САМООРИЕНТИРУЮЩЕЕСЯ КОЛЕСО Российский патент 2023 года по МПК B60B33/00 

Настоящее изобретение относится к конструкции с самоориентирующимся колесом (castor wheel structure), содержащей колесный компонент и корпусной элемент, который предусмотрен в конструкции с самоориентирующимся колесом и на котором может быть установлен переходной элемент, такой как конструкция со стержнем или конструкция с фланцем, которая, в свою очередь, может быть закреплена на оборудовании, которому должна быть придана подвижность, при этом указанный колесный компонент подвешен с одной стороны и расположен вокруг по существу горизонтальной оси в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом (castor wheel house), при этом указанная конструкция с самоориентирующимся колесом также содержит уплотнение между переходным элементом и верхней частью корпусного элемента конструкции с самоориентирующимся колесом, при этом указанное уплотнение выполнено с контурами, которые адаптированы к данной конструкции и посредством этого обеспечивают по существу непрерывные поверхности.

Самоориентирующиеся колеса также известны как колеса машин и представляют собой колеса, которые помимо самого колесного компонента содержат установочный элемент, который, как правило, стандартизирован. Таким образом, колесо представляет собой конструктивный элемент, который, как правило, может быть заменен другими аналогичными колесами. По существу имеются два типа самоориентирующихся колес. Самоориентирующееся колесо одного типа имеет поворотную платформу, так что обеспечивается возможность свободных колебаний колеса, и оно может быть снабжено тормозом как на самом колесе, так и на поворотной платформе, и, что касается второго типа, то ось самоориентирующегося колеса установлена с возможностью фиксации, и оно также может быть снабжено тормозом на самом колесе.

Самоориентирующиеся колеса, как правило, используются для увеличения подвижности объектов многих разных видов, таких как машины разных видов, например, смесители, наполнители и машины и устройства с функциями, которые подлежат использованию в разных местах, а также ленточные конвейеры, стеллажи и рабочие столы. Другими сферами, в которых часто используются самоориентирующиеся колеса, являются, например, сферы, в которых они применяются, например, для подвижных больничных кроватей, тележек, пылесосов, а также других подвижных устройств.

Самоориентирующееся колесо представляет собой вращающееся колесо (не направляющее колесо), которое, как правило, используется для ручного перемещения оборудования посредством его толкания со скоростью, которая обычно не превышает скорости ходьбы, и самоориентирующееся колесо, как правило, не используется для непрерывно перемещающегося оборудования.

Общим для существующих самоориентирующихся колес является то, что они непригодны для использования в сферах с особыми санитарно-гигиеническими требованиями, поскольку подвижные пары, которые они будут неизбежно содержать, не защищены от попадания грязи и материала, содержащего патогенные микроорганизмы, что означает, что существующие колеса очень трудно полностью очистить, и, следовательно, они всегда будут создавать риск загрязнения, например, в больничной среде и лабораториях или в пищевой промышленности, в которых также внимание концентрируется на путях распространения и местах обитания микроорганизмов.

В US 2015/0258850 описана конструкция с самоориентирующимся колесом, содержащая колесный компонент и корпусной элемент, который предусмотрен в конструкции с самоориентирующимся колесом и на котором может быть установлен переходной элемент, который, в свою очередь, может быть закреплен на оборудовании, таком как больничное оборудование, которому должна быть придана подвижность, при этом указанный колесный компонент подвешен с одной стороны и расположен вокруг по существу горизонтальной оси в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом. Кроме того, конструкция с самоориентирующимся колесом содержит уплотнение между переходным элементом и верхней частью корпусного элемента конструкции с самоориентирующимся колесом, при этом указанное уплотнение выполнено с контурами, которые адаптированы к данной конструкции и посредством этого обеспечивают по существу непрерывные поверхности.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить предпочтительно не требующую обслуживания конструкцию с самоориентирующимся колесом, которая имеет гигиенически правильную конфигурацию и которая предпочтительно соответствует стандартам, которые могут привести к санкционированию применения изделия по гигиеническим характеристикам в соответствии с руководящими положениями, например, EHEDG (EHEDG - Европейская группа по гигиеническому проектированию и инжинирингу), 3-A и USDA (USDA - Министерство сельского хозяйства США).

Задачи, упомянутые выше, решаются посредством конструкции с самоориентирующимся колесом упомянутого вначале вида, содержащей колесный компонент и корпусной элемент, который предусмотрен в конструкции с самоориентирующимся колесом и на котором может быть установлен переходной элемент, такой как конструкция со стержнем или конструкция с фланцем, которая, в свою очередь, может быть закреплена на оборудовании, которому должна быть придана подвижность, при этом указанный колесный компонент подвешен с одной стороны и расположен вокруг по существу горизонтальной оси в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом, при этом указанная конструкция с самоориентирующимся колесом также содержит уплотнение между переходным элементом и верхней частью корпусного элемента конструкции с самоориентирующимся колесом, при этом указанное уплотнение выполнено с контурами, которые адаптированы к данной конструкции и посредством этого обеспечивают по существу непрерывные поверхности. Конструкция с самоориентирующимся колесом отличается тем, что она содержит уплотнение между колесным компонентом и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом, при этом указанное уплотнение выполнено с контурами, которые адаптированы к данной конструкции и посредством этого обеспечивают по существу непрерывные поверхности.

Таким образом обеспечивается герметизация внутренней части конструкции, так что не может происходить обмен материалами между внутренним пространством конструкции с самоориентирующимся колесом и пространством, наружным по отношению к ней. Посредством этого получают конструкцию, не требующую обслуживания, которая не «выделяет» в окружающую среду вещества, проблематичные с точки зрения гигиены. Кроме того, посредством полученных непрерывных поверхностей обеспечивается возможность легкой очистки конструкции при наименьшем возможном риске накопления грязи и отложений на конструкции.

Согласно пункту 2 формулы изобретения уплотнение между колесным компонентом и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом установлено с возможностью фиксации или на колесном компоненте, или на корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом и прилегает к другому компоненту с возможностью скольжения. Таким образом, существует возможность установки уплотнения на колесном компоненте и обеспечения его прилегания к корпусному элементу конструкции с самоориентирующимся колесом с возможностью скольжения или установки уплотнения на корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом и обеспечения его прилегания к колесному компоненту с возможностью скольжения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что уплотнение между колесным компонентом и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом образовано в виде язычка, который представляет собой неотъемлемую часть элемента, образующего дорожку. Посредством этого получают простую и функциональную конструкцию, малое число отдельных компонентов которой способствует обеспечению достижения целей изобретения.

Когда переходной элемент представляет собой конструкцию со стержнем, согласно предпочтительному варианту осуществления он должен быть снабжен уплотнительным кольцом, которое обеспечивает уплотнение между стержнем и переходником, который также предусмотрен с уплотнением. Посредством этого соединение с оборудованием, которому должна быть придана подвижность, также может быть гигиеническим. Однако, как будет очевидным для специалиста, требуется, чтобы гигиеническое уплотнение было также закреплено в зоне верхней резьбы, посредством которой конструкция со стержнем прикреплена к оборудованию.

Когда переходной элемент представляет собой конструкцию с фланцем, согласно другому предпочтительному варианту осуществления он должен быть снабжен уплотнением между самим фланцем и оборудованием, и под фланцем установлено уплотнение, при этом фланец прикреплен посредством гаек с уплотнениями, размещенными на них. Таким же образом, как в вышеуказанном случае, это обеспечивает то, что соединение с оборудованием, которому должна быть придана подвижность, является гигиеническим.

Предпочтительно, чтобы уплотнения были размещены на периферии в переходных зонах и были выполнены с поверхностями, которые обеспечивают плавные, нежесткие переходы, и чтобы большинство уплотнений приводились в действие и удерживались на месте за счет их удерживания посредством давления в направляющих и полостях, в которых они установлены. Таким образом, получают поверхности, которые легко очищать и осматривать.

Также предпочтительно, чтобы все наружные поверхности были гладкими (среднее арифметическое отклонение профиля, Ra составляет максимум 0,8 мкм), самоосушающимися и были выполнены с радиусами изгиба, составляющими, по меньшей мере, 3,2 мм. Это гарантирует то, что будут соблюдаться некоторые из формальных требований для санкционирования использования по гигиеническим характеристикам.

Согласно изобретению может быть обеспечено торможение колеса за счет внутренних средств. Для этого конструкция с самоориентирующимся колесом содержит тормозной валик, снабженный коленчатым рычагом, при этом указанный тормозной валик предусмотрен с уплотнением, которое обеспечивает уплотнение между тормозным валиком и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом.

Предпочтительно, чтобы тормозной валик мог функционировать так, чтобы он обеспечивал торможение или движения колеса, или поворота, или обоих движений.

Торможение, упомянутое выше, может происходить за счет того, что тормозной валик имеет соединение с кулачковым валиком, который может приводить в действие систему стопоров или прекращать действие системы стопоров, которая совместно с пластинами для фиксации может обеспечить блокировку соответственно движения колеса и/или поворота.

Таким образом, достигается очень точное и безопасное торможение движений колеса. При задании правильных размеров колесо должно будет поворачиваться или перекатываться как максимум на очень малое расстояние (например, 2-4 мм) во время приведения в действие тормоза для выполнения торможения.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы кулачковый валик активно обеспечивал как приведение в действие, так и прекращение действия тормозных систем, которые содержат подпружиненный рычаг для фиксации колеса (wheel spring arm) и рычаг для фиксации колеса (wheel index arm), посредством управления подпружиненным рычагом для фиксации колеса и рычагом, предназначенным для фиксации колеса, с помощью пазов. Это гарантирует то, что тормоза не будут истираться.

Подпружиненный рычаг для фиксации колеса и рычаг для фиксации колеса предпочтительно предусмотрены со стопорами, предназначенным для контактного взаимодействия с пластинами для фиксации, и с предпочтительно охватывающими пружинами, которые способствуют правильному приведению в действие тормозных систем и которые способствуют обеспечению соответствующей тактильной обратной связи для пользователя при приведении в действие и отключении тормоза.

В предпочтительном варианте осуществления тормозной валик предусмотрен с закрепленным жестким ограничительным упором, который ограничивает колебания как при приведении в действие, так и при отключении тормоза, и который, кроме того, гарантирует невозможность вытягивания тормозного валика наружу. Данный вариант осуществления гарантирует то, что конструкция сможет воспринимать значительные силы, например, до 2000 Н, и тормозной валик будет удерживаться на месте внутри конструкции.

Коленчатый рычаг предпочтительно может быть выполнен с длинным плечом и коротким плечом, при этом длинное плечо используется для приведения тормоза в действие посредством поворота валика в направлении по часовой стрелке, и короткое плечо используется для отключения тормоза посредством поворота валика в направлении против часовой стрелки. Посредством этого обеспечивается естественное понимание того, как пользователь должен будет приводить в действие и отключать тормоз.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения уплотнительные кольца изготовлены из бутадиенакрилонитрильного каучука (NBR) или силикона, и покрытие колеса, которое также служит в качестве уплотнения, изготовлено из полиуретанового материала или бутадиенакрилонитрильного каучука (NBR), или термопластичного эластомера.

Также предпочтительно, чтобы корпусной элемент конструкции с самоориентирующимся колесом, стержень, фланец и тормозной рычаг с валиком были изготовлены из коррозионностойкой стали 304, которая представляет собой пригодный материал для гигиенических конструкций, к которым также предъявляются требования по прочности.

Изобретение будет дополнительно разъяснено в дальнейшем со ссылкой на чертежи, в которых

фиг.1-6 показывают различные используемые на практике конфигурации гигиенических конструкций с самоориентирующимся колесом согласно настоящему изобретению;

фиг.7 показывает пример отдельных компонентов конструкции с самоориентирующимся колесом согласно изобретению;

фиг.8 показывает выполненный с пространственным разделением элементов вид в перспективе конструкции со стержнем согласно изобретению;

фиг.9 показывает выполненный с пространственным разделением элементов вид в перспективе конструкции с фланцем согласно изобретению;

фиг.10 показывает вид самого колеса;

фиг.11 иллюстрирует сечение с увеличенными частями смонтированного колеса;

фиг.12 показывает, как подшипники вставлены в наружное опорное кольцо;

фиг.13 показывает покрытие ступицы колеса;

фиг.14 показывает основные детали, размещаемые в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом с торможением, на виде в перспективе с пространственным разделением элементов;

фиг.15 показывает детали поворотной платформы;

фиг.16 показывает отдельные основные компоненты конструкции;

фиг.17 показывает коленчатый рычаг в положении расфиксации;

фиг.18 показывает коленчатый рычаг в положении фиксации;

фиг.19 показывает ограничительный упор;

фиг.20 показывает функционирование при приведении в действие рычага для фиксации и стопора колеса;

фиг.21 показывает функционирование при деактивизации рычага для фиксации и стопора колеса;

фиг.22 показывает функционирование подпружиненного рычага;

фиг.23 показывает включение блокировки посредством рычага для фиксации от поворота;

фиг.24 показывает отключение блокировки посредством рычага для фиксации от поворота;

фиг.25 показывает сечение соединения между стержнем и верхним концом корпусного элемента конструкции с самоориентирующимся колесом с уплотнительным кольцом между стержнем и колпачком для поворотного элемента/стержня, при этом данное соединение показано в увеличенном виде в сечениях В и В’, и сечение уплотнения поворотного соединения между колпачком для поворотного элемента/стержня и поворотной платформой, предусмотренной в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом, при этом данное уплотнение показано в увеличенном виде в сечении А;

фиг.26 показывает уплотнительную конструкцию, которая используется, когда конструкция с самоориентирующимся колесом должна использоваться без тормозного рычага;

фиг.27 показывает на фрагменте D уплотнительную конструкцию, которая должна использоваться, когда тормозной рычаг смонтирован, и, кроме того, в сечении Н показано уплотнение между фланцем и оборудованием, и в сечении G показано грязесъемное манжетное уплотнение поворотного соединения; и

фиг.28 показывает на фрагменте Е конфигурацию перехода между ободом колеса и колпачком ступицы.

Фиг.1-6 показывают различные используемые на практике конфигурации конструкций с самоориентирующимся колесом согласно настоящему изобретению. Фиг.1-3 показывают варианты осуществления с присоединением посредством стержня, и фиг.4-6 показывают варианты осуществления с присоединением посредством фланца. Фиг.1 и 4 показывают конструкции с самоориентирующимся колесом, предусмотренные с тормозом, фиг.2 и 5 показывают конструкции без тормоза и с колесами, подвешенными с возможностью поворота, и фиг.3 и 6 показывают конструкции с самоориентирующимися колесами, которые не могут поворачиваться. Невозможно снаружи установить разницу между двумя типами соответственно на фиг.2 и 5 и на фиг.3 и 6, но разница состоит в том, что в конструкциях последнего типа поворот (swing movement) или поворот (pivot movement) заблокирован.

Фиг.7 показывает пример конструкции с самоориентирующимся колесом согласно изобретению. Конструкция с самоориентирующимся колесом состоит из нижеуказанных компонентов: конструкции 1 со стержнем или конструкции 2 с фланцем и конструкции 3 с самоориентирующимся колесом. Стержень или фланец выбирают в зависимости от того, как желательно прикрепить конструкцию с самоориентирующимся колесом. Стержень 1 обеспечивает возможность регулирования по высоте, но в остальном функционирование является одинаковым независимо от выбранного способа прикрепления. Как конструкция со стержнем, так и конструкция с фланцем выполнены в виде гигиенических элементов, и стержень может быть предусмотрен с покрывающим элементом, так что будет отсутствовать незакрытая резьба. В показанном варианте осуществления все поверхности имеют Ra (среднее арифметическое отклонение профиля), составляющее максимум 0,8 мкм.

На фиг.8 конструкция со стержнем показана с самим стержнем 5 на виде в перспективе с пространственным разделением элементов. Ссылочная позиция 4 обозначает корпус, и ссылочная позиция 6 обозначает уплотнительное кольцо, которое обеспечивает уплотнение между стержнем 5 и переходником 7, который также предусмотрен с уплотнением 8 поворотного соединения. Переходник посредством резьбы присоединен к стержню, и резьбовое соединение предпочтительно должно быть зафиксировано от ослабления с помощью какого-либо средства фиксации резьбовых соединений, такого как Loctite®.

На фиг.9 конструкция с фланцем показана на виде в перспективе с пространственным разделением элементов. Ссылочная позиция 9 обозначает уплотнение между самим фланцем 10 и оборудованием, которому должна быть придана подвижность. Под фланцем 10 установлено грязесъемное манжетное уплотнение 11 поворотного соединения. Фланец присоединен посредством гигиенических гаек 13, на которых расположены уплотнения 12.

Само колесо показано на фиг.10. Оно смонтировано в конструкции с самоориентирующимся колесом посредством опорного соединителя 16 для колеса, который закреплен с помощью кольцевого фиксатора 17 для оси. В данном случае колесо 18 показано как снаружи, так и изнутри. Выбор подшипника для конструкции имеет важное значение с точки зрения цены и использования. Помимо дорожки, диаметра колеса и поворотной опоры подшипники колеса имеют решающее значение для маневренности/поворотливости и, следовательно, качества самоориентирующегося колеса. Очевидно, существуют разные требования к колесам, подлежащим использованию в качестве колесиков для мебели в домашних условиях, и колесам, которые должны использоваться в сфере торговли. Аналогичным образом, различные другие требования предъявляются к колесам под контейнерами для сбора мусора, больничными кроватями и, например, тележками для покупок, и совершенно другие требования предъявляются к колесам, используемым для транспортировки тяжелых грузов на промышленном предприятии, и критически важно то, чтобы выбор подшипника был адаптирован к соответствующему применению.

Для обеспечения возможности избежания статического электричества, которое может вызывать дискомфорт у пользователей, когда синтетический материал заряжается из-за трения и напряжение, вызванное зарядом, не может быть снято, так что разряд происходит через пользователя, конструкция предпочтительно выполнена с электропроводящими колесами с разрядными сопротивлением, которое составляет менее 10000 Ом. Посредством этого также обеспечивается возможность минимизации риска взрыва, например, являющегося следствием воспламенения взрывоопасных газов и взрывоопасной пыли.

Фиг.11 показывает сечение установленного колеса с частями, показанными на увеличенном изображении, и фиг.12 показывает, как подшипники 19 вставлены в наружное опорное кольцо 16. На фрагменте В” видно, что на наружной стороне опорного кольца 16 выполнен кольцевой буртик, который в сечении имеет форму клина с зубцом. Буртик образует направляющую, которая при сдавливании опорного кольца 16 образуется с внутренней стороны ступицы колеса. В дальнейшем буртик служит в качестве зубца, который гарантирует невозможность легкого разделения компонентов.

Как указано выше, выбор подшипника должен быть адаптирован к соответствующему намеченному использованию. В предпочтительном варианте осуществления используются два шарикоподшипника с глубокой дорожкой качения, обеспечивающие наилучшее соотношение между трением качения и несущей способностью. Также могут быть использованы радиально-упорные шарикоподшипники, роликоподшипники или подшипники скольжения. Радиально-упорные шарикоподшипники и роликоподшипники используются, когда предъявляются особые требования, в то время как подшипник скольжения представляет собой самое дешевое решение, которое может быть использовано для оборудования, подлежащего перемещению с низкой скоростью и на короткие расстояния.

Как видно на фиг.13, покрытие ступицы колеса имеет двойную функцию. Оно служит как в качестве шины, так и в качестве уплотнения. Как показано на фрагменте А”, одна сторона покрытия выполнена с язычком, который выступает по направлению к корпусному элементу конструкции с самоориентирующимся колесом и обеспечивает защиту от влаги и другого загрязнения. Должно быть обеспечено наличие такого низкого опорного давления, которое не оказывает существенного влияния на трение качения, и при этом опорное давление должно быть настолько сильным, чтобы обеспечивалась непроницаемость.

Фиг.14 показывает основные детали, размещаемые в корпусном элементе 28 конструкции с самоориентирующимся колесом с торможением, на виде в перспективе с пространственным разделением элементов. При сборке деталей, размещаемых в корпусном элементе 28 конструкции с самоориентирующимся колесом, детали собирают группами следующим образом: стопор 29 для фиксации колеса, с пружиной 20 устанавливают в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом вместе с оттягивающей вспомогательной пружиной 34. После этого образуют группу, которая состоит из кулачкового валика 33 с двумя плоскими рычагами, соответственно подпружиненным рычагом 32 для фиксации колеса и рычагом 23 для фиксации колеса, при вставленном стержне 24 для фиксации колеса. Все детали размещают в корпусном элементе 28 конструкции с самоориентирующимся колесом. В дальнейшем стержень 24 для фиксации колеса закрепляют посредством винта 25. После этого пружину 40 для фиксации от поворота направляют вокруг рычага 39 для фиксации от поворота, который направляют вниз в выступ корпусного элемента конструкции с самоориентирующимся колесом до тех пор, пока он не сцепится со стержнем на кулачковом валике 33. После этого фиксирующую пластину 30 прикрепляют с помощью винта 31 для удерживания рычага 39 для фиксации от поворота и кулачкового валика 33 в корпусном элементе. Затем остроконечный винт 21 ввинчивают в ограничительный упор 22, который размещен в заданном положении в корпусном элементе 28 конструкции с самоориентирующимся колесом. После этого прокладку 26 для педали/валика надевают на конструкцию 27, состоящую из педали и валика. Две детали, из которых состоит конструкция из педали и валика, то есть педаль и валик, собирают, например, посредством многошлицевой соединительной части и Loctite®, но существует возможность использования других способов сборки, таких как способ с использованием конуса и штифта. После этого конструкцию 27, состоящую из педали и валика, вталкивают в корпусной элемент конструкции с самоориентирующимся колесом до тех пор, пока многошлицевая соединительная часть валика не «сцепится» с ограничительным упором и кулачковым валиком 33. После этого остается верхняя часть, которая представляет собой поворотную платформу и на которой должен быть смонтирован стержень или фланец. Детали поворотной платформы проиллюстрированы на фиг.15. Перед установкой поворотной платформы детали размещают друг поверх друга. Внизу размещают игольчатый подшипник 37, и поверх него размещают диск 38 для фиксации от поворота и затем еще один игольчатый подшипник, и над ним размещают поворотный фрикционный диск 36. Когда остальные группы деталей установлены в корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом, конструкцию с кулачковым валиком привинчивают к самой верхней части корпусного элемента конструкции с самоориентирующимся колесом посредством винта 35 с потайной головкой.

Фиг.16 показывает отдельные основные компоненты конструкции. На верхней части собранной конструкции с корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом может быть установлена или конструкция 1 со стержнем, или конструкция 2 с фланцем, которая в возможном варианте может удерживаться посредством герметика для резьбовых соединений, такого как Loctite®, который добавляют в месте, показанном большой стрелкой. Когда конструкция с самоориентирующимся колесом установлена, конструкция с самоориентирующимся колесом будет готова к использованию.

Собранная конструкция с самоориентирующимся колесом имеет следующие функции. Тормоз может быть приведен в действие/включен посредством нажатия на длинный конец коленчатого рычага 27. Фиг.17 показывает коленчатый рычаг в положении расфиксации. Во время первой части перемещения будет иметь место незначительное упругое сопротивление, и затем будет ощущаться небольшое, более выраженное сопротивление, и в завершение будет создаваться ощущение фиксации в пазе. Ниже подробно описано то, каким образом достигается особое ощущение/восприятие отдельных этапов.

Отключение тормоза обеспечивают за счет нажатия на короткую часть коленчатого рычага. Фиг.18 показывает коленчатый рычаг в положении фиксации. Во время первой части перемещения имеет место незначительное сопротивление, и после этого возникает ощущение упругого отскока назад. То, каким образом достигается особое ощущение/восприятие отдельных этапов отключения, также будет подробно описано ниже вместе с разъяснением того, как на самом деле работает тормоз и как он может противодействовать интенсивным воздействиям со всех сторон без проскальзывания или отпускания/разблокировки.

Что касается тормозов, препятствующих как вращению колеса, так и повороту, то существует возможность того, что они могут блокировать вращение посредством стопора между фиксирующими зубьями и фиксирующими отверстиями в колесе при приведении их в действие. Если они не делают это прямо сразу, то очень небольшое смещение вызовет установку стопора в заданном положении в пазе и блокировку. Мертвый ход тормоза соответствует±1/2% или±0,57 градуса перед полной блокировкой. При отключении тормоза стопор вытягивается при вращательном движении, но содействие вытягиванию/извлечению стопора колеса оказывается не во время первой части перемещения. Эта процедура также будет разъяснена в дальнейшем.

Далее рассматривается фиг.19, посредством которой будет разъяснено функционирование ограничительного упора 22. При торможении педаль приводится в действие человеком, который нажимает ногой на длинное плечо коленчатого рычага. Движение и сила передаются посредством валика ограничительному упору. Эта сила может быть довольно большой, и конструкция рассчитана на ожидаемое давление, составляющее 2000 Н. Следовательно, ограничительный упор 22 предусмотрен с многошлицевой соединительной частью, которая может обеспечить передачу значительных сил корпусному элементу конструкции с самоориентирующимся колесом. Ограничительный упор имеет дополнительную функцию, а именно фиксацию валика педали в аксиальном направлении, которая выполняется посредством остроконечного винта после сборки.

Функционирование рычага 23 для фиксации и стопора 29 для фиксации колеса будет разъяснено ниже со ссылкой на фиг.20 (приведение в действие) и фиг.21 (деактивизация). При приведении в действие давление на длинную часть коленчатого рычага обеспечит выполнение педалью/валиком поворота (А) по часовой стрелке и поджим (В) верхнего стопора кулачкового валика к рычагу для фиксации, который поворачивается (С) вокруг стержня 24 для фиксации и обеспечивает снятие давления со стопора 29 для фиксации колеса. Стопор поджимается (D) пружиной к фиксируемому колесу и, когда это станет возможным, проходит в канавку и фиксирует колесо. Сопротивление (Е) вращательному движению постоянно обеспечивается посредством подпружиненного рычага 32 для фиксации, расположенного за рычагом 23 для фиксации, и это создает у пользователя ощущение того, что что-то зафиксировано. Если помогающее воздействие «превышает» сопротивление при отжиме стопора 29 для фиксации колеса, стопор кулачкового валика функционирует в качестве фиксатора только при отключении тормоза.

Как проиллюстрировано на фиг.21, давление на короткое плечо коленчатого рычага приведет к выполнению педалью/валиком поворота (А) против часовой стрелки и поджиму (В) стопора кулачкового валика к рычагу для фиксации, который поворачивается (С) вокруг стержня 24 для фиксации и обеспечивает приложение давления (D) к стопору 29 для фиксации колеса, который отталкивается фиксируемым колесом. Подпружиненный рычаг 32 для фиксации, расположенный за рычагом 23 для фиксации, обеспечивает постоянное содействие (Е) вращательному движению. Если помогающее воздействие «превышает» сопротивление при отжиме стопора 29 для фиксации колеса, стопор кулачкового валика функционирует в качестве фиксатора только при отключении тормоза.

Далее рассматривается фиг.22, со ссылкой на которую будет разъяснено функционирование подпружиненного рычага 32. Подпружиненный рычаг 32 поворачивается вокруг кулачкового валика и педали/валика без какого-либо другого соединения, так что валик используется в качестве поворотного валика. Пружина 34 поджимается к рычагу на одном конце и таким образом передает соответствующее давление другому концу, расположенному рядом с рычагом 23 для фиксации, который, в свою очередь, поджимается к стопору 29 для фиксации колеса.

Фиг.23 показывает, что педаль для включения блокировки посредством рычага 39 для фиксации от поворота поворачивается по часовой стрелке, и посредством этого кулачковый валик 33 также поворачивается по часовой стрелке, и стопоры будут стремиться войти в соответствующие пазы, и, когда они сделают это, будут обеспечены как фиксация от поворота, так и фиксация колеса. Пружина 40 создает сопротивление перемещению и растягивается до конечного положения, в котором пружина удерживает педаль в наружном положении после поворота по часовой стрелке. Ограничительный упор выполнен таким прочным, чтобы он мог выдерживать полную нагрузку, создаваемую пользователем.

Для отключения блокировки посредством рычага для фиксации от поворота педаль поворачивается, как показано на фиг.24, против часовой стрелки и обеспечивает выталкивание сначала стопора, предназначенного для фиксации от поворота, и затем стопора для фиксации колеса. Пружина способствует перемещению. Как указано выше, жесткая/прочная конфигурация ограничительного упора гарантирует возможность выдерживания полной нагрузки, создаваемой пользователем.

Посредством предложенной конструкции может быть получена гигиеническая конструкция с минимальным числом уплотнений. Решение, предусмотренное со стержнем, требует уплотнения 1) между оборудованием и корпусом конструкции со стержнем, 2) между стержнем и колпачком для поворотного элемента/стержня, 3) между колпачком для поворотного элемента/стержня и поворотной платформой, предусмотренной на корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом, 4) между колесом и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом и 5) между тормозным валиком и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом. Решение, предусмотренное со стержнем, требует уплотнения 1) между оборудованием и фланцем, 2) между фланцем и гайками, 3) между фланцем и поворотной платформой, предусмотренной на корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом, 4) между колесом и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом и 5) между тормозным валиком и корпусным элементом конструкции с самоориентирующимся колесом. Предпочтительным выбранным вариантом материала уплотнения является бутадиенакрилонитрильный каучук (NBR) (NNF-85), но также может быть использован, например, силикон. Уплотнения и их предпочтительные конфигурации описаны ниже.

Фиг.25 показывает сечение соединения между стержнем 5 и верхним концом корпусного элемента конструкции, предусмотренной с самоориентирующимся колесом, и уплотнительным кольцом 6 между стержнем и колпачком для поворотного элемента/стержня (показано в увеличенном виде в сечениях В и В’) и сечение уплотнения поворотного соединения между колпачком для поворотного элемента/стержня и поворотной платформой, предусмотренной на корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом (показано в увеличенном виде в сечении А). За счет уменьшения расстояния между поверхностями и уменьшения полостей, в которых размещены уплотнительные кольца, так, чтобы их размеры были соответственно меньше размера уплотнительных колец, как очевидно, достигается то, что уплотнения будут находиться под постоянным и регулируемым давлением (как показано широкими стрелками в сечениях А’ и В’). Таким образом достигается заданное сжатие и, следовательно, заданный уплотняющий эффект. Из соображений гигиены/легкой очистки наружная поверхность выполнена с такой конфигурацией, чтобы обеспечить наилучшую возможную защиту от скопления патогенных микроорганизмов в уплотнительной конструкции.

Фиг.26 показывает уплотнительное кольцо 41, которое применяется, когда конструкция подлежит использованию без тормозного рычага. Таким образом, это уплотнение обеспечивает уплотнение между корпусным элементом 28 конструкции с самоориентирующимся колесом и вставленной заглушкой 42, и принцип уплотнения показан в увеличенном виде на фрагментах С и С’.

Когда используется тормозной рычаг, он должен быть уплотнен так, как показано на фрагментах D и D’ на фиг.27. В данном случае также показаны уплотнение 9 (см. также сечения Н и Н’) между фланцем 10 и оборудованием, которому должна быть придана подвижность, и грязесъемное манжетное уплотнение 11 поворотного соединения (см. также сечения G и G’).

Уплотнение между колесом 18 и корпусным элементом 28 конструкции с самоориентирующимся колесом проиллюстрировано на фиг.28 и, как упомянуто выше, закреплено посредством покрытия или шины 43, которое (-ая) выполнено (-а) как одно целое с язычком, обозначенным в данном случае ссылочной позицией 44. Это покрытие также может быть выполнено из цельного бутадиенакрилонитрильного каучука (NBR), но в предпочтительном варианте осуществления оно выполнено из не оставляющего следов, синего полиуретана. Покрытие или элемент 43, образующий дорожку, также может быть изготовлено/изготовлен из полиуретана с защитными нитями (электропрововодящими) или из термопластичного каучука/эластомера. Шины часто обеспечивают необходимый уплотняющий эффект без создания слишком большого трения между язычком 44 и корпусным элементом 28 конструкции с самоориентирующимся колесом.

Фрагмент Е на фиг.28 показывает конфигурацию переходной зоны, которая предусмотрена между ободом 45 колеса и колпачком 46 ступицы и в которой проставка 47 удерживается в заданном положении. Обод 45 колеса предпочтительно изготовлен из полиамида (РА6), но также может быть изготовлен, например, из коррозионностойкой стали 304 или из электропроводящего полиамида или полипропилена. Электропроводящие материалы выбирают, если желателен разряд для избежания статического электричества.

Как следует из вышеизложенного, предпочтительно, чтобы все уплотнения были выполнены особым образом для такого применения. Таким образом, обеспечивается возможность наличия совершенно гладких поверхностей, которые легко промывать и осматривать и которые минимизируют риск накопления грязи.

Следует понимать, что в данном случае изобретение создано и описано для отражения того, что оно будет обычно использоваться в качестве стандартного элемента, который может быть установлен напрямую на оборудовании различных типов. Тем не менее следует понимать, что конструкция по изобретению также может быть выполнена за одно целое с оборудованием при избежании переходных элементов без выхода за пределы объема изобретения.

Также следует понимать, что корпусной элемент конструкции с самоориентирующимся колесом необязательно должен содержать функциональные элементы, которые не используются в некоторых случаях, но по практическим и эстетическим соображением может быть целесообразным использование одинаковых корпусного элемента и колес для всех конструкций с самоориентирующимися колесами согласно изобретению.

Ссылочные позиции

1 Конструкция со стержнем

2 Конструкция с фланцем

3 Конструкция с самоориентирующимся колесом

4 Корпус

5 Стержень

6 Уплотнительное кольцо

7 Переходник

8 Уплотнение поворотного соединения

9 Уплотнение между фланцем и оборудованием

10 Фланец

11 Грязесъемное манжетное уплотнение поворотного соединения

12 Уплотнение для гигиенической гайки

13 Гигиеническая гайка

14 -

15 -

16 Опорный соединитель для колеса

17 Кольцевой фиксатор для оси

18 Колесо

19 Подшипники

20 Пружина для стопора для фиксации колеса

21 Остроконечный винт

22 Ограничительный упор

23 Рычаг для фиксации колеса

24 Стержень для фиксации колеса

25 Винт с внутренней шестигранной головкой

26 Прокладка для педали/валика

27 Тормозная педаль

27а Тормозной валик

28 Корпусной элемент конструкции с самоориентирующимся колесом

29 Пластина для фиксации колеса

30 Фиксирующая пластина

31 Винт с внутренней шестигранной головкой

32 Подпружиненный рычаг для фиксации колеса

33 Кулачковый валик

34 Оттягивающая вспомогательная пружина

35 Винт с потайной головкой

36 Поворотный фрикционный диск

37 Игольчатый роликоподшипник

38 Диск для фиксации от поворота

39 Рычаг для фиксации от поворота

40 Пружина для фиксации от поворота

41 Уплотнительное кольцо

42 Заглушка

43 Покрытие колеса (шины)

44 Уплотнительный язычок

45 Обод колеса

46 Колпачок ступицы

47 Проставка

Конструкция с самоориентирующимся колесом содержит колесный компонент (18) и корпусной элемент (28) конструкции, выполненный с возможностью установки на нем переходного элемента, такого как конструкция (1) со стержнем или конструкция (2) с фланцем, который, в свою очередь, выполнен с возможностью закрепления на оборудовании для придания оборудованию подвижности. Колесный компонент (18) подвешен с одной стороны и расположен вокруг по существу горизонтальной оси на корпусном элементе (28). Конструкция содержит уплотнение (8, 11) между переходным элементом (1 или 2) и верхней частью корпусного элемента (28), выполненное с адаптированными к конструкции контурами для обеспечения по существу непрерывных поверхностей. Конструкция дополнительно содержит уплотнение (44) между колесным компонентом (18) и корпусным элементом (28), выполнение с адаптированными к конструкции контурами для обеспечения по существу непрерывных поверхностей. Технический результат – улучшение эксплуатационных качеств колеса. 15 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Конструкция с самоориентирующимся колесом, содержащая колесный компонент (18) и корпусной элемент (28) конструкции, выполненный с возможностью установки на нем переходного элемента, такого как конструкция (1) со стержнем или конструкция (2) с фланцем, который, в свою очередь, выполнен с возможностью закрепления на оборудовании для придания оборудованию подвижности, при этом колесный компонент (18) подвешен с одной стороны и расположен вокруг по существу горизонтальной оси на корпусном элементе (28), при этом конструкция содержит уплотнение (8, 11) между переходным элементом (1 или 2) и верхней частью корпусного элемента (28), выполненное с адаптированными к конструкции контурами для обеспечения по существу непрерывных поверхностей, причем конструкция дополнительно содержит уплотнение (44) между колесным компонентом (18) и корпусным элементом (28), выполнение с адаптированными к конструкции контурами для обеспечения по существу непрерывных поверхностей.

2. Конструкция с самоориентирующимся колесом по п.1, отличающаяся тем, что уплотнение между колесным компонентом (18) и корпусным элементом (28) конструкции с самоориентирующимся колесом установлено с возможностью фиксации или на колесном компоненте, или на корпусном элементе конструкции с самоориентирующимся колесом и прилегает к другому компоненту с возможностью скольжения.

3. Конструкция с самоориентирующимся колесом по п.1 или 2, отличающаяся тем, что уплотнение между колесным компонентом (18) и корпусным элементом (28) конструкции с самоориентирующимся колесом образовано в виде язычка (44), который представляет собой неотъемлемую часть элемента (43), образующего дорожку (43).

4. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что переходной элемент представляет собой стержень (5), и он снабжен уплотнительным кольцом (6), которое обеспечивает уплотнение между стержнем (5) и переходником (7), который также предусмотрен с уплотнительным кольцом (8).

5. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что переходной элемент представляет собой конструкцию (2) с фланцем, и он снабжен уплотнением (9) между самим фланцем (10) и оборудованием, и под фланцем (10) установлено уплотнение (11), при этом указанный фланец прикреплен посредством гаек (13) с уплотнениями (12), размещенными на них.

6. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что уплотнения размещены на периферии в переходных зонах и выполнены с поверхностями, которые обеспечивают плавные, нежесткие переходы, и большинство уплотнений приводятся в действие и удерживаются на месте за счет их удерживания посредством давления в направляющих и полостях, в которых они установлены.

7. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что все наружные поверхности являются гладкими (Ra составляет максимум 0,8 мкм), самоосушающимися и выполнены с радиусами изгиба, составляющими, по меньшей мере, 3,2 мм.

8. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что для торможения колеса за счет внутренних средств она содержит тормозной валик (27а), снабженный коленчатым рычагом (27), при этом указанный тормозной валик (27а) предусмотрен с уплотнением, которое обеспечивает уплотнение между тормозным валиком (27а) и корпусным элементом (28) конструкции с самоориентирующимся колесом.

9. Конструкция с самоориентирующимся колесом по п.8, отличающаяся тем, что тормозной валик (27а) может функционировать так, что он будет обеспечивать торможение или движения колеса, или поворота, или обоих движений.

10. Конструкция с самоориентирующимся колесом по п.8 или 9, отличающаяся тем, что тормозной валик (27а) имеет соединение с кулачковым валиком (33), который может приводить в действие систему стопоров и прекращать действие системы стопоров, которая совместно с пластинами для фиксации может обеспечить блокировку соответственно движения колеса и/или поворота.

11. Конструкция с самоориентирующимся колесом по п.10, отличающаяся тем, что кулачковый валик (33) активно обеспечивает как приведение в действие, так и прекращение действия тормозных систем, которые содержат подпружиненный рычаг (32) для фиксации колеса и рычаг (23) для фиксации колеса, посредством управления подпружиненным рычагом (32) для фиксации колеса и рычагом (23), предназначенным для фиксации колеса, с помощью пазов.

12. Конструкция с самоориентирующимся колесом по п.9 или 10, отличающаяся тем, что подпружиненный рычаг (32) для фиксации колеса и рычаг (23) для фиксации колеса предусмотрены со стопорами, предназначенными для контактного взаимодействия с пластинами для фиксации, и с предпочтительно охватывающими пружинами, которые способствуют правильному приведению в действие тормозных систем и которые способствуют обеспечению соответствующей тактильной обратной связи для пользователя при приведении в действие и отключении тормоза.

13. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из пп.8-12, отличающаяся тем, что тормозной валик (27а) предусмотрен с закрепленным жестким ограничительным упором (22), который ограничивает колебания как при приведении в действие, так и при отключении тормоза, и который дополнительно гарантирует невозможность вытягивания тормозного валика (27а) наружу.

14. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из пп.8-13, отличающаяся тем, что коленчатый рычаг (27) выполнен с длинным плечом и коротким плечом, при этом длинное плечо используется для приведения тормоза в действие посредством поворота валика (27а) в направлении по часовой стрелке, и короткое плечо используется для отключения тормоза посредством поворота валика (27а) в направлении против часовой стрелки.

15. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что уплотнительные кольца изготовлены из бутадиенакрилонитрильного каучука (NBR) или силикона, и покрытие колеса, которое также служит в качестве уплотнения, изготовлено из полиуретанового материала или бутадиенакрилонитрильного каучука (NBR).

16. Конструкция с самоориентирующимся колесом по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что корпусной элемент конструкции с самоориентирующимся колесом, стержень, фланец и тормозной рычаг с валиком (27а) изготовлены из коррозионностойкой стали 304.