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A l l s e i t e n r o l l e
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Die erfindung bezieht sich auf eine zur Anbringung an allseitig zu
verfahrenden Gegenständen und zur Verwendung in Allseitenrollenbahnen bestimmte
Allseitenrolle.
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Auf derartigen Allseitenrollenbahnen können Fördergüter mit annähernd
ebener Standfläche in beliebige Richtungen bewegt werden. Wegen der Allseitenrollen
eigentümlichen Bewegungsmöglichkeiten können damit versehene Gegenstände, an deren
Grundfläche die Allseitenrollen als Laufrollen angebracht sind, ebenfalls in beliebige
Richtungen auf einer annähernd ebenen Fläche verfahren werden.
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es kinematische Grundprinzip einer Allseitenrol e ist beianntlica
Folgendes: Auf einer Achswelle ist ein Rollenkörper drehbar gelagert, der an seinen
Umfang mit mehreren gewölbten Röllchen versehen ist, die auf Achszapfen drehbar
gelagert sind. Die Wölbung der Röllchen entspricht dem Radius der gesamten Allseitenrolle,
so daß bei einer Fahrbewegung orthogonal zur Achswelle die Allseitenrolle über die
an ihrem Umfang befindlichen gewölbten Röllchen abrollen kann. Bei dieser Fahrbewegung
dreht sich nur der Rollenkörper auf der Achswelle, während die gewölbten Röllchen
auf den sie tragenden Achszapfen still stehen. Wird die Allseitenrolle in Richtung
der Längsachse ihrer Achswelle verfahren, so steht auf dieser der Rollenkörper still,
während sich auf den Achszapfen jeweils eines oder zwei der gewölbten Röllchen drehen.
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Die bekannten Allseitenrollen haben den Nachteil, daß bei der letztgenannten
Fahrbewegung der Rollenkörper auf der Abrollfläche reibt, wenn diese sich unter
der Belastung durch die Allseitenrolle eindrückt oder deren Achswelle
nicht
genau parallel zur Abrollfläche steht. Die Rollenkörper der bekannten Allseitenrollen
weisen nämlich rippenartige Vorsprünge auf, die sehr geringen Abstand von der Abrollfläche
haben, so daß unter den genannten Umständen diese Vorsprünge des Rollenkörpers auf
der Abrollfläche entlangschleifen, wodurch Betriebsstörungen und Beschädigungen
hervorgerufen werden. Hierdurch werden die Anwendungsmöglichkeinen der aus diesen
Allseitenrollen aufgebauten Allseitenrollenahnen dahingehend eingeengt, daß keine
Gegenstände gefördert werden können, deren Bodenfläche sich bei punktförmiger Auflagerung
eindrückt.
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Gegenstand Der Erfindung ist eine Allseitenrolle, die auf eier eindrückbaren,
innerhalb gewisser Grenzen auch unebenen Flache in allen Richtungen'einwandfrei
abrollt, ohne daß irgendwelche Teile der Allseitenrolle auf der Abrollfläche reben
können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf auskragenden, nur einseitig
am Rollenkörper befestigten Achszapfen kegelige gewölbte Röllchen drehbar gelagert
sind, die as freie Ende des Achszapfens kappenartig umhüllen.
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Werden derartige Röllchen auf den freien Enden eines gemeinsamen Jchszapfens,
der in der Mitte an einem rippenartigen-Vorsprung des Rollenkörpers befestigt ist,
paarweise symmetisch angeordnet und drehbar gelagert, so kann der Rollenkörper unter
keinen Umständen mit der Abrollfläche in Berührung kommen, da die hervorstehenden
Rippen des Rollenkörpers durch die beidseitig angeordneten Röllchen stets auf Abstand
von der Abrollfläche gehalten werden. Dieser Abstand verkleinert sich nicht bei
Schräglage der Achswelle; auch wenn die Abrollfläche unter der Belastung durch die
Röllchen stark eingedrückt wird, ist eine schleifende Berührung mit dem Rollenkörper
ausgeschlossen.
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Für das beschriebene Wirkungsprinzip ist unerheblich, ob die Achszapfen
am Rollenkörper starr befestigt und die Röllchen
auf den Achszapfen
drehbar gelagert sind, oder ob Röllchen und Achszapfen zu einer Einheit zusammengefaßt
und gemeinsam im Rollenkörper drehbar gelagert sind; auch können erforderlichenfalls
Wälzlager eingebaut werden.
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Tre-n die zur Umfang einer Allseitenrolle vorzuschenden öllchen in
nur einer einzigen, zur Achswelle senkrecht gelegenen Ebenen angeordnet werden,
ist ein gleichmäßiges Abrollen in die orthogonal zur Achswelle verlaufende Richtung
unmöglich und die Verfahrbarkeit in Querrichtung bei bestiirmten Winkel stellungen
des Rollenkörpers auf der Achswelle ausgeschlossen, da aus geot:etrischen und mechanischen
Gründen die Röllchen nicht lückenlos am Umfang einer so definierten Rollenscheibe
aufgereiht sein können. Daner muß eine Einheit aus mindestens zwei solcher Rollenscheiben
gebildet werden, die um einen bestimmten Winkel gegeneinander versetzt auf einer
gemeinsamen Achswelle angeordnet sind, so daß die hierdurch entstandene Allseitenrolle
bei einer vollen Umdrehung auf der Achswelle ständig über mindestens eines der am
Rollenuinfang angeordneten Röllchen die Abrollfläche berührt. Der Rollenkörper einer
solchen Allseltenrolle kann entweder aus einem Stück bestehen oder aus Einzelteilen
zusammengesetzt sein, die auch für einzelne Rollenscheiben und zur Bildung anderer
Zusammenstellungen verwendet werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Achszapfen und der sie kappenartig
umhüllenden Röllchen können - mit gewissen Einschränkungen - die Bewegungsmöglichkeiten
einer Allseitenrolle auch dann erzielt werden, wenn in nur einer einzigen zur Achswelle
senkrechten Ebenen kegelige gewölbte Röllchen mit abgerundeter Spitze paarweise
symmetrisch auf mittig befestigten Achszapfen angeordnet werden. Ein so definiertes
Allseitenrad weist zwischen den an seinem Umfang angeordneten gewölbten Röllchen
schmale Lücken auf, die eine geringfügige Unrundheit bein Abrollen orthogonal zur
Achswelle bewirken.
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Im Gegensatz zu den bekannten Allseitenrollen ist ein Reiben
auf
einer eindrückbaren Abrol£läche auch bei Schräglage der Achswelle völlig ausgeschlossen;
ein besonderer Vorteil eines solchen Allseitenrades ist dessen geringer Platzbedarf
in der Breite.
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szene andere Ausführrngsform der Erfindung besteht darin, da an Vorsprüngen
des Rollenkörpers jeweils ein Achszapfen einseitig befestigt ist, auf dem nur ein
ihn vollständig umhüllendes gewölbtes Röllchen drehbar gelagert ist. Im Vergleich
zur oben beschriebenen Anordnung ergeben sich zwar Nachteile hinsichtlich des Mindestabstandes
zwischen Rollenkörper und Abrollfläche; die geringe Anzahl der Einzelteile bietet
dafür herstellungstechnische Vorteile.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme
auf die schematischen Zeichnungen näher beschrieben.
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Fig. 1, 2 und 3 zeigen Rollenscheiben mit mittig befestigten Achszapfen,
auf denen kegelige, gewölbte Röllchen in paarweiser Anordnung drehbar gelagert sind.
Fig. 4 und 5 zeigen Rollenscheiben mit einseitig am Rollenkörper befestigten Achszapfen,
die von nur einem drehbar gelagerten Röllchen kappenartig umhüllt sind. Fig. 6 stellt
eine erfindungsgemäße Allseitenrolle dar, deren Wirkungsweise auf der Zusammensetzung
zweier Rollenscheiben gemäß Fig. 2 beruht. In Fig. 7 und in Fig. 8 sind Möglichkeiten
zur drehbaren Lagerung der gewölbten Röllchen angedeutet.
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Die in Fig. 1, 2 und 3 in der Seitenansicht, in Fig. 2 auch in Frontalansicht
dargestellten Rollenscheiben sind hinsichtlich der Anordnung der Röllchen auf den
sie tragenden Achszapfen nach dem gleichen Prinzip aufgebaut, verschieden sind die
Rollenkörper aufgrund unterschiedlicher Anzahl der die Achszapfen tragenden rippenartigen
Vorsprünge. In Fig. 1 hat der Rollenkörper zwei im gestreckten Winkel von 1800 angeordnete
Rippen, in Fig. 2 drei Rippen, die jeweils einen Winkel von 1200 einschließen, und
in Fig. 3 vier Rippen,
die jeweils einen rechten Winkel bilden.-
Auf einer Achswelle 1 ist ein Rollenkörper 2 (bzw. 3 oder 4) drehbar gelagert, der
mit Achszapfen 5 versehen ist, die in einer senkrecht zur Achswelle 1 gelegenen
Ebenen angeordnet sind. Auf den Achszapfen 5 sind paarweise kegelige gewölbte Röllchen
6 (bzw, 7) drehbar gelagert, welche die freien Enden der Achszapfen 5 kappenartig
umhüllen. Die Wölbung der Röllchen 6 (bzw. 7) entspricht dem Radius der Rollenscheibe.
Die in Fi'. 1 und Fig. 2 dargestellten Rollenscheiben bieten einzeln nicht die Bewegungsinöglichkeiten
einer Allseitenrolle.
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Es müssen daher mehrere dieser Rollenscheiben um bestimmte Winkel
gegeneinander versetzt drehfest miteinander verbunden und auf einer gemeinsamen
Achswelle 1 drehbar gelagert werden, damit sich Allseitenrollen oder Walzen - ähnliche
Tragelemente für Allseitenrollenbahnen ergeben. Die Abstände und Winkelstelungen
sind entsprechend den Anforderungen des Anwendungsfalles zu wählen; es muß lediglich
ein fortwährender Kontakt einer Nindestanzahl von Röllchen 6 mit der AbrollflGche
bei jeder Winkelstellung der gesamten Einheit gewährleistet sein. Wenn beispielsweise
vier Rollenscheiben gesäß Wig. 1 um 450 gegeneinander versetzt oder zwei Rollenscheiben
gemäß Fig. 2 um 300 (oder gleichbedeutend 90°) gegeneinander versetzt auf jeweils
einer gemeinsamen Achswelle 1 nebeneinander angeordnet werden, hat bei einer vollen
Umdrehung der so gebildeten Einheiten mindestens ein Röllchen 6 ständig Berührung
mit der Abrollfläche. Auch die in Fig. 3 dargestellte Rollenscheibe ist für solche
Zusaumensetzungen gedacht; sie kann darüberhinaus als Allseitenrad angesehen werden,
da alle Bewegungsmöglichkeiten einer normalerweise in zwei Ebenen aufgebauten Allseitenrolle
gegeben sind. Die Zwischenräume d und e bedingen eine gewisse Unrundheit beim Abrollen
orthogonal zur Achswelle 1; durch Verwendung elastischen Materials für die Röllchen
7 läßt sich das Abrollverhalten verbessern.
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In Fig. 4 und Fig. 5 sind in der Seitenansicht Rollenscheiben mit
verschiedener Anzahl drehbarer Röllchen bei gleichartige Anordnung auf den sie tragenden
Achszapfen dargestellt. Auf einer Achswelle 1 ist ein Rollenkörper 8 (bzw.9) drehbar
ge agert, der mit Achszapfen 10 versehen ist, die in einer senkrecht zur Achswelle
1 gelegenen Ebenen angseordnet sind. Auf den Achszapfen 10 sind gewölbte Röllchen
11 drehbar gelagert, deren Wölbung dem Radius der Rollenscheibe entspricht und die
jeden Achszapfen 10 vollständig umhüllen.
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Aus Konbinationen derartiger Rollenscheiben können Allseitenrollen
oder Walzen - ähnliche Tragelemente für Allseitenrollenbahnen gebildet werden.
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In Fig. 6 ist eine Allseitenrolle dargestellt, die aus einer Zusam.icnsevzung
zweier Rollenscheiben gemäß Fig. 2 entstanden ist. Auf einer Achswelle 1 ist ein
Rollenkörper 12 drehbar gelagert, der nit Achszapfen 5 versehen ist, die in zwei
senkrecht zur Achswelle 1 gelegenen Ebenen angeordnet sind.
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Auf den Achszapfen 5 (die in der Seitenansicht nur mit ihren Achslinien
angedeutet sind) sind paarweise kegelige gewölbte Röllchen 6 drehbar gelagert, welche
die freien Enden der Achszapfen 5 kappenartig umhüllen. Die Wölbung der Röllchen
6 entspricht dem Radius der Allseitenrolle. Der Rollenkörper 12 kann entweder in
einem Stück hergestellt oder aus zwei Rollenkörpern 3 gemäß Fig. 2 zusammengesetzt
werden. In beiden Fallen läßt sich ein fertigungsgerechtes Baukastensystem verwirklichen,
da die Achszapfen 5 und die gewölbten Röllchen 6 sowohl für Rollenscheiben gemäß
Fig. 1 und Fig. 2 als auch für Allseitenrollen gemäß Fig. 6 verwendet werden können.
Die beiden Hälften dieser Allseitenrolle sind um 300 (oder gleichbedeutend 900)
gegeneinander versetzt, damit die Lücken zwischen den in der einen Hälfte gelegenen
Röllchen 6 durch die in der anderen Hälfte angeordneten Röllchen 6 überbrücke werden.
Hierdurch ist ein einwandfreies Abrollen der Allseitenrolle in alle Richtungen gewährleistet.
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In Fig. 7 ist die drehbare Lagerung zweier Röllchen 6 auf einem fest
mit dem Rollenkörper 2 verbundenen Achs%apfen 5 im Schnitt schematisch dargestellt.
Die Röllchen bestehen aus einem elastischen Kunststoff; daher können die Röllchen
6 bei der Montage über den kugelförmigen Abschluß -es -;chszapfens 5 hinweggeschoben
werden und in der vorgesehenen SGÕe einschnappen. Damit ist die Unverlierbarkeit
und gleichzeitig eine drehbare Lagerung gegeben. Auch wenn der Achszapfen 5 in einem
Winkel bis zu 450 schräg zur Lbrollfläche steht, muß die Lagerung das Abrollen der
Röllchen 6 unter Belastung ermöglichen. Dies wird durch die kugelförmige Verdickung
der Enden des Achszapfens 5 erreicht, die ein Verschieben des Röllchens 6 auf dem
Achszapfen 5 verhindert, wodurch ein Schleifen arn Rollenkörper 2 ausgeschlossen
ist.
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Fig. 8 zeigt im Schnitt die Lagerung zweier Röllchen 6 unter Verwendung
eines Wälzlagers, dessen Außenring am Rollenkörper2 befestigt ist. Die Röllchen
6 sind fest mit dem Achszapfen 5 verbunden, der mit dem Innenring des Wälzlagers
eine Einheit bildet, so daß die Röllchen 6 zusanunen mit dem Achszapfen 5 im Rollenkörper
2 drehbar gelagert sind.
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Aus Fig. 7 und Fig. 8 ist ferner zu entnehmen, daß die Röllchen 6
in ihrer Grundform Kegel - ähnliche Rotationskörper eines Kreisbogens sind, dessen
einer Endpunkt auf der Rotationsachse liegt. Die an dieser Stelle vorhandene Spitze
muß abgerundet werden, dainit beim Abrollen des Röllchens 6 auf einer Ebenen auch
bei extremer Schräglage des Achszapfens 5 ste-ts ein minimaler Rollradius vorhanden
ist, solange das Röllchen 6 mit der Abrollfläche Berührung hat. Andernfalls würde
die Spitze des Röllchens 6 bei Bewegung der Allseitenrolle in Richtung der Längsachse
ihrer Achswelle auf der Abrollfläche reiben. Da das Röllchen 6 mit seiner abgerundeten
Spitze die Abrollfläche nicht berührt, kann hier erforderlichenfalls ein sehr kleines
Konstruktionsteil vorgesehen werden, das mit dem feststehenden Achszapfen 5 verbunden
ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Rollenkörper 2
(bzw. 3, 4,- 8, 9 oder 12) an ihren Naben oder Stnrnflächen zweckmäßigerweise so
geformt, daß durch einfaches Zusammenstecken mehrerer Rollenscheiben oder Allseitenrollen
auf einer gemeinsamen Achswelle 1 eine drehfeste Verbindung erzielt wird unter Berücksichtigung
der erforderlichen Winkelstellung der Rollenkörper zueinander. Zwecks Veränuerung
der Abstände können entsprechend geformte Distanzstücke eingefügt werden Des Weiteren
kennen die rippenartigen Vorsprünge des Rollenkörpers 2 (bzw. 3, 4, 8, 9 oder 12)
mit den an ihnen befestigten Achszapfen 5 (bzw. 10) und den drehbar gelagerten Röllchen
6 (bzw. 7 oder 11) eine Montage-Einheit bilden, die in geeigneten Abständen und
Winkeln an einem zylindrischen oder prismatischen Rollenkörper angebracht wird.
Ein derartiges Baukastensystem kann verschiedenartige Anforderungen erfüllen und
erXöglcht darüberhinaus ein einfaches Auswechseln beschädigter Teile.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung liegen die Achszapfen
5 (bzw. 10) nicht in einer zur Achswelle 1 senkrechten Ebenen, sondern sind aus
dieser herausgedreht und liegen schräg zur Achswelle 1 tangential an einem gedachten
Zylinder, dessen Achse mit der Achswelle 1 zusammenfällt.
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Durch spezielle, der Schrägstellung der Achszapfen 5 (bzw. 10) angepaßte
Röllchen 6 (bzw. 7 oder 11) in der Grundform eines durch einen Ellipsenbogen erzeugten
Kegel - ähnlichen Rotationskörpers wird erreicht, daß eine dergestalt aufgebaute
Allseitenrolle in der Projektion auf eine zur Achswelle 1 senkrechte Ebene eine
kreisförmige Umfangslinie aufweist.
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Die Schrägstellung der Achszapfen bringt besondere Vorteile bei Allseitenrädern
ähnlich Fig. 3, weil die Röllchen 7 durch die Verschränkung ihrer Achsen vergrößert
und die Bücken e vermieden werden können. Das so beschaffene Allseitenrad
ähnelt
einer Kombination aus zwei um 900 gegeneinader versetzten Rollenscheiben gemäß Fig.
1.
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Ausgehend von dem erläuterten Grundprinzip, auf auskragenden Achszapfen
kegelige gewölbte Röllchen drehbar zu lagern, welche die freien Enden der Achszapfen
vollstandig umhüllen, sind neben den beschriebenen Ausführungsbeispielen auch andere
Ausführungsformen der Erfindung möglich.