exzenterscheibe 18, die sich an der Unterseite des Verbindungsringes 14 abstützt, kann der Bremsschuh 15 in der dargestellten, von der Laufkugel 4 abgehobenen Lösestellung gehalten bzw. arretiert werden, wohingegen er bei Niederdrücken des Pedals 17 unter dem Druck der Feder 16 gegen die Laufkugel 4 zum Zwecke ihrer Abbremsung gepreßt werden kann. Es versteht sich, daß die dargestellte Bremseinrichtung nur ein Ausführungsbeispiel für eine solche Einbaubremse wiedergibt, also weitere entsprechende Ausführungs- bzw. Einbauarten hierfür ohne weiteres möglich sind.

Auch die in Fig.4 dargestellte Kugelrolle stimmt weitestgehend mit den vorbeschriebenen überein, wobei die übereinstimmenden Bauteile mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Zusätzlich sind aber hier die die Tragkugeln 7 enthaltenden Kugelpfannen 6 in der Gehäusekappe 1' abgefedert gelagert. Dazu dient im vorliegenden Fall die zwischen dem Kugelpfannenbefestigungsflansch 6'' und dem Rand 10' der Gehäusekappenaussparung 10 liegende Tellerfeder 19. Diese Tellerfedern 19 sind so vorgespannt, daß sie bei weitestgehend unbelasteter Kugelrolle über die Zwischenkugeln 5 die Laufkugel 4 bremsend gegen den die Laufkugelaustrittsöffnung 1'' im Gehäuseboden 1''' umgebenden Rand 1^IV drücken, also die Laufkugel 4 wie auch die Zwischenkugeln 5 in der in voll ausgezeichneten Linien dargestellten Bremsposition zu halten vermögen. Wird dagegen die Kugelrolle bzw. das mit ihnen ausgerüstete Gerät hinreichend belastet, so werden dadurch die Tellerfedern 19 flachgedrückt, wodurch die Kugelpfannen 6 tiefer in die in der Gehäusekappe 1' vorhandenen Aussparungen 10 unter gleichzeitiger Freigabe der Laufkugel 4 hineingedrückt werden, die damit zusammen mit den Zwischenkugeln 5 in die punktiert dargestellte Freigabeposition gelangt.

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Es versteht sich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung

mancherlei Abwandlungen möglich sind. Insbesondere kann die erfindungsgemäß ausgebildete Kugelrolle anstelle ihres zeichnerisch dargestellten bodenständigen Einsatzes als Gerätefahrrol-Ie ebensogut auch in auf den Kopf gestellter, also kopfständiger Position in Förderlaufbahnen eingebaut werden. Auch in diesen Fällen kann die Abbremsung einzelner oder mehrerer solcher Kugelrollen-Förderrollen für die Steuerung der Transport- bzw. Fahrbewegung des Fördergutes von Vorteil sein. Schließlich kann in den zwischen den Zwischenkugeln 5 oberhalb der Laufkugel 4 verbleibenden Freiraum 9 anstelle einer Bremseinrichtung oder aber auch zusätzlich dazu ein an der Laufkugel 4 angreifendes Antriebsrad einer entweder inner- oder außerhalb des Rollengehäuses 1 angebrachten Antriebseinrichtung untergebracht sein, wobei das vorerwähnte Antriebsrad eine der Laufkugel-Oberfläche angepaßte konkav gekrümmte Auflagefläche mit einem flexiblen Mitnahmebelag aufweisen kann, um trotz der kugelflächigen Laufkugel-Oberfläche noch hinreichend breitflächig darauf aufliegen zu können.

Claims

DR.-ING. DIPL-PHYS. H. STURIES PATENTANWÄLTE DIPL-ING. P. EICHLER Ansprüche:

1. Kugelrolle für sowohl bodenständigen Einsatz als Fahrrolle an verfahrbaren Geräten, wie z.B. Büromöbeln, Krankenbetten, medizinischen Gerätetischen, Einkaufswagen od.dgl., als auch kopfständigen Einsatz als Förderrolle für Transport- und Förderbahnen od.dgl., mit einem Rollengehäuse (1), einer darin größtenteils untergebrachten, im Durchmesser vergleichsweise großen Laufkugel (4) , einer Mehrzahl von letztere abstützenden, im Durchmesser kleineren Stützkugeln (5) und einer deren umhüllende Laufbahn bildenden, im Rollengehäuse (1) eingebauten Kugelpfanne (6), dadurch gekennzeichnet, daß nur eine geringe Anzahl von an der gehäuseinnenseitig gelegenen Oberfläche der großen Laufkugel (4) aufliegenden und sie hier lediglich bereichsweise abdeckenden Stützkugeln (5) vorgesehen ist, die ihrerseits in mehreren im Gehäuse (1) entsprechend bereichsweise angeordneten, jeweils konzentrisch zu ihnen verlaufenden Kugelpfannen (6) lagern.

2. Kugelrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Stützkugeln als im Druchmesser mittelgroße Zwischenkugeln (5) ausgebildet sind, die ihrerseits über jeweils eine Vielzahl von im Durchmesser kleineren Tragkugeln (7) in ihren zugehörigen Kugelpfannen (6) abrollend gelagert sind.

3. Kugelrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei insbesondere gleichmäßig über den Laufkugelumfang verteilt angeordnete Zwischenkugeln (5) mit jeweils zugehörigen Tragkugeln (7) und letztere enthaltenden Kugelpfannen (6) vorgesehen sind.

4. Kugelrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Zwischenkugeln (5) und ihre zugehörigen Kugelpfannen (6) in Bezug auf die äquatoriale Mittelebene (4') der großen Laufkugel (4) unter einem Schrägwinkel (&agr;) von etwa 45° angeordnet sind.

5. Kugelrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rollengehäuse (1) aus einer die Kugelpfannen (6) mit ihren Zwischenkugeln (5) und den größeren Teil der Laufkugel (4) umgreifenden Gehäusekappe (1') und einem eine Austritts- bzw. Lageröffnung (I'') für die Laufkugel (4) enthaltenden Gehäuseboden (I''') besteht, der nahe unterhalb der äquatorialen Mittelebene (4') der Laufkugel (4) liegt.

6. Kugelrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäusekappe (1') im wesentlichen halbkugelförmige Aussparungen (10) zur Aufnahme der die Zwischenkugeln (5) abstützenden, im wesentlichen ähnliche halbkugelförmig gestaltete Außenumfänge (6') aufweisenden Kugelpfannen (6) vorgesehen sind.

7. Kugelrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Tragkugeln (7) enthaltenden Kugelpfannen (6) in der Gehäusekappe (1') abgefedert gelagert sind.

8. Kugelrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Abfederung eine oder mehrere jeweils zwischen dem Rand (10') der Gehäusekappenaussparung (10) und einem an den Tragkugel-Kugelpfannen (6) vorhandenen Flansch (6'') liegende Tellerfedern (19) dienen.

9. Kugelrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

die Tellerfedern (19) so vorgespannt sind, daß sie in Verbindung mit der im Gehäuseboden (I''') vorhandenen Durchtrittsöffnung (I'') für die Laufkugel (4) letztere bei im wesentlichen unbelasteter Kugelrolle abbremsen, dagegen sie bei hinreichend belasteter Kugelrolle für die Laufbewegung freigeben.

10. Kugelrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

das Gehäuse (1) so ausgebildet und die Laufkugel (4) sowie die Kugelpfannen (6) so abgefedert gelagert sind, daß sich dadurch eine Überlastsicherung für die Laufkugel (4) derart ergibt, daß die Laufkugel (4) bei Überlastung in das Gehäuse (1) vollständig einzufahren vermag.

11. Kugelrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß im Rollengehäuse (1) oberhalb der Laufkugel (4) eine Bremseinrichtung (11) mit einem gegen die Oberfläche der Laufkugel (4) zu pressenden Bremsschuh (15) vorgesehen ist.

12. Kugelrolle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (11) mit einem außerhalb der Gehäusekappe (1') liegenden Betätigungspedal (17) versehen ist.

13. Kugelrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stütz- bzw. Zwischenkugeln (5) in ihren zugehörigen Kugelpfannen (6) unmittelbar gleitverschieblich gelagert sind.

14. Kugelrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Rollengehäuse (1) oberhalb der Laufkugel (4) ein an letzterer angreifendes Antriebsrad einer inner- oder außerhalb des Rollengehäuses (1) angebrachten Antriebseinrichtung untergebracht ist.