naar top
Menu
Logo Print
14/06/2018 - DIETER DEVRIENDT

INDUSTRIELE WIELEN ZIJN MEER DAN ENKEL ROND

Materialen, toepassingsgerichtheid en zelfs aandrijving

Het wiel opnieuw uitvinden hoeven wielfabrikanten niet meer te doen, maar toch is de wereld van het industriële wiel geen statisch gegeven. Producenten focussen echt op de specifieke toepassing van hun wielen en investeren veel in het ontwikkelen van alsmaar betere materialen. Voor sommige toepassingen zijn er zelfs aangedreven wielen voorhanden. De wielen staan ook steeds minder enkel op zich; vaak komen ze met toepassingsspecifieke uitrustingen zoals besturing, elektronische gegevensuitwisseling … Ze vormen een - weliswaar kleine, maar toch niet te ontbreken - schakel in uw logistieke en productieproces.

 

WIELEN VOOR ALLE SECTOREN

Die 'dingen' die onder iets staan om het te kunnen verplaatsen…
Ze worden maar al te vaak over het hoofd gezien of in bulk besteld in het Verre Oosten. Toch schuilt er achter kwaliteitsvolle industriële wielen wel degelijk meer dan een banaal verbruiksgoed. De toepassingen zijn legio en voor elke applicatie bestaat wel een geknipte oplossing, of het nu gaat om een lastafel in de metaalsector, een pseudostatische machine in de voedingsindustrie, een gerobotiseerd magazijn of een voorraadkar in de productiehal …

 

KLASSIEKE OPBOUW

Het leeuwendeel van de wielsystemen is opgebouwd volgens het conventionele concept: een wiel wordt in de vork gemonteerd met een aslagering. Dit klassieke concept kan ruwweg onderverdeeld worden in twee types, namelijk het bokwiel, dat rolt in een gefixeerde looprichting, en het zwenkwiel beschikt over een vork op een roterende draaikrans. De drie hoofdcomponenten - vork, wiel, lager - hebben elk hun mogelijke karakteristieken, waardoor ze bijdragen aan de toepassingsgerichte oplossing.

 

DE VORK

Materialen

Voor de uitvoering van de vork zijn er drie verschillende materialen die gebruikt worden:

  • gegalvaniseerd staal voor de meeste basistoepassingen;
  • roestvast staal voor onder meer de farmaceutische en de voedingsindustrie;
  • kunststof voor bijvoorbeeld superlichte toepassingen.

De basisuitvoeringen van staal worden geperst, voor individuele belastingen vanaf 2 tot 3 ton gaat men de vorken lassen.

 

remsysteemRemsystemen

Remmen op wielen zijn er zowel in een individuele uitvoering (met pedaal) als in een gecentraliseerde versie met remactuatoren die vanop één punt bestuurd worden en het volledige wielsysteem ver- of ontgrendelen. De rembediening - ook individueel - kan, indien gewenst, op een vaste positie zitten, zodat deze steeds bereikbaar blijft, ongeacht de positie van het wiel. Naast de externe klemrem bieden sommige fabrikanten ook een interne rem - in het wiel - aan. Om het wielsysteem volledig te blokkeren, tot deze gedeactiveerd worden om verder te rijden, zijn er bekrachtigde remsystemen. De 'dodemanspedaal' is hiervan een goed voorbeeld.

 

Draaikrans, vering, pedaalpoten en bescherming

De draaikrans waarop zwenkwielen gemonteerd zijn, kunnen voorzien worden van een richtingssysteem. Zo is er de 'directional lock', die bij activatie de zwenkmogelijkheid van het wiel blokkeert. Er is ook zelfrichtende technologie, waarbij een ingebouwd veersysteem bij het in beweging zetten van het wiel de bewegingsrichting fixeert. Dit zijn waardevolle opties bij het afleggen van lange, rechtlijnige trajecten.

Vorken kunnen - voor toepassingen waarbij dit vereist is - ook voorzien worden van een ingebouwde vering die de schokken dempt. Om van een verrijdbare kar of machine een staande werkplek of installatie te maken, zijn er de converteerbare wielsystemen. Met een (al dan niet hydraulisch) pedaalsysteem zakken poten tot onder de wielen, halen ze het geheel van de grond en nemen ze zo een stabiele, vaste positie in. Optioneel kunnen bepaalde wielmodellen ook voorzien worden van een voetbeschermer.

 

pedaalpootvoetbeschermer

 

DE WIELEN

Wielen uit één materiaal

De standaardwielen, gefabriceerd uit eenzelfde materiaal, worden het vaakst gemaakt uit nylon en polypropyleen. Deze witte, harde wielen zijn zeer stevig en bollen vlot. Nadelig zijn echter de geluidsproductie en de problemen die deze (minder flexibele) wielen ondervinden bij oneffen vloeren. Homogene wielen kunnen verder ook bestaan uit materiaal zoals volstaal (in de metaalindustrie) of roestvrij staal (rvs) voor de voedingsindustrie. Deze rvs wielen zijn autoclaveerbaar (sterilisatie met drukvat).

 

Velg met loopvlak

De combinatie van een robuuste velg met een meer flexibel loopvlak verenigt het beste van twee werelden en kent steeds meer bijval. De metalen of kunststof velg wordt het best na de mechanische afwerking ook nog gestraald en bewerkt met een laser om het hechtingsoppervlak te optimaliseren. Het loopvlak kan bestaan uit een breed scala aan elastische kunststoffen, van natuurrubber over thermoplastische elastomeren tot een reeks polyurethaanformules. Elk van deze materialen heeft zijn eigen specifieke mechanische, thermische, chemische en akoestische eigenschappen. Hierbij wordt het vaak afwegen tussen rolweerstand, gedrag op oneffen terrein, akoestiek en benodigde kracht. Bijvoorbeeld een zachter loopvlak zal meer rolweerstand genereren, beter rijden op een geaccidenteerd parcours en stiller bollen, maar meer energie vergen om in beweging blijven. Om het loopvlak goed te hechten aan de velg, wordt het materiaal omgespoten of zelfs gevulkaniseerd omheen de velg. Eventuele druktesten achteraf verifiëren of het loopvlak wel degelijk muurvast om de velg zit.

 

DE LAGER

Lagers zorgen ervoor dat de wielas draait, terwijl ze in de vork gemonteerd is. In de industrie worden er - naargelang van de applicatie - drie soorten lagers gebruikt. Specifiek voor de voedingsindustrie moet er natuurlijk aandacht geschonken worden aan de smeermiddelen; smeringsvrije lagers of lagers voorzien van voedingsveilige smering zijn een must!

 

glijlager

Glijlager

Bij een glijlager glijdt de as in de lager. Dit zorgt voor wrijving en slijtage, die deels gecompenseerd worden door zelfsmerend (kunststof) materiaal te gebruiken of door het toedienen van smeermiddelen. Deze robuuste lagers vragen meer kracht door een verhoogde wrijving.

 

rollagerRollager

Ook bij de rollager glijdt de as in het lager, maar bevinden er zich tussen de as en de boring rollende elementen. Echte vervorming treedt hierbij niet op, maar de veelvuldig wisselende elastische vervorming kan wel leiden tot vermoeiing. Ook slip kan het loopvlak en rollichamen verruwen, maar dit kan verminderd worden door vetsmering. Verder kent de rollager weinig rolweerstand.

 

KogellagerKogellager

Een speciale rollager is de kogellager, een lager waarbij de rollende elementen kogels zijn. Deze zijn geschikt voor hogere snelheden. Ook deze kogels wrijven onderling, waardoor smering een must is.

 

WIELEN IN EVOLUTIE

Wielen - het faciliteren van het transport van zaken die te belastend of onhandig zijn om op te heffen - hebben veel te maken met ergonomie. Vlot bollende wielen verlagen de spierkracht nodig om dergelijke zaken te verplaatsen. Om de ergonomie nog een boost te geven, kan het wielsysteem ook uitgerust worden met een elektrische aandrijving op een of twee wielen. Daarnaast kan een trolley ook voorzien worden van een besturingssysteem dat het bedienen van rem en aandrijving vergemakkelijkt. Er worden zelfs een soort joysticks aangeboden waarmee een lichte neiging in de richting al voldoende is om de kar aan te sporen om die kant op te gaan. Dit alles wordt van energie voorzien door een batterij. Om die op te laden, kan een dynamoschakeling voorzien worden waardoor bij getrokken transport de batterij de kans krijgt om zich op te laden. Dergelijke systemen zijn zelfs zelflerend en zullen gaandeweg hun vermogen beginnen aanpassen na een 'inrijperiode'.

wielen voor ergonomie
Wielen faciliteren het transport van zaken die te belastend of onhandig zijn om op te heffen

Speciale wielen

Toepassingsgerichtheid is bij wielfabrikanten geen hol begrip; voor elke niche is vandaag wel een wiel voorhanden of wordt er aan een oplossing gewerkt. Enkele van de recentste ontwikkelingen lijsten wij hieronder op:

  • polypropyleen wielen met metaaladditief in de kunststof, waardoor ze opgespoord kunnen worden door een metaaldetector;
  • grijze antistatische wielen zonder kleurstof;
  • volledig FDA (US Food & Drug Administration)-gekeurd polyamide wiel in rvs-vork met rvs-lagers;
  • hydrolyse (splitsing van chemische verbinding o.i.v. water)-bestendige wielen;
  • wielen voor temperaturen tot -40 °C.

 

ONDERHOUDSVRIJ?

Bij navraag aan de wielfabrikanten blijkt dat vele wielen - naast het likje smeermiddel om de lagerlevensduur te verlengen - zo goed als onderhoudsvrij zijn. Zeker wanneer er gekozen werd voor een optimale oplossing voor de specifieke toepassing. Wanneer er toch wieldefecten, vorkbreuken … optreden, heeft dit bijna altijd te maken met oneigenlijk gebruik van de wielen in kwestie. Wielen die een te grote last moeten torsen, onaangepast wielmateriaal dat lijdt onder de omstandigheden … er kan veel misgaan waardoor de wielen vroegtijdig aan hun einde komen. De technische adviseurs van de wielfabrikanten raadplegen en voortgaan op hun expertise is dus het devies. 

 

 

HET GESCHIKTE WIEL VOOR UW SPECIFIEKE TOEPASSING

De volgende overwegingen en basisberekeningen helpen je op weg bij het zoeken naar een adequaat wielsysteem.

Basisvereisten

  • Welk wieltype (bokwiel of zwenkwiel)?
  • Hoeveel bedraagt de totale belasting?

De belasting per wiel bereken je volgens F = ( E + B ) * s / n waarbij
E = eigen gewicht,
B = maximaal voorziene lading,
s = veiligheidscoëfficiënt,
n = aantal voorziene wielen.

  • Welke is de verwachte voortbewegingssnelheid?

De in catalogi opgegeven maximale belastingen gaan uit van een voorwaartse snelheid à 4 km/uur. De dynamische belasting kan bijvoorbeeld tijdelijk hoger liggen dan de statische, omdat het drukpunt zich constant verplaatst. Bij stilstand is de belasting echter volledig statisch!

Randvoorwaarden

  • Rijdt de kar manueel?
  • Hoe zit het met ondergrond en akoestiek?

Voor de meeste loopvlakmaterialen zijn de hardheid van het loopvlak en het overeenkomstige rijgeluid omgekeerd met elkaar evenredig. Een grotere wieldiameter rijdt altijd comfortabeler, voor zover stabiliteit en inbouwhoogte haalbaar zijn.

  • Extra zwenkmogelijkheden?

Uitstaande (geïnclineerde) wielvorken leveren hier betere eigenschappen op, maar beperken wel de maximale last.

  • Stabiliteit in de hoogte?

Een dubbel uitgevoerd wiel kan hier de oplossing bieden. Ook de zwenkbaarheid en de maximale last pakken dan gunstiger uit. De voorwaartse beweging loopt dan weer stroever door een verhoogde wrijving.

Specifieke vereisten

  • Corrosiebestendig?

Denken richting kunststof of roestvrijstalen uitvoeringen.

  • Warme en vochtige omgeving?

PUR kan hier het zorgenkind zijn. Loopvlakbekledingen van klassieke polyurethaansystemen zijn soms gevoelig voor hydrolyse en durven op termijn te degraderen door vel- en blaasvorming op het materiaaloppervlak. De nieuwere polyurethaantechnologieën pareren dit probleem.

  • Lagering

Kogellagers bezitten de interessantste aanloop- en ook roleigenschappen. Ze kunnen ook hogere snelheden aan. Glijlagers zijn robuust, maar vragen hogere rol- en aanloopkrachten door de verhoogde wrijving binnen het lager. Rollagers blinken uit door de geringe radiale speling. Ze zijn robuust en geven weinig rolweerstand.

  • Bijkomende functionaliteiten nodig?

Vorkaccessoires/uitbreidingen/rem- en blokkeersystemen enz.