DE20221563U1

DE20221563U1 - Suspension device for wheel and roller, has spring unit interacting with hub in a manner absorbing swiveling movement of hub, where hub is supported at counter bearing by spring unit and device is formed as component of roller

Info

Publication number: DE20221563U1
Application number: DE20221563U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2012-05-09

Abstract

The device has a wheel holder (3) including a bearing (15) and a hub (9) that is pivotably supported together with a wheel around a carrying axle. A spring unit (19) interacts with the hub in a manner absorbing the swiveling movement of the hub. The wheel holder carries a counter bearing (18), and the hub is supported at the counter bearing by the spring unit. The device is formed as a component of a roller (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a suspension device according to the preamble of claim 1.

Aus den Patentschriften US 2 443 900 , US 2 721 766 und DE-PS 567 164 sind Federungseinrichtungen für Rollen und Räder bekannt. Diese Einrichtungen weisen eine in Bezug zur Radachse exzentrisch angeordnete Tragachse auf, um welche die Nabe des Rades schwenken kann. Ein federndes Element stützt die Nabe gegenüber einem fest stehenden Teil ab. Fährt das Rad gegen ein Hindernis, so führt die Nabe eine Schwenkbewegung aus, wodurch das Rad dem Hindernis ausweicht.From the patents US 2,443,900 . US 2,721,766 and DE-PS 567 164 spring means for rollers and wheels are known. These devices have a relation to the wheel axis eccentrically arranged support shaft about which the hub of the wheel can pivot. A resilient element supports the hub against a fixed part. If the wheel drives against an obstacle, the hub makes a pivoting movement, causing the wheel to avoid the obstacle.

Der Nachteil dieser bekannten Federungseinrichtungen liegt in der Schwierigkeit, eine platzsparende und kostengünstige Ausführung zu verwirklichen, die es ermöglicht, ein Federungsverhalten zu erreichen, das einer ganz bestimmten vorgegebenen Federkennlinie entspricht. Meist erfordert die vorgegebene Federkennlinie eine Federdimensionierung, die im vorgegebenen Bauraum nicht untergebracht werden kann. Auch erweisen sich die Herstellung und der Zusammenbau als aufwendig, weil die Konstruktion aus vielen Teilen besteht. Die aus der Patentschrift US 5 493 755 bekannte Federungseinrichtung verwendet ein Federelement aus Elastomer, welches auf Torsion beansprucht wird. Diese Ausführung erlaubt keine großen Schwenkwinkel und belastet außerdem das Material auf eine Weise, die das Volumen des Federelementes nicht optimal ausnutzt. Es kommt zu einer Überlastung der äußeren Zone, während innen liegende Bereiche noch nicht optimal belastet sind.The disadvantage of these known suspension devices is the difficulty to realize a space-saving and cost-effective design, which makes it possible to achieve a suspension behavior that corresponds to a specific predetermined spring characteristic. In most cases, the predetermined spring characteristic requires a spring dimensioning, which can not be accommodated in the given installation space. Also, the manufacture and assembly prove to be expensive, because the construction consists of many parts. The from the patent US 5,493,755 known suspension device uses a spring element made of elastomer, which is subjected to torsion. This design does not allow large swivel angles and also loads the material in a manner that does not optimally utilize the volume of the spring element. It comes to an overload of the outer zone, while internal areas are not yet optimally loaded.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Federungseinrichtung der hier vorliegenden Art so weiterzuentwickeln, dass der erforderliche Herstellungsaufwand gegenüber bisher bekannten Federungseinrichtungen verringert wird, dass ein modularer Aufbau möglich ist und dass die Kennlinie der Federung mit einfachen Mitteln veränderbar ist.The The object of the invention is a suspension device of here present type develop so that the required Production costs compared previously known suspension devices is reduced that a modular construction possible is and that the characteristic of the suspension can be changed by simple means is.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The The object of the invention is characterized by the characterizing features of Claim 1 solved.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Federungseinrichtung aus wenigen Bauteilen, und ohne großen Bauraum zu beanspruchen, hergestellt werden kann. Das Federelement wird lediglich auf Druck oder Schub belastet. Als Widerlagerelement kann ein einfaches längliches Bauteil mit zum Beispiel rundem Querschnitt verwendet werden. An der Radaufnahme sind nur zwei Durchbrüche für die Aufnahme des Widerlagerelementes erforderlich. Gegenüber einer konventionellen Rolle ohne jegliche Federung erhöht sich der Aufwand an Bauteilen lediglich um 3 Elemente, nämlich um den Nabenkörper, das Federelement und das Widerlagerelement. Außerdem kann das Federelement aufgrund des modularen Aufbaues der Federungseinrichtung beim Einbau der Rolle den zu erwartenden Anforderungen entsprechend ausgewählt (Federkennlinie) und später auch mit wenig Aufwand ausgewechselt werden. Das Material des Federelementes wird optimal ausgenutzt, wobei bei langer Lebensdauer im begrenzten Bauraum des Nabenkörpers eine Federung mit einem großen Arbeitsvermögen realisiert werden kann.The Invention has the advantage that the suspension device of a few Components, and without big ones To claim space can be produced. The spring element is only charged to pressure or thrust. As an abutment element can be a simple oblong Component be used with, for example, round cross-section. At the wheel are only two openings for receiving the abutment element required. Across from a conventional roller without any suspension increases the cost of components only by 3 elements, namely to the hub body, the spring element and the abutment element. In addition, the spring element due to the modular structure of the suspension device during installation the role selected according to the expected requirements (spring characteristic) and later be replaced with little effort. The material of the spring element is optimally utilized, with a long life in the limited Space of the hub body a suspension with a big one work capacity can be realized.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe Invention is based on embodiments explained in more detail. It shows

1 eine Explosionsdarstellung einer Ausführung mit zwei Lagern; 1 an exploded view of an embodiment with two bearings;

2 eine Schnittdarstellung von 1 bei unbelastetem Zustand; 2 a sectional view of 1 when unloaded;

3 eine Schnittdarstellung von 2 in belastetem Zustand; 3 a sectional view of 2 in loaded condition;

4 und 5 je eine Explosionsdarstellung einer Ausführung für ein einzelnes Lager sowie 4 and 5 each an exploded view of a design for a single bearing as well

6 eine seitliche Ansicht von 5. 6 a side view of 5 ,

Die nachfolgend beschriebenen Federungseinrichtungen 1 lassen sich bei Rädern 7 verwirklichen, die von beliebig gestaltbaren Radaufnahmen getragen werden.The suspension devices described below 1 can be with wheels 7 realize, which are worn by any customizable wheel shots.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeigt eine Federungseinrichtung 1, die beispielsweise an einer als Lenkrolle ausgebildeten Laufrolle 2 vorgese hen ist. Die um eine vertikale Achse 5 verschwenkbare Laufrolle 2 weist eine Radaufnahme 3 auf, die zum Tragen eines auf einer horizontalen Achse 6 (Laufachse) drehbar gelagerten Rades 7 und zum Tragen der Federungseinrichtung 1 bestimmt ist. Die Federungseinrichtung 1 weist einen zylindrischen Nabenkörper 9, ein Federelement 19 und ein Widerlagerelement 18 auf. Das Rad 7 ist mit einem zur horizontalen Achse 6 konzentrisch angeordneten zylindrischen Durchbruch 8 ausgestattet, der zur Aufnahme des Nabenkörpers 9 bestimmt ist, wobei der Außendurchmesser des Nabenkörpers 9 geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Durchbruches 8. Der Nabenkörper 9 besitzt zwei auf Abstand gehaltene zylindrische Lagersitze 10, die zur Aufnahme von zwei bevorzugt als Wälzlager ausgebildeten Lagern 15 bestimmt sind, wobei die Lager 15 im zylindrischen Durchbruch 8 passgenau eingesetzt sind. Der Nabenkörper 9 weist einen horizontal verlaufenden Raum 11 in Form eines bogenförmigen Schlitzes auf, durch den das im Beispiel als Stab ausgebildete Widerlagerelement 18 hindurchgeführt ist. Im Raum 11 ist auch das Federelement 19 untergebracht, das beispielsweise als Elastomer ausgebildet ist und mit dem Widerlagerelement 18 zusammenwirkt. In einem Abstand zum Raum 11 weist der Nabenkörper 9 eine horizontal verlaufende Durchgangsbohrung 12 auf, die zur Aufnahme einer Tragachse 17 vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Rad 7 an den Gabelschenkeln 4 der Radaufnahme 3 befestigbar ist. Jeder Gabelschenkel 4 weist zu diesem Zweck einen horizontal verlaufenden ersten Durchbruch 20 auf, um die Tragachse 17 an den Gabelschenkeln 4 fixieren zu können. In einem Abstand zu den ersten Durchbrüchen 20 ist an jedem Gabelschenkel 4 je ein zweiter horizontal angeordneter Durchbruch 21 vorgesehen, wobei der Durchbruch 21 zur Aufnahme und zum Fixieren des Widerlagerelementes 18 vorgesehen ist. Befestigungsmittel der üblichen Art dienen zum Arretieren der Tragachse 17 und des parallel zur Tragachse 17 angeordneten Widerlagerelementes 18 an den Gabelschenkeln 4. Der Nabenkörper 9 ist dabei mit geringem seitlichen Spiel zwischen den Gabelschenkeln 4 angeordnet. In montiertem Zustand der Federungseinrichtung 1 liegt das Federelement 19 entweder bereits mit leichtem Druck am Widerlagerelement 18 an oder es ist aus Gründen einer leichteren Montage zwischen dem Federelement 19 und dem Widerlager element 18 ein kleines Spiel gewählt. Bei Belastung des Rades 7 vollführt der Nabenkörper 9, und damit das Rad 7, eine Schwenkbewegung, so dass das im Raum 11 formschlüssig untergebrachte Federelement 19 gegen das ortsfest angeordnete Widerlagerelement 18 gedrückt wird. Bei diesem Einfederungsvorgang wird das Federelement 19 verformt und nimmt Energie auf. Entlastet man das Rad 7, gibt das Federelement 19 Energie ab, so dass das Rad, einem Ausfederungsvorgang gleich, in die Ausgangsposition zurückkehrt. Das Federelement 19 kann auch so ausgeführt sein, dass es sowohl am Nabenkörper 9 als auch an der Radaufnahme 3 befestigt ist.The embodiment according to 1 shows a suspension device 1 , for example, on a designed as a steering roller roller 2 is provided. The around a vertical axis 5 swivel caster 2 has a wheel 3 on which to carry one on a horizontal axis 6 (Running axis) rotatably mounted wheel 7 and for supporting the suspension device 1 is determined. The suspension device 1 has a cylindrical hub body 9 , a spring element 19 and an abutment element 18 on. The wheel 7 is with one to the horizontal axis 6 concentrically arranged cylindrical breakthrough 8th equipped to accommodate the hub body 9 is determined, wherein the outer diameter of the hub body 9 is slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical aperture 8th , The hub body 9 has two spaced cylindrical bearing seats 10 that for receiving two preferably designed as bearings bearings 15 are determined, with the bearings 15 in the cylindrical breakthrough 8th are used accurately. The hub body 9 has a horizontally extending space 11 in the form of an arcuate slot, through which formed in the example as a rod abutment element 18 down is performed. In the room 11 is also the spring element 19 accommodated, which is formed for example as an elastomer and with the abutment element 18 interacts. At a distance to the room 11 has the hub body 9 a horizontal through hole 12 on, for receiving a suspension axle 17 is provided, with the help of which the wheel 7 on the fork legs 4 the wheel bearing 3 is fastened. Every fork leg 4 points for this purpose a horizontal first breakthrough 20 on to the axle 17 on the fork legs 4 to be able to fix. At a distance to the first breakthroughs 20 is on each fork leg 4 each a second horizontally arranged breakthrough 21 provided, with the breakthrough 21 for receiving and fixing the abutment element 18 is provided. Fasteners of the usual type are used to lock the axle 17 and the parallel to the axle 17 arranged abutment element 18 on the fork legs 4 , The hub body 9 is doing with little lateral play between the fork legs 4 arranged. In the assembled state of the suspension device 1 lies the spring element 19 either already with slight pressure on the abutment element 18 or it is for reasons of easier assembly between the spring element 19 and the abutment element 18 chosen a little game. When loading the wheel 7 performs the hub body 9 , and with it the wheel 7 , a pivoting movement, so that in the room 11 positively accommodated spring element 19 against the stationarily arranged abutment element 18 is pressed. In this compression process, the spring element 19 deforms and absorbs energy. Relieves the wheel 7 , gives the spring element 19 Energy, so that the wheel, a rebound equal, returns to the starting position. The spring element 19 can also be designed so that it is both on the hub body 9 as well as at the wheel 3 is attached.

Anhand der 2 und 3 lässt sich die Wirkung der Federungseinrichtung 1 treffend beschreiben. Die Laufrolle 2 ist jeweils in Seitenansicht und teilweise geschnitten dargestellt. Auf die in 2 dargestellte Laufrolle 2 wirkt keine Tragkraft, während die gleiche Laufrolle 2 in der Darstellung nach 3 einer Tragkraft ausgesetzt ist, die das begrenzte Verschwenken des Rades 7 mit dem Nabenkörper 9 um die horizontale Achse 6 der Tragachse 17 bewirkt. Die letztendlich auf das Rad 7 einwirkende Tragkraft drückt das Rad 7, in der Zeichnung rechtsdrehend, um das Maß A nach oben, wobei das in den Gabelschenkeln 4 abgestützte Widerlagerelement 18 gegen das Federelement 19 drückt und dieses ein Stück weit zusammenpresst. Ist die auf das Rad 7 einwirkende Tragkraft gering, weicht auch das Rad 7 nur geringfügig aus und Maß A ist kleiner. Ist die Tragkraft hingegen groß, bewirkt diese ein starkes Ausweichen des Rades 7 und ein dementsprechend starkes Zusammenpressen des Federelementes 19. Das Zusammenpressen des Federelementes 19 verursacht somit ein stoßdämpfendes Abfedern des Rades 7, so dass die Federungseinrichtung 1 in vorteilhafter Weise insgesamt ein Abfedern der Laufrolle 2 bei in der Praxis auftretenden Stößen und Belastungen bewirkt.Based on 2 and 3 can the effect of the suspension device 1 aptly describe. The roller 2 is shown in side view and partially cut. On the in 2 illustrated roller 2 Does not affect load capacity while the same caster 2 in the illustration 3 subjected to a carrying capacity, which is the limited pivoting of the wheel 7 with the hub body 9 around the horizontal axis 6 the axle 17 causes. The ultimately on the bike 7 acting bearing force pushes the wheel 7 in the drawing, turning clockwise, by the measure A upwards, with the fork legs in the 4 supported abutment element 18 against the spring element 19 press and compress this a little bit. Is that on the wheel 7 acting load capacity low, also deviates the wheel 7 only slightly off and dimension A is smaller. If the load capacity is large, however, this causes a strong deflection of the wheel 7 and a correspondingly strong compression of the spring element 19 , The compression of the spring element 19 thus causes a shock-absorbing cushioning of the wheel 7 so that the suspension device 1 in an advantageous manner overall a cushioning of the roller 2 caused by occurring in practice shocks and loads.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Nabenkörper 9 zweiteilig und symmetrisch ausgebildet ist, so dass das Rad 7 auch mit nur einem Lager 15 ausgestattet werden kann. Im Beispiel ist für jeden Nabenkörper 9 ein Federelement 19 vorgesehen. Ein mit diesen Teilen ausgestattetes Rad 7 lässt sich in eine Radaufnahme 3 zum Beispiel so einbauen, wie dies in den 1 bis 3 beschrieben ist 4 shows an embodiment in which the hub body 9 is formed in two parts and symmetrical, so that the wheel 7 even with only one camp 15 can be equipped. In the example is for each hub body 9 a spring element 19 intended. A wheel equipped with these parts 7 settles in a wheel 3 for example, as built in the 1 to 3 is described

5 und 6 zeigen eine Ausführung, bei welcher der Nabenkörper 9 zweigeteilt ist und die beiden Hälften 13 des so ausgebildeten Nabenkörpers 9 identisch sind und jeweils eine Zunge 14 mit Rastverzahnung an der Innenseite und eine Zunge 14 mit Rastverzahnung an der Außenseite aufweisen, wobei die Zungen 14 so angeordnet sind, dass beim Einsetzen der beiden Hälften 13 des Nabenkörpers 9 in den Innenring 16 des Lagers 15 die Zunge 14 mit Rastverzahnung an der Innenseite der einen Hälfte 13 jeweils in die gegenüberliegende Zunge 14 mit Rastverzahnung an der Außenseite der anderen Hälfte 13 eingreift. Eine fein gestufte Rastverzahnung ermöglicht es, mit nur einer Ausführung eines Nabenkörpers 9, Lager 15 unterschiedlicher Breite zu verwenden. Das Federelement 19 ist platzsparend zwischen den beiden Hälften 13 des Nabenkörpers 9 untergebracht. Die beschriebene Anordnung lässt sich in ein Rad 7 einbauen und das so gestaltete Rad 7 entsprechend der eingangs beschriebenen Weise an einer Radaufnahme 3 befestigen. 5 and 6 show an embodiment in which the hub body 9 is divided into two parts and the two halves 13 of the thus formed hub body 9 are identical and one tongue each 14 with locking teeth on the inside and a tongue 14 having latching teeth on the outside, the tongues 14 are arranged so that when inserting the two halves 13 of the hub body 9 in the inner ring 16 of the camp 15 the tongue 14 with ratchet teeth on the inside of one half 13 each in the opposite tongue 14 with locking teeth on the outside of the other half 13 intervenes. A finely graded locking toothing makes it possible, with only one version of a hub body 9 , Camp 15 different width to use. The spring element 19 saves space between the two halves 13 of the hub body 9 accommodated. The described arrangement can be in a wheel 7 install and the wheel so designed 7 according to the manner described above on a wheel 3 Fasten.

Alternativ kann als Federelement 19 eine Schenkelfeder vorgesehen werden, deren eines Ende im Nabenkörper 9 eingreift und deren zweites Ende die Tragachse 17 so fest umschlingt, dass ausreichender Reibschluß erreicht wird oder auf eine andere geeignete Weise mit einem festen Teil verbunden ist.Alternatively, as a spring element 19 a leg spring may be provided, one end of which is in the hub body 9 engages and the second end of the axle 17 so tightly wraps around that sufficient frictional engagement is achieved or connected in any other suitable manner with a solid part.

Ebenfalls alternativ ist es möglich, auf das Rad 7 zu verzichten und die Funktion des Rades 7 auf wenigstens ein Lager 15 zu übertragen. Bei Verwendung von nur einem Lager 15 als Radersatz wäre dann der Nabenkörper 9 durch zwei ineinander verrastbare Hälften 13 zu bilden, siehe 5 und in den Innenring 16 eines Lagers 15 einzusetzen. Diese Anordnung lässt sich ebenfalls in eine Radaufnahme 3 einbauen.Also alternatively it is possible on the wheel 7 to renounce and the function of the wheel 7 at least one camp 15 transferred to. When using only one bearing 15 as a wheel replacement then the hub body would be 9 by two interlocking halves 13 to form, see 5 and in the inner ring 16 a warehouse 15 use. This arrangement can also be in a wheel 3 Install.

Schließlich ist es denkbar, anstelle von nur einem Widerlagerelement 18 ein weiteres derartiges Element vorzusehen, wobei jedes Widerlagerelement 18 ortsfest an einer entsprechend gestalteten Radaufnahme 3 anzuordnen wäre.Finally, it is conceivable instead of just an abutment element 18 to provide another such element, wherein each abutment element 18 stationary on a correspondingly designed wheel mount 3 would be to arrange.

Claims

Suspension device ( 1 ) for one of a wheel ( 3 ) worn wheel ( 7 ), which is a warehouse ( 15 ) and with a hub body ( 9 ) equipped with two halves ( 13 ) formed in the inner ring ( 16 ) of the warehouse ( 15 ), wherein the hub body ( 9 ) together with the wheel ( 7 ) to one at the wheel ( 3 ) carrying axle ( 17 ) limited pivotally mounted and the support shaft ( 17 ) at a distance to the barrel axis of the wheel ( 7 ), wherein at least one spring element ( 19 ) provided with the hub body ( 9 ) in a pivoting movement of the hub body ( 9 ) co-springing manner and wherein the wheel support ( 3 ) at least one at a distance from the axle ( 17 ) arranged abutment element ( 18 ), on which the hub body ( 9 ) with the aid of the at least one spring element ( 19 ) is supported or supportable, characterized in that the suspension device ( 1 ) Component of a trained as a steering role roller ( 2 ) and that the halves ( 13 ) of the hub body ( 9 ) are formed assembled.

Suspension device according to claim 1, characterized in that the halves ( 13 ) of the hub body ( 9 ) are latchable connected to each other