CN101400585A - 带有用于防止带径向迁移的导向装置的弯曲输送机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弯曲输送机，其包括齿形环型带和支撑带的一部分的滑床。该滑床可以包括在带行进方向上沿滑床延伸的导轨形式的至少一个导向装置。带齿中的每一个是不连续的并且具有尺寸适合接收至少一个导向装置的至少一个间隙；因而，所述至少一个导向装置在带运动期间防止带向内径向迁移。该输送机还可包括中心导轮或导柱以防止带径向迁移。

Description

带有用于防止带径向迁移的导向装置的弯曲输送机

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年2月8日提交的美国临时申请No.60/743,253的优先权，在此引入其全部内容。

技术领域

本申请涉及弯曲输送机(curved conveyor)，其带有齿形环型带和用于防止带径向迁移的导向装置。

背景技术

输送机是用于将物体从一个位置移动到另一个位置的带有带的公知设备而且可包括直线部分和弯曲部分。在弯曲输送机中，带内边缘(即较小半径边缘)的速度比带外边缘(即较大半径边缘)的速度低。

一些类型的带包括可以通过彼此相对移动而补偿其速度差的多个互锁板或模块。例如，当带绕输送机的弯曲部分移动时，互锁板(比如在机场行李提取站输送机中经常使用的互锁板)可在带内边缘处彼此重叠。模块化带包括可以相对彼此滑动或者以其他方式移动的互锁模块，以便有效地改变模块之间的间隔。当模块化带绕弯曲部移动时，带内边缘处的模块之间的间距减小而带外边缘处的模块之间的间距增加。除了在链带中的链环可以彼此相对移动之外，链带的运转类似于模块化带。弯曲部中的带上的张力趋于径向向内地推动带，从而使得带在沿着弯曲输送机移动的同时向内迁移。刚性带(比如在互锁板上存在的情况)趋于固有地抵抗向内迁移，而且通常由内半径上的导向装置提供对迁移的附加阻力。对链带向内迁移的阻力通过链轮齿与链环的接合提供。

虽然上述输送机带补偿了弯曲输送机带中的转弯半径并且提供了一些解决向内迁移问题的方案，但是它们对于某些工业(比如食品工业)中的使用不是最佳的。在食品工业中，卫生和清洁是关键的，流体和碎屑可能被容纳在互连的板、环、链等的接头处，并且很难干净地清除。具有基本连续、光滑的上表面的环型热塑性带优选用于食品工业。

一种带有环型带的输送机包括张紧的平带，该平带具有光滑的上表面和下表面并且该平带在驱动带轮和尾部件(通常是带轮或固定杆)之间延伸。驱动带轮和带之间的摩擦使得能够将转矩从前者传送给后者，从而导致带移动。

摩擦驱动的环型带具有希望的光滑上表面，但是与弯曲输送机中的径向迁移相关的前述问题仍然存在。现有技术的用于克服径向向内作用力的方案包括支承带的外边缘和抵抗向内作用力的导向或轨道装置。这些装置沿着弯曲部放置并且定位在带径向外侧，比如沿带边缘定位。

尽管这些导向装置具有防止带的径向迁移的功能，摩擦驱动的环型带对于比如食品工业的多种工业仍然不是最佳的。因为需要带上的张力来保持移动带所必需的摩擦力，这种类型的输送机在可能损害张力和摩擦力的环境中不能很好地工作。在食品工业中，从食品产品引入油脂和流出物可能导致摩擦力损失，从而有害地影响输送机的性能。

替代地，另一种带有环型带的输送机包括具有平上表面和带齿下表面的低摩擦、直接驱动的带。这种类型的输送机具有无缝平上表面，该无缝平上表面易于清洁并且克服了与摩擦驱动平带相关的张力和摩擦力的问题。齿与驱动链轮上的槽接合从而将转矩传送给带，而不需要带和驱动链轮之间的摩擦力或带中的张力。在美国专利申请No.60/593,493中公开了这种输送机，在此引入其全部内容作为参考。然而，低张力、直接驱动的带的一些径向迁移问题仍然存在。

发明内容

根据本发明的弯曲输送机具有带有内边缘和外边缘的环型带。外边缘比内边缘更长以适应带在弯曲部半径上的移动。驱动带轮被安装成用于旋转。带或驱动带轮一个具有齿而另一个具有槽，当带绕带轮缠绕时，至少一个齿与槽处于驱动接合。固定的导向装置在弯曲部处接合带以阻止带在弯曲部处向内径向迁移。

在一个实施例中，导向装置包括滑床上的导轨。在另一个实施例中，导向装置包括中心导轮。在另一个实施例中，导向装置包括沿带内边缘布置的至少一个导柱。可以单独地或彼此组合地设置多个每一种导向装置。

优选地，带由热塑性材料形成，而且带具有齿，驱动带轮具有槽。在这种情况下，驱动带轮是锥形形状。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的具有由滑床支承的齿形环型带的中心驱动的弯曲输送机的透视图。

图2是图1所示的输送机的带的仰视图。

图3是带有图1所示的输送机的导向装置的滑床的透视图。

图4是沿图1的线4-4剖切的剖视图。

图5是沿图4的线5-5剖切的剖视图。

图6是类似于图4的剖视图，示出了导向装置的一个替代实施例。

图7是图1所示的输送机的惰轮的透视图。

图7A是惰轮的一个替代实施例的透视图。

图8是沿图1的线8-8剖切的剖视图。

图9是图1所示的输送机的驱动带轮的侧视图。

图10是图1的输送机的驱动带轮的一个替代实施例的侧视图。

图11A是图1的输送机的驱动带轮的另一个替代实施例的侧视图。

图11B是与图11A的驱动带轮一起使用的一种替代带的仰视图。

图12是图1的输送机的驱动带轮的另一个实施例的侧视图。

图13是根据本发明的一个实施例的带和中心轮导向装置的示意性俯视图。

图14是根据本发明的一个实施例的带和导柱的示意性俯视图。

图15是带的一部分的仰视图，示出了齿模式的一个替代实施例。

具体实施方式

根据本发明的弯曲输送机提供了环型齿形输送机带和用于防止带径向迁移的导向装置。现在参照附图，图1说明了输送机10的第一实施例，所述输送机包括位于示例性的中心驱动装置中的环型齿带12。这里“环型”的意思是带有或不带有接头的带或者具有以某种方式连接以便形成连续环的端部的带。带12绕驱动带轮14和两个惰轮或从动轮16、18缠绕，轮14、16、18的每一个被安装成在各自的中心轴20、22、24上旋转。在说明性的实施例中，驱动带轮14是链轮，该链轮包括多个齿和槽，而惰轮16、18不包括任何齿或槽。然而，在本发明范围内，轮14、16、18可以是许多不同形式和尺寸中的任一种。带12的在惰轮16、18之间的一部分限定了带12的承载区或上翼展(upper span)28，而且，在这种构造中，当带12沿箭头30方向运行时，上翼展28能够运载负载。

带12包括沿着内边缘36和外边缘38连接起来的上表面32和下表面34。上表面和下表面32、34之间的距离限定了带12的厚度。上表面32相当光滑而且没有不连续部分，其通常由热塑性材料制成，比如Pebax

树脂、聚酯或聚氨酯。图2是带12的下表面34的视图，如图2所示，带12被弯曲成使得内边缘36具有曲率半径R₁，外表面38具有大于R₁的曲率半径R₂。侧边缘36、38之间的径向距离限定了带12的宽度，即R₂-R₁，其中R₁可以是大于或等于零的任何值。因为带12的弯曲形状，当带12被驱动带轮14驱动时，带12的外边缘38比带12的内边缘36移动得更快。

继续参照图2，带12具有在下表面34上彼此沿圆周间隔开的多个径向齿40。相邻齿40之间的圆周间距从内边缘36向外边缘38增加，而在给定半径处，齿40之间的节距或者圆周间距是常量。齿40中的每一个包括多个齿部分42，所述齿部分至少部分跨越带12的宽度延伸并且被间隙44彼此间隔开。另外，齿40中的每一个包括驱动面46和相对的非驱动面48。理想地，每个齿40形状上将是沿径向，即每个齿46、48被设置在弯曲部的假想半径上。对于这种构造，锥形驱动带轮将能够有效地驱动带10而不管运动方向如何。换句话说，带10将被认为是双向的。

术语“上”和“下”是指带12的相对表面，用于区分运载负载的表面32和具有齿40的表面34。在图1中，明显的是承载表面32不总是“上”表面，齿形表面34不总是“下”表面，比如在惰轮16、18中的一个和驱动带轮14之间的带12的部分。然而，对于上翼展28，承载表面32通常是“上”表面，齿形表面34是“下”表面。从而，方便起见，使用术语“上”和“下”来描述表面32、34。

返回来参照图1，位于带12的下表面34下方的滑床50至少部分地支承带12的上翼展28。图3是滑床50的透视图，如图3所示，滑床50包括大致平面的主体52，其形状和尺寸适合支承带12的至少一部分。在说明性的实施例中，滑床50从内边缘54延伸到外边缘56。在外边缘56处，滑床50终止于止挡部处，该止挡部为向上和径向向内延伸的凸缘58的形式。凸缘58可以是可分离的或可拆卸的以便进入滑床50。

根据本发明的一个方面，滑床50包括在主体52上的至少一个导向装置60。在说明性的实施例中，滑床52包括多个导向装置60，其中导向装置60中的每一个包括从主体52向上突出并且沿带的运行方向沿着主体52延伸的弓形导轨。导向装置60以间隔62彼此径向间隔开，而且具有从滑床50的内边缘54到外边缘56逐渐增加的曲率半径。此外，导向装置60和间隔62的尺寸和布置适合分别与带12上的间隙44和齿部分42匹配。当带12安放在滑床50上时，如图4的横向剖视图所示，凸缘56接收带12的外边缘38，带12上的间隙44接收导向装置60，导向装置60之间的间隔62接收齿部分42。

优选地，间隙44和导向装置60具有大约相同的厚度，或者，替代地，导向装置60可以具有比间隙44的厚度更大的厚度。结果是，带12的下表面34安放在导向装置60上，甚至在相邻齿40之间的导向装置60的部分处也是如此，如图5的纵向剖视图所示。根据一个实施例，间隙44和导向装置60每一个具有的厚度大约等于带12的厚度。

导向装置60可以与主体52整体形成或者可制成使用任何适合的连接方式或方法(比如粘合剂、紧固件、摩擦配合或比如焊接的连接方法)而连接到主体52上的单独元件。另外，导向装置60可以由与主体52相同或不同的材料制成。例如，导向装置60和主体52可以都由金属或聚合物制成，或者主体52和导向装置60之一可以由金属制成，而主体52和导向装置60中的另一个可以由聚合物制成。在导向装置60的制造中使用的一种典型材料是超高分子量(UHMW)聚合物。为了使带12和导向装置60之间的阻力最小化，导向装置60可以由具有较低摩擦系数的材料制成或涂有较低摩擦系数的材料。例如，导向装置60可以涂有减小摩擦的材料，比如聚四氟乙烯(PTFE)，通常还称为Teflon

。另外，导向装置60可以被设计成具有与带12接触的最小表面积。例如，如图6所示，导向装置60可具有弯曲的或凹陷的上表面64，其与图4所示的实施例的平下表面64相反。

现在参照图7，其是惰轮16或18的透视图。惰轮16、18每一个包括主辊70和多个局部辊(partial roller)72，所述局部辊从主辊70径向延伸并且被间隔74分隔开以便适应带12上的齿40。根据说明性的实施例，主辊70是截头圆锥形的以便适应内、外边缘36、38之间的带12的变化速度。局部辊72的数量等于齿部分42之间的间隙44的数量，其等于导向装置60的数量。如图8的横向剖视图所示，局部辊72和间隔74的尺寸和布置分别与带12的间隙44和齿部分42匹配。因此，局部辊72彼此间隔开的距离等于导向装置60之间的间距。优选地，局部辊72中的每一个的径向厚度(即主辊70的半径和局部辊72的半径之差)大约等于间隙44的厚度，或者，替代地，局部辊72的径向厚度可以比间隙44的厚度更大。这种构造的结果是，带12的下表面34安放在局部辊72上，甚至在相邻齿40之间的局部辊72的部分处也是如此。尽管所示的惰轮16、18是光滑的，包括由适于接合带齿40的槽间隔开的多个齿的惰轮16、18也在本发明的范围内。

明显的是，惰轮的其他构造也可以适用于本发明。例如，在图7a中，惰轮18A可以由几个单个辊72A制成，每一个可分别在单一轴70A上旋转而且每一个具有相同的直径。从而，更靠近带外边缘的辊将比更靠近带内边缘的辊转动得更快。在这种方式中，可以使用实际上圆柱形的惰轮。这种构造的优点是直径较小、在弯曲部和相邻的输送机之间可实现更均一的传送。

因为输送机10的带12是弯曲的，带12的速度从内边缘36到外边缘38变化，驱动带轮14必须适于适应这种速度差。驱动带轮14可以以几种方式来适配，一个实例如相对于图1的输送机10的实施例所示出。

在图9中更清楚地显示了图1的驱动带轮14。图9是驱动带轮14的侧视图。如在图9中所看到的，驱动带轮14是截头圆锥形的而且终止于内、外边缘80、82处，其中内边缘80具有比外边缘82更小的直径。由于具有截头圆锥形，当驱动带轮14绕中心纵轴84旋转时，驱动带轮14的表面处的速度从内边缘80向外边缘82变化。另外，驱动带轮14包括多个被径向槽86间隔开的径向齿88。齿88可以在跨越驱动带轮14的宽度上是连续的，如图9所示，或者可以是不连续的，更像带12上的不连续齿40。齿88或槽86的节距或者圆周间距在给定半径或者离内边缘80或外边缘82中的一个的给定径向距离处是常量。为了将转矩从驱动带轮14传送给带12，当带12绕驱动带轮14缠绕时，驱动带轮槽86接收带齿40，而且至少一个驱动带轮齿88邻接相应的至少一个带齿40的驱动面46。在美国专利申请No.60/593,493中描述了用于从驱动链轮14向带12传送转矩的示例性驱动机构的详细资料，其包括比如驱动带轮14和带12的相对节距和驱动带轮槽86和带齿40的相对尺寸的因素，在此引入其全部内容作为参考。因为驱动带轮14引起带12运动，而且驱动带轮14是截头圆锥形的，可以选择驱动带轮14的尺寸以使得驱动带轮14的速度以与带12的所需变化速度相称的方式沿着驱动带轮14的表面变化。

在输送机10的操作期间，驱动带轮14绕轴20旋转，而且如上所述驱动带轮槽86接合带齿40以便将转矩传送给带12。带12和驱动带轮14被布置成使得带内、外边缘36、38分别靠近驱动带轮的内、外边缘80、82，由此，驱动带轮14的速度沿着驱动带轮14的表面变化以便适应带12的弯曲形状。当驱动带轮14沿箭头30的方向移动时，带12绕惰轮16、18缠绕同时上翼展28从一个惰轮16朝向另一个惰轮18移动。特别地，当带绕惰轮16、18缠绕时，惰轮16、18的局部辊72之间的间隔74接收带齿40的齿部分42，与此同时间隙44接收局部辊72以防止带12的径向向内迁移。结果是，如果带12的运动引起惰轮16、18的运动，则带12绕惰轮16、18平滑地缠绕，该惰轮16、18自由地绕轴22、24旋转。惰轮16、18的主辊70的截头圆锥形状适应跨越带12宽度的带12速度变化。局部辊72对准滑床50上的导向装置60，使得当带12的上翼展28离开惰轮16之一时，齿部分42和带齿40的间隙44分别对准滑床50的间隔62和导向装置60。类似地，当上翼展28离开滑床50并接近另一个惰轮18时，齿部分42和带齿40的间隙44分别对准惰轮16的间隔74和局部辊72。当带12的上翼展28沿着滑床59前进时，导向装置60跟踪上翼展28的运动并且防止带12径向迁移。换句话说，导向装置60有效地起阻碍齿40的径向向内运动的路障作用并抵抗径向向内拉带12的力。

在图10-12中说明了适用于适应带12的变化速度的驱动带轮14的替代实施例。图10是替代的驱动带轮90的侧视图，在图10的实施例中，该驱动带轮90包括安装成随中心轴102旋转的直径递增的多个单个轮92、94、96、98、100。驱动带轮90可以包括任何合适数量的单个轮，该驱动带轮在图10中通过实例显示为具有五个单个轮92、94、96、98、100。因为单个轮92、94、96、98、100的不同直径，单个轮92、94、96、98、100中的每一个的表面在中心轴102旋转的同时以不同的速度运动，最小的单个轮92具有最低速度，最大的单个轮100具有最快速度。因而，驱动带轮90和带12被定位成使得单个轮92、94、96、98、100从带12的内边缘36到外边缘38从最小到最大布置。另外，所示的单个轮92、94、96、98、100中的每一个包括多个基本上平行于单个轮92、94、96、98、100的旋转轴定向的齿104和槽106。另外，齿104和槽106可以按类似于关于图9实施例中的驱动带轮14所示的方式径向定向。齿104和槽106的尺寸、形状和方位可以基于单个轮92、94、96、98、100中的每一个的尺寸(比如宽度)来确定。例如，每一个槽(或齿)可以被弯曲以最小化它们之间在弯曲部分的接触面积。

图11A是另一个替代的驱动带轮110的侧视图，在图11A的实施例中，驱动带轮110包括具有大约相同直径的多个单个轮。驱动带轮110可以包括任何合适数量的单个轮，并且在图11A中通过实例显示为具有两个单个轮，即内轮112和外轮114。内、外轮112、114每一个都可随其各自的中心轴116、118旋转而且包括被多个槽122分隔开的多个齿120。在当前实施例中，齿120/槽122的节距对于内轮112和外轮144是大约相同的。

对于驱动带轮110的本实施例，输送机10使用图11B中所示的替代的带124，图11B是带124的仰视图。带124类似于图2所示的实施例的带12，但是图11B的带124具有不同的齿配置。如带12一样，带124包括不连续的多个齿126，但是齿126根据驱动带轮110来布置。特别地，齿126布置成多组齿126，每一组对应于多个单个轮中的一个。在说明性的实施例中，因此，齿126布置成对应于内轮112的内组128和对应于外轮114的外组130。因为内轮112的节距与外轮114的节距大约相同，齿126的内组128具有与齿126的外组130大约相同的节距。因为带124的曲率和内、外齿组128、130的相等节距，内组128在带124的给定长度上具有比外组130更少的齿126。

在具有图11A的驱动带轮110和图11B的带124的输送机的操作期间，内、外轮112、114对准内、外组128、130的齿126。外轮114以比内轮112更快的速度被驱动以适应带124的外边缘的较高速度。由于齿126的内、外组128、130的齿126的数量不同，所以即使内、外轮112、114具有相同的节距，也能使内、外轮112、114之间的速度差相适应。外组130中的齿126的较大数量允许外轮114以更快速度驱动带的外侧。

内、外轮112、114中的每一个被显示为包括基本上平行于内、外轮112、114的旋转轴定向的齿120和槽122。替代地，齿120和槽122可以以类似于关于图9的实施例的驱动带轮14所示的方式径向定向。齿120和槽122的尺寸、形状和方位可以基于内、外轮112、114中的每一个的尺寸(比如宽度)来确定。此外，带124可以与图3的实施例所示的导向装置60一起使用。导向装置60可以被确定尺寸并布置在滑床50上以适应齿126的尺寸和定位。

图12是另一个替代驱动带轮140的侧视图，在图12的实施例中，该驱动带轮140包括具有相同直径的多个单个轮。与图11A的实施例的驱动带轮110一样，驱动带轮140可以包括任何合适数量的单个轮而且在图12中通过实例显示为具有两个单个轮，即内轮142和外轮144。更进一步地，与驱动带轮110一样，驱动带轮140的内、外轮142、144每一个都可随各自的中心轴146、148旋转而且包括被多个槽152分隔开的多个齿150。然而，因为内、外轮142、144具有不同的节距，驱动带轮140不同于驱动带轮110。在当前实施例中，内轮142的齿150的节距比外轮144的更小(即齿150之间的间距更小)。结果是，带12可以与驱动带轮140一起使用，而不使用替代的带124。

在具有驱动带轮140的输送机的操作期间，内、外轮142、144被布置在相对于带12的合适位置，比如内轮12靠近带内边缘36，外轮144靠近带外边缘38。外轮144以比内轮142更快的速度被驱动以适应带12的变化速度。由于内、外轮142、144之间的节距不同，内、外轮142、144之间的速度差是可能的；外轮144的较大节距允许外轮144以更快的速度被驱动。

内、外轮142、144中的每一个被显示为包括基本上平行于内、外轮142、144的旋转轴定向的齿150和槽152。替代地，齿150和槽152可以以类似于关于图9的驱动带轮14所示的方式径向定向。齿150和槽152的尺寸、形状和方位可以基于内、外轮142、144中的每一个的尺寸(比如宽度)来确定。

作为滑床50上的导向装置60的补充或替代，输送机10可以包括中心轮导向装置160以便于跟踪带12。在图13中显示了一个示例性的中心轮导向装置160，图13是带12和中心轮导向装置160的示意性俯视图。中心轮导向装置160是邻近带12的内边缘36定位的大致圆形、椭圆形、弓形或卵形体。中心轮导向装置160的存在阻碍了带12的径向向内迁移。中心轮导向装置160可以是不动的或者可以随带12的移动而旋转。

作为滑床50上的导向装置60的补充或替代，输送机10可以包括一个或多个导柱170以便于跟踪带12。在图14中显示了示例性的导柱170，图14是带12和导柱170的示意性俯视图。导柱170中的每一个包括大致竖直体，比如圆柱形体。导柱170可绕纵向轴172旋转或不动。导柱170中的每一个邻近带12的内边缘36定位成使得导柱170的存在阻碍带12的径向向内迁移。使用的导柱170的数量取决于输送机10的构造。例如，如果带12具有较大的转角(即大于大约100度的转角)或者在中心驱动的输送机中，则可以使用多个导柱，比如图14所示的三个导柱170的实例。作为另一个实例，当转角较小(即小于大约100度的转角)时，则可以只需要一个导柱，例如，导柱可以靠近惰轮定位。

图15显示了在带212上的齿配置的一个替代实施例。齿214从内边缘216到外边缘218径向延伸。然而，每一个齿214是“V形的”，包括顶点220和从该顶点处延伸的两个臂222、224。臂在它们之间限定了凸部分(relief portion)226，而且每一个臂具有适用于接合驱动带轮上的槽的驱动面228，比如图10中所示的。显然如果带212沿相反方向移动，则驱动面将颠倒过来。带212是真正双向的。

以上在附图中显示并且已经描述了作为带有一对惰轮和一驱动带轮的中心驱动输送机的输送机10；然而，具有其他构造的输送机10也在本发明的范围内，比如绕驱动带轮和单一惰轮缠绕的带。

除了防止径向带迁移之外，本发明的输送机10还提供了几个优点。例如，对于输送机10而言，至少部分地由于带预张力而产生的大向内径向力被大大减小，因此，输送机10的框架可以更简单并且更轻。

虽然本发明以上结合其某些特别实施例进行了特别描述，但应该理解的是本文仅是示例说明而不局限于此，在现有技术允许的情况下，应当尽可能宽广地理解所附的权利要求书的范围。例如，齿可以被定位在驱动带轮上(和/或惰轮上(如果需要))而且槽或凹槽可以在带上。

Claims (8)

1.一种弯曲输送机，包括环型的基本上未拉紧的带，所述带具有连续表面、内边缘和外边缘，所述外边缘比内边缘长以适应带在弯曲部半径上的移动；以及安装成用于旋转的驱动带轮，带和驱动带轮中的一个具有齿，带和驱动带轮中的另一个具有槽，当带绕带轮缠绕时，至少一个齿与槽驱动接合，其特征在于，固定的导向装置在弯曲部处接合带以阻止带在弯曲部处向内径向迁移。

2.如权利要求1所述的弯曲输送机，其中所述导向装置包括在滑床上的导轨。

3.如权利要求1或2所述的弯曲输送机，其中所述导向装置包括中心导轮。

4.如权利要求1-3中任一项所述的弯曲输送机，其中所述导向装置包括沿带内边缘定位的至少一个导柱。

5.如权利要求1-4中任一项所述的弯曲输送机，其中带由热塑性材料制成。

6.如权利要求1-5中任一项所述的弯曲输送机，其中所述带具有齿而所述驱动带轮具有槽。

7.如权利要求1-6中任一项所述的弯曲输送机，其中驱动带轮是锥形的。

8.如权利要求1-7中任一项所述的弯曲输送机，其特征在于设置多个导轨、导轮或导柱。

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