-
Die Erfindung betrifft ein rollbares Gerät gemäß Oberbegrifft von Anspruch 1.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen rollbares Gerät vorzuschlagen, welches im Wesentlichen zumindest zwei unterschiedliche Betriebszustände und/oder Aufstandszustände aufweisen kann, wobei in einem Zustand das Gerät rollbar ist und insbesondere in dem anderen Zustand das Gerät im Wesentlichen keine Rollfunktion mehr aufweist bzw. ausübt/ ausüben braucht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das rollbare Gerät gemäß Anspruch 1.
-
Unter einem Aufstandszustand wird vorzugsweise die Positionierungsart bzw. das Positionierungsverhalten des Geräts, insbesondere hinsichtlich seiner mobilen Eigenschaften, auf einem Untergrund bzw. bezüglich des Untergrunds verstanden.
-
Unter einer Verformung der Reifen wird zweckmäßigerweise eine radiale Stauchung und/oder ein Abknicken und/oder ein Aufbauchen der Reifen auf Grund des Überschreitens einer definierten Radialbelastung verstanden.
-
Das Gehäuse und/oder der Rahmen des Geräts weisen vorzugsweise Stützen und/oder Halterungen und/oder Kufen auf, welche an dem Rahmen/ Gehäuse befestigt sind oder ein Teil davon sind und welche im radialen Belastungsfall, also bei Vorliegen einer definierten Mindestradialbelastung der Räder bzw. Reifen auf dem Untergrund des Geräts aufsteht.
-
Bevorzugt weist ein unterer Teil des Rahmens oder Gehäuses einen Rand auf, welcher im radialen Belastungsfall, also bei Vorliegen einer definierten Mindestradialbelastung der Räder bzw. Reifen auf dem Untergrund des Geräts aufsteht und insbesondere als Aufstandslippe aus elastischem Kunststoff oder Gummi ausgebildet ist.
-
Das Gehäuse und/oder der Rahmen ist vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall oder Karbon ausgebildet.
-
Das Gerät ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bei Überschreiten der definierten Radialbelastung der Räder das Gerät im Wesentlichen nicht mehr rollbar ist.
-
Das Gerät ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Räder keine gefederte Aufhängung aufweisen.
-
Es ist bevorzugt, dass die Radlager nicht für deutlich mehr als 150%, insbesondere nicht für mehr als 250%, der Belastung bzw. Radialbelastungen als die definierte Radialbelastung ausgelegt sind.
-
Es ist zweckmäßig, dass das Gerät als autonomes Transportfahrzeug oder Saugroboter oder Mähroboter oder Laderoboter oder als fahrbares Gerüst/Trittleiter oder als rollbares Lager- und/oder Abstellfahrzeug zur Aufnahme von relativ schweren Gütern oder Fahrzeugen ausgebildet ist.
-
Es ist zweckmäßig, dass das Gerät generell auf wenigstens zwei Rändern und optional noch auf einem oder mehreren anderen Abstützungen aufsteht, im unbelasteten Zustand.
-
Unter einem Vollgummireifen wird vorzugsweise ein Vollmaterialreifen bzw. ein Nicht-Luftreifen verstanden, wobei dieser nicht aufgepumpt wird bzw. seine Form in unbelastetem Zustand nicht abhängig von einem eingestellten Luftdruck ist, welcher durch ein Ventil zugeführt würde. Das Material des Vollgummireifens kann insbesondere ein Gummi oder eine Gummimischung und/oder ein Kunststoffmaterial mit elastischen Eigenschaften sein bzw. ein synthetischer Gummi.
-
Es ist bevorzugt, dass der Reifen so ausgebildet ist, dass er einen elastischen Hauptkörper und eine Lauffläche aufweist, wobei der Reifen als Vollgummireifen ausgebildet ist, und wobei der Hauptkörper umlaufend mehrere Ausnehmungen und/oder wenigstens eine im Wesentlichen umlaufende Ausnehmung aufweist.
-
Es ist bevorzugt, dass der Hauptkörper so ausgebildet ist, dass bei Unterschreiten und/oder unterhalb einer definierten Radialbelastung des Reifens, der Hauptkörper im Wesentlichen formstabil bleibt, insbesondere eine radiale Stauchung von weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%, erfährt, und im Wesentlichen bei Überschreiten einer definierten Radialbelastung der Hauptkörper radial um mehr als 10%, insbesondere mehr als 15% bzw. zwischen 10% und 25% bzw. zwischen 15% und 20% gestaucht wird. Die definierte Radialbelastung, bei welcher es zu mindestens einer radialen Stauchung des Hauptkörper von mehr als 10% kommt, beträgt zweckmäßigerweise mindestens 200N, insbesondere mindestens 800N.
-
Unter dem Begriff Stauchung wird zweckmäßigerweise neben einer Verringerung der Radialausdehnung des Hauptkörpers ein Einknicken und/der ein seitliches Ausbauchen, zumindest zu einer Seiter hin, des Hauptkörpers verstanden.
-
Die Stauchung bezieht sich dabei bevorzugt auf den Radius und nicht auf den Durchmesser des Reifens.
-
Im wesentlichen Umlaufende Ausnehmungen können vorzugsweise durch relativ dünnwandige Stege und/ Trennwände und/oder Trennhäute durchbrochen sein.
-
Vorzugsweise ist die radiale Auslenkung auf den zwischen Boden und Rad befindlichen Teil des Reifens bezogen bzw. auf den Bereich des Reifens, welcher auf dem Boden aufsteht und/oder an welchem die Radialbelastung des Reifens angreift oder deren Gegenkraft angreift/ sich abstützt.
-
Es ist bevorzugt, dass der Hauptkörper so ausgebildet ist, dass bei radialer Stauchung aufgrund des Überschreitens der definierten Radialbelastung die Ausnehmung/en zumindest teilweise zusammengestaucht und/oder axial zumindest teilweise abgeknickt wird/werden. Dabei bezieht sich dies insbesondere auf die Verformung des Materials bzw. Vollmaterial des Hauptkörpers im Bereich der Ausnehmung/en.
-
Der Hauptkörper ist bevorzugt einstückig ausgebildet und die Ausnehmung/en sind in diesen Hauptkörper eingelassen. Weitere Elemente des Hauptkörpers, wie Verstrebungen bzw. Speichen sind sowie insbesondere die Lauffläche und eine innere Mantelfläche, besonders bevorzugt zur Aufnahme einer Achse sind ebenfalls einstückig mit dem Hauptkörper verbunden.
-
Unter einem ungestauchten Hauptkörper wird vorzugsweise ein im Wesentlichen nicht radial ausgelenkter Hauptkörper verstanden, im Sinne einer Verringerung seiner Radialausdehnung.
-
Es ist bevorzugt, dass der Hauptkörper zwei oder mehr im Wesentlichen umlaufende Einkerbungen der Lauffläche als Ausnehmungen aufweist, welche zumindest ein Drittel, insbesondere mehr als die Hälfte bzw. mehr als zwei Drittel, der radialen Abmessung des ungestauchten Hauptkörpers in den Hauptkörper umlaufend eingekerbt/ eingelassen sind.
-
Es ist zweckmäßig, dass der Hauptkörper in seinem Inneren eine im Wesentlichen umlaufende Ausnehmung aufweist, welche bei einem ungestauchten Hauptkörper einen im Wesentlichen schlauchförmigen Hohlraum ausbildet, wobei der Hauptkörper wenigstens eine, insbesondere eine einzige und umlaufende, Einkerbung der Lauffläche aufweist, welche in diesen schlauchförmigen Hohlraum eindringt bzw. diesen dadurch zur Lauffläche freistellt. Dieser Hohlraum ist dabei besonders bevorzugt über diese Einkerbung im Wesentlichen umlaufend zur Lauffläche geöffnet.
-
Es ist bevorzugt, dass der Hauptkörper an einer oder beiden seiner Flanken eine im Wesentlichen umlaufende Verjüngung als Ausnehmung aufweist und der Hauptkörper insbesondere außerdem mehrere, dabei besonders bevorzugt umlaufend im Wesentlichen äquidistant zueinander angeordnete, axiale Löcher als Ausnehmungen aufweist, welche durchgängig zwischen beiden Flanken durch den Hauptkörper, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Lauffläche ausgebildet sind, dabei zweckmäßigerweise bezogen auf einen ungestauchten Hauptkörper. Besonders bevorzugt sind die axialen Löcher, als runde, im Wesentlichen kreisförmige oder im Wesentlichen elliptische axiale Löcher ausgebildet.
-
Vorzugsweise weist der Hauptkörper in seinem Inneren einen schlauchförmigen Hohlraum auf, welcher durch Löcher/ Durchführungen durchbrochen ist, wobei diese Löcher/ Durchführungen insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum Verlauf des schlauchförmigen Hohlkörpers ausgebildet sind und diese Löcher/ Durchführungen dabei jeweils einen Durchgang zwischen den Flanken des Hauptkörpers bilden.
-
Zweckmäßigerweise weist der Hauptkörper zusätzliche Verjüngungen an beiden Flanken auf und insbesondere eine im Wesentlichen undurchbrochene bzw. nicht-eingekerbte Lauffläche.
-
Es ist bevorzugt, dass der Hauptkörper einstückig aus diesem ausgebildete Speichen aufweist, wobei insbesondere diese Speichen in axialer Richtung beabstandet in zwei umlaufenden Reihen angeordnet sind, dabei sind die Speichen der beiden Reihen zueinander versetzt angeordnet hinsichtlich der umlaufenden Richtung, wobei die beiden Reihen von Speichen die beidseitige seitliche, unterbrochene Begrenzung des schlauchförmigen Hohlraumes bilden. Besonders bevorzugt weisen die Speichen eine im Wesentlichen trapezförmig Seitenfläche auf, wobei ganz besonders bevorzugt die breite Seite jeweils an die Lauffläche grenzt.
-
Es ist zweckmäßig, dass der Hauptkörper zwischen der Lauffläche und einer inneren Mantelfläche, insbesondere zur Aufnahme einer Achse, im ungestauchten Zustand eine dreieckige Querschnittsfläche aufweist und/oder zwei gegeneinander angewinkelt, umlaufend ausgebildete Radialelement, wobei die gegeneinander angewinkelt ausgebildeten Radialelement umlaufend mehrere Verstrebungen/ Versteifungen zwischen den beiden Radialelemente aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie radialen Stauchauslenkungen der beiden Radialelemente entgegenwirken bzw. entsprechende Kräfte aufnehmen.
-
Der Hauptkörper ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bezogen auf seine gestauchteRadialausdehnungs-Radialbelastungs-Kennlinie, diese einen im Wesentlichen s-förmigen Verlauf hat, wobei die Radialbelastung auf der Abszisse abgetragen ist und die Radialausdehnung auf der Ordinate. Die Radialausdehnungs-Radialbelastungs-Kennlinie weist also in einem ersten Abszissenintervall eine relativ geringe positive Steigung auf, in einem nachfolgenden zweiten Abszissenintervall eine relativ große positive Steigung und in einem darauf nachfolgenden dritten Abszissenintervall eine relativ geringe positive Steigung. Im zweiten Abszissenintervall ist die definierte Radialbelastung vorliegend und im ersten Intervall ein Unterschreiten und im dritten Intervall ein Überschreiten. Der wesentliche Verformungsprozess des Hauptkörpers findet im zweiten Intervall statt. Die gestauchteRadialausdehnungs-Radialbelastungs-Kennlinie beschriebt zweckmäßigerweise den Zusammenhang zwischen dem gestauchten Weg der radialen Ausdehnung des Reifens bzw. seines Hauptkörpers in Abhängigkeit einer Radialbelastung des Reifens bzw. seines Hauptkörpers.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- elastischer Hauptkörper
- 2
- Lauffläche
- 3
- umlaufend mehrere Ausnehmungen
- 4
- umlaufende Ausnehmung
- 5
- Radialbelastung
- 6
- radiale Stauchung, Abknickung
- 7
- Einkerbungen der Lauffläche
- 8
- schlauchförmiger Hohlraum
- 9
- radiale Abmessung des Hauptkörpers
- 10
- Flanke des Hauptkörpers
- 12
- axiale Löcher
- 13
- Speichen
- 14
- Radialelemente
- 15
- Verstrebungen/ Versteifungen zwischen den Radialelementen
- 20
- Gehäuse des Geräts
- 21
- Rahmen des Geräts
- 22
- Aufhängung des Rades
- 23
- Untergrund des Geräts
- 24
- Rad
- 25
- Aufstandslippe
-
Es zeigen in schematischer Darstellung
- 1 bis 4 Ausführungsbeispiele des Reifens,
- 5 eine beispielhafte Kurve der Stauchung der Radialausdehnung zur Radialbelastung und
- 6 und 7 zwei Ausführungsbeispiele rollbarer Geräte.
-
Anhand der 1 a) bis c) ist ein beispielhafter Reifen veranschaulicht, dessen elastischer Hauptkörper 1 zwei umlaufende Ausnehmungen 4 aufweist, welche als Einkerbungen 7 der Lauffläche 2 in den Hauptkörper hineinragen. Diese Einkerbungen weisen eine Tiefe in radialer Richtung von circa zwei Dritteln der radialen Abmessung 9 des ungestauchten Hauptkörpers auf. Die Flanken 10 des Reifens sind im Wesentlichen glatt bzw. eben ausgebildet. 1 b) veranschaulicht im unteren Teil eine radiale Stauchung 6 und Abknickung 6, welche auf Grund einer Radialbelastung über einem definierten Wert erfolgen könnte, in Relation zum ungestauchten Zustand. Beide Körperformen, der ungestauchte Zustand und der gestauchte und abgeknickte Zustand sind in 1 b) schematisch, gleichzeitig veranschaulicht. 1 c) zeigt den Reifen aus einer anderen Perspektive.
-
Anhand von 2 a) bis c) sind drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele des Reifens veranschaulicht. Es ist jeweils die radiale Abmessung des Hauptkörper veranschaulicht.
-
Bei dem Reifen aus 2a) weist der Hauptkörper 1 in seinem Inneren eine im Wesentlichen umlaufende Ausnehmung 4 auf, welche zumindest bei einem ungestauchten Hauptkörper einen im Wesentlichen schlauchförmigen Hohlraum 8 ausbildet Der Hauptkörper wenigstens außerdem eine einzige, umlaufende Einkerbung 7 der Lauffläche 2 auf, welche in den schlauchförmigen Hohlraum 8 eindringt bzw. diesen dadurch zur Lauffläche 2 freistellt.
-
Der anhand von 2 b) veranschaulichte Reifen weist im ungestauchten Zustand eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsfläche auf und/oder zwei gegeneinander angewinkelt, umlaufend ausgebildete Radialelemente 14, wobei die gegeneinander angewinkelt ausgebildeten Radialelemente 14 umlaufend mehrere Verstrebungen/ Versteifungen 15 zwischen den beiden Radialelementen 15 aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie radialen Stauchauslenkungen der beiden Radialelemente 14 entgegenwirken.
-
2 c) zeigt einen Reifen, dessen Hauptkörper 1 an seinen beiden Flanken 10 jeweils eine im Wesentlichen umlaufende Verjüngung als Ausnehmung aufweist. Der Hauptkörper weist außerdem mehrere axiale Löcher als Ausnehmungen 3, durchgängig zwischen beiden Flanken durch den Hauptkörper, im Wesentlichen senkrecht zur Lauffläche auf. Diese Löcher 3 sind dabei im Wesentlichen regelmäßig angeordnet.
-
Mittels 3 a) und b) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reifens veranschaulicht. Der Hauptkörper 1 weist dabei einstückig aus diesem ausgebildete Speichen 13 auf, wobei diese Speichen 13 in axialer Richtung beabstandet in zwei umlaufenden, im Wesentlichen gleichmäßigen Reihen angeordnet sind. Dabei sind die Speichen 13 der beiden Reihen zueinander versetzt angeordnet hinsichtlich der umlaufenden Richtung, wobei die beiden Reihen von Speichen 13 die beidseitige seitliche, unterbrochene Begrenzung des schlauchförmigen Hohlraumes 8 bilden. Die Seitenfläche der Speichen 13 ist jeweils im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet, jeweils mit der größeren Breite zur Lauffläche 2 hin. Wie sich eine Radialbelastung 5 über einem definierten Grenzwert dieses Reifen-Ausführungsbeispiels auswirkt, ist schematisch beispielhaft in 4 gezeigt. Die radiale Abmessung 9 des Hauptkörpers in um mehr als 10% durch Stauchung verringert im Vergleich zur radialen Abmessung im ungestauchten Zustand. Die Speichen 13 sind in dem gestauchten Bereich 6 ausgebaucht.
-
Anhand von 5 ist beispielhaft eine gestauchteRadialausdehnungs-Radialbelastungs-Kennlinie eines Reifens veranschaulicht. Diese hat einen im Wesentlichen s-förmigen Verlauf, wobei die Radialbelastung auf der Abszisse abgetragen ist und die Radialausdehnung auf der Ordinate. Die Radialausdehnungs-Radialbelastungs-Kennlinie weist also in einem ersten Abszissenintervall eine relativ geringe positive Steigung auf, in einem nachfolgenden zweiten Abszissenintervall eine relativ große positive Steigung und in einem darauf nachfolgenden dritten Abszissenintervall eine relativ geringe positive Steigung. Im zweiten Abszissenintervall ist die definierte Radialbelastung vorliegend und im ersten Intervall ein Unterschreiten und im dritten Intervall ein Überschreiten. Der wesentliche Verformungsprozess des Hauptkörpers findet im zweiten Intervall statt. Die gestauchteRadialausdehnungs-Radialbelastungs-Kennlinie beschriebt zweckmäßigerweise den Zusammenhang zwischen dem gestauchten Weg der radialen Ausdehnung des Reifens bzw. seines Hauptkörpers in Abhängigkeit einer Radialbelastung des Reifens bzw. seines Hauptkörpers.
-
6 zeigt ein beispielhaftes rollbares Gerät, umfassend ein Gehäuse 20, welches an seinem unteren Rand eine Aufstandslippe aus Gummi aufweist. In 1 a) steht das Gehäuse auf Rädern 24 auf dem Untergrund 23. In 1 b) liegt ein Überschreiten einer definierten Radialbelastung 5 der Räder 24 vor, wodurch die Reifen der Räder so verformt sind, dass das Gerät auf Aufstandslippe 25 aus Gummi, als Teil seines Gehäuses 20, auf Untergrund 23 aufsteht und die Räder weitgehend entlastet sind.
-
7 a) zeigt ein Ausführungsbeispiel eines rollbaren Geräts, welches als Gerüst ausgebildet ist, beispielsweise für Bauaktivitäten und dabei zum Besteigen durch Personen. Das Gerät weist Rahmen 21 auf, an dem vier Räder 24, jeweils mittels einer Aufhängung 22 aufgehängt sind. Diese Aufhängung 22 ist relativ einfach gehalten und beispielgemäß ungefedert ausgebildet. In 7 a) ist das Gerät rollbar, da seine Räder mit im Wesentlichen unverformten Reifen auf Untergrund 23 aufstehen und der Rahmen 21 nicht auf dem Untergrund aufsteht, wie auch anhand 7 b) veranschaulicht. Anhand der 7 c) ist nun veranschaulicht, wie eine definierte Radialbelastung 5 den Reifen des Rades 24 zu einer radialen Stauchung 6 veranlasst, wodurch der Rahmen selbst auf Untergrund 23 aufsteht. Hierdurch muss nicht die Radaufhängung 22 die Kräfte aufnehmen, die über eine definierte Radialbelastung 5 hinausgehen.