DK171595B1 - Kugleenhed og kugledæk - Google Patents

Description

i DK 171595 B1

Den foreliggende opfindelse angår en kugleenhed til et kugledæk og et dæk omfattende en flerhed af kugleenheder.

Kugledæk med en flerhed af stål kugi er understøttet frit roterbart er velkendte og nyder udbredt anvendelse ved transport af artikler i va-5 relagre osv. Det er også kendt at indrette kugledæk med kugler, der drives til rotation i en bestemt retning, og der har været udtænkt forslag til kugledæk, der kan drives omnidi rektionalt, men de har haft en meget kompleks opbygning og har derfor været kostbare at fremstille. Et forslag til indretningen af en enkelt kugle med drev findes i GB-A-1366206, 10 hvor to vinkelret arrangerede drivruller i kontakt med den drevne kugle er arrangeret 90* fra hinanden omkring kuglen for at rotere kuglen i indbyrdes vinkelrette retninger. Det kendte kugledæk omfatter en sfærisk kugle, understøtningsorganer til understøtning af den drevne kugle i dens frie rotation samt parallelle, vandrette drivaksler, der er 15 indrettet på hver side af nævnte drevne kugle.

Opfindelsen søger at tilvejebringe en simpel og dermed forholdsvis billig drevet kugleenhed til et kugledæk.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes en kugleenhed til kugledæk omfattende mindst en kugleindretning, idet hver kugleindretning omfatter en 20 sfærisk, dreven kugle; understøtningsorganer til understøtning af nævnte drevne kugle til dens fri rotation; parallelle, horisontale drivaksler indrettet én på hver side af nævnte drevne kugle; hvilken kugleenhed er ejendommelig ved, at understøtningsorganerne definerer et første støttepunkt for nævnte drevne kugle, idet nævnte par af parallele, horisontale 25 drivaksler hver har en krave, som er i drivende indgreb med nævnte drevne kugle ved eller under et horisontalt plan gennem nævnte kugles ækvator for at definere et andet og et tredje understøtningspunkt for nævnte kugle, idet nævnte tre understøtningspunkter definerer den drevne kugles stilling, idet de danner en trekant, indenfor hvilken projektionen af 30 den drevne kugles centrum befinder sig.

Opfindelsen søger at tilvejebringe en simpel og derfor relativt billig kugleenhed med dreven rotation til et kugledæk, og som er sikret ' mod skader.

Ifølge opfindelsen er kuglelejet en fjeder, der er forbelastet, så 35 den kan forskydes i et vertikalt plan igennem dets rotationscentrum ved påtrykning af en belastning på den sfæriske kugle, som overskrider en forud fastlagt værdi.

Foretrukne udførelsesformer af opfindelsen skal beskrives alene som eksempel under henvisning til den ledsagende tegning, hvorpå DK 171595 B1 2 fig. 1 er en sideafbildning gennem et kugledæk med en enkelt kugleenhed, fig. 2 er et planbi Ilede af kugleenheden fra fig. 1, 5 fig. 3 er en isometrisk afbildning af en alternativ kugleenhed med koniske kraver, fig. 3a-3d er skematiske afbildninger i plan og opstalt af en kugleenhed under brug for at vise funktionsmåder, fig. 4 er et snitbillede af et kugledæk med foretrukne understøt-10 ningsblokke, overbelastningsbeskyttelse og tilslutning til drivorganer, fig. 4a er en planafbildning af det i fig. 4 viste med kugledækkets dækplade fjernet, fig. 5 er et forstørret udsnitsbillede fra fig. 4, som viser et be-15 skyttel seshættearrangement med elastisk materiale, fig. 6 er en afbildning svarende til fig. 5, men visende en alternativ metal beskyttelseshætte, og fig. 7 viser en mere foretrukken beskyttelseshætte.

20 Idet der henvises til fig. 1 og 2, omfatter en enkelt kugleenhed, som udgør en del af et kugledæk med flere kugleenheder, generelt en understøtningsplade 1, et leje 2 vist som en kugleenhed monteret på en skrå forside af en flange 3, som rager op fra understøtningspladen 1, samt andre komponenter, som følger. Et par af parallelle drivaksler 4, 5 25 er roterbart understøttet i respektive konsoller 6, 7, der rager op fra understøtningspladen 1. Hver drivaksel har en omkransende krave 8, 9 fastgjort, så den roterer dermed, og en dreven, sfærisk kugle 10 understøttet på kugleenheden 2 imellem drivakslerne 4, 5 og hvilende mod en kant eller et hjørne 8a, 9a på hver af de omkransende kraver 8, 9. En 30 dækplade 11 med åbninger er arrangeret oven over rulleenheden, så hver af de drevne, sfæriske kugler 10 har en lille frigang i forhold til pladens åbning og rager frit derigennem i en lille afstand op over overfladen af pladen 11.

Lejet 2 er et sædvanligt rullende leje af kugletype eller en enhed 35 med en rullende kugle understøttet i et delvist sfærisk leje. Ethvert funktionsmæssigt lignende leje kunne anvendes. Det rullende leje 2 er indsat i den skrå forside af flangen 3. Drivakslerne 4, 5 forløber til en serie af rullende kugleenheder ved siden af hinanden i dækket (ikke vist, men der henvises til fig. 4 og 4a) for samtidig drift af dem, og DK 171595 B1 3 hver er forbundet til en passende tovejs drivmekanisme, såsom en elektromotor, igennem f.eks. et remtræk eller kædetræk eller lignende kobling. I kugledækket kan alle ækvivalente drivaksler 4 forbindes til en enkelt tovejs drivmekanisme (ikke vist) og de ækvivalente drivaksler 5 5 til en anden enkelt tovejs drivmekanisme.

Kraverne 8, 9 er monteret på akslerne på enhver passende måde, f.eks. ved not og kile eller ved samvirkende, polygonale tværsnit på akslernes overflade og den indre overflade af de omkransende kraver 8, 9, idet der generelt kan anvendes enhver fastgørelsesmåde, som får kraverne 10 til at rotere sammen med akslerne. Kraverne kunne være udformet som dele i selve drivakslerne og kunne have andre former end de viste ringformede kraver, f.eks. konisk (som vist i fig. 3). De omkransende kraver 8, 9 kan være simpelt cylindriske, idet hver kant 8a, 9a, som har drivindgreb med den sfæriske kugle 10, kunne have en lille runding eller rundingsra-15 dius for at fordele kontaktbelastningen under brugen over et større o-verfladeareal på den drevne kugle 10.

Den drevne kugle 10 understøttes på lejet 2, som er forskudt bort fra kuglens vertikale akse og i et vertikalt plan B parallelt med og i lige stor afstand fra akserne for de parallelle drivaksler, således at 20 kuglen hviler mod kanterne 8a, 9b på kraverne 8, 9, og de ringformede kraver går i indgreb med den drevne kugle symmetrisk omkring dette plan og i punkter ved eller nær ved (lige under) den drevne kugles ækvator E. Kontaktfladen mellem den drevne kugle og hver ringformet krave er lille. Kraverne er vist i kontakt med den drevne kugle 10 ved punkter, der til 25 dels ligger imellem de horisontale akser gennem kuglen parallelt med og vinkelret på drivakslerne, idet disse akser repræsenterer de grænser, hvorimellem kontaktpunkterne skal være. Hvert kontaktpunkt er som vist et punkt ved eller lige neden under den drevne kugles ækvator E i det væsentlige i lige store afstande fra planet B defineret ovenfor og pla-30 net C vinkelret på planet B gennem kuglens vertikale akse A. Dette definerer rotationsradier x, y, hvorigennem den drevne kugle kan drejes ved den respektive krave, som lig med hinanden.

v

Alle dele er af metal, idet kraverne er af hærdet stål og de drevne kugler af stål. Andre materialer kunne også anvendes, f.eks. en sfærisk 35 kugle 10 af hårdt plastikmateriale.

Fig. 3 viser en kugleenhed, hvor den drevne kugle 10 understøttes af et kugleleje 2 roterbart monteret på en i det væsentlige massiv blok 3a, som er stift fastgjort til understøtningspladen 1 og understøttet af overfladedele af de koniske kraver 8b og 9b. Drivakslerne 4, 5 er under- DK 171595 B1 4 støttet i holdere 7, som er stift monteret på understøtningspladen.

Funktionen af en enkelt kugleenhed skal nu beskrives under henvisning til fig. 3a-3d. Generelt roteres den drevne kugle 10 omkring en horisontal akse gennem kuglens centrum ved rotation med uret CW og/eller 5 mod uret ACW for drivakslerne 4 og/eller 5. Drivvirkningen overføres til den drevne kugle ved det enkelte eller de enkelte kontaktpunkter mellem hver af kraverne 8, 9 og kuglen 10. Rotationsretningen for den drevne kugle bestemmes af hastighed og retning for rotationen i drivakslerne og skal forklares detaljeret under henvisning til de fire tilfælde vist i 10 fig. 3a, b, c og d.

I fig. 3a roteres begge aksler i samme retning (med uret CW) med samme hastighed, så kuglen roteres i én retning (transport mod venstre) omkring en horisontal akse parallel med drivakslernes akser, mens begge akslerne i fig. 3b roteres i den modsatte retning (mod uret ACW), og den 15 drevne kugle roteres omkring den samme horisontale akse, men i modsat retning (transport mod højre).

I fig. 3c roteres den venstre drivaksel i retning mod uret ACW og den højre aksel i retning med uret CW, og resultatet af rotationskræfterne på kuglen får den til at rotere i én retning (transport fremad) 20 omkring en horisontal akse vinkelret på drivakslernes akser. I fig. 3d roteres akslerne modsat i forhold til rotationsretningen vist i fig. 3c, dvs. den venstre med uret CW og den højre mod uret ACW, og kuglen roteres omkring samme horisontale akse, men i modsat retning (transport bagud). I begge de tilfælde i fig. 3c og d, hvor akslerne roterer modsat 25 hinanden, holdes rotationshastighederne lige store for at opnå det viste resultat, men ved at variere de relative rotationshastigheder kan rotationsretningen varieres mellem de viste grænsebetingelser. Ved at standse en aksel og blot rotere den anden kan den drevne kugle roteres i retninger ved 45' fra drivakslernes akser.

30 Idet der henvises til fig. 4 og 4a på tegningen, vises her fore trukne modifikationer i understøtningskonstruktionen og kugleenheden 2 for at simplificere og eventuelt styrke konstruktionen og for at tilvejebringe beskyttelse mod overbelastning. Dette arrangement tilvejebringer en overkøringsmulighed, som tillader nedtrykning af de sfæriske kug-35 ler 10 og af kuglelejerne 2 ved påføring af en overbelastning, f.eks. et køretøjs hjul, og derpå tillader returnering af disse enheder til deres normale arbejdspositioner, når overbelastningen er væk. Arrangementet omfatter en fjederbelastet kugleenhed 11a, der kan forskydes i et vertikalt plan gennem kugleenhedens rotationscentrum. Kugleenheden 2 under- DK 171595 B1 5 støttes på en skrå flade 3 af en flangedel i en monteringsblok 15 udformet dermed, og som understøtterne drivakslerne 4, 5 i flanger 7 deraf.

Inden i en cylindrisk åbning 13 i flangen 3 omfatter en fjederkop 13 fjedre 12 af tallerkentype. Kuglelejet 2 rager op over en flange på 5 dets hus 11a. Kugleenheden 2 og huset kan forskydes som en samlet enhed på aksen 14 inden i koppen 13, når der påføres tilstrækkelig høj belastning (overbelastning) på den sfæriske kugle 10 til at overvinde en forud fastlagt spænding i tallerkenfjedrene 12. Nedtrykning af den sfæriske kugle 10 begrænses af et stopelement i form af en understøtningsplade 16 10 fastboltet ved 17, så den hviler på et fremspring eller en afsats i blokken 15. Når kuglen 10 overbelastes, vil den således komme til anlæg mod stopelementet 16, idet kugleenheden 2 og det tilhørende hus 11a nedtrykkes tilsvarende i koppen 13, så beskadigelse deraf minimeres eller undgås.

15 Fig. 4 og 4a viser også et arrangement af beskyttelseshætten 18, 19, 20, som skal beskrives senere under henvisning til fig. 5. Kraverne 8, 9 er vist stiftet fast ved 21 til akslen 5, der har hexagonalt tværsnit for at gå i indgreb med tilsvarende hexagonale udsparinger i kraverne. Akslen 4 vises tilsluttet for tovejs drivning til en drivaksel 22 20 gennem fortanding 21b fastgjort til de respektive aksler ved 21a med not. Tilsvarende drivforanstaltninger er truffet for den anden aksel. Drivakslen 22 rager ud forbi den ene ende af enheden og understøttes i et leje 23 og har i sin yderste ende en remskive 24 for tilslutning til et passende tovejs drivsystem (ikke vist). Blokke 15 ud i ét stykke er 25 hensigtsmæssigt fastboltet ved 15a til understøtningspladen 1, og en serie deraf er arrangeret med afstande langs understøtningspladen i langsgående og tværgående rækker. Under normal lasttransportanvendelse vil styrken i fjedrene 12 være således, at de sfæriske kugler bibeholder positionerne vist i fig. 4, så de kun trykkes ned i en overbelastningssi-30 tuation.

Idet der henvises til fig. 5 på tegningen, er en beskyttelseshætte af elastisk, eftergiveligt formstof eller elastomermateriale 18 udformet med en øverste overfladedel 20, der forløber mellem en overfladedel af kuglen 10 hen over åbningen i den øverste plade 11 og over en perifer 35 kant af åbningen som vist. Den nederste overflade 19 af beskyttelseshætten 18 forløber tilsvarende omkring periferi kanten i åbningen. Beskyttelseshætten er udformet med en indvendig facon stort set svarende omridset af den sfæriske kugle, idet den eventuelt kan have et lille spillerum i forhold til den. Idet hætten er af fleksibelt materiale og om- DK 171595 B1 6 fatter en omkransende reces, kan den indsættes manuelt i overpladen. Under brugen kan hætten være selvoprettende i forhold til den drevne kugle, idet diameteren af hættens reces er mindre end åbningen i overpladen, således at ufuldkommenheder i form og/eller dimensioner ved frem-5 stillingen af den drevne kugle og/eller åbningerne i overpladen bedre kan accepteres ved brugen.

Arrangementet af beskyttelseshætten 20 vist i fig. 6 har en lignende overlappende konstruktion i forhold til arrangementet vist i fig. 5, men er opbygget af metal. Hætten har her en omkransende reces og en o-10 verpart 20, der forløber hen over en øvre, perifer del af overpladen, som afgrænser åbningen og omkring en nedre, perifer del deraf. Hætten 20 kan fremstilles ved oppresning af stål eller i form af en stålplade, hvorpå der er fastsvejset eller fastnittet en eller flere fjederclips.

Som vist i fig. 7 kan beskyttelseshætten, hvad enten den er af e-15 lastisk, eftergive!igt materiale eller af metalmateriale, have en nedad ragende muffe 30, som rager igennem åbningen i overpladen 11. Muffen eller bøsningen har et perifert spor 31 underneden overpladen til at optage et holdeelement i form af en ringclip 32. Et sådant foretrukket arrangement hjælper til at hindre, at beskyttelseshætten under brugen går 20 ud af position og kan styre kuglens 10 bevægelse mere nøjagtigt.

Claims (16)

1. Kugleenhed til kugledæk omfattende mindst en kugleindretning, idet hver kugleindretning omfatter: 5 en sfærisk, dreven kugle (10), understøtningsorganer (2) til understøtning af nævnte drevne kugle (10) til dens fri rotation, parallelle, horisontale drivaksler (4,5) indrettet én på hver side af nævnte drevne kugle,

2. Enhed ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at understøtningsorganerne består af et rullende leje (2).

3. Enhed ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at lejet (2) er anbragt under nævnte drevne kugle (10), hvis rotationscentrum ligger i et verti - 25 kalt plan stort set ækvidistant fra drivakslernes horisontale akser.

4. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, at den omfatter en understøtningsplade (1), hvorpå akslerne (4,5) og eventuelle andre understøtningsorganer til den sfæriske kugle (10) er 30 monteret.

5. Enhed ifølge krav 4, KENDETEGNET ved, at lejet er monteret på en skrå side af en flange (3), der rager ud fra understøtningspladen (1).

6. Enhed ifølge krav 5, KENDETEGNET ved, at lejet (2) er fjederbe lastet, så at det kan forskydes i et vertikalt plan igennem dets rotationscentrum ved påtrykning af en belastning på den drevne kugle (10), som overskrider en forud fastlagt værdi. DK 171595 B1 8

7. Enhed ifølge krav 6, KENDETEGNET ved, at den omfatter et stop-element (16) til at begrænse nedtrykningen af den sfæriske kugle (10), når det fjederbelastede leje (2) forskydes til overvindelse af fjederbelastningen. 5

8. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, at den omfatter en dækplade (11) med åbninger placeret, så at den sfæriske kugle (10) rager igennem en åbning med en lille afstand op over pladens overflade (11). 10

9. Enhed ifølge krav 8, KENDETEGNET ved, at en eller flere åbninger i dækpladen (11) er forsynet med en kuglehætte eller indkapsling med dele, som rager både neden under og op over pladen (11) og opbygget til at være selvoprettende i forhold til den sfæriske kugle (10), så at den 15 kan tage højde for mindre toleranceafvigelser i åbningen og/eller i den sfæriske kugle (10).

10. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, at kraverne (8,9) er stort set simpelt cylindriske, idet kanter (8a,9a) 20 på dem berører den sfæriske kugle (10) i et drivende anlæg.

10 KENDETEGNET ved, at understøtningsorganerne (2) definerer et første støttepunkt for nævnte drevne kugle (10), idet nævnte par af parallelle, horisontale drivaksler (4,5) hver har en krave (8,9), som er i drivende indgreb med nævnte drevne kugle (10) ved eller under et horisontalt plan gennem nævnte kugles ækvator (E) for at definere et andet og et tredje 15 understøtningspunkt for nævnte kugle (10), idet nævnte tre understøtningspunkter (8,9) definerer den drevne kugles (10) stilling, idet de danner en trekant, indenfor hvilken projektionen af den drevne kugles centrum befinder sig.

11. Enhed ifølge krav 10, KENDETEGNET ved, at kanterne (8a,9a) i drivanlægget har en lille runding.

12. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, at kraverne (8,9) har en konisk periferi i drivende indgreb med nævnte drevne kugle (10).

13. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, 30 at der anvendes en understøtningsblok (3) ud i ét stykke til montering af understøtningsorganerne (2), som kan tilvejebringe sikker fastgøring til en understøtningsplade (1).

14. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, 35 at drivakslerne (4,5) strækker sig til en serie af kugleenheder arrangeret side om side for at drive dem samtidigt.

15. Enhed ifølge ethvert af de foranstående krav, KENDETEGNET ved, at den omfatter flere sfæriske kugler (10) og et eller flere par af DK 171595 B1 9 drivaksler (4,5) med en dækplade (11) med åbninger, hvorigennem nævnte drevne kugler (10) rager frem, idet hver drivaksel (4,5) er tilsluttet til en tovejs drivmekanisme (22).

16. Enhed ifølge krav 15, KENDETEGNET ved, at en serie af aksler er tilkoblet til samme drivmekanisme.