DE102010005475A1

DE102010005475A1 - Förderrolle für eine Rollenförderanlage

Info

Publication number: DE102010005475A1
Application number: DE201010005475
Authority: DE
Inventors: Peter 90513 Schuster; Markus 90587 Mantau; Frank 57537 Steinhauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Inno Friction De GmbH; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-01-23
Filing date: 2010-01-23
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Förderrolle (1) für eine Rollenförderanlage mit einer feststehenden Welle (2) und einem darauf mittels zumindest eines Lagers (3) verdrehbar angeordneten Außenzylinder (6). Um eine derartige Förderrolle (1) kostengünstig und als Leichtbauteil herzustellen, wird der Außenzylinder (6) aus einem gewickelten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Förderrolle für eine Rollenförderanlage mit einer feststehenden Welle und einem darauf mittels zumindest eines Lagers verdrehbar angeordneten Außenzylinder.
Hintergrund der Erfindung
Rollenförderanlagen dienen dem Transport von Fördergut wie Behältern, Paletten, vereinzelten Werkstücken und dergleichen. Eine Rollenförderanlage weist eine Mehrzahl von hintereinander und quer zur Förderstrecke des Förderguts angeordneten Förderrollen auf.
Dabei kann das Fördergut direkt auf den Förderrollen transportiert werden, wobei von den Förderrollen zumindest soviele um ihre Längsachse angetrieben sind, dass abhängig von der Größe des Förderguts eine Förderrolle auf ein vereinzeltes Stück des Förderguts antreibend wirkt, indem zwischen angetriebener Förderrolle und Fördergut ein Reibschluss hergestellt wird.
Durch den Reibschluss wird das Fördergut entlang der Förderstrecke von Förderrolle zu Förderrolle weitertransportiert.
Eine weitere Art von Rollenförderanlagen sieht ein die Förderrollen entlang der Förderstrecke umschlingendes endloses Förderband vor, wobei das Förderband das Fördergut aufnimmt und von den Förderrollen entlang der Förderstrecke transportiert wird.
Die die Rollenförderanlage bildenden Förderrollen sind – wie beispielsweise aus der DE 103 36 304 A1 bekannt – jeweils aus einer feststehenden Welle gebildet, die in einem zusammenhängenden Gestell oder einzelnen Ständern aufgenommen sind. Mittels zumindest eines Lagers ist um die Längsachse der Welle verdrehbar ein Außenzylinder aufgenommen, der mittels seiner Oberfläche das Fördergut beziehungsweise das Förderband aufnimmt und je nach Ausführung als angetriebene oder nicht angetriebene Förderrolle das Fördergut entlang der Förderstrecke transportiert. Angetriebene Förderrollen können dabei von außen von einem Motor mittels eines Bauteils zum Antrieb, beispielsweise ein Zahnrad, Hohlrad oder dergleichen angetrieben werden oder einen separaten, zwischen der Welle und dem Außenzylinder angeordneten und wirksamen Motor enthalten.
Die Außenzylinder der Förderrollen werden beispielsweise aus Stahl hergestellt und sind entsprechend teuer und korrosionsanfällig, so dass unter entsprechenden Betriebsbedingungen gegebenenfalls ein entsprechender Korrosionsschutz bereitzustellen ist. Weiterhin ist der Reibkoeffizient von Stahl begrenzt, so dass bei entsprechenden Reibpaarungen von Förderrolle und Fördergut der Reibschluss für einen sicheren Transport nicht gewährleistet ist. Die Herstellung von Förderrollen aus Stahl ist zudem in der Fertigung aufwendig, da die Anbindung an die Welle in der Regel eine spanende Einpassung der Lager oder Bauteile zu deren Antrieb in den Außenzylinder erfordert.
Förderrollen aus Kunststoff haben sich in Anwendungsfällen mit schwerem Fördergut und/oder unter Einfluss höherer Temperaturen teilweise als zu wenig belastbar und als verschleißanfällig erwiesen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Förderrolle derart weiterzubilden, dass sie kostengünstig herstellbar, ausreichend stabil und verschleißfest ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch eine Förderrolle für eine Rollenförderanlage mit einer feststehenden Welle und einem darauf mittels zumindest eines Lagers verdrehbar angeordneten Außenzylinder gelöst, wobei der Außenzylinder aus einem gewickelten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt ist.
Durch die Verwendung eines Wickels beispielsweise aus einem Garn, das um einen Dorn gewickelt und anschließend mit einem härtenden Kunststoff getränkt wird, kann ein Außenzylinder hergestellt werden, der bei leichtem spezifischen Gewicht Leichtbauanforderungen entspricht und kostengünstig herzustellen ist. Durch das gewickelte Fasermaterial wird eine verbesserte mechanische Stabilität des Kunststoffs erzielt, der zudem eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. Die mechanische Festigkeit ist dabei so hoch, dass in den meisten Fällen auf eine zusätzliche metallische Stabilisierung beispielsweise mittels einer Stahlhülse verzichtet werden kann. Die Herstellkosten sind unter Zugrundelegung dieser vorteilhaften Eigenschaften vergleichsweise gering.
In vorteilhafter Weise kann als Faser-Kunststoff-Verbund ein glasfaserverstärkter Kunststoff verwendet werden. Beispielsweise kann ein Garn aus Glasfasern auf einen Dorn gewickelt werden und anschließend mit einem aushärtenden Kunststoff, beispielsweise einem Kunstharz wie Epoxidharz, Silikonharz, Polyesterharz und dergleichen getränkt werden. Nach dem Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds kann dieser endbearbeitet werden, beispielsweise auf Endmaß geschliffen werden.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Faser-Kunststoff-Verbund zweischichtig ausgebildet ist. Hierbei kann eine radial innere Schicht des Außenzylinders auf eine besondere mechanische Stabilität ausgelegt sein und eine darüber liegende Schicht auf die Oberflächeneigenschaften abgestimmt sein, indem beispielsweise ein geeigneter Reibkoeffizient oder eine Abriebfestigkeit eingestellt ist. Hierzu können in dieser Schicht Zusatzstoffe mit speziellen Reibeigenschaften und/oder Oberflächeneigenschaften vorgesehen werden, beispielsweise Füllstoffe oder abrasive Stoffe wie Glaspulver, Keramikpulver, Hartmetallpulver oder dergleichen.
Die Oberfläche kann dabei durch entsprechende Oberflächenbehandlung wie Schleifen nach dem Aushärtungsprozess, Tempern, Formen während des Härtungsprozesses mit einem erwünschten Reibkoeffizienten versehen werden, der beispielsweise größer als der Reibkoeffizient von Stahl ist und damit bei einem Reibkontakt mit dem Fördergut ein größeres Reibmoment und damit eine bessere Haftung ausbildet, so dass insbesondere die angetriebenen Förderrollen einen sicheren Transport des Förderguts beziehungsweise des Förderbandes entlang der Förderstrecke gewährleisten.
Dabei kann auf der Oberfläche des Außenzylinders entlang dessen Längsachse in vorteilhafter Weise ein sich änderndes Reibprofil mit variierendem Reibkoeffizienten eingestellt werden, so dass während des Transports des Förderguts entlang der Förderstrecke eine Positionierung des Förderguts erzielt werden kann. Beispielsweise kann bei an den Randbereichen der Förderrolle größerem Reibkoeffizienten als im dazwischen liegenden mittleren Bereich eine Zentrierung des Förderguts beziehungsweise des Förderbands erzielt werden. Ein linearer Reibungsgradient entlang der Längsachse der Förderrolle kann zu einer Verteilung des Förderguts abhängig von dessen Reibungsverhalten verwendet werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn zumindest ein Lager zur Lagerung des Außenzylinders auf der feststehenden Welle und/oder ein dem Antrieb der Förderrolle dienendes Bauteil in den Außenzylinder eingewickelt ist. Durch das Einwickeln des Bauteils oder beispielsweise bei einer nicht angetriebenen Förderrolle zwei an den Randbereichen der Förderrolle vorgesehenen Lagern wie Wälzlagern, beispielsweise Rillenkugellagern, Schrägkugellagern, Nadellagern oder dergleichen können diese ohne weiteren Fertigungsaufwand, beispielsweise eine spanende Vorbereitung der Lagerstelle an dem Außenzylinder und ein Einlegen des Lagers gefertigt werden. Entsprechende Montagelehren und Fertigungswerkzeuge sorgen dabei für eine exakte Positionierung des oder der Lager. In gleicher Weise können Bauteile zum externen Antrieb der Förderrolle, beispielsweise ein Hohl-, ein Stirnzahnrad oder dergleichen bereits von der Faser in die spätere Position eingewickelt und danach in aushärtendem Kunststoff getränkt werden. Es versteht sich, dass die eingewickelten Lager und/oder Bauteile entsprechend vor Zusetzen durch den Kunststoff geschützt werden.
Alternativ können bei der Herstellung des Außenzylinders Hülsen eingesetzt und eingewickelt werden, die entsprechende Aufnahmen für die Lager und/oder Bauteile zum Antrieb der Förderrolle aufweisen. Die Hülsen können beispielsweise aus Metall tiefgezogen oder bevorzugt aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sein. Alternativ oder zusätzlich kann in den Außenzylinder zumindest ein Platzhalter für ein Lager und/oder für ein Bauteil zum Antrieb der Förderrolle eingewickelt sein, der entsprechende Einbaumaße für diese bereitstellt und nach dem Aushärten des Außenzylinders entfernt wird.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird zur Darstellung einer angetriebenen Förderrolle radial innerhalb des Außenzylinders ein den Außenzylinder antreibender Trommelmotor integriert. Hierbei kann der Wickel zum Aufbau des Außenzylinders um eine Antriebshülse des Trommelmotors gelegt werden. Der Trommelmotor kann dabei die feststehende Welle und/oder die Lager zur Lagerung des Außenzylinders auf der Welle bereits enthalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand der in den einzigen 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Förderrolle mit einem eingewickelten Lager
und
2 einen Querschnitt durch eine Förderrolle mit einer eingewickelten Hülse zur Aufnahme eines Lagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung die Förderrolle 1 im Querschnitt während der Herstellung. Die Förderrolle 1 ist aus der lediglich gestrichelt angedeuteten und nach Fertigstellung des Außenzylinders 6 eingefügten feststehenden Welle 2 und dem gegenüber dieser mittels des Lagers 3 wie Wälzlager 4 um die Drehachse 5 verdrehbar gelagerten Außenzylinder 6 gebildet. An der dem Wälzlager 4 gegenüberliegenden Stirnseite der Förderrolle 1 kann im nicht angetriebenen Ausführungsbeispiel ein dem Wälzlagers 4 entsprechendes Wälzlager oder bei einem angetriebenen Ausführungsbeispiel ein Bauteil zu deren Antrieb, beispielsweise ein Hohlrad, in das ein Antriebszahnrad eingreift, vorgesehen sein. Die Förderrolle 1 kann dabei am Antrieb oder mittels eines in das Bauteil integrierten, sich an der Welle 2 abstützenden Lagers gelagert sein.
Der Außenzylinder 6 ist aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt, wobei ein Glasfasergarn entsprechend einem vorgegebenen Wickelmuster, beispielsweise in einem vorgegebenen Winkel zur Senkrechten der Drehachse 5 um den Montagedorn 7 gewickelt ist, der den Innendurchmesser ID des Außenzylinders 6 vorgibt. Die Wicklung des Außenzylinders 6 erfolgt bevorzugt bis auf einen größeren Außendurchmesser AD des Außenzylinders 6. In den Wickelvorgang wird das Wälzlager 4 eingeschlossen, so dass dieses durch den Montagedorn 7 zentriert bereits bei der Herstellung des Außenzylinders 6 in diesen fest integriert ist.
Der mit dem Glasfasergarn bewickelte Rohkörper des Außenzylinders 6 wird in härtbarem Kunststoff, beispielsweise Kunstharz, getränkt. Für das gegebenenfalls später eingebrachte Bauteil zum Antrieb oder für ein zweites Wälzlager wird der Platzhalter 8 vorgesehen, so dass nach dem Aushärten und Entfernen des Platzhalters eine vorgefertigte Aufnahmegeometrie ausgebildet ist. Es versteht sich, dass auch für das Wälzlager 4 ein entsprechender Platzhalter vorgesehen sein kann. Der Montagedorn 7 kann zumindest geringfügig konisch ausgeführt sein, so dass der ausgehärtete Außenzylinder 6 einfacher von diesem getrennt werden kann.
Der Außenzylinder 6 wird nach dem Aushärten auf den Einsatzdurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser AD entspricht, geschliffen, wobei zur Erzielung eines vorgegebenen Reibkoeffizienten auf der Oberfläche 11 des Außenzylinders 6 eine entsprechende Schleiftechnik zur Erzielung einer vorgegebenen Rauigkeit angewandt wird. Dem Kunststoffharz und/oder der Glasfaserkomponente können Beimengungen zugefügt sein, die den Reibkoeffizienten gezielt erhöhen oder erniedrigen, beispielsweise Glas- oder Keramikanteile. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit und/oder der Temperaturfestigkeit können beispielsweise dem Garn Metallfäden, Aramidfasern und dergleichen beigefügt werden.
2 zeigt in Abänderung zu der Förderrolle der 1 die Förderrolle 1a mit der Hülse 9, die in entsprechender Auslegung auch anstatt des Platzhalters 8 eingesetzt werden kann. Die Hülse 9 wird entsprechend dem Wälzlager 4 der 1 und dem Platzhalter 8 mittels des Glasfasergarns in den Rohkörper des Außenzylinders 6a eingewickelt. Die Hülse ist bevorzugt aus Kunststoff, beispielsweise verstärktem Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt und weist die Aufnahmegeometrie 10 für das Wälzlager 4 (1) bereits werkzeugfallend auf. Nach Tränken und Aushärten des Rohkörpers des Außenzylinders 6a kann das Wälzlager 4 ohne weitere spanende Vorbereitung in die Aufnahmegeometrie 10 eingesetzt werden. In gleicher Weise werden gegebenenfalls weitere Anbauteile wie Lager oder Bauteile zum Antrieb der Förderrolle 1a in entsprechend vorgesehene Hülsen eingesetzt.
Bezugszeichenliste

1: Förderrolle
1a: Förderrolle
2: Welle
3: Lager
4: Wälzlager
5: Drehachse
6: Außenzylinder
6a: Außenzylinder
7: Montagedorn
8: Platzhalter
9: Hülse
10: Aufnahmegeometrie
11: Oberfläche
AD: Außendurchmesser
ID: Innendurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10336304 A1 [0006]

Claims

Förderrolle (1, 1a) für eine Rollenförderanlage mit einer feststehenden Welle (2) und einem darauf mittels zumindest eines Lagers (3) verdrehbar angeordneten Außenzylinder (6, 6a), dadurch gekennzeichnet, dass der Außenzylinder (6, 6a) aus einem gewickelten Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt ist.
Förderrolle (1, 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faser-Kunststoff-Verbund zweischichtig ausgebildet ist.
Förderrolle (1, 1a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Kunstharz ist.
Förderrolle (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) der Außenzylinder (6, 6a) auf einen Einsatzdurchmesser geschliffen ist.
Förderrolle (1, 1a) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) mit einem vorgegebenen Reibkoeffizienten versehen ist.
Förderrolle (1, 1a) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkoeffizient über eine axiale Länge der Förderrolle (1, 1a) variierend eingestellt ist.
Förderrolle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lager (3) und/oder ein dem Antrieb der Förderrolle dienendes Bauteil in den Außenzylinder (6) eingewickelt ist.
Förderrolle (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Außenzylinder (6a) zumindest eine Hülse (9) zur Aufnahme eines Lagers und/oder eines Bauteils zum Antrieb der Förderrolle (1a) eingewickelt ist.
Förderrolle (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Außenzylinder (6, 6a) zumindest ein Platzhalter (8) für ein Lager und/oder für ein Bauteil zum Antrieb der Förderrolle (1, 1a) eingewickelt ist.
Förderrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrolle radial innerhalb des Außenzylinders einen diesen antreibenden Trommelmotor enthält.