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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Transportrolle nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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DE 37 20 609 A1 beschreibt
eine Transportrolle für
eine Rollenbahn, bei der ein über
eine Kette angetriebenes Antriebsteil über einen Kunststoffkonus mit
einem Rollenteil gekoppelt ist, wobei ein einstellbares Federelement
das Rollenteil mittels einer konischen Anlagefläche gegen das Antriebsteil drückt. Hierdurch
ist eine Grenzmomentkupplung ausgebildet, so dass das Rollenteil
ein maximales Drehmoment durch das Antriebsteil erfährt, wogegen bei Überschreitung
dieses Drehmoments eine durch Gleitreibung bedingte Momentübertragung
des Antriebsteils auf das Rollenteil stattfindet. Es ist zudem aus
dem Stand der Technik bekannt, dass in bestimmten Abschnitten einer
Förderbahn
antreibbare Transportrollen vorgesehen sind, welche je nach Bedarf
separat mittels eines Elektromotors angetrieben werden. Insbesondere
kann durch solche ansteuerbar antreibbare Transportrollen eine Vereinzelung von
transportierten Gütern
erzielt werden. Hierzu werden die Transportrollen zunächst gestoppt,
woraufhin ein Stau der transportierten Güter entsteht. Nachfolgend wird
lediglich eine begrenzte Anzahl von Transportrollen gestartet, um
ein einzelnes Transportgut, beispielsweise eine Kiste, weiter zu
fördern.
Bei Transportgütern
unterschiedlicher Größe kann
es dabei erforderlich sein, je nach Art des Transportgutes eine
unterschiedliche Anzahl von Transportrollen zu starten. Daher sind
nach dem Stand der Technik derartige Transportrollen jeweils mit
einem Elektroantrieb ausgestattet, welcher individuell gestartet
werden kann. Solche Transportrollen sind kostspielig und aufwendig
in der Herstellung.
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Es
die Aufgabe der Erfindung, eine Transportrolle anzugeben, die auf
einfache und kostengünstige
Weise selektierbar separat antreibbar ist.
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Diese
Aufgabe wird für
eine eingangs genannte Transportrolle erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Verbindung des
Kupplungsmittels mit einer Krafteinleittingseinheit zur Erlangung
von zumindest zwei hinsichtlich der Drehmomentübertragung verschiedenen Zuständen ist
es auf einfache und kostensparende Weise ermöglicht, eine für mehrere
Transportrollen kollektive Antriebseinheit mit einer individualisierten
Ansteuerung der einzelnen Rollen zu kombinieren.
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In
bevorzugter Ausführung
weist das Kupplungsmittel eine erste, dem Antriebsabschnitt zugeordnete
Wirkfläche
und eine zweite, dem Rollenteil zugeordnete Wirkfläche auf,
wobei die Wirkflächen mittels
der Krafteinleitungseinheit in eine zueinander kraftschlüssige Position
bewegbar sind. Besonders bevorzugt sind dabei die Wirkflächen als
im wesentlichen konische Reibflächen
ausgebildet. Insgesamt wird so durch einfache Maßnahmen ein geeignetes Kupplungsmittel
ausgebildet, wobei durch die Konizität insbesondere vorteilhaft
eine Selbstzentrierung in einem eingekoppelten Zustand erfolgt,
wodurch gegebenenfalls auf weitere Lagermittel verzichten werden
kann. Die Wirkflächen
müssen
jedoch nicht notwendig eine reibende Kraftübertragung aufweisen. Sie können zum
Beispiel auch als zuein ander formschlüssige Wirkflächen ausgebildet
sein um einen besonders sicheren Momentschluss zu erreichen.
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Zum
Zwecke der einfachen technischen Realisierung umfasst die Krafteinleitungseinheit
bevorzugt eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit. Die Ansteuerung eines
druckluftgetriebenen Antriebs über
pneumatische Ventile ist bei Industrieanlagen häufig Mittel der Wahl, da diese
Ansteuerung kostengünstig
ist und eine hohe Lebensdauer aufweist. Alternativ oder ergänzend können jedoch
auch elektromotorische, hydraulische oder andere bekannte Krafteinleitungseinheiten
vorgesehen sein.
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Zum
Zwecke der einfachen Ausbildung eines Kupplungsmittels ist der Rollenteil
in bezüglich
einer Drehachse axialer Richtung verschiebbar gelagert. Besonders
bevorzugt ist dabei eine axiale Verschiebung des Rollenteils mittels
der Krafteinleitungseinheit bewirkbar. Weiterhin ist eine einfache
und kostengünstige
Ausbildung des Kupplungsmittels dadurch ermöglicht, dass der Rollenteil
mittels eines Federmittels in die axiale Richtung kraftbeaufschlagbar
ist, so dass insbesondere die Krafteinleitungseinheit lediglich
in eine Richtung zu wirken braucht.
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Allgemein
bevorzugt weist das Kupplungsmittel einen ausgekuppelten Zustand
auf, in dem höchstens
eine vernachlässigbare
Drehmomentübertragung
von dem Antriebsabschnitt auf den Rollenteil vorliegt. In einer
besonderen Ausführung
kann dabei der Rollenteil in dem ausgekoppelten Zustand mittels
eines Haltemittels drehfest gehalten sein, so dass ein vollständiger Stillstand
der Transportrolle bezüglich
des transportierten Gutes selektierbar ist.
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Dabei
ist insbesondere bevorzugt der Rollenteil an seinem einen Ende durch
ein Drehlager gegenüber
einer starren Achse drehbar gelagert, wobei der Rollenteil in dem
ausgekoppelten Zustand mit einem Anschlag auf der Drehachse aufliegen
kann.
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Hierdurch
ist der Einsatz weiterer Auffanglager kostengünstig vermieden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale einer erfindungsgemäßen Transportrolle ergeben
sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den
abhängigen
Ansprüchen.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer Transportrolle beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
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1 zeigt
eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Transportrolle zur Veranschaulichung
ihrer Funktion.
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2 zeigt
eine maßstabsgerechte
Skizze einer Transportrolle.
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3 zeigt
eine Detailvergrößerung aus 2.
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Die
erfindungsgemäße Transportrolle
ist mittels einer nicht drehbaren, zylindrischen Achse 1 in einen
Rahmen 2 eines Fördermittels
eingespannt. Ein Antriebsabschnitt 3 ist in bezüglich der
Achse 1 axialer Richtung unverschieblich mittels nicht
dargestellter Drehlager drehbar um die Achse 1 gelagert. Der
Antriebsabschnitt 3 weist zwei Kettenräder 4, 5 auf,
welches mittels Antriebsketten 4a, 5a, zumeist gemeinsam
mit Antriebsabschnitten weiterer Transportrollen, antreibbar sind.
Zudem umfasst der Antriebsabschnitt 3 einen konischen oder
kegelabschnittsförmigen
Teil 6, welcher eine konische Außenfläche 7 hat, die eine
Reibfläche
oder auch Wirkfläche
eines nachfolgend näher
beschriebenen Kupplungsmittels ist.
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Die
Transportrolle umfasst zudem einen Rollenteil 9, welcher
eine Rollenfläche 10 aufweist,
die die Außenfläche eines
metallischen Hohlzylinders 8 ist. Die Rollenfläche 10 kommt
bei einem Betrieb der Transportrolle als einziger Teil mit einem
zu transportierenden Gut in Berührung.
Das Rollenteil 9 ist in seinem dem Antriebsabschnitt 3 entgegengesetzten Endbereich über ein
Kugellager 11 drehbar an der Achse 1 gelagert.
Die Aufnahme des Kugellagers 11 an der Achse 1 ist
dabei in axialer Richtung verschiebbar ausgebildet. An dem dem Lager 11 gegenüberliegenden
und dem Antriebsabschnitt 3 zugewandten Ende ist ein Innenkonusteil 11 in
den Hohlzylinder 8 drehfest eingesetzt. Das Konusteil 11 weist eine
Innenkonusfläche 12 auf,
die zu der Außenkonusfläche 7 des
Antriebsabschnitts 3 korrespondiert. Das Konusteil 11 hat
eine zentrische Bohrung, die in ihrem Durchmesser geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser
der Achse 1. Die Innenfläche der Bohrung 13 kann
bevorzugt mit einen Kunststoff beschichtet sein oder eine entsprechende
Kunststoffhülse
aufnehmen, so dass die Auflage der Bohrung 13 auf der Achse 1 gleitend
ist. Durch die Bohrung 13 ist ein Anschlag ausgebildet,
mit dem das Rollenteil 9 in einem bestimmten Zustand auf
der Achse 1 aufliegen kann.
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Durch
den ersten Konus 6 und dem zweiten Konus 11 beziehungsweise
die jeweiligen Konusflächen 7, 12 ist
ein Kupplungsmittel ausgebildet, mittels dessen ein Drehmoment selektierbar
von dem durch die Ketten 4a, 5a angetriebenen
Antriebsabschnitt 3 auf das Rollenteil 9 übertragbar
ist. Dabei führt
ein Verschieben des Rollenteils 9 gemäß 1, 2 nach
rechts zu einem Angreifen der Wirkflächen 7, 12 aneinander
und somit zu einer Drehmomentübertragung.
Ein Verschieben des Rollenteils 9 nach links (siehe Zustand
in 1) führt
dagegen zu einem Lösen
der Wirkverbindung und somit zu einem Auskoppeln des Antriebsabschnitts 3 von
dem Rollenteil 9.
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Das
vorbeschriebene Ein- bzw. und Auskuppeln durch Bewegen des Rollenteils 9 in
axialer Richtung ist durch eine Krafteinleitungseinheit 14 automatisiert.
Die Krafteinleitungseinheit 14 ist jenseitig des Antriebsabschnitts
zwischen dem Rahmen 2 und dem Rollenteil 9 angeordnet
und umfasst einen pneumatischen Ringzylinder 15 mit einem
korrespondierenden Ringkolben 16, welcher durch Dichtungsringe 17 gegenüber dem
Ringzylinder 15 abgedichtet ist. Ein pneumatischer Anschluss 18 bildet eine
Zuführung
für Druckluft
zu dem Zylinder 15. Der Ringkolben 16 ist über eine
gebohrte und gegenüber der
Achse 1 verschiebliche Platte 19 und eine Hülse 20 gegenüber einem
Innenring 11a des Lagers 11 abgestützt. Der
Innenring 11a ist an seiner dem Ringkolben 16 abgewandten
Seite über
ein Federmittel 21 federnd gegen die Achse 1 abgestützt, wozu
diese eine Anschlagplatte 22 zur Anlage des Federmittels 21 aufweist.
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Zwischen
dem Rollenteil 9 und der Krafteinleitungseinheit 14 ist
eine mit der Krafteinleitungseinheit 14 drehfest verbundene
Bremsscheibe 23 angeordnet, durch welche ein Haltemittel
für den
Rollenteil 9 in seinem ausgekoppelten Betriebszustand ausgebildet
ist. Bei Fortlassung der optionalen Bremsscheibe 23 kann
der Rollenteil 9 im ausgekuppelten Zustand auch im wesentlichen
frei drehbar sein, wobei der Anschlag 13 auf der Achse 1 gleiten
kann. Es kann auch ohne zusätzliche
Bremsscheibe 23 eine gewünschte Bremswirkung durch entsprechende Auslegung
der aneinander reibenden Teile vorgesehen sein.
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In
besonders günstiger
Ausführung
ist die Platte 19 zugleich als Labyrinthdichtung für das Kugellager 11 ausgebildet.
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Die
Erfindung funktioniert nun wie folgt:
In dem in der Prinzipskizze 1 dargestellten
Zustand ist der Pneumatikzylinder 15 nicht mit Druckluft beaufschlagt.
Dementsprechend wird das Rollenteil 9 durch die vorgespannte
Feder 21 gemäß Zeichnung
nach links gedrückt,
so dass die Teile 6, 11 bzw. die Wirkflächen 7, 12 des
Kupplungsmittels außer Eingriff
geraten. Zugleich wird der Rollenteil 9 durch das Federmittel 21 gegen
die Bremsscheibe 23 gerückt,
wodurch er drehfest gehalten ist. In diesem Zustand liegt die Innenumfangsfläche der
Bohrung 13 wie ein Anschlag auf der starren Achse 1 auf,
so dass eine ausreichende Stützung
der langen zylindrischen Rollenfläche 10 erzielt ist.
Aufgrund des Spiels der Bohrung 13 gegenüber dem
Achsendurchmesser 1 liegt hierbei eine sehr kleine Verkippung
der zylindrischen Rollenfläche 10 gegenüber der
Achse 1 vor, welche jedoch aufgrund ihrer geringen Größe ohne weiteres
von dem Kugellager 11 aufgenommen werden kann und zudem
für die
Auflage der zu transportierenden Güter keine Auswirkung hat.
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Ausgehend
von diesem Betriebszustand kann eine angetriebene Drehbewegung der
Transportrolle durch Beaufschlagung des Druckluftanschlusses 18 mit
Druckluft angefordert werden, wonach der Ringkolben 16 nach
gemäß Zeichnungen nach
rechts aus dem Ringzylinder 15 getrieben wird. Über die
Platte 19 und eine ringförmige Hülse 20 wird die Kraft
des Ringzylinders 16 auf den Innenring 11a des
Lagers 11 übertragen,
so dass das Lager 11 gemeinsam mit dem Rollenteil 9 in
axialer Richtung nach rechts verschoben wird. Aufgrund der konischen
Ausformung der Wirkflächen 7, 12 erfolgt
somit zugleich eine drehmomentschlüssige Verkoppelung der Kupplungsteile 6, 11 und
eine konzentrische Ausrichtung des Rollenteils 9 zu der
Achse 1. Die Innenfläche
der Bohrung 13 liegt aufgrund des vorgenannten Spiels nicht
mehr reibend an der Achse 1 an. In diesem pneumatisch kraftbeaufschlagten
Zustand sind die Teile 6, 11 des Kupplungsmittels
drehmomentschlüssig
miteinander verbunden und eine durch die Ketten 4a, 5a angetriebene
Drehbewegung des Antriebsabschnitts 3 wird auf den Rollenteil 9 übertragen.
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Die
Teile 6, 7 des Kupplungsmittels können zweckmäßig aus
einem geeigneten zähen
Kunststoff wie etwa Polyoxymethylen (POM) oder auch aus Metall gefertigt
sein. Die konischen Flächen 7, 12 sollten nach
Material und Oberflächenrauhigkeit
zur Übertragung
eines ausreichend großen
Drehmoments im eingekoppelten Zustand geeignet sein. Die Flächen können allerdings
auch als zueinander formschlüssige
Flächen
ausgebildet sein, wozu sie etwa radiale Vorsprünge und Rillen aufweisen können. Es
hat sich zudem gezeigt, dass ein voller Öffnungswinkel der Konusflächen von
etwa 45° für die vorliegende
Ausbildung eines Kupplungsmittels mit zugleich zentrierender Funktion
günstig
ist.
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Bei
Ausbildung der Wirkflächen
als Reibflächen
kann es mittels geeignet dosierter Kraftbeaufschlagung auch vorgesehen
sein, dass die Wirkflächen
eine Grenzmomentkupplung, insbesondere mit in der Größe einstellbarem
Grenzmoment, ausbilden.