CN101208251B - 角度可变的辊子皮带及传送装置 - Google Patents

Abstract

由一条皮带(12)或者多条邻接的皮带并排设置组成的一种传送装置(10)，其中的该皮带或者该多条皮带具有辊子(34)，该辊子被设置成绕着以多个角度(α、α’、β、β’)倾斜于皮带运行方向(26)的轴(36、35’)旋转。利用在横跨传送装置宽度上的辊子轴的逐渐或者单调的阶梯变化使得传送装置能够将大量物品流转换成物品分开的单一流。

Description

角度可变的辊子皮带及传送装置

技术领域

本发明涉及动力驱动的传送装置，尤其是，涉及由一条或者多条传送带组成的传送装置，传送带具有支撑物品的辊子，其被设置成绕着关于皮带运行方向以多重角度定向的轴旋转。

背景技术

单一传送装置被用作将大量的被传送物品流转换至在流动方向上被分开的单一物品流。具有或者不具有相关的传送带的不同结构的辊子传送装置经常用作此用途。但是众所周知，辊子传送装置噪音大并且容易磨损。模块化辊顶传送带也被用作将一组被传送物品分开。特别的，模块化辊顶传送带具有绕着倾斜于传送方向设置的轴旋转的辊子，以用来引导被传送物品到皮带的侧边或者中心，以便运送至下游或者以较高速度驱动的中心传送带，从而将物品互相分开。但是这种设置需要使用多个以不同速度运转的系列皮带或者平行皮带，从而导致需要有复杂的驱动装置和皮带设置。

因此，需要有一种传送系统，能够将大量物品流区分开来，同时还能克服传统单一传送装置的缺点。

发明内容

本发明示出的传送装置和模块化传送带的特征能够满足此种以及其它需要。此种传送装置的一种形式包括一条或者多条传送带，其形成连续的传送表面，该传送表面在皮带运行方向纵向延伸并在宽度上从第一侧到第二侧横向延伸。与传送表面相反的另一面形成下侧。一条或者多条传送带的辊子具有突出部分，突出部分突出超过传送表面和下侧。一个支承面位于所述一条或多条传送带的下面。当一条或者多条皮带在皮带运行方向上前进时，突出超过下侧的辊子突出部分在支承面上滚动接触。一条或者多条传送带在横向上分为一条或者多条纵向通道。一个通道上的所有辊子被设置成绕着倾斜的轴旋转，从皮带运行方向的相同方向测量，倾斜的轴形成至少两种不同的锐角。

另外形式的一种传送装置包括一条或者多条传送带，其形成一个在皮带运行的方向上纵向延伸的连续的传送表面，而且从第一侧到第二侧横向延伸。与传送表面相反的另一面形成下侧。一条或者多条传送带的辊子具有突出部分，辊子的突出部分突出超过一条或者多条皮带的传送表面和下侧。一支承面位于所述一条或者多条皮带之下。当所述一条或者多条皮带在皮带运行方向上前进时，突出超过下侧的辊子的突出部分在支承面上滚动接触。辊子绕着倾斜的轴旋转，从皮带运行方向的相同方向测量，倾斜的轴形成至少两种不同的锐角。从每个辊子的第一和第二侧边中间的纵向中心线测量的锐角用函数α(w)表示，其中w是从位于第一侧(w＝-W/2)和第二侧(w＝+W/2)之间的纵向中心线(w＝0)测量的在传送带宽度W上辊子的横向位置。

另外一种形式的传送装置包括一条或者多条传送带，其形成沿着传送方向纵向延伸的传送表面，而且该表面在横向宽度上从第一侧延伸到第二侧。与传送表面相反的另一面形成下侧。所述一条或者多条传送带的辊子具有突出部分，其突出超过传送表面和下侧。一支承面位于所述一条或者多条传送带之下。突出超过下侧的辊子突出部分与支承面相接触。所述一条或者多条传送带和支承面之间的相对运动使得辊子旋转。辊子设置成旋转以施加至少三个不同方向且倾斜于传送方向的力矢量给物品，以使得物品在突出超过传送表面的辊子突出部分上面传送。

另外一种形式的传送装置包括一模块化的传送带，其由一系列成排的一条或者多条皮带模块构成。每一排在皮带的传送方向上从第一端到第二端纵向延伸。各排第一端和第二端在铰链连接处连接在一起，形成一模块化的传送带，该传送带在横向宽度上从第一侧延伸至第二侧，在厚度上从外表面延伸至内表面。皮带被位于第一侧和第二侧之间的纵向中心线进一步限定。设置在至少一部分排中的辊子具有突出部分，其突出超过皮带的外表面和内表面。一支承面位于模块化的传送带之下。当模块化传送带在皮带运行方向上纵向前进时，突出超过内表面的辊子突出部分与支承面滚动接触，沿支承面滚动。辊子绕轴旋转，轴和纵向中心线定义出至少三个不同的锐角。

附图说明

本发明的这些特征和方面，以及其优势，可以通过参考下面的说明、所附的权利要求以及附图得到更好的理解。

图1是包含本发明特征的一种传送装置的剖面示意图；

图2是可以用在图1中所示传送装置中的几排皮带模块的立体图；

图3A是图1中的部分传送装置沿运送路径的顶部平面示意图，

图3B是图3A中所示的传送装置的前部正视图；

图4是对辊子轴角度的规定的几何表示，用于描述图1中所示的传送装置中的辊子的运行；

图5A是图2中描述的传送装置的辊子被施加的力矢量的顶部平面图，图5B是辊子轴的角度α随着图2中描述的传送装置宽度上的横向位置变化的曲线图，图5C是图5B中的辊子轴的角度α的量值曲线图；

图6A是图1所示的另一种传送装置中的力矢量的顶部平面表示，但是在传送装置的宽度上具有两行物品流，图6B是辊子轴角度α随着传送装置宽度上的横向位置变化的曲线图；以及

图7A是图1所示的另一种传送装置中的力矢量的顶部平面表示，但是具有沿着传送装置一侧排列的一个物品流，图7B是辊子轴角度α随着传送装置宽度上的横向位置变化的曲线图。

具体实施方式

图1示出了包含本发明特征的传送装置。该例中示出的传送装置10包括一条环形传送带12，位于传送装置的出口端16的驱动链轮装置14和位于传送装置入口端17的惰轮链轮装置15之间。链轮装置安装在被支撑以旋转的轴18上，辊子轴承20位于轴的每一端。一驱动马达22连接在轴上以驱动链轮。位于链轮圆周上的咬合结构，例如齿24，咬合皮带上的驱动结构以便驱动皮带沿着运输方向或者运行方向26运动，如果皮带是扁平皮带，可以通过驱动传动轮和惰轮驱动，而不是采用链轮驱动。如果皮带包括驱动接受结构，可以采用如上所述的链轮驱动，或者采用鼓轮驱动，包括电动鼓轮。

皮带沿着上部运行路径28支撑在运行路径板30上，或者其他适当的机架上。支撑在运行路径板上的磨损条32沿着皮带运行的方向纵向延伸并且位于辊子34下面，辊子34从皮带的上部传送表面和相反的下侧37突出。当皮带沿着皮带运行方向前进时，辊子沿着磨损条形成的支承面滚动。单个磨损条可以用连续的磨损片代替。辊子轴承20和运行路径板都固定在传送装置的机架上(为了简化，图中未示出)。皮带支撑在底座、鼓、或者辊子38上，以减少皮带在返回路径40上的松弛。

传送带，可以是单个皮带也可以是并排设置的多个邻接皮带，从第一侧42到第二侧43横向延伸。辊子34绕着与皮带中心线38成不同锐角α、α’倾斜的轴36、36’旋转。靠近皮带的第二侧43的辊子轴的角度从皮带中心线按顺时针方向测量。靠近第一侧42的辊子轴的角度按逆时针方向测量，优选地，中心线一侧的辊子轴和另一侧的辊子轴形成镜像。

尽管皮带可以是一条或者多条扁平皮带，但是优选的，图2示出了一条或多条模块化塑料传送带44(事实上，本说明书和权利要求中使用的通用术语“传送带”包括但不限于扁平传送带、模块化塑料传送带、单条传送链、板条传送链。如果某个实施例意味着特定的那种传送带，则该术语变为表示该实施例的限定含义)。皮带由一系列的成排的一个或者多个皮带模块排46组成，通过铰链销50在相邻排之间的铰链接头52处端到端地连接在一起。铰链元件54沿着每排皮带模块的端部与相邻排的铰链元件在每个铰链接头处互相交错。通过铰链元件排列成行的孔形成了横向的通道58以接受铰链销。为了增强强度，皮带优选以砖砌方式构成，但是其可以由每排单个模块或者排列在沿皮带长度方向的单列上相等宽度的多个模块组成。典型地，模块化塑料传送带由热塑聚合物制成，例如聚丙烯、聚乙烯、乙缩醛或者复合材料，通过注射模制工艺制成。位于美国路易斯安纳州的Harahan的Intralox，L.L.C.是生产模块化塑料传送带的制造商之一。

图2所示的模块化皮带中的辊子34通常是圆柱形并位于皮带模块上形成的凹口60中。穿过辊子的中心孔可用于容纳轴，在优选的辊子皮带中，轴的端部通过凹口的壁嵌入模块内部。但是辊子可以具有短柱以容纳在壁上的轴颈开口中以便进行旋转。在任一实施例中，轴或者短柱限定了倾斜于皮带的纵向中心线38的旋转轴。该实施例中的辊子设置成绕着相对于中心线以四个不同角度定向的轴旋转。

图3A也示出了这种设置的辊子。在该实施例中，传送带或者皮带62被纵向中心线66在横向上分成两个纵向通道64A和64B。每个通道中的辊子被设置成绕倾斜的轴旋转，轴与中心线形成不同的锐角α、α’、β、β’。在优选形式中，β＝-α、β’＝-α’。如图3B所示，由于辊子34的突出部分68突出超过皮带62的物品传送表面36和下侧37，当皮带在传送方向上前进时，通过辊子沿着下部的支承面74滚动形成的力72，推动物品70在辊子顶上传送。如图3A所示，皮带的左侧通道64A中的物品70A被通常垂直于皮带最左边的辊子的轴的一个倾斜力矢量72A作用。该力矢量具有侧向分力迫使物品向着皮带的另一侧。逐渐的，物品70A’被推向皮带左侧通道的辊子上，其中辊子轴被设置成从中心线算较大的角度β’上。这使得力72A’进一步处于皮带运行方向26上。由于右侧通道64B的辊子与左侧通镜像设置，在皮带上传送的物品通过镜像力矢量朝向中心线推动。一旦物品接近中心线，他们在皮带运行方向上被加速以便获得更大的纵向分力。因此，使用这样皮带的传送装置能够将大量物品流转换成互相分开的单个物品流。

图3A中的传送带或者皮带在图5A中示出。箭头代表作用在皮带上部传送的物品上的力矢量72的方向。该力矢量与每个通道上的辊子的轴垂直。对于特定的皮带排或者皮带的横断，辊子的方位通过函数α(w)表示。对于如图5A所示的具有辊子结构的皮带，函数α(w)在图5B中示出。根据图4中所示的规则，辊子的轴74形成关于皮带的中心线66的锐角。如果锐角(+α)从中心线按顺时针方向76测量，则角α定义为正角。如果锐角(-α)从中心线按逆时针方向77测量，则角α定义为负角。在此规则下，对应于图5A的皮带的函数α(w)在图5B中示出。图5B中的水平轴是在皮带宽度W上的侧向位置w。如果中心线被定为w＝0，则皮带从-W/2延伸至+W/2。垂直轴代表相对于在图4中示出的中心线测量的辊子轴的角度。图5B示出了在皮带左侧的辊子轴的角度以大约-30°的第一锐角互相平行，直到跳至靠近中心线的纵向栏65A的大约-60°。越过中心线移向右侧，角度跳到大约+60°，然后变化至在最接近皮带右侧的纵向栏65B大约+30°。在该实施例中，α是w的奇函数，也就是α(w)＝-α(-w)。图5C示出了锐角|α(w)|的绝对值或者量值。在该实施例中，其示出了辊子轴的角度量值随着距离皮带的每一侧向着中心线的距离而单调增加。

图6A和6B表示一传送装置，其引导被传送物品至两个横向间隔的出口点78、79。图6A示出的传送装置可以由一条单个的皮带或者不止一条皮带构成。例如，可以由图3A所示的两条单个皮带构成，其并排互相邻接形成一条沿着运送路径的连续的顶部传送表面。在该例中，函数α(w)在传送装置的宽度上重复，如图6B所示。当然，可以通过增加更多的具有同样设置的辊子的通道来设置两个以上的出口。

图7A和图7B表示一种传送装置，其中辊子绕着在传送装置宽度上的三个不同的轴旋转。由于角度函数α(w)随着距皮带左侧的距离而接近-90°，这表示皮带迫使物品朝向皮带的右侧，在此物品被逐渐纵向分离。这种皮带优选包括一右侧横杆以防止物品从侧面掉落。

尽管本发明通过几个优选形式进行了详细描述，其他形式也是允许的。例如，在传送装置的宽度上可以设置更多的通道，并且从通道至通道的辊子轴的角度的梯度可以在量值上递减。一些皮带的结构可以包括以不同的轴角度纵向排列的辊子，特别是从一个角度组向另外一个的过渡处以使砖砌形式的皮带结构更简单。而另外的实施例中，传送带可以是固定的，具有动态支承面，例如扁平皮带或者模块化的摩擦顶部皮带，在传送方向上相对于皮带前进，促使辊子推动在辊子上的待传送物品。因此，正如这些实施例所示的那样，本发明的范围并不局限于详细描述的优选形式。

Claims (23)

1.一种传送装置，包括：

一条或者多条传送带，所述传送带形成在皮带运行方向上纵向延伸的连续传送表面，而且所述传送表面在宽度上从第一侧横向延伸到第二侧，同时所述传送带还进一步形成与所述传送表面相反的下侧；

多个辊子，其设置在所述一条或者多条传送带上，并且辊子的突出部分突出超过所述连续传送表面和下侧；

支承面，其位于所述一条或者多条传送带之下，当所述一条或者多条传送带在皮带运行方向上纵向前进时，突出超过下侧的所述辊子的突出部分与支承面滚动接触；

其中，所述一条或者多条传送带被横向分成一个或者多个纵向通道，其中在一个纵向通道上的所有辊子都被设置成绕着倾斜轴旋转，从与皮带运行方向相同的方向上测量，所述倾斜轴形成至少两个不同的锐角。

2.如权利要求1所述的传送装置，其特征在于，在一个纵向通道中限定所述倾斜轴的所述至少两个锐角沿着所述一条或者多条传送带的宽度横跨该纵向通道而单调变化。

3.如权利要求1所述的传送装置，其特征在于，所述一条或者多条传送带被分成从第一侧横向延伸至基本上第一侧和第二侧中间的第一纵向通道以及从第二侧横向延伸至第一纵向通道的第二纵向通道，其中第一纵向通道上所有辊子的倾斜轴的锐角是第二纵向通道上所有辊子的倾斜轴的角度的镜像。

4.如权利要求1所述的传送装置，其特征在于，所述一条或者多条传送带被分成从第一侧横向延伸至基本上第一侧和第二侧中间的第一纵向通道以及从第二侧横向延伸至第一纵向通道的第二纵向通道，其中第一和第二纵向通道上的所有辊子的倾斜轴的锐角分别随着离所述一条或者多条传送带的第一侧和第二侧的距离而单调增加。

5.如权利要求1所述的传送装置，其特征在于，靠近所述一条或者多条传送带的第一侧和第二侧的辊子绕着轴旋转，该轴被定向以提供比靠近第一侧和第二侧之间的所述一条或者多条传送带的中间部分的辊子更大的横向分力到被传送物品。

6.一种传送装置，包括：

一条或者多条传送带，所述传送带形成在皮带运行方向上纵向延伸的连续传送表面，而且该传送表面在宽度上从第一侧横向延伸到第二侧，同时所述传送带还进一步形成与所述传送表面相反的下侧；

多个辊子，其设置在所述一条或者多条传送带上，并且辊子的突出部分突出超过所述连续传送表面和下侧；

支承面，其位于所述一条或者多条传送带之下，当所述一条或者多条传送带在皮带运行方向上纵向前进时，突出超过下侧的所述辊子的突出部分与支承面滚动接触；

其中，辊子被设置成绕着倾斜轴旋转，而该倾斜轴形成从与皮带传送方向相同的方向测量的至少两个不同的锐角，并且从所述一条或者多条传送带的第一侧和第二侧之间的中间的纵向中心线测量的对于每个辊子的锐角用一个函数α(w)来描述，其中w是从位于第一侧和第二侧之间的纵向中心线测量的在传送带的宽度W上辊子的横向位置，其中在第一侧处w＝-W/2，在第二侧处w＝+W/2，在纵向中心线处w＝0。

7.如权利要求6所述的传送装置，其特征在于，α(w)的量值随着离第一侧的距离单调递增至在第二侧达到最大。

8.如权利要求6所述的传送装置，其特征在于，α(w)的量值随着离第一侧和第二侧的距离单调递增至中心线。

9.如权利要求6所述的传送装置，其特征在于，当w＜0时α(w)的变化范围在0°和-90°之间，而当w＞0，其变化范围在+90°和0°之间。

10.如权利要求6所述的传送装置，其特征在于，α(w)＝-α(-w)。

11.如权利要求6所述的传送装置，其特征在于，当w＜0时，α(w)具有至少两个离散的值，并且，当w＞0时，α(w)具有至少两个离散的值。

12.如权利要求6所述的传送装置，其特征在于，α(w)是w的周期函数，在传送装置的宽度上至少重复一次。

13.一种传送装置，包括：

一条或者多条传送带，所述传送带形成在皮带运行方向上纵向延伸的连续传送表面，而且所述传送表面在宽度上从第一侧横向延伸到第二侧，同时所述传送带还形成与所述传送表面相反的下侧；

多个辊子，其设置在所述一条或者多条传送带上，并且辊子的突出部分突出超过所述连续传送表面和下侧；

支承面，位于所述一条或者多条传送带之下，突出超过下侧的所述辊子的突出部分与支承面接触，其中，所述一条或多条传送带与支承面之间的相对移动引起辊子旋转；

其中，辊子被设置成旋转以施加至少三个不同方向的倾斜于传送方向的力矢量给物品，所述物品在辊子突出超过传送表面的突出部分上面传送。

14.如权利要求13所述的传送装置，其特征在于，靠近所述一条或者多条传送带的第一侧的辊子施加一具有朝向第二侧的分力的力矢量。

15.如权利要求14所述的传送装置，其特征在于，靠近所述一条或者多条传送带的第二侧的辊子施加一具有朝向第一侧的分力的力矢量。

16.如权利要求13所述的传送装置，其特征在于，由靠近所述一条或者多条皮带的第一侧的辊子施加的力矢量是靠近第二侧的辊子提供的力矢量的镜像。

17.如权利要求13所述的传送装置，其特征在于，力矢量的方向随着相关辊子在所述一条或者多条皮带的宽度上的位置不同而变化。

18.如权利要求13所述的传送装置，其特征在于，所述辊子的旋转轴通常垂直于所述力矢量并且按纵向栏设置，其中，一栏上所有的辊子都具有平行的旋转轴。

19.一种传送装置，包括：

模块化传送带，其包括一系列的成排所述一条或者多条皮带模块，这些皮带模块在皮带传送方向上从第一端到第二端纵向延伸，并且第一端和第二端在铰链接头处连接到一起形成模块化的传送带，该模块化传送带在从第一侧到第二侧的宽度上横向延伸，在厚度上从外表面延伸到内表面，并且由位于第一侧和第二侧之间的纵向中心线限定；

多个辊子，其设置在至少一部分排上并且具有突出超过皮带外表面和内表面的突出部分；

支承面，位于模块化传送带之下，当模块化传送带在皮带运行方向上纵向前进时，突出超过内表面的所述辊子的突出部分与支承面滚动接触；

其中，辊子被设置成绕着与纵向中心线限定出至少三个不同锐角的轴旋转。

20.一种模块化传送带，包括：

一系列的成排一条或者多条皮带模块，所述皮带模块从第一端到第二端纵向延伸，并且第一端和第二端在铰链接头处连接成为模块化传送带，该模块化传送带在从第一侧到第二侧的宽度上横向延伸并且在厚度上从外表面延伸到内表面，并且由位于第一侧和第二侧之间的纵向中心线限定；

多个辊子，其设置在至少一部分排上并且具有突出超过皮带外表面和内表面的突出部分；

其中，辊子被设置成绕着与中心线限定出至少三个不同锐角的轴旋转。

21.如权利要求20所述的模块化传送带，其特征在于，位于纵向中心线一侧上的辊子轴是位于中心线另一侧上的辊子轴的镜像。

22.如权利要求20所述的模块化传送带，其特征在于，位于中心线一侧上的辊子轴限定出两个锐角，其中靠近皮带第一侧的辊子轴限定的第一锐角小于靠近中心线的辊子轴限定出的第二锐角。

23.如权利要求20所示的模块化传送带，其特征在于，由纵向中心线和辊子轴限定出的锐角随着辊子在皮带宽度上的位置不同而变化。

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