Radaufbau
Ein Rad setzt sich aus den Komponenten Lauffläche, Laufbelag, Radkörper, Lagerung und Nabe zusammen, deren Eigenschaften und Funktionen nachfolgend erklärt werden.
- Die Lauffläche ist der Teil des Rades, der den Boden berührt. Sie wird auch als Profil bezeichnet. Die Lauffläche kann glatt oder geprägt ausgeführt sein, beispielsweise um die Bodenhaftung zu erhöhen.
- Der Laufbelag ist der Reifen des Rades, der an seiner Außenseite die Lauffläche bildet. Er kann aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und definiert mit den dadurch verbundenen Werkstoffeigenschaften den Einsatzbereich des Rades. Er kann aufgeklebt, vulkanisiert, umgossen oder aufgespritzt sein und ist fest mit dem Radkörper verbunden.
- Der Radkörper ist das tragende Teil des Rades und stellt als Felge die Verbindung zwischen Laufbelag und Lagerung her. Er wird in verschiedenen Formen, z. B. mit und ohne Speichen, und aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt. Er kann aus einem einzigen Teil oder aus mehreren miteinander verbundenen Teilen bestehen.
- Die Lagerung bzw. die Nabe bildet die Schnittstelle zwischen der feststehenden Achse und dem Rad, welches sich um diese Achse dreht. Die Wahl der Lagerart hat direkten Einfluss auf die Laufeigenschaften. Für die Lagerung von Rädern werden Kugellager, Rollenlager oder direkt in der Nabenbohrung laufende Gleitlager verwendet.
Laufbelag, Werkstoffe
Für den Laufbelag der Räder stehen folgende Werkstoffalternativen zur Auswahl: Gummi, Polyurethan, Polyamid und Phenolharz. Diese Werkstoffe werden nachfolgend erklärt.
Der Gummi-Laufbelag besteht aus einem aus Naturkautschuk und / oder synthetischem Gummi gewonnenen Elastomer. Er wird entweder aufvulkanisiert oder im Spritzgussverfahren aufgebracht und hat nachfolgend aufgeführte Eigenschaften.
+ hohe Elastizität und Fahrkomfort
+ bodenschonend
+ geräuscharmer Lauf
+ vibrationsdämpfend
- hoher Anfahr- und Rollwiderstand
- Abrieb bei rauem Bodenbelag möglich
Der Polyurethan-Laufbelag besteht aus einem Elastomer, welcher ausschließlich aus synthetischen Rohstoffen hergestellt wird. Das Polyurethan wird entweder auf den Radkörper aufgegossen oder mittels Spritzgussverfahren aufgebracht und hat nachfolgend aufgeführte Eigenschaften.
+ geringer Anfahr- und Rollwiderstand
+ hohe Elastizität
+ gute Verschleiß- und Reißfestigkeit
+ bodenschonend
+ verursacht keine Spuren
+ beständig gegen viele aggressive Medien
Bei einteiligen Rädern wird der Laufbelag durch den Grundwerkstoff des Radkörpers vorgegeben, d. h. der Laufbelag und der Radkörper sind aus einem Werkstoff und in einem Fertigungsverfahren hergestellt. Die charakteristische Eigenschaften des jeweiligen Werkstoffs werden nachfolgend erklärt.
Polyamid:
+ gute Verschleiß- und Reißfestigkeit
+ geringer Anfahr- und Rollwiderstand
+ verursacht keine Spuren
+ beständig gegen viele aggressive Medien
- kann Feuchtigkeit aufnehmen und abgeben
Phenolharz:
+ hitzebeständig
+ beständig gegen viele aggressive Medien
- geringere Verschleiß- und Reißfestigkeit
Gehäuseaufbau
Die Kombination eines Rades mit einem Gehäuse wird je nach Gehäusetyp als Lenkrolle oder Bockrolle bezeichnet. Das Gehäuse ist das Verbindungselement zwischen Rad und Wagen. Dabei wird zwischen Lenkgehäuse, Lenkgehäuse mit Feststeller und feststehendem Gehäuse unterschieden.
Lenkgehäuse
Das Lenkgehäuse dreht sich bei der Änderung der Verschieberichtung um seine senkrechte Achse. Die Radachse ist bezüglich der Gehäuseachse versetzt, um eine gute Manövrierbarkeit des Wagens zu gewährleisten. Unter der Manövrierbarkeit versteht man sowohl die Lenkbarkeit des Wagens, als auch den Geradeauslauf. Lenkgehäuse bestehen aus den Einzelkomponenten Anschraubplatte, Lenkgabel, Lagerung, Kugellagerhaltering, Zapfen (bzw. Rückenloch) und, je nach Ausführung, Staubschutzring.
Die Lenkgabel nimmt das Rad an seiner Nabe auf und ist mittels der Lagerung mit der Anschraubplatte verbunden.
Die Lagerung besteht aus einem doppelten Axial-Kugellager und ermöglicht es der Lenkgabel sich unter der Anschraubplatte zu drehen. Sie ist mit Fett geschmiert und durch den Staubschutzring vor Verunreinigungen geschützt. Zusammengehalten wird die Lagerung durch den Zapfen und den Kugellagerhaltering, der den unteren Abschluss bildet.
Mit der Anschraubplatte wird das Gehäuse am Wagen befestigt. Die Langlöcher ermöglichen eine einfache parallele Montage mehrerer Rollen.
Lenkgehäuse, die mit einem Feststeller ausgestattet sind, sperren, bei Betätigung, sowohl die Drehung des Rades als auch die des Gehäuses.
Feststehendes Gehäuse
Das feststehende Gehäuse besteht aus einem formgestanzten Stahlblech und nimmt das Rad an seiner Nabe auf. Diese Kombination wird auch als Bockrolle bezeichnet und sorgt maßgeblich für einen Geradeauslauf des Wagens.
Einsatzbedingungen
Die Art des Bodens und mögliche Hindernisse sind Faktoren, die die notwendige Antriebskraft zum Bewegen des Wagens beeinflussen und Auswirkungen auf die Übertragung von Schwingungen und den Verschleiß des Rades haben.
Ausgehend von der Beschaffenheit des Bodens, kann für die Auswahl des richtigen Rades die folgende Aussage getroffen werden:
• Für unregelmäßige Böden bzw. bei Hindernissen werden Räder mit einem weichen und dicken Laufbelag sowie großem Durchmesser eingesetzt.
• Bei glatten Böden und hohen Lasten werden Räder mit einem hartem Laufbelag eingesetzt.
In der nachfolgenden Tabelle ist vereinfacht für jeden Bodentyp der geeignete Laufbelag angegeben.
| Bodentyp | Geeigneter Werkstoff des Laufbelages |
| Fliesen | Kunststoffmaterial, Polyurethan oder Gummi |
| Asphalt | Gummi |
| Kunstharz - Beton | Kunststoffmaterial, Polyurethan oder Gummi |
| unbefestigter Boden | Gummi |
| Gitter | Gummi |
| Mit Spänen | Gummi |
In der Tabelle sind einige allgemeine Beständigkeiten für jede Radserie zusammengefasst, um die Auswahl zu vereinfachen.
Wegen der Vielzahl an Chemikalien, Lösemitteln etc. ist eine exakte Angabe nicht möglich, da prinzipiell unbeständige Werkstoffe gegenüber speziellen Stoffen beständig sein können und umgekehrt. Auch spielen Konzentration, Temperatur und Einwirkdauer eine entscheidende Rolle. Eine Beständigkeitsüberprüfung beim Kontakt mit entsprechenden Stoffen sollte vom Anwender selbst durchgeführt werden.
| Beständigkeit gegen: | GN 22868 | GN 22870 | GN 22872 | GN 22873 | GN 22874 | GN 22875 | GN 22880 |
| Alkohol | + | o | + | o | o | + | + |
| Kohlenwasserstoff | + | o | + | o | o | o | + |
| Lösungsmittel | - | - | o | - | - | - | o |
| schwache Säuren | + | + | + | + | o | + | + |
| starke Säuren | - | - | o | - | - | - | o |
| schwache Laugen | o | o | + | o | o | o | + |
| starke Laugen | - | o | o | o | o | o | o |
| Wasser | o | + | + | + | + | o | + |
| Beständigkeit gegen: | GN 22882 | GN 22884 | GN 22885 | GN 22886 | GN 22887 | GN 22892 | GN 22894 |
| Alkohol | + | + | + | + | + | + | + |
| Kohlenwasserstoff | + | + | + | + | + | + | + |
| Lösungsmittel | - | - | - | - | - | o | + |
| schwache Säuren | + | + | o | o | o | o | + |
| starke Säuren | - | - | - | - | - | - | - |
| schwache Laugen | o | o | o | o | o | + | + |
| starke Laugen | o | o | - | - | - | o | - |
| Wasser | + | + | o | o | o | + | + |
+ beständig, o bedingt beständig, – unbeständig
Abhängig von der Umgebungstemperatur muss die Traglast entsprechend der in der Tabelle angegebenen Temperaturkorrekturfaktoren angepasst werden.
| Umgebungs- temperatur | |||||||
| von | bis | GN 22868 | GN 22872 | GN 22873 | GN 22874 | GN 22875 | GN 22882 |
| -40 °C | -20 °C | - | - | - | 0,4 | 0,4 | - |
| -20 °C | 0 °C | 1 | 0,8 | 0,8 | 1 | 1 | 1 |
| 0 °C | +20 °C | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| +20 °C | +40 °C | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| +40 °C | +60 °C | 0,9 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,9 |
| +60 °C | +80 °C | 0,8 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,7 |
| +80 °C | +120 °C | - | - | - | - | 0,4 | 0,4 |
| > +120 °C | - | - | - | - | - | - |
| Umgebungs- temperatur | |||||||
| von | bis | GN 22884 | GN 22885 | GN 22886 | GN 22887 | GN 22892 | GN 22894 |
| -40 °C | -20 °C | - | - | - | - | 0,5 | 0,5 |
| -20 °C | 0 °C | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 °C | +20 °C | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| +20 °C | +40 °C | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| +40 °C | +60 °C | 0,85 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 1 |
| +60 °C | +80 °C | 0,6 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 | 1 |
| +80 °C | +120 °C | - | - | - | - | 0,6 | 1 |
| > +120 °C | - | - | - | - | - | 1 |
1 = 100% der im Normblatt angegebenen Traglast
Die im Normblatt angegebenen Traglasten bei Transportrollen beziehen sich auf eine Geschwindigkeit, die nicht größer als 4 km/h ist. Bei höheren Geschwindigkeiten muss die Traglast entsprechend der in der Tabelle angegebenen Geschwindigkeitskorrekturfaktoren angepasst werden.
| Geschwindigkeit | |||||||
| von | bis | GN 22868 | GN 22872 | GN 22873 | GN 22874 | GN 22875 | GN 22882 |
| 0 km/h | 4 km/h | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 4 km/h | 6 km/h | 0,7 | - | - | - | 0,8 | 0,6 |
| 6 km/h | 10 km/h | 0,5 | - | - | - | - | - |
| 10 km/h | 12 km/h | 0,4 | - | - | - | - | - |
| 12 km/h | 16 km/h | 0,3 | - | - | - | - | - |
| Geschwindigkeit | |||||||
| von | bis | GN 22884 | GN 22885 | GN 22886 | GN 22887 | GN 22892 | GN 22894 |
| 0 km/h | 4 km/h | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 4 km/h | 6 km/h | 0,6 | 0,8 | 1 | 0,8 | - | - |
| 6 km/h | 10 km/h | - | - | 0,8 | 0,6 | - | - |
| 10 km/h | 12 km/h | - | - | 0,7 | 0,5 | - | - |
| 12 km/h | 16 km/h | - | - | 0,6 | 0,4 | - | - |
1 = 100% der im Normblatt angegebenen Traglast
Die Geschwindigkeitskorrekturfaktoren sind nur als allgemeine Richtwerte anzusehen, da viele anwendungsspezifische Faktoren die Traglast beeinflüssen können. Eine entsprechende Überprüfung sollte vom Anwender selbst durchgeführt werden.
Technische Hinweise
Unter der Manövrierbarkeit versteht man die Fähigkeit eines Wagens, sich während des Einsatzes mehr oder weniger leicht bewegen zu lassen. Eingeschränkte Platzverhältnisse innerhalb einer Produktionshalle oder sehr verwinkelte Wege erfordern eine gute Manövrierbarkeit des Wagens, um die Arbeit des Bedieners zu erleichtern.
Im Allgemeinen ermöglichen Lenkgehäuse einfache Richtungswechsel, wogegen feststehende Gehäuse einen guten Geradeauslauf gewährleisten. Feststehende Gehäuse müssen parallel zueinander montiert werden, um Verspannungen zu vermeiden.
In der Tabelle sind die am häufigsten vorkommenden Anordnungen und deren Besonderheiten abgebildet.
| Schema | Rollenanordnung | Besonderheiten | Anwendungsbeispiele |
 | 2 Lenkrollen, 2 Bockrollen, gleiche Bauhöhe | + gebräuchliste Anordnung + guter Geradeauslauf + gute Kurvenfahrt - schlecht manövrierbar in engen Gängen | Werkstätten, Lager |
 | 4 Lenkrollen, gleiche Bauhöhe | + gute Lenkbarkeit + lässt sich auf der Stelle drehen + in engen Gängen gut manövrierbar - schlechter Geradeauslauf | Supermärkte, Industrie, Logistikzentren |
 | 1 Lenkrolle, 2 Bockrollen, gleiche Bauhöhe | + preiswert + gute Lenkbarkeit + lässt sich auf der Stelle drehen + gut manövrierbar in engen Gängen - schlechter Geradeauslauf - neigt zum Kippen | kleine Wagen, leichte Lasten |
 | 4 Lenkrollen, 2 Bockrollen, gleiche Bauhöhe | + gut bei schweren Lasten + gute Lastverteilung bei langen Geräten + gute Lenkbarkeit + lässt sich auf der Stelle drehen - hohe Kosten | Paketverteilung, Post, Bahnhöfe, schwere Lasten, lange Geräte |
 | 4 Bockrollen, die mittleren Bock- rollen haben eine höhere Bauhöhe | + preiswert + guter Geradeauslauf + gute Lenkbarkeit - neigt zum Kippen | Montagelinien, Industriewagen |
 | 2 Lenkrollen, 2 Bockrollen, die Bockrollen haben eine höhere Bauhöhe | + guter Geradeauslauf + lässt sich auf der Stelle drehen - neigt zum Kippen | Werkstätten, Lager, Langmaterialwagen |
Die statische Traglast ist die maximale Last, die ein unbewegtes Rad oder Rolle tragen kann, ohne dass es zu dauerhaften Verformungen kommt, die seine Funktionsfähigkeit beeinträchtigen. Ein Rad, das an einem Gerät montiert ist, welches nur selten bewegt wird und daher fast immer in der gleichen Position bleibt, wird als statisch belastet definiert.
Die dynamische Traglast eines Rades oder einer Rolle ist die maximale Last, die gemäß den Prüfverfahren nach ISO 22878 – 22884 (DIN EN 12527 – 12533) getragen werden kann.
Die im Normblatt angegebenen Traglasten beziehen sich auf die dynamischen Traglasten. Die wichtigsten Prüfbedingungen sind in der Tabelle aufgeführt.
| Prüfbedingungen | Apparaterollen | Transportrollen / | Schwerlastrollen |
| Norm | ISO 22881:2004 | ISO 22883:2004 | ISO 22884:2004 |
| Prüflast | Nenntragkraft | Nenntragkraft | Nenntragkraft |
| Prüfgeschwindigkeit | 3 km/h | 3 km/h | 3 km/h |
| Temperaturbereich | +15 °C bis +28 °C | +15 °C bis +28 °C | +15 °C bis +28 °C |
| Boden | harter und horizontaler Boden mit Hindernissen | harter und horizontaler Boden mit Hindernissen | harter und horizontaler Boden mit Hindernissen |
| Hindernishöhe | 3% des Raddurchmessers | -5% des Raddurchmessers bei weichem Laufbelag (Härte < 90 Shore A) | -5% des Raddurchmessers bei weichem Laufbelag (Härte < 90 Shore A) |
| Anzahl der Hindernisse | Anzahl der Hindernisse | 500 Hindernisse | Anzahl der Hindernisse entspricht 5 x dem Raddurchmesser |
| Prüfzyklus | 3 Minuten Laufzeit; | 3 Minuten Laufzeit; | 3 Minuten Laufzeit; |
| Prüfdauer | Überwindung aller Hindernisse | 15.000 Radumdrehungen und Überwindung von 500 Hindernissen | Überwindung aller |
Die empfohlene ergonomische Höchstlast wird ermittelt, indem man eine Zug- oder Schubkraft von 200 N auf ein vierrädrigen Wagen (200 N / 4 = 50 N pro Rad) ausübt und die maximale transportierbare Last pro Rad bei einer konstanten Geschwindigkeit von 4 km/h misst.
Die angewandte Antriebskraft von 200 N entspricht der internationalen Arbeitsplatznorm für das Bewegen von Wagen in Innenräumen und wird allgemein als Grenze für die diejenige Belastung anerkannt, die ein Mensch über einen längeren Zeitraum hinweg ohne Ermüdungserscheinungen ertragen kann.
Zur Bestimmung der erforderlichen Traglast eines Rades oder einer Rolle muss die maximale Zuladung mit dem Leergewicht des Wagens addiert und die Summe durch die Anzahl der Räder dividiert werden. Dabei sollte generell für einen Wagen mit 4 Rädern die Gesamttraglast durch 3 dividiert werden, da z. B. durch unebene Böden oder ungleicher Lastverteilung nicht alle Räder gleichmäßig die Last tragen.
Die Formel zur Berechnung der notwendigen Traglast ist wie folgt:
W = (G+Z) / n | W = erforderliche Traglast je Rad bzw. Rolle G = Leergewicht des Wagens Z = maximale Zuladung n = Anzahl der tragenden Räder bzw. Rollen |
Anwendungsvideo zu Räder und Rollen
