De oplossingen bij trekken en duwen richten zich op het gewicht, de wielen, de ondergrond en de duwbaar. De combinatie van deze factoren bepalen de vereiste duwkrachten bij karren. Bij het ontwerpen of zoeken naar oplossingen bij trekken en duwen, moet men onderstaande factoren in rekening nemen:
- Diameter wielen
- Materiaal wielen
- Opstelling wielen
- Draagvermogen wielen
- Verticale duwbaar
- Horizontale duwbaar
- Helling en ondergrond
- Hoogte kar
- Onderhoud
Diameter wielen
Een standaardmaat van wielen is een diameter van 12,5 cm. Deze is vooral van toepassing bij regelmatig starten en stoppen of karren waarmee korte afstanden worden afgelegd. Een schoolvoorbeeld zijn de wielen van winkelkarren.
Naarmate wandelafstand toeneemt, mag ook de diameter van de wielen groter zijn. Als richtlijn geldt immers dat hoe groter de wieldiameter is, hoe lager de rijdende duw- of trekkrachten zijn. Kinderwagens hebben zo door de jaren heen een evolutie doorgemaakt van kleine naar grotere wielen. Ze sturen beter en ook bij ongelijke ondergrond komen deze grotere diameters goed tot hun recht.
Een vuilniscontainer heeft standaard wielen van 20 cm diameter. Tijdens het rijden vergde een doorsnede van 30 cm minder kracht, het starten echter vereiste juist meer kracht. Hoe groter de diameter, hoe hoger ook de startende duw- en trekkrachten. De optimale wieldiameter zal dus afhangen van het type intern transport.
Materiaal wielen
Rubber
Rubber is een veel gebruikt materiaal voor wielen van karren. Bij lichte en middelzware belastingen is dat een goedkope oplossing. De klassieke zwarte wielen laten wel sporen na. In een ziekenhuis bijvoorbeeld is dat niet aanvaardbaar. Voor de bordenkarren in de keuken worden daarom grijze rubberen wielen gebruikt. Rubber heeft ook als nadeel dat de krachten om de kar in beweging te brengen of tijdens het rijden hoger liggen vergeleken met andere materialen. Elastisch rubberen wielen komen hieraan tegemoet en hebben bovendien een hoger draagvermogen.
Polyamide of nylon
Op een gladde en vlakke vloer vertoont polyamide/nylon de laagste rolweerstand tijdens het rijden met een kar. Om een kar in beweging te brengen vergen deze materialen gelijkaardige trek- en duwkrachten. Polyamide heeft als bijkomende voordelen dat ze geluidsloos rollen en geen sporen nalaten.
Polyurethaan
Polyurethaan wielen scoren het best op vlak van draagvermogen en duurzaamheid. Ze pikken het minste vuil op waardoor ze langer goed blijven rollen. Dat verklaart ook waarom polyurethaan (PU) wielen standaard zijn voor skateboards en skeelers. Op vlak van rolweerstand, geluid en strepen zijn PU wielen beter dan elastisch rubberen wielen, maar iets minder dan polyamide wielen.
Luchtbanden
Wanneer de ondergrond zich niet in een goede staat bevindt, moet gedacht worden aan luchtbanden. Deze zijn de aangewezen keuze bij oneffenheden, een roostervloer of outdoorsituaties.
Bij intern transport waarbij het gewicht van een kar of de duwkrachten hoog oplopen, kan de materiaalkeuze van de wielen een efficiënte preventiemaatregel zijn. Op een vlakke en gladde vloer kan polyamide een goede keuze zijn. Bij zware karren of een bevuilde vloer door vetten/oliën/detergenten kunnen PU wielen uitgetest worden. Ook bij transpalletten kan men deze materialen van wielen kiezen.
Opstelling wielen
Twee vaste en twee losse wielen
Wanneer alle wielen in de rijrichting staan, zijn de krachten het laagst. Met de wielen dwars op de rijrichting lopen de krachten snel op. De meest gebruikte configuratie zijn twee vaste wielen (bokwielen) en twee losse wielen (zwenkwielen). Hiermee kan men vlot rijden op zowel een recht als bochtig parcours. De zwenkwielen bevinden zich best aan de zijde van de handen, dus aan de kant waar de gebruiker staat. Een transpallet is hier een goed voorbeeld van. De wielen zijn bovendien rechtstreeks verbonden met de trekbaar zodat ze steeds in de rijrichting kunnen geplaatst worden.
Vier losse wielen
Vier losse wielen maken het mogelijk om de kar nauwkeuriger te manoeuvreren in smalle doorgangen. Om in een groot warenhuis vlot te kunnen passeren tussen de rekken hebben de winkelkarren vier zwenkwielen. Het rechtdoor sturen is echter minder stabiel.
Directional lock
Soms is een combinatie nodig tussen goed rechtdoor kunnen sturen en wendbaar zijn in kleine ruimtes. Ziekenhuisbedden worden gedraaid en gekeerd binnen de patiëntenkamer, maar worden eveneens over langere afstanden verplaatst. De meest gebruikte oplossing zijn dan vier zwenkwielen waarvan één of twee wielen kunnen geblokkeerd worden in een stand om rechtdoor te rijden. Wanneer men moet manoeuvreren zet men deze “directional lock” af en heeft men terug een gewoon zwenkwiel.
Pivotwiel
Een andere mogelijkheid om vlot draaien en keren toe te laten, is de aanwezigheid van een vijfde wiel. Een loodswiel of pivotwiel is een vast wiel in het midden dat iets groter is uitgevoerd tussen vier zwenkwielen. Het vijfde wiel kan fungeren als draaipunt, maar maakt rechtdoor rijden makkelijker.
Ruitvormige opstelling
Een ruitvormige opstelling van de wielen probeert ook wendbaarheid met stuurvastheid te combineren voor langere afstanden en zwaardere gewichten. De twee vaste wielen staan in het midden en zijn dan iets groter dan de twee losse wielen voor- en achteraan.
Draagvermogen wielen en gewicht van de kar
Gewicht
Hoe zwaarder de kar, hoe hoger de vereiste krachten. De combinatie gewicht, wielen en ondergrond zijn immers bepalende factoren. Een volle afvalbak van 800 kg die elke avond moet leeggemaakt worden, wordt misschien beter twee keer per dag geledigd. Het gewicht zal dan immers maar half zo groot zijn. Maaltijdkarren in een ziekenhuis worden dus ook best niet per twee naar de afdelingen gebracht. Deze werkwijze zal bovendien ook steeds gepaard gaan met een gedraaide rug.
Draagvermogen
Bij zwaar manueel intern transport moet naar het draagvermogen van de wielen gekeken worden. Polyurethaan en nylon wielen kunnen zo meer belasting aan bij eenzelfde diameter dan rubber. Bij een kar met vier wielen moet men rekenen dat drie wielen het totale gewicht kunnen dragen. Oneffenheden in de vloer maken dat soms niet alle wielen contact maken met de grond.
Ophanging
Ook de ophanging van de wielen verdient extra aandacht bij zwaar beladen karren. Kogellagers zijn steviger en geven minder wrijving. Ze zijn echter niet geschikt in natte omstandigheden. De klassieke glijlagers zijn dit wel, maar vereisen hogere duwkrachten. Ze zijn goedkoop en verslijten sneller.
Wanneer de kar te zwaar is, kan gedacht worden aan aandrijving. Bij een transpallet bestaan er varianten met starthulp of elektrische transpalletten. Elektrotrekkers doen hetzelfde bij karren of ziekenhuisbedden.
Overzicht eigenschappen wielen (.pdf)
Verticale duwbaar
Hoogte
Een hoge kar is best voorzien van een verticale duwbaar zodat iedereen steeds op ellebooghoogte kan duwen. Wanneer de baar loopt van 93 tot 124 cm kunnen alle Belgische werknemers optimaal kracht leveren. Ideaal gezien zouden de verticale baren nog onder een lichte hoek mogen staan van ongeveer 10°. Dit principe is vergelijkbaar met het handvat van een zaag, zodat de pols steeds in een neutrale houding staat. Verticale duwbaren vragen niet alleen minder kracht, maar sturen ook makkelijker in de bochten en maken de kar beweeglijker.
Vorm
Opstaande handvatten zoals bij een grasmachine beantwoorden hier ook aan. Belangrijk is wel dat deze in hoogte regelbaar zijn om voor iedereen een goede polspositie mogelijk te maken. Met een niet-verstelbare hoogte zal er immers een zijwaartse houdingsafwijking van de pols optreden.
Een verticale baar laat een goede polspositie toe. Opstaande handvatten ook als ze verstelbaar zijn.
Horizontale duwbaar
Hoogte
Duwen gebeurt best op ellebooghoogte tot 5 cm lager. Voor de gemiddelde Belg betekent dit een hoogte tussen 1m07 en 1m12. Dit is een stuk hoger dan standaardhoogtes van 80 of 90 cm bij tafelwagens. Bij deze relatief lage hoogtes, zullen de grotere mensen moeten vooroverbuigen in de rug. Dat is een onnodige belasting. Een goede duwbaar behoort tot de standaard oplossingen bij trekken en duwen.
Vorm
Een horizontale baar is van toepassing op lage karren (lager dan ellebooghoogte). Een ronde doorsnede van 4 cm vraagt de minste handkrachten. Winkelkarren beantwoorden hier goed aan. Toch bleek uit onderzoek dat met een gebogen duwbaar de helft minder stuurfouten werden gemaakt. Bij kinderbuggy’s of grasmachines is daarom de horizontale baar soms gebogen in een omgekeerde v-vorm. Dit brengt de polsen in een meer neutrale houding waardoor het duwen minder vermoeiend is. Bij lange afstanden is dit een goed argument.
De klassieke horizontaal uitstekende handvatten aan een rolstoel, laten geen goede houding van de pols toe. Dit gaat snel vermoeien. In een ziekenhuis hebben de rolzetels daarom een horizontale of gebogen duwbaar. Dit is meer comfortabel bij het intern transport over langere afstanden van afdeling tot afdeling. Een voordeel van deze uitstekende handvatten is wel dat de rolstoel makkelijk gekanteld kan worden om drempels te overwinnen.
Een gebogen horizontale duwbaar (midden) laat een betere polspositie toe dan de tafelkar of rolstoel.
Helling en ondergrond
Vlakke ondergrond
Een vlakke en harde ondergrond laat een kar het makkelijkst rollen. Vlakke beton of tegels hebben een lagere rollende wrijvingscoëfficient dan asfalt en industrieel tapijt. Een zachte ondergrond zoals matten aan de ingang kunnen het voor leveranciers knap lastig maken. Oneffenheden, vochtigheid, obstakels en vuil dienen zoveel mogelijk vermeden te worden. Een aangepaste materiaalkeuze van wielen kan helpen: rubber voor asfalt, PU voor tapijt en vuil, luchtbanden voor oneffenheden en polyamide voor vochtigheid.
Onverharde grond al dan niet met kuilen maakt het trekken en duwen een stuk zwaarder. Aardbeiplukkers die hun volle bakken op het veld met een kruiwagen naar de vrachtwagen brengen, gebruiken daarom een kruiwagen met twee wielen. De twee wielen vragen minder kracht en bieden meer stabiliteit. Voor eenzelfde fysiologische inspanning kan 40% meer gewicht vervoerd worden.
Helling
Een helling is nooit ideaal bij manueel trekken en duwen. Als er toch een hoogte overbrugd moet worden dan is de hellingsgraad bij voorkeur minder dan 2°. Bij een helling steiler dan 5° moet men een elektrische aandrijving van de kar overwegen. Een afvalcontainer op de steile helling van een parkeergarage manueel duwen, is geen goed idee. Er komt dan ook een veiligheidsrisico bij kijken. Wanneer men de container omhoog duwt, zal bij een misstap de kar op de duwer rollen. In de winter is een glad oppervlak niet ongewoon. Bij trekken echter, zal de container helemaal terug tot beneden rollen, al dan niet tegen een auto die komt aanrijden of die onderaan geparkeerd staat. Een elektrotrekker aan de afvalcontainer is dan aangewezen.
Hoogte kar
Om een goed zicht te hebben waar men rijdt, zou een kar niet hoger dan 1m45 mogen zijn. Een hogere maaltijdkar zal bijvoorbeeld leiden tot een gedraaide houding om langs de kar te kunnen kijken. Tijdens het stapelen van de kar, zal ook boven schouderhoogte getild moeten worden. Voor hogere karren zijn aanvaardbare hoogtes om regelmatig te tillen tussen 45cm en 1m35. Dit komt overeen met een zone tussen knie- en schouderhoogte voor groot en klein.
De optimale zone om te tillen bevindt zich tussen vuist- en ellebooghoogte. Een tafelkar met een vlak op heuphoogte maakt dit mogelijk. Wanneer er echter veel gestapeld moet worden, zal toch een lage kar gebruikt worden. Toch bestaan er verstelbare varianten, die men industriële omgeving wel eens aantreft.
Bij een hoge kar speelt het zicht en de tilhoogte een rol. Een lage kar bestaat in verstelbare vorm.
Onderhoud
Bij de oplossingen van trekken en duwen hoort ook een regelmatig onderhoud van de wielen. Dit is belangrijk opdat de karren makkelijk blijven rijden. Het loopoppervlak van de wielen moet vlak en proper blijven. Wiellagers mogen niet stroef of vuil worden en moeten tijdig vervangen worden. Wanneer oorspronkelijk goede wielen niet meer vlot rollen, ontstaat snel ergernis bij werknemers. Dat maakt duidelijk dat wielen regelmatig nagekeken moeten worden en indien nodig vervangen.
Ook een goede staat van de ondergrond heeft te maken met onderhoud. Vuiligheid en splinters kunnen makkelijk gereinigd worden. Dat maakt wel een groot verschil voor wie dagelijks karren met trekken of duwen.
* Trekken en duwen:
transpallet – oplossingen – ontwerprichtlijnen – maaltijdkar – tips
KIM – DUTCH – Liberty Mutual calculator – Snook – Ohio State