CN106458449A - 用于滚筒输送机的制动装置、滚筒输送机及生产用于滚筒输送机的制动装置的方法 - Google Patents

用于滚筒输送机的制动装置、滚筒输送机及生产用于滚筒输送机的制动装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于滚筒输送机的制动装置，包括至少一个制动衬片(40)、偏心轴(20)以及步进电机(10)，其中，制动衬片(40)用于与滚筒输送机的至少一个输送机滚筒(60)的外圆周接合；偏心轴(20)具有用于使制动衬片(40)朝向或远离输送机滚筒(60)运动的第一偏心件(24)；步进电机(10)用于使偏心轴(20)旋转。本发明还涉及滚筒输送机以及用于生产制动装置的方法。

Description

用于滚筒输送机的制动装置、滚筒输送机及生产用于滚筒输 送机的制动装置的方法
本发明涉及用于滚筒输送机的制动装置、配置有所述制动装置的滚筒输送机、以及用于生产制动装置的方法。
为了使在滚筒输送机上运输的、诸如包裹等的物体在输送机路径的预先确定的位置处停止，滚筒输送机配备有制动装置，该制动装置用于在预先确定的时间点使预先确定的输送机滚筒减速或停止。为此，文献CH 414 455公开了集成在滚筒输送机的输送机滚筒中的制动装置。在该系统中，由于必须从输送机滚筒拆除制动装置，所以更换或修理制动装置很复杂。
为了缩短滚筒输送机的停机时间，需要易于更换的制动装置。
该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明其他有利形式在从属权利要求中限定出。
根据本发明的第一方面，提供用于滚筒输送机的制动装置，该制动装置包括：至少一个制动衬片、偏心轴、以及步进式电机或伺服电机或步进电机，其中，至少一个制动衬片用于与滚筒输送机的至少一个输送机滚筒的外圆周接合，偏心轴具有用于使制动衬片朝向和远离输送机滚筒运动的第一偏心件，步进式电机或伺服电机或步进电机用于使偏心轴旋转。
通过令制动衬片与滚筒输送机的输送机滚筒的外圆周接合，整个制动装置可安装在滚筒输送机中的输送机滚筒的外面，即在外部。这样，在故障的情况下，可易于将制动装置更换为第二制动装置。通过令偏心轴使制动衬片朝向和远离输送机滚筒运动，可经由电机在给定时间点处实现非常精确的减速。另外，可通过使制动衬片远离输送机滚筒运动来避免释放制动之后的无用制动接合。
优选地，电机为24V DC电机。
优选地，制动衬片具有用于可旋转地接纳第一偏心件的孔。这就确保制动衬片与偏心件的轮廓相对应地进行一致运动。
通过优选地使偏心轴的主动齿轮与步进电机的从动齿轮接合，步进电机的主动轴可布置成进一步远离待减速的输送机滚筒，这就实现了整个制动装置的紧凑配置。
另外，优选地，偏心轴包括至少一个第二偏心件，第二偏心件布置成与第一偏心件偏离，并且充当用于承载可旋转滚筒的轴承座。
通过使偏心轴还包括第二偏心件，在制动衬片缩回之后可通过可旋转滚筒使用于滚筒输送机的输送机滚筒的传送带压靠滚筒输送机的、先前减速的输送机滚筒，从而确保传送带与待驱动的输送机滚筒的适当摩擦接合。换言之，优选地通过正朝向输送机滚筒运动的第一偏心件使制动衬片压靠待减速的输送机滚筒，然而在已根据要求使输送机滚筒减速以及驱动输送机滚筒之后，通过第一偏心件使第一制动衬片远离输送机滚筒运动，同时使第二偏心件朝向输送机滚筒运动。这样，制动衬片从输送机滚筒缩回，同时可旋转滚筒朝向待驱动输送机滚筒运动，从而使传动带压靠输送机滚筒。
优选地，可旋转滚筒由塑性材料模制而成。另外，优选地，可旋转滚筒具有一对滚子轴承。示例包括球轴承、滚针轴承等。然而，也可使用滑动轴承。
优选地，通过使制动衬片包括经由轭状部或脊状部彼此连接的一对摩擦表面，例如制动装置可同时使两个相邻的输送机滚筒减速。
根据一个优选实施方式，通过使偏心轴还包括具有多边形横截面的基础体部，可通过以形成锁定的方式将主动齿轮和第一和第二偏心件连接至基础体部，而模块化地配置偏心轴和制动装置。因而，可易于获得制动装置和偏心轴的其他配置。优选地，基础体部例如由六角形棒料制成。
另外，优选地，步进电机具有控制器，在超过预先确定的或可预先确定的或可调节电流值之后，当预先确定的或可预先确定的或可调节时间段已过去时，控制器切断或限制电源。在这里，控制器集成或布置在制动装置或步进电机中，以使得制动装置只从外部(在外部)接收制动信号。切断或限制电源通过内部控制器来执行。
优选地，偏心轴和步进电机均安装至制动装置的框架。因而，制动装置形成紧凑单元，该紧凑单元可安装至滚筒输送机，并且可易于在必要时进行更换。为了组装/拆卸制动装置，制动装置通过诸如螺钉、螺栓、钩、快速紧固件等的适当固定装置勾接至和/或固定至滚筒输送机的框架。
根据另一方面，滚筒输送机具有多个可旋转的输送机滚筒，该滚筒输送机布置在框架中，并且优选地通过平带进行驱动，其中，输送机滚筒与平带成摩擦接合。在这里，将至少一个如上所述的制动装置安装至滚筒输送机的框架，从而用于使至少一个输送机滚筒减速。
根据又一方面，提供生产用于滚筒输送机的制动装置的方法，该方法包括以下步骤：提供具有多边形横截面的偏心轴；以形成锁定的方式在偏心轴上布置至少一个第一偏心件，以防止第一偏心件相对于偏心轴相对旋转；使至少一个制动衬片与第一偏心件接合；以及提供用于驱动偏心轴的步进电机。
参照附图，下面将用实施方式对本发明进行更详细的解释。
图1示出制动装置的横截面。
图2示出制动装置的立体图。
图3示出安装有主动齿轮的偏心轴的详细立体图。
图4示出在安装第一偏心件和一对第二偏心件之后的、图3的偏心轴。
图5示出在将轴承安装至第二偏心件之后的、图4的偏心轴。
图6示出具有一对制动表面的制动衬片的立体图。
图7示出在安装至偏心轴的滚子轴承之前的、滚筒的立体图。
图8示出输送机滚筒由平带驱动的滚筒输送机的立体图。
如图1和图2所示，制动装置包括步进电机10(步进电机)或伺服电机，步进电机10或伺服电机可通过相应地触发该电机低压控制件以预先确定的角增量停止。例如，步进电机可精确地以1.8度的增量停止，即，以每次旋转两百个增量)。步进电机10具有从动齿轮12，从动齿轮12用于通过固定连接至偏心轴20的主动齿轮22来驱动该偏心轴20。
优选地，偏心轴20和步进电机10均安装至制动装置的框架80。因而，制动装置形成紧凑单元，该紧凑单元可安装至滚筒输送机，且可在必要时易于更换。为了组装/拆除制动装置，通过诸如螺钉、螺栓、钩、快速紧固件等的合适固定装置将制动装置勾接至和/或固定至滚筒输送机的框架50(在图8中示出)。
为此，例如，如图3所示，偏心轴包括具有多边形横截面的基础体部21。例如，使用六角条状件作为具有多边形横截面的基础体部21，并且主动齿轮22具有用于以形成锁定的方式与基础体部21接合的对应六边形孔(未示出)。然而，本发明并不限于六角条状件；基础体部21也可应用任何其他多边形横截面。示例包括三角形横截面、椭圆横截面、5边形横截面、8角形横截面、方形横截面等。另外，可使用多齿横截面。
另外，如图4所示，偏心件24、26可安装至基础体部21。偏心件24、26优选为圆形；偏心件24、26的接纳孔布置成与外圆周的中心点偏离，以使得当偏心轴20旋转时，偏心件24、26绕其中心点偏心地旋转。
在这里，第一偏心件24用于致动制动衬片(图4中未示出)，制动衬片将在下文进行描述。另外，如图5所示，滚子轴承32可附接至第二偏心件26，并且可以以上述方式绕偏心轴20偏心地旋转。
图6示出具有一对制动表面42、42的制动衬片40，这一对制动表面42、42通过轭状部或脊状部43彼此连接。然而，本发明并不限于布置两个制动表面42、42。根据将由制动装置进行减速的、滚筒输送机的输送机滚筒的数量，同样可布置一个制动表面或布置两个以上的制动表面42、42。
另外，制动衬片40具有圆形孔44，第一偏心件24插入圆形孔44中。这样，当通过旋转偏心轴20使第一偏心件24运动时，制动衬片40朝向和远离待减速的输送机滚筒运动。因而，不需要用于将动力从主动偏心件24传递至制动衬片40或传递至制动表面42、42的装置；具体地，不需要诸如弹簧等的复位装置。因此，不必对准和安装杠杆和弹簧，并且不必组装多组件制动装置。
另外，通过将滚子轴承32的外环滚道插入可旋转滚筒30的轴承座33中而将如图7所示的可旋转滚筒30附接至滚子轴承32、32。优选地，轴承座33具有过盈配合，以压装滚子轴承32的外环滚道；可替代地，轴承座33具有过渡配合。轴承座33由在可旋转滚筒30内部轴向延伸的多个肋状件34形成。为了加强肋状件34，优选地在可旋转滚筒30的轴向方向上的中央位置中布置至少一个连接脊状部36。在可旋转滚筒30的轴向相对侧上布置有对应的轴承座33，以使得可旋转滚筒30通过一对滚子轴承32、32支承在这一对第二偏心件26、26上。
具体地，如图4所示，第一偏心件24布置成在偏心轴20的圆周方向上从第二偏心件26、26偏离优选约180度。这样，制动衬片40或可旋转滚筒30在朝向滚筒输送机的输送机滚筒的方向上运动。
在图1所示的偏心轴20的位置，制动衬片40朝向滚筒输送机的输送机滚筒(未示出)运动，以便通过使第一偏心件24在朝向输送机滚筒的方向上运动，而使输送机滚筒(未示出)减速。在该位置，第二偏心件26、26远离输送机滚筒运动，以便使可旋转滚筒30远离输送机滚筒运动。相反，通过使偏心轴20旋转约180度，第一偏心件24远离输送机滚筒运动，以便使制动衬片40与输送机滚筒脱离接合。在这里，第二偏心件26、26在朝向输送机滚筒的方向上运动，以便使可旋转滚筒30相对于输送机滚筒的传送带(未示出)运动。这样，在制动装置的第二位置(未示出)，可旋转滚筒30压靠输送机滚筒的传送带(未示出)，以便确保传送带与输送机滚筒的摩擦接合。
根据制动装置的一个有利实施方式，在到达第一偏心件24的上止点之前，即，在到达偏心件24的、距离偏心轴20的中心点最远的点之前，制动衬片40已与带减速的输送机滚筒接触。当制动衬片40由于磨损而变薄时，步进电机10相应地使偏心件24进一步旋转，以使得保证制动衬片40的自动调整。因此，不需要附加的设定或调整装置，诸如杠杆、弹簧、缆线牵引等。
另外，优选地，根据制动衬片40的厚度，由步进电机10的电流或扭矩控制器使偏心件24进一步旋转。为了使制动衬片40减速以及应用制动衬片40，步进电机10没有以预先确定的角度量旋转。而是当对输送机滚筒的制动表面应用制动衬片40时，由于步进电机10的电流增加而通过步进电机10的控制器检测到扭矩增加。
在检测到电流增大高于预先确定的或可预先确定的阈值时，过去预先确定的或可预先确定的时间段，直至在所述时间段期满之后，电源供应大致切断或者调整至更低的电流值。因而，使得在不需要其他机械部件的情况下，通过步进电机的电流控制器来调整制动衬片。
期间供应大功率的时间段通过控制器的计时器来进行预先确定或调整。在这里，所述时间段为例如约500毫秒。然而，也可预先确定或调整其他时间段，诸如约100至300毫秒，或1至2秒。
另外，优选地，控制器集成至或布置在制动装置或步进电机中，以使得制动装置仅从外部(或在外部)接收制动信号。切断或限制电源通过内部控制器来执行。例如，在制动装置内部或者在包括控制器的步进电机10中或步进电机10处布置板(未示出)或电路板或PCB(印刷电路板)。
图8示出具有多个输送机滚筒60的滚筒输送机。在这里，通过将输送机滚筒60的延伸部62安装在框架50的对应凹槽52中，而将输送机滚筒60安装在框架50中。在该情况下，输送机滚筒60的轴向端部位于平带70上，以使得输送机滚筒60由于输送机滚筒60的端部与平带70之间的摩擦接合而通过平带70来驱动。
制动装置在输送机滚筒60之下安装至滚筒输送机。在已通过简单地将延伸部62插入框架50的凹槽52中而将输送机滚筒60安装至框架50之后，可通过制动装置(图8中未示出)的制动接合稍微提升输送机滚筒60，以便使输送机滚筒60远离平带70运动，以及以通过与制动衬片40的制动接合而使输送机滚筒60停止。另一方面，当减速的输送机滚筒60再次被驱动时，具有制动衬片40的偏心件24通过相应地反转步进电机10而远离输送机滚筒60运动；一对第二偏心件26在朝向输送机滚筒60的方向上与可旋转滚筒30一起运动，以便抵靠先前被减速的输送机滚筒60挤压平带70。这样，通过平带70再次驱动输送机滚筒60。
除安装至框架50之外，输送机滚筒60还可例如通过滑动轴承或滚子轴承进行安装。在该情况下，无需提升输送机滚筒60。
优选地，制动衬片40生产或模制成单一件，该单一件上面布置有制动表面42、42。
滚子轴承32、32可以是市场上可买到的球轴承。然而，也可使用其他枢转轴承，诸如滚针轴承或滑动轴承等。例如，通过将弹性挡圈28插入偏心轴20的凹槽中，而令第一偏心件24、第二偏心件26和主动齿轮22作为部件在轴向方向上固定至偏心轴20上。可旋转滚筒30优选地例如通过注入模制EPDM、POM、ABS塑性材料等来由塑性材料模制而成。
优选地，偏心轴20可旋转地安装在框架80中，框架80法兰连接至步进电机10。优选地，制动衬片40的孔44具有用于润滑或油滑孔44的至少一个润滑孔46。
另外，第一偏心件24优选地具有用于接收润滑剂的润滑孔24a。
虽然在实施方式中通过第一偏心件24来致动制动衬片，但是本发明不限于此。代替偏心件24、26，还可使用可将步进电机10的角旋转转换成制动衬片40和/或可旋转滚筒30的平移运动的不同类型的传动装置。示例包括杠杆装置、移动连杆、具有摇杆和/或从动件的凸轮轴等。
附图标记的说明
10 步进电机
12 从动齿轮
20 偏心轴
21 基础体部
22 主动齿轮
24 第一偏心件
24a 润滑孔
26 第二偏心件
28 弹性挡圈
30 可旋转滚筒
32 滚子轴承
33 轴承座
34 肋状件
36 连接脊状部
40 制动衬片
42 制动表面
43 轭状部或脊状部
44 孔
46 润滑孔
50 框架
52 凹槽
60 输送机滚筒
62 延伸部
70 平带
80 框架

Claims (10)

1.用于滚筒输送机的制动装置，包括：
至少一个制动衬片(40)，用于与所述滚筒输送机的至少一个输送机滚筒(60)的外圆周接合；
偏心轴(20)，具有第一偏心件(24)，所述第一偏心件(24)用于使所述制动衬片(40)朝向和远离所述输送机滚筒(60)运动；以及
步进电机(10)，用于使所述偏心轴(20)旋转。
2.根据权利要求1所述的制动装置，其中，所述制动衬片(40)具有孔(44)和/或所述步进电机(10)的从动齿轮(12)与安装至所述偏心轴(20)的主动齿轮(22)接合，其中所述孔(44)用于旋转地接纳所述第一偏心件(24)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的制动装置，其中，所述偏心轴(20)包括至少一个第二偏心件(26)，所述第二偏心件(26)布置成与所述第一偏心件(24)偏离，并且用作用于支承可旋转滚筒(30)的轴承座。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的制动装置，其中，所述可旋转滚筒(30)由塑性材料进行模制和/或具有一对滚子轴承(32)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的制动装置，其中，所述制动衬片(40)具有一对摩擦表面，所述摩擦表面通过轭状部(43)或脊状部彼此连接。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的制动装置，其中，所述偏心轴(20)包括具有多边形横截面的基础体部(21)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的制动装置，其中，所述步进电机(10)具有控制器，在超过预先确定的或能够预先确定的电流值之后，当预先确定的或能够预先确定的时间段已过去时，所述控制器切断或限制所述电源。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的制动装置，其中，所述偏心轴(20)和所述步进电机(10)均安装至所述制动装置的框架(80)。
9.具有多个可旋转输送机滚筒(60)的滚筒输送机，所述输送机滚筒(60)布置在框架(50)中，并且通过使所述输送机滚筒(60)与平带(70)摩擦接合而由所述平带(70)驱动，其中，根据前述权利要求中的一项所述的、用于使至少一个输送机滚筒(60)减速的至少一个制动装置安装至所述框架(50)。
10.一种生产用于滚筒输送机的制动装置的方法，包括以下步骤：
提供具有多边形横截面的偏心轴(20)；
在所述偏心轴(20)上以形成锁定的方式布置至少一个第一偏心件(24)，以防止所述第一偏心件(24)相对于所述偏心轴(20)的相对旋转；
使至少一个制动衬片(40)与所述第一偏心件(24)接合；以及
提供用于驱动所述偏心轴(20)的步进电机(10)。
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