DE2105937A1

DE2105937A1 - Schwerkraftförderer mit in Abstanden auf einanderfolgenden Rollen mit starrer Nabe und diese umschließendem Reifenkorper aus ela stomerem Polyurethan

Info

Publication number: DE2105937A1
Application number: DE19712105937
Authority: DE
Inventors: Andrew T Hamilton Ohio Kornylak (V St A )
Original assignee: Kornylak Corp
Current assignee: Kornylak Corp
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-02-09
Publication date: 1971-08-26
Also published as: NL7017015A; ES189996U; BE759648A; FR2080550A1; GB1280740A; FR2080550B1; ZA71964B; US3651911A; CA926794A; ES189996Y; SE362628B

Description

DIPL.-ING. KLAUS NEUBECKER * ' ^v ^f

Patentanwalt
4 Düssetdorf 1 · Schadowplatz 9

Düsseldorf, 8. Febr. 1971

•Kornylak Corporation
Hamilton, Ohio, V. St, A.

.Schwerkraftförderer mit in Abständen aufein- . d

anderfolgenden Rollen mit starrer Nabe und diese umschließendem Reifenkörper aus elastomerem Polyurethan

.Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Förderer und insbesondere auf die Ausbildung von Rollen für Schwerkraftförderer.

Schwerkraftförderer haben eine Förderbahn mit im Abstand voneinander parallel angeordneten Schienen, in denen in Längsrichtung der Schienen hintereinanderliegend Rollen für den Transport einer Last gelagert sind. Die die Förderbahn bildenden Schienen sind mit einem vorgegebenen Neigungswinkel abgestützt, so daß eine am J oberen Ende der geneigten Förderbahn auf die Rollen aufgesetzte Last durch die Wirkung der Schwerkraft längs der Förderbahn abwärts rollt.

Um die Geschwindigkeit, mit der die Last sich in Abwärtsrichtung bewegt, unter Kontrolle zu halten, hat man für die Rollen eine von einem Reifenkörper aus elastomerem Material mit hoher Hysterese (oder niedrigem Restitutionskoeffizienten) umschlossene starre Nabe verwendet, wie das in der US-Patentschrift 3 443 674 beschrieben ist. Die bei der Verformung des Materials des Reifenkörpers auf der starren Nabe wirksam werdende Hysterese sorgt für eine Begrenzung der Ablaufgeschwindigkeit der Last. Jedoch ist der Bereich, innerhalb dessen sich das Gewicht der längs eines solchen Schwerkraftförderers abwärts rollenden Last sich trotz

109835/1083

befriedigender Kontrolle der Ablaufgeschwindigkeit durch die Rollen nach der US-Patentschrift 3 443 674 ändern kann, beschränkt. Mit anderen Worten, wenn diqfoekannten Laufrollen zwar für eine Last mit einem bestimmten Gewicht für die gewünschte Kontrolle der Geschwindigkeit sorgen, so tritt der angestrebte Hystereseeffekt dann doch nicht ein, wenn eine Last ein Gewicht hat, das von diesem bestimmten Gewicht zu stark abweicht.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung eines Schwerkraftförderers mit 4er die Abrollgeschwindigkeit von Lasten durch Hysteresewirkung begrenzenden Laufrollen, der sich in gleicher Weise für Lasten mit unterschiedlichen Gewichten einsetzen läßt und dessen Rollen sich auf einfache Weise herstellen und dabei mit einer bestimmten Hysteresewirkung ausstatten lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schwerkz* aft förderer mit geneigten und im Abstand voneinander angeordneten, zueinander parallelen Schienen, in denen mit Abständen aufeinanderfolgend Rollen mit einer starren Nabe und einem diese umschließenden Reifenkörper aus elastomerem Polyurethan gelagert sind, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Reifenkörper einen in radialer Richtung vom äußeren Umfang des Reifenkörpers aus zu dessen Mittelpunkt hin in seiner wirksamen Breite zunehmenden und damit eine einer an den Rollen angreifenden Last im wesentlichen direkt proportionale Hysterese aufweisenden Querschnitt hat.

Die Querschnittsformen der Reifenkörper sind so gewählt, daß es zu einem kontrollierten Fließen des elastomeren Materials kommt und damit ein Teil der zur Verformung der Reifenkörper erforderlichen Energie in Wärme umgewandelt und vernichtet wird. Diese Umwandlung wan Energie in Wärme übt auf die Last eine Bremswirkung aus, die die Geschwindigkeit der durch die Schwerkraftwirkung ausgelösten Abwärtsbewegung begrenzt. Die Querschnittsform ist so gewählt, daß es für einen weiten Schwankungsbereich der Gewichte der Lasten zu einer Verformung entsprechend kleiner oder größerer Volumenanteile des elastomere Materials kommt.

109835/1083

_ 3 —

Die Erfindung wird nachstehend zusammen mit weiteren Merkmalen anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen;

Fig. 1 perspektivisch schematisch eine Teil-Seitenschnittansicht eines Schwerkraftförderers, wie er der Erfindung zugrunde/Liegt;

Fig. 2 einen Radialschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Rolle in ihrer Zuordnung zu einem Schwerkraftförderer entsprechend Fig. 1; und f

Fig. 3-9 Teilschnitte durch den Umfangsbereich weiterer Aus<führungsformen von Schwerkraftförderer-Rollen nach der Erfindung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Schwerkraftförderer, wie er der Erfindung zugrunde/Liegt, mit eine Förderbahn bildenden Schienen, die jeweils im Abstand voneinander angeordnete und zueinander parallele Profilleisten 2, 4 aufweisen. Zwischen den Profilleisten 2, 4 sind in Abständen aufeinanderfolgend eine Reihe um Achsen 10,12 drehbare Rollen 6 bzw. 8 gelagert, an deren Umfang sich eine Palette 13 bei ihrer Abwärtsbewegung längs des g

Schwerkraftförderers abwälzen kann.

Mit Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Rolle veranschaulicht, wie sie erfindungsgemäß bei einem Schwerkraftförderer nach Fig. eingesetzt werden kann. Diese Rolle hat eine starre Nabe 14, die drehbar auf einer in die Profilleisten 2, 4 eingesetzten Achse 15 gelagert ist. Ein elastomerer Reifenkörper 16 aus Polyurethan umschließt die Nabe 14 und ist im Verhältnis zu dieser durch ein geeignetes Bindemittel festgelegt. Der Querschnitt des Reifenkörpers 16 hat die Form eines Trapezes. Die die Last tragende Palette 13 drückt den Reifenkörper entsprechend der Belastung zusammen, so daß je nach dem Gewicht der von der Palette 13 getragenen Last ein unterschiedlicher Volumenanteil des Polyurethans verformt wird. Lasten mit geringerem Gewicht verformen daher nur

109835/1083

kleinere Volumenanteile des Reifenkörpers als Lasten größeren Gewichtes, so daß die Hysteresewirkung des Materials stets mit der Größe der Last in Übereinstimmung steht.

Fig· 3 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform einer

der Schwerkraftförderer-Laufrolle nach der Erfindung, bei/wiederum der Reifenkörper entsprechend der Größe der Belastung zusammengedrückt wird, so daß ein geeigneter Volumenanteil des elastomeren Materials verformt und damit eine Hysteresewirkung in einer für die bestimmte Last gerade gewünschten Größe ausgeübt wird. Eine Nabe 18 weist hier eine Umfangsnut 20 mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt auf, in die ein Reifenkörper 22 mit kreisförmigem Querschnitt eingepaßt ist. Die Verbindung des Reifenkörpers 22 mit der Nabe 18 erfolgt dabei einfach in der Weise, daß der Reifenkörper 22 über einen Teil seines Umfanges in die Umfangsnut 20 eingesetzt und dann insgesamt soweit gedehnt wird, daß auch der übrige Umfangsbereich in die Umfangsnut eindringen kann.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen Rollen mit Reifenkörpern 28, 40 bzw. 46, die jeweils einen hexagonalen Querschnitt haben. Die Rolle der Fig. 4 hat eine starre Nabe 24 mit einer im Querschnitt rechteckigen Umfangsnut 26, in die der gleichlange Seitenflächen 30 aufweisende Reifenkörper 28 eingepaßt ist. Der Zusammenbau von Reifenkörper 28 und Nabe 24 kann dabei in ähnlicher Weise wie bei der Rolle der Fig. 3 auf einfache Weise so erfolgen, daß der Reifenkörper 28 über einen Teil seines Umfanges in die Umfangsnut 26 eingesetzt und dann im übrigen Bereich soweit gedehnt wird, daß auch dieser übrige Bereich in die Umfangsnut 26 einschnappt. Auch bei dieser Querschnittsform nimmt die Breite des Querschnitts vom Umfang in radialer Richtung zur Reifenkörpermitte hin zu, so daß wie angestrebt eine Verformung von der Größe der Belastung des Reifenkörpers 28 entsprechenden Volumenanteilen erfolgt und damit eine mit der Belastung korrespondierende Hysteresewirkung eintritt. Durch die hexagonale Ausbildung des Querschnitts des Reifenkörpers 28 tritt die belastungsabhängige Volumenverformung nicht nur in dem äußeren Umfangsbereich, son-

109835/1083

dem außerdem auch in dem inneren, dem Boden der Umfangsnut 26 zugewandten Bereich auf. Die von der Hysterese erzeugte Bremswirkung wird bei der Rolle der Fig. 4 noch durch die Reibung des mit seinen Seitenflächen 30 an den Innenflächen 32 und 34 der Umfangsnut 26 anliegenden Ringkörper 28 erhöht, der bei seiner Verformung an den Innenflächen 32, 34 entlanggleitet.

Die Rolle entsprechend dem mit Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat eine starbt* Nabe 36 mit einer Umfangsnut 38, in die der im Querschnitt hexagonal«- Reifenkörper 4O eingesetzt ist. Der hexagonale Querschnitt hat in diesem Fall f in radialer Richtung eine größere Höhe als in axialer Richtung, so daß ein Material größerer Elastizität als bei der Rolle der Fig. 4 verwendet werden kann.

Das Ausführungsbeispiel einer Rolle nach der Erfindung entsprechend Fig. 6 hat einen ähnlichen Aufbau wie die Rolle nach Fig. 5. Die hier mit 42 bezeichnete Nabe hat eine Umfangsnut 44 mit Innenflächen 50 un d52, in die ein hinsichtlich seiner Querschnittsform dem Reifenkörper 40 der Fig.5 entsprechender Reifenkörper 46 eingesetzt ist. Zwischen dem Reifenkörper 46 und dem Boden der Umfangsnut 44 ist ein Ringkörper 48 angeordnet, der aus einem weicheren Polyurethan als der Ringkörper 46 besteht und an seiner Außenseite von dem inneren Winkelbereich des ' Ringkörpers 46 berührt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Bremswirkung durch die Hysterese des Materials des Reifenkörpers 46 sowie des Ringkörpers 48, ferner durch die Reibung hervorgerufen, die der Verschiebung des Reifenkörpers 46 längs der Innenflächen 50, 52 entgegenwirkt.

Bei dem mit Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Rolle eine starre Nabe 54 mit einer Umfangsnut 56, an deren Boden ein etwa dreieckförmiger, zu Innenflächen 64 und 66 der Umfangsnut 56 im wesentlinen symmetrischer Vorsprung 58 verläuft. In die Umfangsnut 56 ist ein Reifenkörper 59 eingesetzt, der längs seiner Umfangsflache eine im Verhältnis zu den Innenflächen 64, 66 der Umfangenut 56 etwa synmetrische und ebenfalls etwa dreieckförmige

109835/1083

Vertiefung 61 aufweist, die längs ihrer äußeren Ränder zwei scharfe Kanten 60, 62 bildet. Die Bremswirkung wird hier durch die Hysterese des Materials des Reifenkörpers 59 bei dessen Verformung durch den Vorsprung 58 und die an den scharfen Kanten 60, 62 angreifende Palette 13, außerdem durch die Reibung des Reifenkörpers 59 längs der Innenflächen 64, 66 hervorgerufen.

In Fig. 8 ist mit einer starren Nabe 70 mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels ein Reifenkörper 68 verbunden, der an seiner Außenseite eine zur Haupt-Mittelebene des Reifenkörpers 68 im wesentljb hen symmetrisch^ etwa dreieckförmige Vertiefung 71 aufweist, die mit konvergierenden Außenflächen 76 und 78 des Reifenkörpers 68 scharfe Kanten 72, 74 bildet. Die Bremswirkung entsteht hier durch die Hysterese des Materials, deren Größe jedoch durch entsprechende Bemessung der Vertiefung 71 sowie des Winkels, unter dem die Seitenflächen 76 und 68 konvergieren, beeinflußt werden kann.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer Schwerkraftförder-Rolle nach der Erfindung, bei dem eine Nabe 80 mit einer Umfangsnut 82 versehen ist, deren Boden nicht durch eine ebene Ringfläche, sondern durch zwei zum Mittelpunkt der Nabe 80 hin geneigte und aufeinader zu laufende Schrägflächen begrenzt M. Ein Reifenkörper 84 aus Polyurethan ist an seiner Außenseite ähnlich wie die Reifenkörper 28, 40 bzw. 46 durch unter einem stumpfen Winkel aufeinander zu laufende Schrägflächen begrenzt, an seiner Innenseite dagegen eben ausgebildet. Die Bremswirkung wird hier in der Hauptsache durch die Hysterese erzeugt, die entsteht, wenn der Reifenkörper 84 durch auf seine Außenseite einwirkenden Druck verformt wird und sich zu dem durch die aufeinander zulaufenden Schrägflächen begrai zten Boden der Umfangsnut 82 hin verschiebt. Zu einer Reibung zwischen den Seitenflächen des Ringkörpers 84 und den daran angrenzenden Innenflächen der Umfangsnut 82 kommves bei dieser AusfUhrungsform praktisch nicht, weil das Material nur zum Boden der Umfangsnut 82 hin verdrängt wird.

109835/1083

Als Material für die Reifenkörper, das die gewünschten Eigenschaften besitzt, kommt Polyurethan mit einer Härte im Bereich von etwa 60 - 87 Shore A infrage, das durch Reaktion bestimmter Polyisocyanate und Polyhydroxidverbindungen gewonnen wird, die in bekannter Weise langkettige, im wesentlichen lineare Makromoleküle bilden, die dann ihreseits zu Ketten zusammengefügt und querverbunden werden, bis die Reaktion abgeschlossen ist.

Patentansprüche

109835/1083

Claims

Patentansprüche

Schwerkraftförderer mit geneigten und im Abstand voneinander angeordneten, zueinander parallelen Schienen, in denen mit Abständen aufeinanderfolgend Rollen mit einer starren Nabe und einem diese umschließenden Reifenkörper aus elastomerem Polyurethan gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (16; 22; 28; 40; 46; 59; 68; 84) einen in radialer Richtung vom äußeren Umfang des Reifenkörpers aus zu dessen Mittelpunkt hin in seiner wirksamen Breite zunehmenden und damit eine einer an den Rollen (6, 8) angreifenden Last im wesentlichen direkt proportionale Hysterese aufweisenden Querschnitt hat.
2. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (16) mit der Nabe (14) durch ein Bindemittel verbunden ist und einen trapezförmigen Querschnitt hat,
3. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (22) von einer Umfangsnut (20) mit halbkreisförmigem Querschnitt aufgenommen ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat.
4. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (28) von einer Umfangsnut (26) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aufgenommen ist und die Querschnittsform eines Sechsecks hat, das mit gegenüberliegenden Seitenflächen (30) an Innenflächen (32, 34) der Umfangsnut (26) anliegt.
5. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (46) von einer Umfangsnut (44) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aufgenommen ist, die Querschnittsform eines in radialer Richtung langgestreckten Sechsecks hat, das mit gegenüberliegenden Seitenflächen an Innenflächen (50, 52) der Umfangsnut (44) anliegt, und daß zwischen der radial inneren Begrenzungsfläche des Reifenkörpers (46) und dem

109635/1083

- 9 Boden der Umfangsnut (44) ein Ringkörper (48) angeordnet ist,
6. Förderer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (48) aus einem weicheren Material als der Reifenkörper (46) besteht.
7« Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (59) von einer Umfangsnut (56) aufgenommen ist, die an ihrem Boden einen zu Innenflächen (64, 6ö) etwa symmetrisch», nach radial außen ragenden und über den gesamten Umfang der Umfangsnut (56) verlaufenden Vorsprung (58) auf- ä weist, und daß der Reifenkörper (59) an seiner Innenseite durch eine zylindrische, mit dem Vorsprung (58) in Berührung stehende Fläche begrenzt ist, die in zueinander parallele, an den Innenflächen (64, 66) anliegende Seitenflächen übergeht, an seiner Außenseite dagegen durch eine zu den Innenflächen (64, 66) im wesentlichen symmetrische Vertiefung (61) abgeschlossen ist, die längs ihrer Ränder mit den angrenzenden Seitenfläche scharfe Kanten (60, 62) bildet,
•8. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (69) längs seines Umfangs eine bezüglich seiner Haupt-Mittelebene symmetrische Vertiefung (71) aufweist und im Verhältnis zu der Nabe (707 durch ein Bindemittel festgelegt ist,
9. Förderer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (68) in radialer Richtung durch ebenej vom Umfang des Reifenkörpers zu dessen Mitte hin im Verhältnis zueinander konvergierende Seitenflächen (76, 78) begrenzt ist.
10. Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenkörper (84) von einer Umfangsnut (82) aufgenommen ist, deren Boden mit der Innenfläche des Ringkörpers (84) einen ringförmigen Hohlraum von etwa dreieckförmigem Querschnitt begrenzt,

109835/1083

Leerseite