CN104603033B - 带有涡流制动器的辊 - Google Patents

Abstract

一种带有涡流制动器(22)的辊(5)，包括可旋转地支承在固定轴承(7、8)中的辊壳体(11)，其中，在辊壳体(11)内的涡流制动器(22)包括连接至辊壳体的涡流接收装置(13)以及固定磁体(25)。涡流制动器(22)被形成为带有由铁磁材料(钢)制成的屏蔽管(21)，屏蔽管在其一个端部以杆(6)与承载装置(15)固定地连接，承载装置由非铁磁材料(铝)制成，其中，屏蔽管(25)被设置为在辊壳体(11)和涡流接收装置(13)之间与辊壳体(11)相距气隙(a)，并且与涡流接收装置(13)相距另一气隙(b)。通过辊(5)，可实现辊壳体11的旋转，而避免了再磁化，从而更顺畅。

Description

带有涡流制动器的辊

技术领域

本发明涉及带有涡流制动器的辊。

背景技术

这种辊由EP1 243 528 A1可知，所述辊在外部管之内具有涡流制动器形式的制动装置。为此，外部管(即辊壳体)被形成为在其内表面上具有由诸如铜或铝的导电材料制成的插入体。辊壳体可旋转地支承在杆上，杆固定在固定框架中。在杆上固定地设置有具有磁极的永磁体，该永磁体以与插入体相距气隙的距离进行定位。在辊壳体与插入体一起相对于固定极旋转的情况下，通过磁场在插入体中感应出涡流，所述涡流对辊壳体的旋转运动施加反向制动转矩，制动转矩随着转数增加而增加。

对于在下文中被称为第一制动转矩的制动转矩，当磁场同样在由诸如铝或不锈钢的导电性的、非铁磁材料制成的辊壳体中引起涡流时，增加第二制动转矩。如果辊壳体还由诸如钢的可磁化材料制成，那么由于辊壳体绕固定磁场旋转至恒定再磁化，磁场在辊壳体有进一步效果，由此出现第三制动转矩。

这种辊在辊式输送机上使用，辊式输送机配置有没有任何制动装置的多个辊，并且以略微倾斜的输送轨道延伸。置于辊式输送机上的所输送的物品通过由自重引起的附加驱动力进行输送，而没有任何其他驱动。在这种辊式输送机的操作中，所输送的物品可由于种种原因而停顿，以使得所输送物品堆积，在单个所输送的物品之间没有自由空间。一旦再次启动所输送物品的进一步运输，就要求所输送物品自动开始在倾斜的输送轨道上再次移动。所解释的情况一方面涉及通过倾斜的输送轨道实现在辊式输送机上所输送物品的自动滚落，另一方面涉及所输送物品呈现的不恰当的较大速度。为了控制所输送物品的速度，公知的是在辊式输送机的适当位置使用带有机械或电气式的集成制动器或如涡流制动器的辊。

当使用公知的带有涡流制动器的辊时，必须要考虑的是，仅能通过接受输送轨道的更大的倾斜来实现先前停止的所输送物品的自动移动，然而，当所输送物品堆积时，必须吸收来自输送轨道的更大倾斜所产生的更多能量。

DE28 21973 A1公开了一种磁转矩联接，其中，为所需的转矩传递使用由固定永磁体相对于涡流支承部的运动以及组件的再磁化造成的涡流。该文献仅涉及杯形联接件。

关于对永磁体、磁性和涡流制动器的现有技术，参照教科书《Europa-Lehrmittel,ELEKTRONIK,1.Teil:Grundlagen-Elektronik 3.Auflage》第73页至第75页以及第96页至第97页。

发明内容

本发明的目的在于提供能够以低成本制造的公知的带有涡流制动器的辊，对辊的启动造成最小的可能的阻力，并且提高涡流制动器的有效性。

对于带有涡流制动器的辊，本发明的目的通过如下所述的带有涡流制动器的辊来实现。该带有涡流制动器的辊包括以下特征：管形辊壳体绕轴可旋转地支承在固定轴承中；涡流制动器具有固定在辊壳体内且与辊壳体连接的管形涡流接收装置，并且还具有与轴承固定连接的磁体，磁体具有北极和南极，北极和南极被设置在与涡流接收装置相距气隙处。该带有涡流制动器的辊的特征在于：在辊壳体与涡流接收装置之间以突起的方式形成由铁磁材料制成的屏蔽管；屏蔽管在其一端与固定轴承固定地连接；屏蔽管被设置为与辊壳体相距第二气隙，并且与涡流接收装置相距第三气隙；其中，将第二气隙和第三气隙的尺寸设计为足够大，以避免在旋转时辊壳体和涡流接收装置与固定屏蔽管的接触。具有由铁磁材料构成的、固定且相对于固定磁场不可移动的屏蔽管的涡流制动器的配置具有以下效果：一方面，由连续再磁化造成的制动转矩被消除，另一方面，从永磁体产生的磁场仅用于涡流制动器。因此，由于以涡流的效果开始转动，所以在辊壳体的转动的开始反向制动转矩从零值开始增大。因而，促进辊壳体的启动。

源自该事实的另一优点为：无论辊壳体使用何种材料，通过铁磁屏蔽管辊，都会阻止磁发射的传播。

最后，屏蔽管的设置还具有以下优点：除了一定的强度要求之外，不用必须满足涉及辊壳体的材料的要求。这就为可以以低成本制造的低惯性辊壳体带来优点，例如能够通过使用塑料来实现。

空间的有利使用以及用于磁体的进一步设计可能性通过具有以下特征的、带有涡流制动器的辊来实现：杆包括两个独立的杆件，这两个独立的杆件相对于彼此进行同心固定。为了节约成本并实现紧凑设计，除了上述特征之外，本申请中带有涡流制动器的辊还具有以下特征：邻近设置的涡流制动器包括共同的屏蔽管，共同的屏蔽管与承载装置固定地连接，承载装置固定在杆上或固定在杆件中的至少一个上。为了使得涡流制动器的制动转矩能够适于应用的条件，本申请中带有涡流制动器的辊还具有以下特征：磁体被形成为电磁体；电磁体与电路相连接，电路包括可变电阻器。

附图说明

从以下参照附图对实施方式的描述，本发明的其他特征、优点和细节将变得显而易见，在附图中：

图1示出了具有所输送物品的辊式输送机；

图2示出了实施方式1的辊的示意图；

图3示出了实施方式2的辊的示意图；

图4示出了实施方式3的辊的示意图；

图5示出了实施的辊的半剖视图；

图6示出了根据图5的辊的组件；

图7示出了图6中的组件在视野VII的箭头方向上的视图；

图8示出了比例较小的根据图5的组件的实施方式的一部分；

图9示出了作为与图5对应的视图中的电磁体的磁体的实施方式；以及

图10示出了根据图9中视觉X的箭头的电磁体的端面上的视图。

具体实施方式

图1示出了带有固定框架2的辊式输送机1，形成倾斜的输送轨道的多个辊3固定地设置在固定框架2上。辊3以自由方式进行设计，无驱动器或制动器，并且支承位于其上的所输送物品4，所输送物品4由于其重量而从输送轨道滚下。另外，在辊式输送机1上设有具有根据本发明的涡流制动器的辊5。

带有辊5的实施方式1(图2和图5)包括杆6，杆6被固定在固定框架2上，杆6上容纳深沟球轴承形式的轴承7、8。轴承7、8的外圈以固定位置容纳于盖9、10中。根据图5，杆6通过螺纹连接(未示出)轴向和径向地紧固在框架2中。

盖9、10与管形辊壳体11的端部固定地压在一起。管的端部12以与杆6和辊壳体11同心布置的方式固定在盖9上。在下文中，该管将被称作涡流接收装置13。轴14延伸穿过杆6。

涡流接收装置13的自由端延伸至承载装置15的附近，承载装置15与杆6结合以形成组件。为此，承载装置15被形成为诸如铝-锌合金的非铁磁材料的模铸件，并且以防止旋转地且形式配合的方式包括杆6。承载装置15被形成位在端面16上具有两个端面半部，这两个端面半部彼此轴向移动，并且以两个在直径方向上延伸的面连接。对于端面16的细节，可参照将在下面进行描述的永磁体的端面。

另外，承载装置15设有圆柱形壳体19，圆柱形壳体19被形成为与轴4同心，并且在圆柱形壳体19上形成诸如钢的铁磁材料的屏蔽管21的端部20。辊壳体11、屏蔽管21和涡流接收装置13构成了涡流制动器22的必要组件。

通过该布置，辊壳体11的内孔(未示出)和涡流接收装置13的壳体界定了在辊壳体11的内孔与涡流接收装置13的壳体之间的圆环状间隙23。屏蔽管21的自由端延伸至该间隙内直至盖9的附近。屏蔽管21的壁的强度以及间隙23的尺寸被确定为使得形成两个环形气隙a和b。

另外，杆6上容纳的间隙24形成在屏蔽管21与永磁体25之间。永磁体25被形成为具有孔26，孔26使得能够以自由方式从游隙(play)将永磁体25推至杆6上。间隙24的尺寸被确定为使得在永磁体25与涡流接收装置13之间形成环形气隙c。

永磁体25包括左端面27和右端面28。左端面27被形成为具有两个端部侧半部29和29a，端部侧半部29和29a彼此轴向偏移距离e，并且由此形成两个平齐面30、30a。右端面28以相同方式形成，并且在几何上对应于端面27，端面27以顺时针方式围绕轴X旋转180度。另外，承载装置15上端面16的设计与左端面27的设计相对应。

根据图7，永磁体15以“8极形式，N和S极交替在外”的形式进行磁化，其中，相对于轴X，同样相对于面30、30a的北极N和南极S对称地对齐。因此，不考虑永磁体25的位置，为了抵接承载装置15，可使永磁体25与端面16或端面27相抵接。

在N极与S极之间出现假想的磁场线。磁场线在磁体外部从北极N延伸至南极S，并在磁体内部从南极S延伸至北极N，并形成闭合路线。根据磁场线的环境，磁场线采取通过空气或通过铁磁材料的不同路线。在图7中，磁场线31a示出在附近没有铁磁材料的情况下通过空气的路线。相比之下，磁场线31b在附近有铁磁材料(诸如屏蔽管21)的情况下采取偏转路线。在这里，磁场线31b延伸通过涡流承载装置13，从而在涡流承载装置13中形成涡流。另外，磁场线31b被示出为闭合线。

通过承载装置15上的端面16、永磁体25上端面27、28以及在端部件32上与端面28相对应的端面28a的配置，实现了根据爪形联接件的类型以接合的方式将永磁体25刚性地紧固至承载装置15。另外，用容纳轴承7、8的盖9、10实现将杆6以及其上容纳的组件(诸如，永磁体25和端件32)通过辊壳体轴向紧固至承载装置15。

关于所使用的材料，应注意的是：

-辊壳体11是由任意材料制成的管，诸如钢、铝或塑料，具有例如2毫米至5毫米的壁强度；

-屏蔽管21、21a由可磁化材料制成，诸如特定类型的钢，具有良好的磁场线传导性；以及

-涡流接收装置13、13a由导电性良好的非铁磁材料制成，诸如铜或铝，具有例如3毫米的壁厚。

实施方式2(图3)包括辊5a，除杆6之外，辊5a与辊5在结构上相同。与上文所述不同，辊5a被支承在两个杆件6a、6b上，杆件6a、6b每个都固定地夹持在框架2上。在杆件6a、6b的自由端，杆件6a、6b被固定地连接至承载装置15和端件32，在承载装置15和端件32之间容纳有永磁体25。

实施方式3(图4)包括辊5b。承载装置15a以防转的方式固定在杆6上，承载装置15a的端面16a和27a中每个都如上述端面16和27那样形成。承载装置15a被固定地定位在杆6上的辊壳体11的纵向延伸的大致中部。屏蔽管部21a被固定地连接至承载装置15a，所述管在直径和材料方面与上述屏蔽管21相对应。另外，屏蔽管部21a作为整体组件延伸穿过设置在承载装置15a的侧部的永磁体25、25a、25b。除永磁体25a和25b的不同长度，所述磁体与所述永磁体25在结构上相同。正如永磁体25一样，永磁体25a、25b以如上所述的阻止旋转的方式在端面轴向紧固在杆6上。通过具有不同长度的永磁体25、25a、25b，提供了具有不同强度的永磁体，使得能够对涡流制动器22和22a的期望的总制动扭矩进行调整。

实施方式4(图9和图10)提供了电磁体35而不是永磁体，电磁体35的尺寸与上述永磁体25的尺寸相对应。根据图10，类似于电动机，在电枢36上形成极，众所周知，由于施加直流电的绕组37，所以所述极形成电磁体35的北极N和南极S。电枢36通过在其端面上的盖38、39来闭合。盖38在与端面27相对应的端面27a上形成，盖39被形成为具有与端面28相对应的端面28a。经由电路40提供直流电流，电路40包括用于改变流经绕组37的电流的可变电阻器41。

通过包括与永磁体25相对应的端面27a、28a的电磁体35的配置，辊5可配有电磁体35，而不是永磁体25。

辊5运行方式如下：

在所输送物品4静止位于辊5上的情况下，辊5处于辊壳体11无任何制动转矩的状态。一旦移除所输送物品4在辊式输送机1上的移动的障碍物，由所输送物品4的自重引起的附加驱动力就发挥作用，并且启动所输送物品4的向前移动，从而启动辊壳体11与涡流接收装置13一起旋转。因而，涡流接收装置13移动通过由永磁体23产生的磁场，以使得在涡流接收装置13中引入涡流，并且将制动转矩施加至辊壳体11。从辊壳体11的静止状态开始，制动转矩随着辊壳体11的速度增大从零值不断增大。

作为由磁性钢制成的固定屏蔽管18、32的作用的结果，再磁化(即，从辊壳体上的固定永磁体25发射的磁场的影响)被消除。由此提供了限定的条件，以使得在开始时没有制动转矩抵抗辊壳体11的开始移动，但是当速度增大时，来自涡流制动器的不断增大的制动转矩抵抗辊壳体11的移动。这意味着辊式输送机1可设计成具有小的倾斜以及通过降低的传送速度而产生的较小惯性力使得所输送物品4的撞击部分彼此之间没有间隙的堆积。

所描述的功能类似地适用于实施方式2至实施方式4。实施方式4允许调整施加至电磁体35的绕组的电流，从而允许相应地调整施加至辊5的具体应用的制动转矩的强度。

附图标记的说明

1 辊式输送机

2 框架

3 辊

4 所输送物品

5 带有涡流制动器的辊5a、5b

6 杆件6a、6b

7 轴承

8 同上

9 盖9a

10 同上

11 辊壳体

12 端部

13 涡流接收装置13a

14 轴

15 承载装置15a

16 端面16a

17 --

18 --

19 壳体

20 端部

21 屏蔽管21a

22 涡流制动器22a、22b

23 间隙

24 同上

25 永磁体25a、25b

26 孔

27 左端面27a

28 右端面

29 端面半部29b

30 面30a

31 磁场线31a

32 端部件

33 --

34 --

35 电磁体

36 电枢

37 绕组

38 盖

39 同上

40 回路

41 可变电阻器

N 北极

S 南极

a 气隙

b 同上

c 同上

e 距离

X 轴

Claims (11)

1.一种带有涡流制动器的辊，包括以下特征：

-管形辊壳体(11；29)，绕轴(14)可旋转地支承在固定轴承(7、8)中，

-所述涡流制动器(26)具有固定在所述辊壳体(11)内且与所述辊壳体连接的管形涡流接收装置(13；13a)，并且还具有与所述轴承(7、8)固定连接的磁体(25；25a；25b；35)，所述磁体具有北极和南极(N、S)，所述北极和所述南极被设置在与所述涡流接收装置(13；13a)相距气隙(c)处，

其特征在于：

-在所述辊壳体(11)与所述涡流接收装置(13；13a)之间以突起的方式形成由铁磁材料制成的屏蔽管(21；21a)，

-所述屏蔽管(21；21a)在其一端与所述固定轴承(7、8)固定地连接，

-所述屏蔽管(21；21a)被设置为与所述辊壳体(11)相距第二气隙(a)，并且与所述涡流接收装置(13；13a)相距第三气隙(b)，

-其中，将所述第二气隙(a)和所述第三气隙(b)的尺寸设计为足够大，以避免在旋转时所述辊壳体(11)和所述涡流接收装置(13；13a)与所述固定屏蔽管(21；21a)的接触。

2.如权利要求1所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述磁体(25；25a；25b；35)在其端面(27、28)处与所述固定轴承(7、8)形式配合地连接。

3.如权利要求1或2所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述磁体被形成为永磁体(25、25a、25b)。

4.如权利要求1或2中所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，设置有多个磁体(25、25a、25b)。

5.如权利要求1所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述轴(14)延伸通过固定设置的杆(6)。

6.如权利要求5所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述杆(6)包括两个独立的杆件(6a、6b)，所述杆件(6a、6b)相对于彼此进行同心固定。

7.如权利要求6中所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，邻近设置的涡流制动器(22、22a、22b)包括共同的屏蔽管(21a)，所述共同的屏蔽管与承载装置(15a)固定地连接，所述承载装置固定在所述杆(6)上或固定在所述杆件(6a、6b)中的至少一个上。

8.如权利要求7所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述承载装置(15a)设置在两个涡流制动器(22、22a)之间。

9.如权利要求1或2所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述磁体被形成为电磁体(35)。

10.如权利要求9所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述电磁体(35)与电路(40)相连接，所述电路(40)包括可变电阻器(41)。

11.如权利要求1所述的带有涡流制动器的辊，其特征在于，所述铁磁材料包括钢。