CH649047A5 - Schwenkrolle. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwenkrolle.

Schwenk- bzw. Laufrollen, die mit elastischen Eelemen-ten zwischen einer Rollenabstützung und der Rolle versehen sind, um eine Stoss- und Erschütterungsdämpfung zu schaffen, wozu ein elastisch nachgiebiges Material, beispielsweise ein Elastomer verwendet wird, sind in den US-Patenten 3 178 758, 3 041 656 und 1 745 992 dargestellt. Gemäss dem US-Patent 3 178 758 ist in der Radnabe eine Elastomerbuchse untergebracht, die in Verbindung mit zwei Gelenkgestängen eine vertikale Nachgiebigkeit zur Stoss- und Erschütterungsdämpfung schafft. Nach dem US-Patent 3 041 656 ist an einem oberen Schwenkrollenelement eine Elastomerhülse montiert, welche von einem L-f örmigen Schenkel radial und auf Torsion belastet wird, um eine vertikale Nachgiebigkeit zur Stoss- und Schwingungsdämpfung zu erzielen. Beim US-Patent 1 745 992 wird zur Stoss- und Schwingungsdämpfung ein Elastomer-Druckpolster verwendet.

Die erfindungsgemässe Schwenkrolle ist im Patentanspruch 1 definiert.

Bei dieser Schwenkrolle nach der Erfindung ist eine steife Halterung vorgesehen, um die Schwenkrolle direkt an einer rollfähig auszubildenden Einrichtung anzubringen oder an einem Schwenkelement, welches seinerseits an der rollfähig auszubildenden Einrichtung befestigt ist. Ferner sind eine Rollenabstützung, eine Schwenklagerung zur Anlen-kung dieser Rollenabstützung an der steifen Halterung, eine an dieser Abstützung drehfähig gelagerte Rolle, die sich um eine Achse dreht, welche in einem parallelen Abstand zur Schwenkachse der Rollenabstützung versetzt ist und schliesslich ein elastisches Federungsmittel vorgesehen, welches die Rollenabstützung mit der steifen Halterung verbindet und bei Torsion elastisch deformierbar ist.

Wie auch bei den vorgenannten US-Patenten werden bei der erfindungsgemässen Schwenkrolle elastische Federungselemente zur Erzielung einer Stoss- und Schwingungsdämpfung verwendet, jedoch unterscheidet sich die Schwenkrolle nach der Erfindung von herkömmlichen Schwenkrollen insbesondere dadurch, dass sie vorteilhafterweise die Torsions-dämpfungswirkung des Federungselements bei der Verlagerung der Rollenabstützung und nicht eine auf Druck ans

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sprechende Verlagerungsdämpfung ausnützt. Bei der erfin-dungsgemässen Schwenkrolle lassen sich mehrere Einzelteile der herkömmlichen Ausführung durch einen einzigen Teil ersetzen; sie besitzt eine geringere Eigenschwingung und gewährleistet eine zufriedenstellende Stossdämpfung. Auch erlaubt die erfindungsgemässe Schwenkrolle eine Platz- und Gewichtseinsparung, da bei herkömmlichen Anordnungen zusätzliche Spiralfedern und dgl. unterzubringen waren.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die steife Halterung einen ersten steifen Halterungsteil zum Anbringen an der rollfähig auszubildenden Einrichtung; dieser erste steife Teil besitzt in parallelem Abstand liegende Seitenwände, in denen zueinander fluchtende Bohrungen ausgebildet sind, und es ist ein zweiter steifer Halterungsteil vorgesehen, der ebenfalls in parallelem Abstand liegende Seitenwände besitzt, die auch zueinander fluchtende Bohrungen aufweisen. Dieser zweite Teil ist im ersten Teil derart befestigt, dass seine Seitenwände in parallelem Abstand zu den Seitenwänden des ersten Teils liegen und die im zweiten Teil befindlichen Bohrungen mit den Bohrungen im ersten Teil fluchten. Die Rollenabstützung weist Rollenstützschenkel auf, die zwischen den in parallelem Abstand angeordneten Wänden des ersten und zweiten Teils vorgesehen sind und eine Schwenklagerung, welche die Rollenstützschenkel an den Seitenwänden des ersten und zweiten Teils über Schwenkzapfen anlenkt. Das elastische Federungsmittel besteht aus Elastomerscheiben aus Natur- oder Synthesegummi, die zwischen den Schenkeln und den Seitenwänden der jeweiligen inneren und äusseren Teile vorgesehen und an diesen über kreisförmige Bereiche, deren Zentren mit den Schwenkachsen zusammenfallen, befestigt sind.

Gemäss einer anderen Ausführungsform kann die Halterung auch nur aus dem besagten ersten Teil bestehen, wobei die Rollenstützschenkel an den Innenseiten der im Abstand voneinander liegenden parallelen Wände ebenfalls im Abstand voneinander über Zapfen angebracht sein können und wobei die Elastomerscheiben zwischen den Schenkeln und den Innenseiten der Wandungen eingefügt sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schwenkrolle nach den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Schwenkrolle,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung bei einer Schnittführung entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform ohne Innenteil und

Fig. 5 eine Detailansicht einer Schwenklagerung für die Schwenkrolle.

Die in den Zeichnungen abgebildete Schwenkrolle 10 umfasst einen Aussenteil 14, der mittels Bolzen oder einer Schwenkeinrichtung an eine rollfähig auszubildende Einrichtung anbringbar ist, einen mit dem Aussenteil verbundenen Innenteil 16, Rollenstützschenkel 18 und eine Laufrolle 20. In den Fig. 1 und 2 ist der Teil 14 an die rollfähig auszubildende Einrichtung angeschraubt und in Fig. 5 ist der Teil entsprechend schwenkbar an der Einrichtung gelagert abgebildet. Der Aussenteil 14 besitzt Abstand voneinander besitzende parallele Seitenwände 22, die miteinander fluchtende Bohrungen 26 aufweisen.

Der Innenteil 16 besitzt ebenfalls im parallelen Abstand liegende Seitenwände 28, d;e fluchtende Bohrungen 30 enthalten und dieser Innenteil ist in den Aussenteil eingesetzt und so an ihn angeschweisst, dass die Seitenwände 28 von den Seitenwänden 22 einen Parallelabstand besitzen und dass die Bohrungen 30 mit den Bohrungen 26 fluchten.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzen die Rollenstützschenkel 18 im wesentlichen kreisförmige Endabschnitte, wobei der eine Endabschnitt einen grösseren Durchmesser als der andere aufweist und an ihrem Umfang rechtwinklig nach aussen weisende Umfangsrandflansche 36, die der Schenkelversteifung dienen. Jeder Rollenstützschenkel ist mit einer 5 Öffnung 38 zur Aufnahme eines Zapfens 40 versehen, der durch die Bohrungen 26 und 30 in den Seitenwänden 22 und 28 eingesetzt ist und zur schwenkfähigen Abstützung der Rollenstützschenkel an ihren Abschnitten mit grösserem Durchmesser zwischen den Wänden 22 und 28 dient. Die io äusseren oder distalen Enden der Rollenstützschenkel 18 sind mit Bohrungen 42 zur Aufnahme eines Zapfens 44 versehen, auf welchem die Laufrolle 20 drehbar gelagert ist.

Die in ihrem Durchmesser grösseren oder proximalen Endabschnitte der Schenkel 18 sind mit den Seitenwänden 15 22 und 28 des äusseren und inneren Halterungsteils mittels Scheiben 46 und 48 aus elastisch verformbarem Material verbunden. Dabei sind die Scheiben 46 an den Aussensei-ten der Rollenstützschenkel 18 und an den Innenseiten der Seitenwände 22 befestigt während die Scheiben 48 mit den 20 Innenseiten der Rollenstützschenkel 18 und den Aussen-seiten der Seitenwände 28 verbunden sind. Diese Scheiten besitzen in etwa denselben Durchmesser wie die grösseren Endabschnitte der Rollenstützschenkel und geben bei Torsion nach, wobei auch die Rollenstützschenkel torsionsge-25 federt nachgeben, was im Gegensatz zur Druckfederung bei herkömmlichen Rollenanordnungen steht.

Es wäre auch möglich, den inneren Halterungsteil 16 zu entfernen und die Rollenstützschenkel 18 zwischen den Seitenwänden des Aussenteils 14 zu montieren, wie dies in 3Ö Fig. 4 gezeigt ist,, wobei dann die Elastomerscheiben 46 die Rollenstützschenkel 18 mit den Seitenwänden des Aussenteils 14 verbinden.

Bei dem beschriebenen Aufbau der Schwenkrolle wird bei einer Belastung der Rolle 20 nach aufwärts (gemäss Fig. 1) 35 eine Dreh- und Scherkraft erzeugt. Die beim dargestellten Aufbau auftretenden scherkraftabhängigen Verformungen sind sehr klein und werden im folgenden vernachlässigt.

Durch eine Verdrehung werden die Elastomerscheiben auf Torsion beansprucht; dies tritt bei einem Verschwenken der 40 Rollenstützschenkel 18 durch eine Auslenkung der Rolle 20 auf. Die Verdrehsteifheit für eine auf Torsion belastete Scheibe lässt sich folgendennassen darstellen:

2 G D4

45 32t wobei G den Schermodul des Elastomers,

D den Aussendurchmesser der Elastomerscheibe und t die Dicke der Elastomerscheibe bedeuten. Bei zwei Scheiben beträgt die Torsionssteifheit so insgesamt Re = 2 Ke und bei der Verwendung von vier Scheiben beträgt die Gesamttorsionssteifheit K0 = 4 Ke. Das Verhältnis der axialen Steifheit K zur gesamten Drehsteifheit

K0

55 ï£ô ist K =

R2 cos2 t]>

wobei R den Abstand zwischen der Rollendrehachse und dem Scheibenzentrum und i den Winkel zwischen einer Horizontalebene und 6o der Schenkellängsmittellinie darstellt.

Wenn die axiale Steifheit K einmal bestimmt ist, ist die Funktionsweise der Rollenanordnung als Stoss- oder Schwingungsdämpfer dem einschlägigen Fachmann einsehbar. Unter dem Begriff «Elastomer» soll Natur- und Synthese-65 gummi, bei letzterem z.B. Silicongummi, Styrol-Butadien-Kautschuk Copolymerisate von Acrylnitril und Copolymeri-sate von Methacrylsäuremethylester und Kunststoffe mit gummiartigen Eigenschaften verstanden werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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1. Schwenkrolle, gekennzeichnet durch die Halterung zum Anbringen der Schwenkrolle (10) an einer rollfähig auszubildenden Einrichtung, eine Rollenabstützung (18) und eine an dieser Abstützung drehfähig gelagerte Rolle (20), derart, dass die Halterung (14) und die Rollenabstützung (18) in parallelem Abstand einander zugewandt liegende Flächen aufweist, die über ein elastisches Federungsmittel (46) miteinander verbunden sind, und dass das elastische Federungsmittel bei Torsion elastisch deformierbar ist.

2. Schwenkrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federungsmittel (46) an kreisförmigen Bereichen der einander zugewandt liegenden Flächen von Halterung (14) und Rollenabstützung (18) befestigt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schwenkrollen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur schwenkfähigen Lagerung der Rollenabstützung (18) an der Halterung (14) Zapfenelemente (40) vorgesehen sind und dass das elastische Federungsmittel (46) an kreisförmigen, um diese Zapfenelemente (40) herumliegenden Bereichen der einander zugewandt liegenden Flächen von Halterung und Rollenabstützung befestigt ist.

4. Schwenkrolle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten steifen Halterungsteil (14), einen zweiten steifen Halterungsteil (16), der an dem ersten steifen Halterungsteil derart befestigt ist, dass die beiden steifen Halterungsteile in parallelem Abstand liegende Flächen besitzen, Zapfenelemente (40), welche die Rollenabstützung (18) zwischen den in parallelem Abstand liegenden Flächen der beiden Halterungsteile (14, 16) lagern und elastische Federungsmittel (46, 48), die die Rollenabstützung mit den in parallelem Abstand liegenden Flächen der Halterungsteile (14, 16) verbinden.

5. Schwenkrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenelemente (40) die Rollenabstützung (18) an den ersten und zweiten Halterungsteilen (14, 16) um eine in einem parallelversetzten Abstand zur Rotationsachse der Rollen (20) liegende Achse lagern und dass die elastischen Federungsmittel (46, 48) kreisförmig sind und mit den ebenfalls kreisförmigen Bereichen der einander gegenüberliegenden Flächen der Rollenabstützung (18) und der ersten und zweiten Halterungsteilen (14, 16) um die Achsen der Zapfenelemente (40) herumliegend verbunden sind.

6. Schwenkrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Rollenabstützung (18) mit den ersten und zweiten Halterungsteilen (14, 16) schwenkfähig verbindenden Zapfenelemente Schwenkzapfen (40) sind, dass die elastischen Federungsmittel kreisförmige Scheiben (46, 48) aus Elastomermaterial sind, die an den kreisförmigen Bereichen der einander gegenüberliegenden Flächen der Rollenabstützung und den ersten und zweiten Halterungsteilen (14, 16) um die Zapfen (40) herumgreifend befestigt sind.

7. Schwenkrolle nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den im Parallelabstand zueinander liegenden Seitenwänden des ersten steifen Halterungsteils (14) Bohrungen (26) und in den in der genannten Weise angeordneten und ausgebildeten Seitenwänden des zweiten steifen Halterungsteils (16) weitere Bohrungen (30) ausgebildet sind, die mit den erstgenannten Bohrungen (26) fluchten, dass die Rollenabstützung (18) in parallelem Abstand liegende Schenkel besitzt, in denen Öffnungen (38) vorgesehen sind, dass diese Schenkel derart zwischen den ersten und zweiten Halterungsteilen (14, 16) angeordnet sind, dass ihre Öffnungen (38) mit den Bohrungen (26, 30) in diesen Teilen fluchten, dass durch die Öffnungen (38) in den Schenkeln und durch die Seitenwände der beiden Halterungsteile (14, 16) Zapfenelemente (40) hindurch gesteckt sind, welche die Schenkel schwenkbar an den beiden Halterungsteilen (14, 16) lagern und dass zwischen die Schenkel und die Seitenwände der beiden Halterungsteile (14, 16) Elastomerelemente (46, 48) eingefügt sind, welche an den Schenkeln und den Halterungsteilen befestigt sind und bei Torsion elastisch nachgeben.

8. Schwenkrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schenkeln Lager zur drehfähigen Aufnahme einer Rolle (20) vorgesehen sind.

9. Schwenkrolle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste steife Halterungsteil (14) einen Aussenteil und der zweite steife Halterungsteil (16) einen Innenteil bildet und dass jede Rollenabstützung (18) über je ein Elastomerelement (46 bzw. 48) an einer Seite mit der Seitenwand des Aussenteils und an der anderen Seite mit der Seitenwand des Innenteils verbunden ist.

10. Schwenkrolle nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schwenkverbindimg zwischen den Rollenabstützungen (18) und den Seitenwänden der beiden Halterungsteile (14, 16) Bolzen vorgesehen sind, dass die den Halterungsteilen zugewandten Enden der Rollenabstützungen (18) parallel zu den Seitenwänden der beiden Halterungsteile liegende Bereiche ausbilden und dass die Elastomerelemente Elastomerscheiben (46, 48) sind, die zwischen den besagten Enden der Rollenabstützungen und den Seitenwänden eingefügt und über ihre Kreisflächen an den Seitenwänden befestigt sind.