-
Die
Erfindung betrifft eine Förderwalze,
umfassend: zumindest ein Tragrohr, welches an einem ersten Ende
mittels eines ersten Wälzlagers
um eine Achse drehbar gelagert ist, und welches an einem zweiten
Ende mittels eines zweiten Wälzlagers
um die Achse drehbar gelagert ist wobei das erste und zweite Wälzlager
eine Fest/Loslager-Anpordnung bereitstellen,
indem an einem Innen- oder Außenring des
ersten oder zweiten Wälzlagers
eine axiale Relativbewegung zwischen Tragrohr in Bezug auf die Achse
in beiden axialen Richtungen durch entsprechend verschiebliche Lagerung
eines Innen- bzw. Außenrings
in Bezug auf die Achse bzw. das Tragrohr bereitgestellt wird und
die Innenringe des ersten und zweiten Wälzlagers auf einer Welle angeordnet
sind, welche um die Achse mittels der Wälzlager drehbar rotierend gelagert
ist und das Tragrohr oder mehrere Tragrohre drehmomentfest und axial unverschieblich
mit dieser Welle verbunden sind.
-
Förderwalzen
dieser Bauweise werden in einer Vielzahl von Transportaufgaben,
beispielsweise in Logistikzentren oder im Bereich einer Fertigungsstraße eingesetzt,
um Produkte unmittelbar oder in einer Verpackung aufzunehmen und
zu eine Transportkraft auf diese auszuüben. Die Förderwalzen sind zu diesem Zweck
typischerweise in ein Rahmengestell eingesetzt und beidseits in
entsprechenden Rahmenstreben befestigt.
-
Das
Tragrohr ist in Bezug auf diese Rahmenstreben drehbar gelagert,
um die Transportfunktion zu erfüllen.
-
Förderwalzen
dieser Art sind als Motorrollen oder angetriebene Rollen im Einsatz,
wobei Motorrollen mit angeflanschtem Motor ausgeführt sein
können
und angetriebene Rollen als Förderwalzen
mit einem Kopplungselement wie einem Zahnkranz oder dergleichen, über welches
die Antriebsrolle von einem beabstandet angeordneten Motor angetrieben wird,
ausgeführt
sein können.
-
Um
einerseits Fertigungstoleranzen aus der Herstellung der Förderwalze
oder aus dem Rahmengestell ausgleichen zu können, andererseits aber auch
durch Temperatureinflüsse
bedingte Dehnungen spannungsfrei aufnehmen zu können, werden Tragrollen der
eingangs genannten Bauart typischerweise mittels einer Fest-Loslagerung
gelagert. Eine Fest-Loslagerung wird hierin so verstanden, dass durch
die beiden Wälzlager
zwar eine axial definierte Positionierung der Tragrolle in Bezug
auf die Drehachse erzielt wird, zugleich aber eine innere axiale Beweglichkeit
bereitgestellt wird, die es ermöglicht, einen
Längenausgleich
zwischen den beiden Wälzlagern
bereitzustellen. Typischerweise wird eine solche Fest-Loslagerung
erreicht, indem bei einem der beiden Wälzlager sowohl Innen- wie auch
Außenring axial
form- und/oder kraftschlüssig
festgesetzt wird und beim anderen Wälzlager der Innen- und/oder
Außenring
axial verschieblich gelagert ist. Allerdings sind in anderen, selteneren
Ausgestaltungen auch Fest-Loslagerungen im Einsatz, bei denen die
Loslagerung durch Kombination von axialen Verschieblichkeiten eines
Innen- und/oder eines Außenringes
beider Wälzlager,
beispielsweise in jeweils einer entgegengesetzten Richtung, bereitgestellt
wird. Darüber hinaus
sind Wälzlagerkonstruktionen
in bestimmten Ausgestaltungen im Einsatz, welche innerhalb des Wälzlagers
eine axiale Verschieblichkeit zwischen Wälzkörpern und Innen- und/oder Außenring
bereitstellen. Kommt ein solches Wälzlager zum Einsatz, so können konstruktiv
die Innen- und Außenringe
beider Wälzlager
axial festgesetzt werden, ohne dass hierbei die Loslagerfunktion
verloren geht.
-
Förderwalzen
müssen
grundsätzlich
eine insgesamt steife und konstruktiv variable Konstruktion darstellen,
indem die drehbar gelagerte Welle in einer Fest-Loslagerung angeordnet
ist und ein oder mehrere Tragrohre dann fest, d. h. insbesondere drehmomentsteif
und axial unverschieblich mit dieser Welle verbunden sind. Diese
Verbindung kann durch Formschluss oder Kraftschluss erzielt werden,
insbesondere können
die Tragrohre durch entsprechende Flansche auf der Welle verpresst
werden.
-
Grundsätzlich kann
mit Förderwalzen
eine zufrieden stellende Laufruhe bei zugleich ausreichend einfacher
Fertigung und Montage der Förderwalze
im Rahmengestell erzielt werden. Es hat sich aber gezeigt, dass
Förderwalzen
der eingangs genannten Bauart nach längerer Laufzeit ihre Laufruhe verlieren
können
und dann unter einer gewissen Geräuschentwicklung abrollen, die
sich durch Aufsummierung der Geräuschentwicklung
mehrerer Förderwalzen
unangenehm auf die im Bereich der Förderwalzen arbeitenden Benutzer
auswirkt.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Förderwalze
bereitzustellen, die dieses Problem überwindet.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem
eine Gleitbuchse, vorzugsweise eine Kunststoffhülse, die solcherart angeordnet
ist, dass die axiale Relativbewegung zwischen dem verschieblich
angeordneten Innen- bzw. Außenring
und der Gleitbuchse erfolgt, bereitgestellt wird.
-
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bedingt durch die
Loslagerung an typischerweise einem der beiden Wälzlager neben der hierdurch konstruktiv
angestrebten axialen Bewegung des Innen- bzw. Außenrings in Bezug auf die Drehachse eine
zusätzliche
Rotation des Innen- bzw. Außenrings
in Bezug auf seinen Lagersitz stattfindet. Diese Rotation bewirkt
nach längerer
Laufzeit ein Ausschlagen durch Verformung oder Verschleiß oder eine überlagerte
Ursache hieraus und folglich eine Vergrößerung des Spiels in dem Loslager
gegenüber
der ursprünglich
hergestellten, durch entsprechende Fertigungstoleranzen erzielten
Spiel- oder Übergangspassung.
Dieses erhöhte
Spiel resultiert in einer immer größer werdenden Relativbewegung
und einem in radialer Richtung auftretenden Schlag- oder Rüttelverhalten,
welches Lärm
erzeugt. Dieser Verschleiß tritt
durch Anlauf- und Bremsvorgänge
der Welle in Bezug auf das feststehende Rahmengestell, in dem die
Wälzlageraußenringe
befestigt sind, auf.
-
Die
Erfindung überwindet
diesen Nachteil, indem sie im Bereich der an sich nur für eine geringe Axialverschiebung
vorgesehenen Loslagerung eine Gleitbuchse, insbesondere eine Kunststoffhülse bereitstellt.
Die Gleitbuchse kann insbesondere aus einem Gleitlagerwerkstoff,
z. B. Bronze, Kupfer, Aluminium, Messing, einem Sinterwerkstoff
bestehen. Die Gleitbuchse hat den Vorteil, dass sie einerseits eine günstigere
Reibpaarung und somit einen verminderten Verschleiß erzielt,
darüber
hinaus aber aufgrund ihrer werkstofftechnisch höheren Elastizität und Plastizität gegenüber dem
typischerweise aus hochfestem Metall hergestellten Wälzlager
eine bessere Dämpfung
von radialen Stoßbelastungen
erreicht, was sich ebenfalls günstig
auf den Erhalt der ursprünglich
eingestellten Fassung im Bereich der Gleitbuchse auswirkt. Darüber hinaus
kann die Gleitbuchse aufgrund ihrer besseren Verformbarkeit mit einer
unter Spannung stehenden Passung beidseits verbaut werden, ohne
hierdurch die für
eine Loslagerung erforderliche axiale Verschieblichkeit aufzugeben.
Dies ermöglicht
es, auf Loslagerseite ebenfalls vollkommen spielfrei zu konstruieren.
-
Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass zumindest zwei Gleitbuchsen angeordnet sind
und jede Gleitbuchse den gleichen Außendurchmesser aufweist. Mit
dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass die herzustellenden Maße und die
zu verwendenden Wälzlager
sowohl auf der Seite des ersten wie auch auf der Seite des zweiten
Wälzlagers übereinstimmend
sind, was eine Serienfertigung und den Einsatz übereinstimmender Lager, die
dann in entsprechender hoher Stückzahl
verbaut werden können,
ermöglicht.
-
Die
Förderwalze
kann erfindungsgemäß weiter
fortgebildet werden, indem das Tragrohr an einem ersten Ende als
Festlager um eine Achse mittels eines ersten Wälzlagers drehbar gelagert ist,
dessen Innenring axial in Bezug auf die Achse festgesetzt ist und
dessen Außenring
axial in Bezug auf das Tragrohr festgesetzt ist, und das Tragrohr
an einem zweiten Ende als Loslager um die Achse mittels eines zweiten
Wälzlagers
drehbar gelagert ist, dessen Innenring axial verschieblich entlang
der Achse angeordnet ist ist und dessen Außenring axial in Bezug auf
das Tragrohr festgesetzt ist, wobei durch eine erste Gleitbuchse,
auf welcher der Innenring des zweiten Wälzlagers axial verschieblich
gelagert ist. Vorgesehen ist bei dieser Ausgestaltung wird das Loslager
durch axial verschiebliche Lagerung des Innenrings am zweiten Wälzlager
bereitgestellt und die Gleitbuchse entsprechend solcherart angeordnet, dass
der Innenring auf der Gleitbuchse axial verschieblich gelagert ist.
Diese Ausgestaltung ist die konstruktiv bevorzugte Ausführungsform,
bei welcher die Außenringe
der beiden Wälzlager
in entsprechenden Rahmenstreben eines Rahmengestells festgesetzt
werden können.
-
Dabei
ist es bevorzugt, eine zweite Gleitbuchse, auf welcher der Innenring
des ersten Wälzlagers
angeordnet ist, bereitzustellen, um hierdurch hinsichtlich der Maße übereinstimmende
Werte bei beiden Wälzlagern
zu erhalten.
-
Gemäß einer
alternativen fortgebildeten Ausführungsform
hierzu kann die erfindungsgemäße Förderwalze
fortgebildet werden, indem das Tragrohr an einem ersten Ende als
Festlager um eine Achse mittels eines ersten Wälzlagers drehbar gelagert ist, dessen
Innenring axial in Bezug auf die Achse festgesetzt ist und dessen
Außenring
axial in Bezug auf das Tragrohr festgesetzt ist, und das Tragrohr
an einem zweiten Ende als Loslager um die Achse mittels eines zweiten
Wälzlagers
drehbar gelagert ist, dessen Innenring axial an dem Tragrohr festgesetzt
ist ist und dessen Außenring
axial verschieblich entlang der Achse angeordnet ist, wobei eine
erste Gleitbuchse, innerhalb welcher der Außenring des zweiten Wälzlagers
verschieblich gelagert ist, bereitgestellt ist. Bei dieser Ausgestaltung
ist das Prinzip umgekehrt, indem das Loslager am Außenring
des zweiten Wälzlagers
bereitgestellt ist und dieser Außenring entsprechend innerhalb
einer Gleitbuchse verschieblich gelagert ist, um die axiale Beweglichkeit zwischen
dieser Gleitbuchse und dem Außenring
bereitzustellen. In diesem Fall wäre die Gleitbuchse beispielsweise
innerhalb der Bohrung in einem Rahmengestell anzuordnen und zu befestigen
und das zweite Wälzlager
dann innerhalb dieser Gleitbuchse anzuordnen.
-
Dabei
ist, in entsprechender Weise, wiederum bevorzugt vorgesehen, dass
eine zweite Gleitbuchse, innerhalb welcher der Außenring
des ersten Wälzlagers
angeordnet ist, bereitgestellt wird.
-
Dabei
ist es insbesondere bevorzugt, wenn das/die Tragrohr(e) zwischen
dem ersten und zweiten Wälzlager
fest mit der Welle verbunden ist/sind. Hierdurch wird ein großer Lagerabstand
erreicht, was der Laufruhe und Laufpräzision dienlich ist und zugleich
ein sowohl fertigungs- wie auch montagetechnisch günstiger
Aufbau der Förderwalze
erreicht.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass mehrere Tragrohre auf der Welle befestigt sind
und die Außenflächen der Tragrohre
fluchtend zueinander sind. Grundsätzlich ist das Prinzip der
erfindungsgemäßen Förderwalze für Förderwalzen
mit einem zylindrischen Tragrohr, einem konischen oder balligen
Tragrohr anwendbar und in gleicher Weise auch auf Förderwalzen
mit mehr als einem Tragrohr anwendbar, deren Außenflächen dann vorzugsweise fluchtend
zueinander sein können.
In bestimmten Anwendungen können auch
mehrere Tragrohre in balliger Ausgestaltung auf der Welle befestigt
sein.
-
Gemäß einer
noch weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Tragrohre mit einem
Antriebselement, insbesondere einem Zahnrad oder Keilriemenrad drehmomentfest
verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung kann über die Förderwalze eine Kraft auf das
zu fördernde
Gut übertragen
welche, das zu fördernde Gut
in Förderrichtung
beschleunigt. Zu diesem Zweck ist das Tragrohr oder sind die Tragrohre
mit einem Antriebselement drehmomentfest gekoppelt. Dieses Antriebselement
kann insbesondere ein Zahnrad oder Keilriemenrad oder dgl. sein,
welches mittels eines entsprechenden Riemens oder einer Kette mit
einer Antriebsquelle verbunden ist.
-
Dabei
ist es besonders bevorzugt, wenn die Innenringe des ersten und zweiten
Wälzlagers
auf einer Welle angeordnet sind und die Welle mit einem Antriebselement,
insbesondere einem drehmomentfest mit der Welle verbundenen Zahnrad
oder Keilriemenrad verbunden und antreibbar ist.
-
Bei
dieser Ausgestaltung wird die für
den Antrieb erforderliche Kraft zunächst in die Welle eingeleitet
und dann von der Welle auf das oder die Tragrohre übertragen,
was eine entsprechend drehmomentfeste Verbindung zwischen dem Antriebselement
und der Welle einerseits und der Welle und dem/den Tragrohren andererseits
erfordert.
-
Dabei
ist es noch weiter bevorzugt, dass zwischen den Wälzlagern
die Welle drehmomentfest und axial unverschieblich mit zumindest
einem Tragrohr verbunden ist und außerhalb der Wälzlager die
Welle drehmomentfest mit einem Zahnrad oder Keilriemenrad verbunden
und über
dieses antreibbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine außen liegende
Kraftübertragung
für den
Antrieb der Förderwalze,
die einerseits weitestgehend aus dem Bereich des zu fördernden
Gutes herausentfernt ist und andererseits eine einfache und schnelle
Montage der Förderwalze
ermöglicht.
-
Noch
weiter ist es bevorzugt, dass die Gleitbuchse(n) axial unverschieblich
in Bezug auf die Achse angeordnet ist/sind, insbesondere durch Formschluss
axial unverschieblich auf einer um die Achse drehenden Welle angeordnet
ist/sind. Durch diese Fortbildung wird die Relativbewegung zwischen Gleitbuchse
und Wälzlager
an definierter Stelle erreicht und unerwünschte Relativbewegungen zwischen
der Gleitbuchse in Bezug auf die Drehachse, insbesondere eine Welle
verhindert.
-
Schließlich ist
es bevorzugt noch weiter vorgesehen, dass die Gleitbuchse(n) in
axialer Richtung geschlitzt ist/sind und solcherart radial vorgespannt ist/sind,
dass sie mit radial innenwärts
gerichteter Vorspannung befestigt ist/sind, insbesondere vorgespannt
auf einer um die Achse drehenden Welle angeordnet ist/sind. Diese
Ausgestaltung ist einerseits hinsichtlich Fertigungstoleranzen besonders
montagefreundlich und erzielt andererseits einen gewünschten
vorgespannten Sitz der Gleitbuchse, was sich insgesamt geräuschmindernd
und lebensdauererhöhend
auf die Gesamtlagerung auswirkt.
-
Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Förderanordnung mit einer Förderwalze
der zuvor beschriebenen Art, bei welcher der Außenring des ersten Wälzlagers
in einer ersten Rahmenstrebe eines Rahmengestells befestigt ist
und der Außenring des
zweiten Wälzlagers
in einer zweiten Strebe des Rahmengestells befestigt ist.
-
Dabei
kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Außenringe des ersten und zweiten
Wälzlagers
axial unverschieblich in der ersten bzw. zweiten Rahmenstrebe befestigt
sind.
-
Diese
erfindungsgemäße Förderanordnung zeichnet
sich durch eine einfache Montage und hohe Lebensdauer bei zugleich über die
gesamte Lebensdauer sehr leisem Lauf aus.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine
geschnittene Längsansicht
einer erfindungsgemäßen Förderwalze,
-
2 eine
geschnittene, perspektivische Ansicht der Förderwalze gemäß 1.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Förderwalze
weist, wie aus den 1 und 2 zu erkennen
ist, eine Welle 10 auf, auf welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei Tragrohre 20a, 20b angeordnet sind. Grundsätzlich ist
zu verstehen, dass die erfindungsgemäße Förderwalze ein einziges Tragrohr,
wie gezeigt zwei Tragrohre oder mehr als zwei Tragrohre umfassen kann
und die Tragrohre zylindrisch mit abgerundeten Enden ausgeführt sein
können
oder andere Außenkonturen,
wie beispielsweise eine konische oder eine ballige Außenkontur,
aufweisen können.
-
Jedes
Tragrohr 20a, b ist mittels zwei an den Tragrohrenden angeordneten
Flanschen 21a, b, 22a, b spielfrei auf der Welle 10 befestigt.
Die Tragrohre 20a, b sind axial voneinander beabstandet,
ihr Nennaußendurchmesser
D ist übereinstimmend,
so dass zwischen den beiden Tragrohren 20a, b ein ungestützter Bereich 20c angeordnet
ist.
-
Durch
Verpressen der Flansche 21a, b, 22a, b auf der
Welle 10 und kraftschlüssige
Verbindung dieser Flansche mit dem jeweiligen Tragrohr 20a,
b wird eine drehmomentsteife Verbindung zwischen der Welle und dem
Tragrohr erzielt und eine axiale Verschiebung der Tragrohre 20a,
b in Bezug auf die Welle 10 verhindert. Auf diese Weise
dreht sich jedes Tragrohr 20a, b mit der Welle 10 mit,
wenn diese angetrieben ist.
-
Die
Welle 10 ist in einem ersten Wälzlager 30 an einem
Ende und in einem zweiten Wälzlager 40 am
anderen Ende drehbar gelagert. Die Wälzlager 30, 40 sind
als abgedichtete Rillenkugellager ausgeführt, wobei zu verstehen ist,
dass jegliche andere Wälzlagerausführung, umfassend
jegliche Kugellagerausführung,
Zylinder-, Kegel-, Rollen- oder
Tonnenlagerausführung
ebenfalls als von der Erfindung umfasst betrachtet werden soll.
-
Jedes
Wälzlager 30, 40 weist
einen Innenring 31, 41 und einen Außenring 32, 42 auf.
Der Innenring 31, 41 liegt nicht unmittelbar auf
der äußeren Oberfläche der
Welle 10 auf, sondern auf einer geschlitzten Kunststoffhülse 33, 43.
Die jeweilige Kunststoffhülse 33, 43 ist
eine dünnwandige
Gleitlagerbuchse, deren innere Oberfläche auf der äußeren Oberfläche der
Welle 10 aufliegt und deren äußere Oberfläche in Kontakt mit der inneren
Oberfläche
des Innenrings 31, 41 steht.
-
Jede
Kunststoffhülse 33, 43 ist
an ihrem zum jeweiligen Tragrohr 20a, 20b weisenden
Ende formschlüssig
mit dem zur Kunststoffhülse
weisenden Flansch 21a, 22b verbunden, um sicherzustellen, dass
die Kunststoffhülse 33, 43 die
Drehbewegung der Welle 10 und des Flansches 21a, 22b mitausführt. Zu
diesem Zweck ist der Flansch 21a und der Flansch 22b auf
der zu der Kunststoffhülse 33, 43 weisenden
Seite kronenförmig
ausgestaltet.
-
Auf
der zum Wellenende weisenden, anderen Seite ist die Kunststoffhülse 33 mittels
eines Seeger-Rings 34 mit zwischengelegter Unterlegscheibe formschlüssig in
axialer Richtung gesichert.
-
Die
Kunststoffhülse 43 wird
auf der zum Wellenende hin weisenden Seite formschlüssig durch
ein Kegelzahnrad 50 gesichert, das mittels einer in Wellenachse
liegenden Verschraubung an der Welle 10 kraftschlüssig drehmomentsteif
verbunden ist. Auf diese Weise wird eine axiale Verschiebung der Kunststoffhülsen 33, 43 auf
der Welle 10 verhindert.
-
Der
Innenring 41 des zweiten Wälzlagers 40 ist durch
axiale Anschlagflächen
am Flansch 22b und am Kegelzahnrad 50 axial unverschieblich
auf der Kunststoffhülse 43 fixiert.
Das zweite Wälzlager 40 stellt
somit, bei entsprechend, vorgesehener axial unverschieblicher Befestigung
des Außenrings 42 in einer
Rahmenstrebe eines Rahmengestells ein Festlager dar.
-
Der
Innenring 31 des ersten Wälzlagers 30 ist mit
beidseitigem axialen Spiel in Bezug auf den Seeger-Ring 34 und
den Flansch 21a auf der Kunststoffhülse 33 angeordnet
und kann sich folglich in axialer Richtung bewegen. Das erste Wälzlager 30 stellt somit
bei axial unverschieblicher Befestigung des Außenrings 32 in einer
Rahmenstrebe eines Rahmengestells ein Loslager dar. Die axiale Bewegung des
Loslagers findet hierbei zwischen dem Innenring 31 und
der Kunststoffhülse 33 statt.
-
Durch
die erfindungsgemäße Ausführung der
Tragrolle wird weiterhin sichergestellt, dass Abroll- oder Verdrehbewegungen
zwischen den Innenringen 31, 41 und der Welle 10 nicht
in einer ungünstigen
Metall-Metallreibpaarung stattfinden, sondern ebenfalls in der Grenzfläche zwischen
dem Innenring 31, 41 und der Kunststoffhülse 33, 43.
Hierdurch wird ein Verschleiß durch
solche Abroll- oder Drehbewegungen in gleicher Weise verhindert,
wie ein Verschleiß durch
axiale Verschiebungen des Innenrings 31 des Loslagers 30 in
Bezug auf die Welle 10.
-
Das
erfindungsgemäß gezeigte
Ausführungsbeispiel
ist mit einem Kegelzahnrad 50 versehen, um die Welle 10 und
damit die Tragrohre 20a, b in Rotation zu versetzen und
folglich eine angetriebene Förderwalze
bereitzustellen. Es ist aber zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Prinzip
auch auf nicht angetriebene Förderwalzen
oder Förderwalzen, die
in anderer Weise angetrieben sind, beispielsweise mittels eines
Poly-V-Riemens,
der auf Umfangshöhe
der Tragrohre 20a, b in entsprechende Ringnuten eingreift,
Zahnkettenantriebe oder dgl. realisiert werden kann.