CN112135978B - 构造成支撑旋转挤奶平台的辊子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种构造成支撑旋转平台的辊子。辊子(8)包括具有内表面(8a1、8b1)的至少一个侧凸缘(8a、8b)、与固定地连接到旋转平台(1)的上轨道构件(4)的平坦运行表面(4c)和固定地布置的下轨道构件(5)的平坦运行表面(5a)接触的滚动表面(8c)。辊子还包括将滚动表面(8c)连接到侧凸缘(8a、8b)的内表面(8a1、8b1)的周向凹部(8e)，并且周向凹部(8e)的深度使得上轨道构件(4)和下轨道构件(5)的平坦运行表面(4c、5c)在轨道构件(4、5)的平坦运行表面(4a、5a)与辊子(8)的旋转轴线(8g)之间的潜在角度偏差下不与周向凹部的底表面(8e1)接触。

Description

构造成支撑旋转挤奶平台的辊子
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的构造成支撑旋转挤奶平台的辊子。
背景技术
用于旋转挤奶平台的常规支撑装置包括布置在连接至旋转平台的上轨道构件的平坦运行表面与固定布置的下轨道构件的平坦运行表面之间的具有圆柱形滚动表面的辊子。辊子提供平台的竖直支撑。通常，辊子包括凸缘。在这种情况下，辊子还提供平台在水平面中的定位。然而，难以将上轨道构件的平坦运行表面布置在正好在下轨道构件的平坦运行表面上方的竖直位置。此外，难以将上轨道构件的平坦运行表面与下轨道构件的平坦运行表面完全平行地布置。平坦运行表面之间的角度偏差会导致辊子的滚动表面上的载荷不均匀。支撑奶牛的旋转挤奶平台非常重，并且辊子上的载荷很高。辊子由诸如尼龙材料的塑料材料多次制造。已经注意到，滚动表面和辊子的凸缘相对较快地磨损，特别是在平坦运行表面没有精确地平行布置并在竖直方向上对准的情况下。更换支撑旋转挤奶平台的磨损的辊子既困难又耗时。
US2017/0030406示出了用于旋转挤奶平台的支撑装置的辊子。辊子包括布置在滚动表面的相对侧上的侧凸缘。辊子的滚动表面布置成与上轨道构件的平坦运行表面和下轨道构件的平坦运行表面接触。辊子的滚动表面包括凸部和布置在凸部的相对侧的两个斜面。两个凸形弯曲部分将斜面连接到凸缘的相应内表面。
发明内容
本发明的目的是提供一种构造成支撑旋转挤奶平台的辊子，该辊子的设计使得提供改善的使用寿命。
该目的通过权利要求1中限定的辊子来实现。用于旋转平台的辊子承受大的载荷，这导致了辊子中的应力。裂纹和其他类型的变形通常是在应力集中较高的区域引发的。在具有凸缘的常规辊子中，在辊子的运行表面和凸缘的内表面之间的边缘部分是应力集中和损坏普遍的区域。根据本发明，所述区域设置有将滚动表面连接到侧凸缘的内表面的周向凹部。周向凹部的深度使得平坦运行表面在轨道构件的平坦运行表面与辊子的旋转轴线之间的潜在角度偏差下不与周向凹部的底表面接触。轨道构件的平坦运行表面与辊子的旋转轴线之间的潜在角度偏差可以在±6度的范围内。辊子的滚动表面与轨道构件的平坦运行表面之间的角度偏差很少超过6度，但是当然可以设计周向凹部，使平坦运行表面的边缘部分在更大或更小的角度偏差范围下不接触周向凹部的底表面。
由于平坦运行表面与限定周向凹部的底表面不接触，所以平坦运行表面不能在设有周向凹部的辊子的区域上施加载荷。结果，在该通常应力暴露区域中的应力集中将很低，这基本消除了变形和裂纹形成的风险。此外，这样的周向凹部防止平坦运行表面的可能的尖锐边缘部分在该区域中损坏辊子。因此，本辊子将获得较少的应力集中并且在所述通常应力暴露区域中基本上没有损坏，这导致本辊子相对于常规辊子具有更长的使用寿命。
根据本发明的实施例，周向凹部的底表面在从辊子的滚动表面到凸缘的内表面的轴向方向上具有弯曲凹形形状。具有这种设计的周向凹部没有其中可以形成应力集中的尖锐边缘部分。周向凹部的底表面可以在从凸缘的滚动表面到内表面的轴向方向上具有圆形形状。在这种情况下，周向凹部的深度可以对应于圆的半径。
根据本发明的实施例，周向凹部在辊子的轴向方向上具有2至5mm的宽度。周向凹部必须具有一定的宽度，以使其在辊子和平坦运行表面之间的潜在角度偏差下接收平坦运行表面的边缘部分。
根据本发明的实施例，凸缘的内表面相对于垂直于辊子的旋转轴线的平面形成角度。轨道构件的接触部分通常设计成具有矩形横截面，其侧表面布置在平坦运行表面的相对侧上。在辊子与轨道构件的平坦运行表面之间的角度偏差下，轨道构件的所述侧表面与凸缘的内表面接触的风险很大。这种接触可能会导致凸缘损坏。无论如何，都会增加辊子的滚动摩擦。凸缘的内表面的上述设计使得可以避免在轨道构件的平坦运行表面与辊子之间的相关角度偏差下平坦滚动表面的侧表面与凸缘的内表面接触。
根据本发明的实施例，凸缘可以相对于垂直于辊子的旋转轴线的平面形成在2至6度的范围的角度。通常，如果凸缘的内表面与垂直于辊子的旋转轴线的平面形成4度的角度就足够了。
根据本发明的实施例，辊子的滚动表面在辊子的轴向方向上具有凸形形状。滚动表面的凸形形状允许辊子和平坦运行表面之间有一定的角度偏差。此外，运行表面的凸形形状确保辊子上的主载荷将在运行表面的中央区域产生。辊子的滚动表面在周向凹部之间可以具有对称的凸形形状。辊子的滚动表面可以在辊子的轴向方向上具有圆形形状，其曲率半径在150至300mm的范围内。因此，滚动表面在辊子的轴向方向上具有相对较小的曲率。
根据本发明的另一实施例，辊子由材料主体一件式地制造。辊子可以是耐磨材料的均质体。这样的材料可以是尼龙材料。由尼龙制成的辊子具有优异的耐冲击性、良好的载荷能力、良好的耐化学性、低摩擦系数、良好的吸振性能，并且它们可被低成本制造。
根据本发明的另一实施例，辊子包括两个侧凸缘和两个周向凹部，其将滚动表面连接到凸缘的相应内表面。在这种情况下，两个凸缘部分可以具有倾斜的内表面。各个轨道构件的包括平坦运行表面和两个侧表面的接触部分可以布置在凸缘之间的轴向空间中。
根据本发明的另一实施例，辊子包括中心孔，其构造成接收限定辊子的旋转轴线的不可旋转轴。在这种情况下，辊子绕不可旋转轴旋转。这样的辊子具有非常简单的设计。在这种情况下，轴的端部与布置在辊子相对侧上的合适部件具有固定连接。中心孔可构造成容纳将辊子连接到布置在辊子的相对侧上的细长连接元件的轴。这样的连接元件可以构成用于平台的支撑装置中的多个辊子之间的连接。连接元件可以具有延伸，使得它们将所有辊子或一组辊子彼此连接。优选地，辊子沿着由圆形轨道构件的平坦运行表面限定的路径以恒定间隔布置。
附图说明
现在将通过作为示例公开的优选实施例并参考附图更详细地解释本发明。
图1示出了从下方示意性示出的旋转挤奶平台的视图，
图2示出了根据本发明的用于具有辊子的平台的支撑装置的一部分的透视图，
图3示出了在平面A-A中的图2中的支撑装置的截面图，以及
图4a-4b更详细地示出了图3中的标记区域。
具体实施方式
图1从下方示出了用于挤奶的旋转环形平台1。平台1绕竖直轴线2可旋转地布置。环形平台1具有外边缘部分1a和内边缘部分1b。平台1由驱动单元3驱动。驱动单元3包括电动机3a、一体的减速齿轮箱3b和驱动轮3c，该驱动轮3c安装成与固定地附接到平台1的上圆形轨道构件4的侧表面接触。驱动轮3c可以是充气轮胎。当轮胎提供缓冲效果时，这种驱动轮3c使驱动单元抗冲击。驱动单元3具有平稳的启动和停止动作。驱动单元3可以沿顺时针或逆时针方向无级变速。上圆形轨道构件4通过例如焊接固定地附接到平台1的下表面。
图2示出了用于平台1的支撑装置的一部分。上轨道构件4包括I形梁4a和接触部分4b。接触部分4b可以焊接到I形梁4a的下表面。支撑装置还包括下圆形轨道构件5，以竖直地布置在上轨道构件4的下方。下圆形轨道构件5借助于适当数量的支撑腿7布置在固定表面6上。下圆形轨道构件5还包括I形梁5a和安装在I形梁5a的上表面上的接触部分5b。接触部分5b可以焊接到I形梁5a。
支撑装置还包括布置在上轨道构件4和下轨道构件5之间的竖直空间中的多个辊子8。每个辊子8具有第一侧凸缘8a、第二侧凸缘8b和布置在侧凸缘8a、8b之间滚动表面8c。第一细长连接元件9a和第二细长连接元件9b布置在辊子8的相对侧上。连接元件9a、9b具有与轨道构件4、5相应的圆形延伸。连接元件9a、9b设置有以恒定间隔的孔。辊子8围绕布置在所述孔中的螺栓10可旋转地布置。细长连接元件9a、9b的两个相邻孔之间的距离限定了两个相邻辊子8之间的距离。
图3示出了沿图2中的平面A-A的截面图图。上轨道构件4的接触部4b具有矩形横截面积。接触部分4b的一部分布置在辊子8的凸缘8a、8b之间的轴向空间中。接触部分4b包括平坦运行表面4c，以与辊子8的滚动表面8c和接触部分4b的侧表面4d接触，侧表面4d与运行表面4c成直角。接触部分4b包括限定运行表面4c的边缘部分4c1的方角。相应地，下轨道构件5的接触部分5b具有矩形横截面积。接触部分5b的一部分布置在辊子8的凸缘8b，8c之间的轴向空间中。接触部分5b包括平坦运行表面5c，以与辊子8的滚动表面8c和接触部分5b的侧表面5d接触，侧表面5d与运行表面5c成直角。因此，运行表面5c的侧边缘5c1由方角限定。
辊子8可以由材料主体一件式地制造。该材料可以是尼龙材料。这种材料具有用于支撑重旋转平台1的合适特性。然而，可以用其他材料制造辊子8。此外，辊子8可以在不同部分包括不同的材料。辊子8的滚动表面8c的直径可以为约150至200mm，优选地为170mm。凸缘的直径可以为约170至230mm，优选为200mm。滚动表面8c的轴向长度为约40至55mm，优选为47mm，并且在轴向方向上具有较小的凸形弯曲形状，其曲率半径为约150至300mm，优选为210mm。滚动表面8c的凸形弯曲形状导致辊子8能够相对于轨道构件4、5的平坦运行表面4c、5c形成角度。辊子8包括将滚动表面8c连接到第一凸缘8a的第一周向凹部8d和将滚动表面8c连接到第二凸缘8b的第二周向凹部8e。辊子8包括在中心布置的通孔8f，该通孔在轴向方向上延伸通过辊子8。通孔8f限定了辊子8的旋转轴线8g。
在平台1旋转期间，侧凸缘8a、8b防止上轨道构件4和平台1相对于滚动构件8和固定的下轨道构件5侧向运动。侧凸缘8a、8b将上轨道构件4在水平平面中大致竖直地定位在下轨道构件5和平台1上方，从而其绕固定的竖直轴线2旋转。辊子8围绕以中心螺栓10形式的不可旋转轴可旋转地布置。中心螺栓10具有布置在第一细长连接元件9a外部的头部。中心螺栓10具有延伸穿过第一细长连接元件9a中的孔、辊子8中的通孔8f和第二细长连接元件9b中的孔的细长体。中心螺栓10借助于螺母11等紧固在第二细长元件9b的外侧。
图4a和4b更详细地示出了图3中的标记区域。图4a示出了在它们之间没有角度偏差时的平坦运行表面4c和辊子8的滚动表面8c，而图4b示出了在它们之间存在约4度角度偏差时的平坦运行表面4c和辊子8的滚动表面8c。在此可见，周向凹部8e具有圆形的底表面8e1，其在轴向方向上从凸缘8b的滚动表面8c延伸到内表面8b1。周向凹部8e的半径在1至3mm的范围内，优选地为1.6mm。在这种情况下，周向凹部8e的最大深度对应于圆的半径。无论如何，周向凹部8c的深度使得平坦运行表面4c的边缘部分4c1在辊子8与上轨道构件4的平坦运行表面4a之间的潜在角度偏差下不与周向凹部8e的底表面8e1接触。
由于平坦运行表面4c不能与底表面8e1接触，所以平坦运行表面4c不能在由周向凹部8e占据的区域上施加载荷。这意味着在辊子8的该区域中基本上不会形成应力集中，该区域通常由于较大的应力集中而暴露。此外，周向凹部8e的深度防止平坦运行表面4c的尖锐边缘部分4c1不与周向凹部8e的底表面8e1接触，这意味着尖锐边缘部分4c1不能损坏底表面8e1或增加辊子8的滚动摩擦。
此外，凸缘8b的内表面8b1相对于垂直于辊子8的旋转轴线8g的平面形成约4度的角度。鉴于这一事实，在平坦运行表面4c和辊子8b之间达4度的角度偏差导致侧表面4d不与凸缘8b的内表面8b1接触。凸缘8b的内表面8b1的这种设计使得可以避免当所述侧表面4d相对于垂直于辊子8的旋转轴线8g的平面形成达4度的角度时接触部分4b的侧表面4d与凸缘8b的内表面8b1接触。
本发明不限于附图中描述的实施例，而是可以在权利要求的范围内自由地变化。

Claims (13)

1.一种构造成支撑旋转平台的辊子，其中，所述辊子(8)包括具有内表面(8a1、8b1)的至少一个侧凸缘(8a、8b)、与固定地连接到旋转平台(1)的上轨道构件(4)的平坦运行表面(4c)和固定地布置的下轨道构件(5)的平坦运行表面(5a)接触的滚动表面(8c)，其特征在于，所述辊子包括将滚动表面(8c)连接到侧凸缘(8a、8b)的内表面(8a1、8b1)的周向凹部(8e)，并且周向凹部(8e)的深度使得上轨道构件(4)和下轨道构件(5)的平坦运行表面(4c、5c)在轨道构件(4、5)的平坦运行表面(4a、5a)与辊子(8)的旋转轴线(8g)之间的潜在角度偏差下不与周向凹部的底表面(8e1)接触，其中所述周向凹部的底表面(8e1)具有弯曲凹形形状，并且在从滚动表面(8c)到凸缘(8a、8b)的内表面(8a1、8b1)的轴向方向上延伸。
2.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述周向凹部(8e)在从滚动表面(8c)到凸缘(8a、8b)的内表面(8a1、8b1)的轴向方向上具有圆形形状。
3.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述周向凹部(8e)的轴向宽度为2至5mm。
4.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述凸缘(8a、8b)的内表面(8a1、8b1)相对于垂直于辊子(8)的旋转轴线(8g)的平面形成角度。
5.根据权利要求4所述的辊子，其特征在于，所述凸缘(8a、8b)的内表面(8a1、8b1)相对于垂直于辊子(8)的旋转轴线(8g)的平面形成范围为2至6度的角度。
6.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述滚动表面(8c)在辊子(8)的轴向方向上具有凸形形状。
7.根据权利要求6所述的辊子，其特征在于，所述滚动表面(8c)在所述辊子的轴向方向上具有圆形凸形形状，其曲率半径在200至400mm的范围内。
8.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述辊子(8)由材料主体一件式地制造。
9.根据权利要求8所述的辊子，其特征在于，所述辊子(8)由尼龙材料制成。
10.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述辊子(8)包括两个侧凸缘(8a、8b)和两个周向凹部(8d、8e)，所述周向凹部将滚动表面(8c)连接到凸缘(8a、8b)的相应内表面(8a1、8b1)。
11.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述辊子(8)包括在中心布置的通孔(8f)，所述通孔限定辊子(8)的旋转轴线(8g)。
12.根据权利要求11所述的辊子，其特征在于，中心孔(8f)构造成容纳将辊子(8)连接至把辊子(8)连接至相邻辊子(8)的两个连接元件(9a、9b)的轴(10)。
13.一种旋转平台的支撑装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的辊子。
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