EP3261851A1 - Multidirektionales rad und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Multidirektionales rad und verfahren zu dessen herstellung

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Publication number
EP3261851A1
EP3261851A1 EP16706802.2A EP16706802A EP3261851A1 EP 3261851 A1 EP3261851 A1 EP 3261851A1 EP 16706802 A EP16706802 A EP 16706802A EP 3261851 A1 EP3261851 A1 EP 3261851A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel
shells
multidirectional
receptacles
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16706802.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Brandl
Thomas Faulhaber
Bernd Sonje
Jens MEESKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Original Assignee
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Medical Care Deutschland GmbH filed Critical Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Publication of EP3261851A1 publication Critical patent/EP3261851A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B60B19/003—Multidirectional wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B60B19/12—Roller-type wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/08—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with disc body formed by two or more axially spaced discs
    • B60B3/085—Discs having no mutual contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2200/00—Type of product being used or applied
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    • B60B2200/26—Medical appliances
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
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    • B60B2310/20—Shaping
    • B60B2310/204—Shaping by moulding, e.g. injection moulding, i.e. casting of plastics material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00—Manufacturing methods
    • B60B2310/60—Surface treatment; After treatment
    • B60B2310/616—Coating with thin films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2320/00—Manufacturing or maintenance operations
    • B60B2320/10—Assembling; disassembling

Definitions

  • the present invention relates to a multidirectional wheel, wherein the wheel has a wheel body which is rotatable about a wheel axle and has two half shells, and a plurality of rotational bodies which are located on the outer circumference of the wheel body and over which the wheel can be unrolled.
  • the wheel disclosed in this document comprises a wheel body and a plurality of bodies of revolution in the form of rollers, which are located on the outer circumference of the wheel body. It is provided that extends the longitudinal axis of the rollers either in the plane of rotation of the wheel body or at an angle thereto.
  • DE 10 2008 019 976 A1 discloses a multidirectional wheel in which the rollers are arranged on receiving components, which in turn are fastened to half-shells are and extend between them.
  • the rollers are arranged with journals rotatably in bearing points of the receiving components.
  • US Pat. No. 7,641,288 discloses a multidirectional wheel in which a bearing axis extends through the rollers and is bolted to bearing points in its end regions.
  • the object of the present invention is to develop a multidirectional wheel such that its manufacture is possible in a comparatively simple manner.
  • the recordings can be formed as recesses be, in which protrude the end portions of the axes.
  • the receptacles may be formed as projections which protrude into recesses of the axes and hold in this way the rotational body.
  • the rotary bodies preferably have at least one main body forming the tread and one or more axles or axle sections, wherein the main bodies are rotatable relative to the axles or axle sections, so that the rotary bodies are rotatable relative to the half shells and thus relative to the wheel.
  • the axles or axle sections are preferably arranged not rotatable in or on the receptacles.
  • an embodiment of the invention is also included, in which the axes are rotatable relative to the receptacles on which they are arranged.
  • continuously tapering means a configuration of the receptacles in which the cross-sectional area of the receptacle in the axial direction of the rotational bodies received therein increases continuously or stepwise (if the receptacle is designed as a recess) or decreases steadily or stepwise (if the receptacle acts as a projection
  • a conical configuration of the receptacle is preferred, whereby a single conical section or several conical sections with different inclinations of the surface can be provided, Also a step-shaped cylindrical geometry with increasing or decreasing cross sections in one direction is conceivable and encompassed by the invention ,
  • the end portions of the axes of the rotary bodies are formed complementary to the shape of the seats, i. also formed continuously tapered.
  • the axes of the rotary bodies may be formed in several parts, one-piece or zero-part by representing an integral part of the rotary body.
  • the shots of the half shells can all be designed as recesses or as projections.
  • a combination is also conceivable and encompassed by the invention. Such a combination could, for example, be designed such that one half shell has only receptacles in the form of recesses and the other half shell only receptacles in the form of protrusions.
  • a mixed version to the effect is conceivable and includes of the invention that a half-shell has both receptacles that are designed as recesses and recordings that are designed as projections.
  • each half-shell has a plurality of receptacles, which are spaced apart in the circumferential direction of the wheel.
  • both half-shells have receptacles which are, for example, conical or tapered and in which the end regions of the axis of the rotary body, such as a roller, are accommodated or which protrude into the end regions of the axis of the rotary body.
  • the rotational bodies are preferably fixed by press fit between the receptacles.
  • Another significant advantage of the inventive design of a multidirectional wheel is that the production of the half-shells can be made without slide support in an injection molding process, which would not be possible with a half-shell with cylindrical receptacle for the axes of the rotary body, otherwise not the half shell could be removed from the injection mold. Due to the special design of receiving one or both half-shells, for example in a conical shape, the injection-molded part, ie the half-shell, for example, be removed from the injection mold by a rotational movement, without a slide support.
  • the present invention further relates to a multidirectional wheel with the features of claim 2.
  • the rotary bodies have an axis which consists of at least two axle sections, between which at least one spring element is arranged on the axle sections in the direction of Exercises end regions of the axis acting force, or that the axes of the rotational body cooperate with receptacles of the half shells, wherein the receptacles are spring loaded so that they exert a force acting in the direction of the axis arranged in the receptacle rotational body.
  • the receptacles of one or preferably both half shells are integral components of the half shells.
  • the images are not formed by separate parts, but by integrally molded into the half shells recordings.
  • the receptacles of both half-shells are arranged offset to one another in the circumferential direction of the wheel. In this case, the receptacles are oriented such that the rotational bodies arranged in the receptacles extend obliquely with their longitudinal axis and not parallel to the axis of rotation of the wheel.
  • the half shells and the receptacles integrated therein are preferably symmetrical in their geometry, but not mirror-inverted.
  • a ring portion of a half-shell which includes all recordings, so this ring section could be used for the right as well as for the left half shell of the wheel.
  • half-shell includes any wheel part and in particular wheel half, regardless of whether a shell shape or any other shape is present.
  • the receptacles of the half shells are conical, wherein the cone extends so that increases the cross-sectional area of the receptacle from the end portion of the axis away to the rotational body.
  • one or both half-shells are designed as injection-molded parts.
  • the conical or conical design of the recordings means that the injection-molded part can be removed from the injection molding tool without rotation of the slider, for example, by a rotation.
  • the axis is arranged in a bearing sleeve. Through this bearing sleeve, the axis or its axis sections extends. The axis itself may be fixed, so that the bearing sleeve rotates about the axis or be formed such that the axis rotates in the receptacle.
  • the bearing sleeve is surrounded by a covering, which forms the running surface of the rotary body, wherein it is preferably provided that it is the coating is an elastomer.
  • the covering may be sprayed onto the bearing sleeve, for example.
  • the above-mentioned spring element which exerts a force on the axle sections and / or on the receptacles for example, as a spring, such as. B. be designed as a spiral spring or as an elastomeric part, in particular as an elastomeric ball.
  • the present invention further relates to a medical device, in particular a dialysis machine with at least one multidirectional wheel according to one of claims 1 to 11.
  • a further aspect of the invention relates to a method of manufacturing a multidirectional wheel, in particular a multidirectional wheel, according to one of claims 1 to 11, the method comprising the step of inserting the rotary bodies in the receptacles of the half-shells and the step of adjoining Twisting of the half-shells relative to each other.
  • the multidirectional wheel is made so that the half shells are initially in a first rotational position relative to each other. In this Position then the rotary body are used with their axes with at least one axle end in the recordings.
  • a rotational relative rotation of the half-shells is then carried out, so that the rotating bodies are reliably fixed in or on the receptacles of the half-shells.
  • a helical relative movement of the half-shells is made, namely a rotation of the half-shells to each other and a translation towards each other, wherein the axis of rotation of the wheel forms the screw axis.
  • the axes of the rotary bodies relative to the shots game until the assembly process is completed. This game facilitates the assembly of the wheel.
  • the half shells can be connected to each other, for example by screwing, so that a relative rotation is excluded. Instead of a screw and other connection techniques are conceivable.
  • the method comprises the step of producing the half shells by injection molding, wherein it is preferably provided that the step of removing the half shell from the injection mold without the aid of a slider and / or by a rotary movement.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view through a multidirectional wheel according to the present invention
  • Figure 2 is a perspective view of the multidirectional wheel according to the present invention after assembly and
  • Figure 3 is a perspective view of the multidirectional wheel according to the present invention prior to assembly
  • FIG. 1 shows by reference numeral 10, 20 two halves of a multidirectional wheel arranged parallel to one another. Between these half shells extends in the peripheral region of the same a plurality of bodies of revolution 100, which are formed as designed with a convex surface rollers.
  • the rollers with a curved, convex surface, for. B. formed ellipsoidal.
  • the surface curvature may correspond to that of a tome.
  • the rollers 100 include an elastomeric region 102 that forms the tread of the rollers. This elastomer portion 102 is made by overmolding a sleeve 104.
  • axle sections 106 Inside the sleeve 104 there are two mutually spaced axle sections 106, which are received with their end portions in receptacles 12, 22 of the half-shells 10, 20.
  • the two axis portions 106 apart presses or on this exerts a force which acts in each case in the direction of the located in the receptacles 12, 22 end portion of the axes.
  • the diameter of the continuously tapering receptacles 12, 22 increases from the bottom area B of the receptacles to the actual rotation body 100, which has the advantage that the half-shells 10, 20 are produced in a single-stage injection molding process can be, without slider support.
  • a release of the half-shells from the injection mold can be done for example by a rotary motion.
  • each receptacle has two conical sections of different inclination.
  • the further production of the multidirectional wheels according to the invention takes place in that the two half shells 10, 20 are first arranged in a first rotational position relative to each other, that then the rotational body 100 is inserted or positioned relative to the half shells and that then a relative movement or a relative rotation and to each other to move the two half-shells 10, 20 is made so that the rotating body 100 are reliably received between the two half-shells 10, 20, as can be seen from the figure.
  • Figure 2 shows the wheel according to the invention in a perspective view and illustrates that the longitudinal axes L1 of the rotary body 100 is not parallel to the longitudinal axis L2 of the wheel, but obliquely.
  • FIGS. 2 and 3 the same reference numerals are used for the same elements as in FIG.
  • the rotary bodies have a main body, which forms the running surface of the rotary bodies, and one or more axles or axle sections, which are arranged on or in the main body.
  • the axle sections 106 are designed with end pieces 106 ' which adjoin the end faces of the main bodies of the rotary bodies 100 so that there is a stepless transition between the main body and the sections 106 ' on the surface.
  • the axle sections 106 and their end regions according to FIG. 1 are not located on a section attached to the end faces of the main body of the rotary body, but have a smaller diameter than the main body.
  • the axle sections 106 run in the interior of the rotary bodies, their ends, which are received in the seats 12, 22, protrude beyond the end faces of the main body of the rotary bodies.
  • FIG. 3 is an illustration of the wheel according to FIG. 2 before the half shells 10, 20 are assembled.
  • the rotational bodies 100 are positioned relative to the receptacles 12, 22 so that they are rotatable relative to each other and after a rotational movement of the half shells 10, 20 Movement of the half-shells 10, 20 are added to each other in the receptacles 12, 22, as shown in Figure 2.
  • the receptacles 12, 22 of the two half-shells 10, 20 are arranged offset from each other in the circumferential direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

Multidirektionales Rad und Verfahren zu dessen HerstellungDie vorliegende Erfindung betrifft ein multidirektionales Rad, wobei das Rad einen um eine Radachse drehbaren und zwei Halbschalen (10) aufweisenden Radkörper sowie eine Mehrzahl von Rotationskörpern aufweist, die sich am Aussenumfang des Radkörpers befinden und über die das Rad abrollbar ist, wobei wenigstens eine und vorzugsweise beide Halbschalen (10) Aufnahmen (12) aufweisen, in denen Endbereiche der Achsen der Rotationskörper aufgenommen sind oder die in Endbereiche der Achsen der Rotationskörper hineinragen, wobei die Aufnahmen (12) der Halbschalen (10) kontinuierlich zulaufend ausgebildet sind.

Description

Multidirektionales Rad und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein multidirektionales Rad, wobei das Rad einen um eine Radachse drehbaren und zwei Halbschalen aufweisenden Radkörper sowie eine Mehrzahl von Rotationskörpern aufweist, die sich am Außenumfang des Radkörpers befinden und über die das Rad abrollbar ist,
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, z. B. medizinische Geräte, wie beispielsweise Dialysegeräte mit Fahrrollen zu versehen, um deren Beweglichkeit zu gewährleisten. Als Rollen werden dabei beispielsweise Schwenk- bzw. Bockrollen oder auch sogenannte multidirektionale Räder eingesetzt, die eine Bewegbarkeit in mehr als einer Richtung ermöglichen. Ein solches multidirektionales Rad ist beispielsweise aus der WO 2011/113526 A2 bekannt. Das in dieser Druckschrift offenbarte Rad umfasst einen Radkörper sowie eine Mehrzahl von Rotationskörpern in Form von Walzen, die sich am Außenumfang des Radkörpers befinden. Dabei ist vorgesehen, dass sich die Längsachse der Walzen entweder in der Rotationsebene des Radkörpers oder in einem Winkel dazu erstreckt.
Die DE 10 2008 019 976 A1 offenbart ein multidirektionales Rad, bei dem die Walzen an Aufnahmebauteilen angeordnet sind, die ihrerseits an Halbschalen befestigt sind und sich zwischen diesen erstrecken. Die Walzen sind mit Achszapfen drehbar in Lagerstellen der Aufnahmebauteile angeordnet.
Aus der US 6,360,865 ist eine Rollenanordnung mit einer Mehrzahl von walzenförmigen Rotationskörpern bekannt, die zwischen zwei Lagerstellen aufgenommen sind. Durch die Rotationskörper erstreckt sich eine Lagerachse, die mit ihren Endbereichen in den Lagerstellen fixiert ist.
Die US 7,641 ,288 offenbart ein multidirektionales Rad, bei dem sich durch die Walzen eine Lagerachse erstreckt, die in ihren Endbereichen mit Lagerstellen verschraubt ist.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten multidirektionalen Rädern besteht im Rahmen der Radherstellung insofern ein Nachteil, dass jeder Rotationskörper bzw. jede Walze einzeln mit den genannten Lagerstellen verschraubt ist oder in anderer Weise befestigt werden muss. In hygienischer und auch prozesstechnischer Hinsicht wäre es vorteilhaft, so wenig wie möglich einzelne Elemente und insbesondere Befestigungselemente, wie Schrauben, Unterlegscheiben etc. zu verwenden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein multidirektionales Rad dahingehend weiterzubilden, dass dessen Herstellung auf vergleichsweise einfacher Art und Weise möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein multidirektionales Rad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass wenigstens eine und vorzugsweise beide Halbschalen Aufnahmen aufweisen, in denen Endbereiche der Achsen der Rotationskörper aufgenommen sind oder die in Endbereiche der Achsen der Rotationskörper hineinragen, wobei die Aufnahmen der Halbschalen kontinuierlich zulaufend ausgebildet sind.
Unter Aufnahmen sind die Teile der Halbschalen zu verstehen, die die Achsen der Rotationskörper halten. Die Aufnahmen können als Ausnehmungen ausgebildet sein, in die die Endbereiche der Achsen hineinragen. Auch können die Aufnahmen als Vorsprünge ausgebildet sein, die in Ausnehmungen der Achsen hineinragen und auf diese Weise die Rotationskörper halten.
Die Rotationskörper weisen vorzugsweise wenigstens einen die Lauffläche bildenden Grundkörper und eine oder mehrere Achsen oder Achsabschnitte auf, wobei die Grundkörper relativ zu den Achsen oder Achsabschnitten rotierbar sind, so dass die Rotationskörper relativ zu den Halbschalen und somit relativ zu dem Rad rotierbar sind. Die Achsen bzw. Achsabschnitte sind nach der Fertigstellung des Rades bzw. nach der Fixierung der Halbschalen aneinander vorzugsweise nicht rotierbar in bzw. an den Aufnahmen angeordnet.
Jedoch ist auch eine Ausführungsform von der Erfindung umfasst, in der die Achsen relativ zu den Aufnahmen, an denen sie angeordnet sind, rotierbar sind.
Der Begriff„kontinuierlich zulaufend" bedeutet eine Ausgestaltung der Aufnahmen, bei denen die Querschnittsfläche der Aufnahme in Achsrichtung der darin/daran aufgenommenen Rotationskörper stetig oder stufenweise zunimmt (wenn die Aufnahme als Ausnehmung ausgeführt ist) oder stetig oder stufenweise abnimmt (wenn die Aufnahme als Vorsprung ausgebildet ist). Bevorzugt ist eine konische Ausbildung der Aufnahme, wobei ein einziger konischer Abschnitt oder mehrere konische Abschnitte mit unterschiedlicher Neigung der Oberfläche vorgesehen sein können. Auch eine stufenförmige zylindrische Geometrie mit in einer Richtung zunehmenden oder abnehmenden Querschnitten ist denkbar und von der Erfindung umfasst.
Vorzugsweise sind die Endbereiche der Achsen der Rotationskörper komplementär zu der Form der Aufnahmen ausgebildet, d.h. ebenfalls kontinuierlich zulaufend ausgebildet.
Die Achsen der Rotationskörper können mehrteilig, einteilig oder nullteilig ausgebildet sein, indem sie einen integralen Bestandteil der Rotationskörper darstellen. Die Aufnahmen der Halbschalen können sämtlich als Ausnehmungen oder als Vorsprünge ausgeführt sein. Auch eine Kombination ist denkbar und von der Erfindung mit umfasst. Eine solche Kombination könnte beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass eine Halbschale nur Aufnahmen in Form von Ausnehmungen und die andere Halbschale nur Aufnahmen in Form von Vorsprüngen aufweist. Auch eine gemischte Ausführung dahingehend ist denkbar und von der Erfindung umfasst, dass eine Halbschale sowohl Aufnahmen aufweist, die als Ausnehmungen ausgeführt sind als auch Aufnahmen, die als Vorsprünge ausgeführt sind.
Vorzugsweise weist jede Halbschale eine Mehrzahl von Aufnahmen auf, die in Um- fangsrichtung des Rades voneinander beabstandet sind.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass vorzugsweise beide Halbschalen Aufnahmen aufweisen, die beispielsweise konisch bzw. kegelförmig ausgebildet sind und in die die Endbereiche der Achse des Rotationskörpers, wie beispielsweise einer Walze, aufgenommen sind bzw. die in die Endbereiche der Achse des Rotationskörpers hineinragen.
Vorzugsweise sind weitere Befestigungselemente, wie Schrauben, Unterlegscheiben etc. zur Aufnahme der Achsenden nicht vorgesehen.
Die Rotationskörper sind vorzugsweise durch Presssitz zwischen den Aufnahmen fixiert.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung eines multidi- rektionalen Rades besteht darin, dass die Herstellung der Halbschalen ohne Schieberunterstützung in einem Spritzgussprozess vorgenommen werden kann, was bei einer Halbschale mit zylinderförmiger Aufnahme für die Achsen der Rotationskörper nicht möglich wäre, da ansonsten die Halbschale nicht aus dem Spritzgusswerkzeug entformt werden könnte. Durch die spezielle Ausgestaltung der Aufnahme einer oder beider Halbschalen, beispielsweise in konischer Form kann das Spritzgussteil, d. h. die Halbschale beispielsweise durch eine Drehbewegung aus dem Spritzgusswerkzeug entformt werden, ohne dass eine Schieberunterstützung erfolgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein multidirektionales Rad mit den Merkmalen des Anspruchs 2. Demnach ist vorgesehen, dass die Rotationskörper eine Achse aufweisen, die aus wenigstens zwei Achsabschnitten besteht, zwischen denen wenigstens ein Federelement angeordnet ist, das auf die Achsabschnitte eine in Richtung der Endbereiche der Achse wirkende Kraft ausübt, oder dass die Achsen der Rotationskörper mit Aufnahmen der Halbschalen zusammenwirken, wobei die Aufnahmen derart federbelastet sind, dass diese eine in Richtung der in der Aufnahme angeordneten Achse des Rotationskörpers wirkende Kraft ausüben.
Auch eine Kombination dahingehend, dass sowohl die Achsen als auch die Aufnahmen federbelastet sind, ist denkbar und von der Erfindung mit umfasst.
Auf diese Weise ist es möglich, den Rotationskörper, beispielsweise die Walze zwischen den beiden Halbschalen zu verspannen. Eine solche Fixierung der Achsen bringt u. a. den Vorteil mit sich, dass Fertigungstoleranzen der Halbschalen und der Achsen kompensiert werden können und dass trotz etwaiger Fertigungstoleranzen eine korrekte Positionierung des Rotationskörpers relativ zur Halbschale durch die Konstruktion gemäß Anspruch 2 möglich ist. Abgesehen davon erfolgt eine sichere Fixierung der Achsen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind beide erfindungsgemäße Gedanken gemäß der Ansprüche 1 und 2 miteinander kombiniert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Aufnahmen einer oder vorzugsweise beider Halbschalen integrale Bestandteile der Halbschalen sind. Somit werden die Aufnahmen nicht durch gesonderte Teile, sondern durch integral in die Halbschalen ausgeformte Aufnahmen gebildet. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmen beider Halbschalen in Um- fangsrichtung des Rades zueinander versetzt angeordnet sind. Dabei sind die Aufnahmen derart ausgerichtet, dass die in den Aufnahmen angeordneten Rotationskörper mit ihrer Längsachse schräg und nicht parallel zu der Rotationsachse des Rades verlaufen.
In diesem Fall ergibt sich eine Schrägstellung der Achse der Rotationskörper relativ zur Rotationsebene des multidirektionalen Rades, die durch dessen Längsschnittebene gebildet wird.
Vorzugsweise sind die Halbschalen und die darin integrierten Aufnahmen in ihrer Geometrie symmetrisch, aber nicht spiegelbildlich. Betrachtet man z.B. einen Ringabschnitt einer Halbschale, die alle Aufnahmen umfasst, so ließe sich dieser Ringabschnitt für die rechte wie auch für die linke Halbschale des Rades verwenden.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „Halbschale" jedes beliebige Radteil und insbesondere Radhälfte umfasst, unabhängig davon, ob eine Schalenform oder eine beliebige andere Form vorliegt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Aufnahmen der Halbschalen konisch ausgeführt, wobei sich der Konus so erstreckt, dass sich die Querschnittsfläche der Aufnahme vom Endbereich der Achse weg hin zu dem Rotationskörper vergrößert.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine oder beide Halbschalen als Spritzgußteile ausgebildet sind.
Wie oben ausgeführt, lässt sich dadurch ein vergleichsweise einfaches Herstellverfahren realisieren. Die beispielsweise konische oder kegelförmige Ausbildung der Aufnahmen führt dazu, dass das Spritzgußteil ohne Schieberunterstützung aus dem Spritzgußwerkzeug beispielsweise durch eine Drehung entformt werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Achse in einer Lagerhülse angeordnet ist. Durch diese Lagerhülse erstreckt sich die Achse bzw. deren Achsabschnitte. Die Achse selbst kann feststehend angeordnet sein, so dass sich die Lagerhülse um die Achse dreht oder auch derart ausgebildet sein, dass sich die Achse in der Aufnahme dreht.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerhülse von einem Belag umgeben ist, der die Lauffläche des Rotationskörpers bildet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass es sich bei dem Belag um ein Elastomer handelt.
Der Belag kann beispielsweise auf die Lagerhülse aufgespritzt sein.
Das oben genannte Federelement, das auf die Achsabschnitte und/oder auf die Aufnahmen eine Kraft ausübt, kann beispielsweise als Feder, wie z. B. als Spiralfeder oder auch als Elastomerteil, insbesondere als Elastomerkugel ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein medizinisches Gerät, insbesondere ein Dialysegerät mit wenigstens einem multidirektionalen Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines multidirektionalen Rades, insbesondere eines multidirektionalen Rades, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Verfahren den Schritt des Einsetzens der Rotationskörper in die Aufnahmen der Halbschalen sowie den Schritt des sich daran anschließenden Verdrehens der Halbschalen relativ zueinander um- fasst.
In diesem Fall wird das multidirektionale Rad so hergestellt, dass die Halbschalen sich zunächst in einer ersten Drehposition relativ zueinander befinden. In dieser Position werden dann die Rotationskörper mit ihren Achsen mit wenigstens einem Achsende in die Aufnahmen eingesetzt.
In einem zweiten Schritt wird sodann eine rotatorische Relativdrehung der Halbschalen vorgenommen, so dass die Rotationskörper zuverlässig in oder an den Aufnahmen der Halbschalen fixiert sind.
Vorzugsweise wird eine schraubenförmige Relativbewegung der Halbschalen vorgenommen, nämlich eine Rotation der Halbschalen zueinander und eine Translation auf einander zu, wobei die Rotationsachse des Rades die Schraubachse bildet.
Vorzugsweise haben die Achsen der Rotationskörper relativ zu den Aufnahmen Spiel, bis der Montagevorgang beendet ist. Dieses Spiel erleichtert den Zusammenbau des Rades.
Somit wird in einem Schritt, nämlich in einer relativen gegenläufigen Drehbewegung der Halbschalen erreicht, dass alle Achsen der Rotationskörper und vorzugsweise die Walzenachsen fixiert werden. Wie oben ausgeführt, können etwaige Fertigungstoleranzen der Halbschalen und der Achsen dadurch kompensiert werden, dass die Aufnahmen und/oder die Achsen mit einem Federelement ausgebildet sind, das die Aufgabe hat, die Achsenenden auseinanderzudrücken bzw. die Aufnahmen an die Achsen zu drücken, so dass diese zuverlässig in den Aufnahmen liegen.
Nachdem die beiden Halbschalen die korrekte Position relativ zueinander eingenommen haben, können die Halbschalen beispielsweise durch Verschrauben miteinander verbunden werden, so dass eine Relativdrehung ausgeschlossen ist. Anstelle einer Schraubverbindung sind auch andere Verbindungstechniken denkbar.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt der Herstellung der Halbschalen durch Spritzgießen, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Schritt der Entnahme der Halbschale aus dem Spritzgußwerkzeug ohne Zuhilfenahme eines Schiebers und/oder durch eine Drehbewegung erfolgt. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : eine Querschnittsansicht durch ein multidirektionales Rad gemäß der vorliegenden Erfindung,
Figur 2: eine perspektivische Ansicht des multidirektionalen Rades gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem Zusammenbau und
Figur 3: eine perspektivische Ansicht des multidirektionalen Rades gemäß der vorliegenden Erfindung vor dem Zusammenbau
Figur 1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10, 20 zwei parallel zueinander angeordnete Halbschalen eines multidirektionalen Rades. Zwischen diesen Halbschalen erstreckt sich im Umfangsbereich derselben eine Mehrzahl von Rotationskörpern 100, die als mit einer konvexen Oberfläche ausgeführte Walzen ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind die Walzen mit einer gekrümmten, konvexen Oberfläche, z. B. elipsoid ausgebildet. Die Oberflächenkrümmung kann der eines Toms entsprechen.
Die Walzen 100 umfassen einen Elastomerbereich 102, der die Lauffläche der Walzen bildet. Dieser Elastomerbereich 102 ist durch Umspritzen einer Hülse 104 hergestellt.
Im Inneren der Hülse 104 befinden sich zwei voneinander beanstandete Achsabschnitte 106, die mit ihren Endbereichen in Aufnahmen 12, 22 der Halbschalen 10, 20 aufgenommen sind.
Wie dies weiter aus der Figur hervorgeht, befindet sich zwischen den Achsabschnitten 106 eine Elastomerkugel 108, die die beiden Achsabschnitte 106 auseinander drückt bzw. auf diese eine Kraft ausübt, die jeweils in Richtung des in den Aufnahmen 12, 22 befindlichen Endabschnittes der Achsen wirkt.
Wie dies aus der Figur 1 hervorgeht, vergrößert sich der Durchmesser der kontinuierlich zulaufenden Aufnahmen 12, 22 von dem Bodenbereich B der Aufnahmen hin zu dem eigentlichen Rotationskörper 100, was den Vorteil mit sich bringt, dass die Halbschalen 10, 20 in einem einstufigen Spritzgußprozess hergestellt werden können, und zwar ohne Schieberunterstützung. Ein Lösen der Halbschalen aus dem Spritzgußwerkzeug kann beispielsweise durch eine Drehbewegung erfolgen.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist jede Aufnahme zwei konische Abschnitte unterschiedlicher Neigung auf.
Die weitere Herstellung der multidirektionalen Räder gemäß der Erfindung erfolgt dadurch, dass die beiden Halbschalen 10, 20 zunächst in einer ersten Drehposition relativ zueinander angeordnet werden, dass sodann die Rotationskörper 100 eingesetzt bzw. relativ zu den Halbschalen positioniert werden und dass dann eine Relativbewegung bzw. eine Relativdrehung sowie ein aufeinander zu Bewegen der beiden Halbschalen 10, 20 vorgenommen wird, so dass die Rotationskörper 100 zuverlässig zwischen den beiden Halbschalen 10, 20 aufgenommen werden, wie dies aus der Figur hervorgeht.
Die Tatsache, dass die beiden Achsabschnitte 106 federbelastet sind, bringt den oben genannten Vorteil mit sich, dass etwaige Fertigungstoleranzen der Halbschalen 10, 20 bzw. der Aufnahmen 12, 22 eine untergeordnete Rolle spielen und trotz solcher Fertigungstoleranzen eine zuverlässige Fixierung der Rotationskörper 100 erfolgt.
Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Rad in einer perspektivischen Ansicht und verdeutlicht, dass die Längsachsen L1 der Rotationskörper 100 nicht parallel zur Längsachsen L2 des Rades, sondern dazu schräg verlaufen. In den Figuren 2 und 3 werden für dieselben Elemente wie in Figur 1 dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die Rotationskörper weisen einen Grundkörper auf, der die Lauffläche der Rotationskörper bildet sowie eine oder mehrere Achsen bzw. Achsabschnitte, die an oder in dem Grundkörper angeordnet sind.
Wie dies aus Figur 2 und 3 hervorgeht, sind die Achsabschnitte 106 mit Endstücken 106' ausgeführt, die sich an den Stirnseiten der Grundkörper der Rotationskörper 100 anschließen, so dass an der Oberfläche ein stufenloser Übergang zwischen dem Grundkörper und den Abschnitten 106' vorliegt. Im Gegensatz dazu befinden sich die Achsabschnitte 106 und deren Endbereiche gemäß Figur 1 nicht an einem an die Stirnseiten der Grundkörper der Rotationskörper angesetzten Abschnitt, sondern weisen einen kleineren Durchmesser auf als die Grundkörper. Die Achsabschnitte 106 verlaufen gemäß Figur 1 im Inneren der Rotationskörper, ihre Enden, die in den Aufnahmen 12, 22 aufgenommen sind, ragen über die Stirnseiten der Grundkörper der Rotationskörper hinaus.
Figur 3 ist eine Darstellung des Rades gemäß Figur 2 vor dem Zusammensetzen der Halbschalen 10, 20. Zunächst werden die Rotationskörper 100 relativ zu den Aufnahmen 12, 22 positioniert, so dass diese nach einer Rotationsbewegung der Halbschalen 10, 20 relativ zueinander und nach einer translatorischen Bewegung der Halbschalen 10, 20 aufeinander zu in den Aufnahmen 12, 22 aufgenommen werden, wie dies in Figur 2 gezeigt ist.
Wie dies aus Figur 3 hervorgeht, sind die Aufnahmen 12, 22 der beiden Halbschalen 10, 20 im Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet.
Die Längsachsen der Aufnahmen verlaufen nicht parallel zur Längsachse L2 des Rades, sondern verlaufen schräg dazu, so dass sich im montierten Zustand die Schrägstellung der Rotationskörper ergibt, wie dies aus Figur 2 hervorgeht. Im Anschluss an die genannte Drehung der Halbschalen relativ zueinander erfolgt eine Verschraubung der beiden Halbschalen, womit das multidirektionale Rad fertiggestellt ist.

Claims

Patentansprüche
Multidirektionales Rad, wobei das Rad einen um eine Radachse drehbaren und zwei Halbschalen aufweisenden Radkörper sowie eine Mehrzahl von Rotationskörpern aufweist, die sich am Außenumfang des Radkörpers befinden und über die das Rad abrollbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine und vorzugsweise beide Halbschalen Aufnahmen aufweisen, in denen Endbereiche der Achsen der Rotationskörper aufgenommen sind oder die in Endbereiche der Achsen der Rotationskörper hineinragen, wobei die Aufnahmen der Halbschalen kontinuierlich zulaufend ausgebildet sind.
Multidirektionales Rad, wobei das Rad einen um eine Radachse drehbaren und zwei Halbschalen aufweisenden Radkörper sowie eine Mehrzahl von Rotationskörpern aufweist, die sich am Außenumfang des Radkörpers befinden und über die das Rad abrollbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationskörper eine Achse aufweisen, die aus wenigstens zwei Achsabschnitten besteht, zwischen denen wenigstens ein Federelement angeordnet ist, das auf die Achsabschnitte eine in Richtung der Endbereiche der Achse wirkende Kraft ausübt, oder dass die Achsen der Rotationskörper mit Aufnahmen der Halbschalen zusammenwirken, wobei die Aufnahmen derart federbelastet sind, dass diese eine in Richtung der in der Aufnahme angeordneten Achse des Rotationskörpers wirkende Kraft ausüben.
3. Multidirektionales Rad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rad gemäß des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 2 ausgebildet ist.
4. Multidirektionales Rad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufnahme einer oder beider Halbschalen integrale Bestandteile der Halbschalen sind.
5. Multidirektionales Rad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen beider Halbschalen in Umfangsrichtung des Rades zueinander versetzt angeordnet sind, so dass die Längsachsen der Rotationskörper schräg zur Radachse des Radkörpers verlaufen.
6. Multidirektionales Rad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen wenigstens einer, vorzugsweise beider Halbschalen konisch ausgebildet sind.
7. Multidirektionales Rad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Halbschalen als Spritzgussteile ausgebildet sind und/oder dass eine Halbschale oder ein Ringabschnitt oder ein Ringsegment einer Halbschale einstückig ausgebildet ist, wobei die Halbschale oder der Ringabschnitt oder das Ringsegment wenigstens zwei Aufnahmen umfasst..
8. Multidirektionales Rad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse in einer Lagerhülse angeordnet ist.
9. Multidirektionales Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse von einem Belag umgeben ist, der die Lauffläche des Rotationskörpers bildet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass es sich bei dem Belag um ein Elastomer handelt.
10. Multidirektionales Rad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag auf die Lagerhülse aufgespritzt ist.
11. Multidirektionales Rad nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als Feder oder als Elastomerteil, insbesondere als Elastomerkugel ausgebildet ist.
12. Medizinisches Gerät, insbesondere Dialysegerät mit wenigstens einem multidirektionalen Rad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Verfahren zur Herstellung eines multidirektionalen Rades, insbesondere eines multidirektionalen Rades nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, das Verfahren den Schritt des Einsetzens der Rotationskörper in die Aufnahmen der Halbschalen sowie den Schritt des sich daran anschließenden oder gleichzeitig erfolgenden Verdrehens der Halbschalen relativ zueinander umfasst.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Verdrehens der Halbschalen relativ zueinander ein Verschrauben oder sonstiges Fixieren der Halbschalen miteinander erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt der Herstellung der Halbschalen durch Spritzgießen umfasst, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Verfahren den Schritt der Entnahme der Halbschale aus dem Spritzgußwerkzeug ohne Zuhilfenahme eines Schiebers und/oder durch eine Drehbewegung umfasst.
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