DE3227736A1

DE3227736A1 - Laufkatze

Info

Publication number: DE3227736A1
Application number: DE19823227736
Authority: DE
Inventors: David J. 29228 Hilton Head S.C. Forshee
Original assignee: Syn Trac Systems Inc
Current assignee: Syn Trac Systems Inc
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1982-07-24
Publication date: 1983-02-17
Also published as: GB2104467B; US4433627A; CA1179960A; FR2510504A1; GB2104467A; JPS5842510A

Description

Laufkatze

Von Umlaufförderketten angetriebene Laufkatzen werden bisher aus Stahl und metallischen Bauteilen hergestellt, die Schmierungseinrichtungen und teuren Unterhalt erforderlich machen. Die Laufkatzen selbst sind von nicht unbeträchtlichem Gewicht, verglichen mit der Nutzlast, was zu entsprechend hohem Energieverbrauch führt. Ferner müssen die Geräte häufig gewartet oder relativ oft ersetzt werden, insbesondere wenn in einer korrosiven Athmosphäre gearbeitet wird. In solchen chemisch aktiven Umgebungen kommt es zum frühen Ausfall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Umstand abzuhelfen, Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus der Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 .

Mit der erfindungsgemäßen Laufkatze werden fol-, gende Vorteile erzielt:

a) Der Reibkoeffizient des Kunststoffmaterials des Achsstutzens, der Lager und der Rollen ist extrem niedrig, und deshalb ist eine Schmierung der bewegten

^O Teile nicht erforderlich. Wegen diesem Merkmal wird

die relativ teure Schmierausrüstung eingespart und die Unterhaltungskosten gesenkt. Für gewisse Anwendungen, insbesondere im Lebensmittel-Verarbeitungsbereich, führt der Fortfall von Schmiermitteln dazu.

daß die Möglichkeit der Verunreinigungen mit solchen Giftstoffen herabgesetzt wird.

b) Bei der neuen Laufkatze werden ungefähr 80 Λ an Gewicht gegenüber solchen aus Stahl eingespart. Dadurch wird die Lebensdauer der Schiene verlängert, außer dem auch die Servicezeit des gesamten Fördersystems.

Die Antriebsmotore und Einrichtungen können schwächer dimensioniert werden, was wiederum zur Kostenreduzierung und Senkung des Energieverbrauchs führt. Die Lebensdauer von Laufkatzen aus Stahl wird zur Zeit auf ungefähr 5 bis 7 Jahre eingeschätzt. Obzwär

noch keine Erfahrungen darüber vorliegen, schätzt der Erfinder eine verlängerte Lebensdauer seiner Laufkatzen aus Kunststoff ein.

c) Die erfindungsgemäße Ausbildung der Laufkatze ist in den 5^- Bereichen extrem vorteilhaft, wo schwerwiegende korrosive chemische Dämpfe zugegen sind, beispielsweise in Waschbetrieben, in denen kaustische Lösungen gesprüht werden, welche einen Zusammenbruch der Schmierung bewirken, wodurch wiederum die Rollenlager in den zur Zeit verwendeten Laufkatzen aus Stahl zerstört werden. Die gleichen Gefahren treten bei der Anwesenheit von Phosphatlösungen auf. Es werden große Summen dafür ausgegeben, über Kopf angeordnete Einschienenfördersysteme automatisch zu schmieren und abzudichten, wenn die Laufkatzen durch diese stark korrosiven Bereiche laufen.

d) Aufgrund der Ausbildung ermöglicht die Laufkatze gemäß Erfindung geringere Ersatzkosten für jede Komponente. Dies trifft auf die zur Zeit verwendeten Laufkatzen aus Stahl nicht im gleichen Maße zu. Wenn beispielsweise die Kugellager in einer Rolle der Laufkatze ausfallen sollten, muß nicht nur die Rolle, sondern der gesamte Seitenarm ersetzt werden. Bei der vorliegenden Erfindung sind die einzelnen einstückigen Komponenten einfach und schnell zu ersetzen, und zwar zu erheblich niedrigeren Kosten.

e) Wegen der geringen Reibung und den daraus zu folgernden geringen Antriebskräften wird die Gefahr der Ausweitung von Bohrungen in den herabhängenden Gliedern der Laufkatze gering gehalten. Wenn diese Hängeglieder überbeansprucht werden, brechen sie an dem Loch ab.

f) Das Laufgeräusch der neuen Laufkatze ist bemerkenswert niedrig, d.h. die Lärmbelästigung wird starte reduziert. Über Kopf auf Schienen laufende Laufkatzen v/erden im Alter extrem laut, und zwar wegen Fehlpassungen und Unebenheiten in Schweißnähten entlang der Laufschiene.

g) Die Laufkatze gemäß US-PS 4 228 738 zeigt einen erhöhten Energiebedarf zur Einleitung der Bewegung des Förder systems gegenüber konventionellen Laufkatzen aus Stahl.

Nach diesem Anstoß war jedoch der Energiebedarf zur Aufrechterhai tung der Bewegung der Laufkatzen geringer, wenn diese aus Kunststoff bestanden, als im Falle von St ahl - Lauf k at ζ en.

5. Die Kunststoff-Laufkatzenkonstruktion der vorliegenden Erfindung hat einige zusätzliche Vorteile:

1) Die Kunststoff-Laufkatze mit Rollenlager verringert den Anlaufwiderstand der Kombination aus Achsstutzen und Rolle beim Starten des Fördersystems. Es entsteht nur Linienkontakt und kein Flächenkontakt zwischen den Kunststoff-Wälzkörpern auf dem Achsstutzen und der Kusntstoff-Rolle, wobei die anfängliche Zuglast des Conveyor-Systems merklich reduziert wird.

2) Superharter Polyamidkunststoff ermöglicht die Herste!- lung eines Präzisionsgeräts. Sekundäre Bohrungen oder Ausrichtung von Teilen brauchen nicht vor der Montage der Laufkatzen auf der Laufschiene durchgeführt zu wer- ; den. ,

3) Mit den Kunststoff-Laufkatzen ist eine Farbcodierung leichter möglich, was die Teileidentifikation bei Förderanlagen mit gemischten Modellen erleichtert. Ferner können die Laufkatzen auffällig koloriert werden, um ein sich bewegendes Objekt zu signalisieren, auch wenn eine Farbcodierung nicht unter OSHA-Spezifikationen er".-";_:.

forderlich ist. ■

4) Die Bauteile der Laufkatze werden aus gießbarem Polyamid hergestellt und die Laufkatzenarme, die Achsstutzen, die Rollenlager, Rollen und herabhängenden Glieder werden jeweils ingenieurmäßig so ausgelegt, daß sie in Minuten ersetzt werden können, so daß minimale Ausfallzeiten des Fördersystems erreicht werden.

Bei der Herstellung der Bauteile der Laufkatze wurde Polyamid der Qualitätsstufe ZYTEL ST 80 1 verwendet, welches ein sehr widerstandsfähiges Material ist und von der Firma E. I. DuPont de Nemours & Co. Inc., Wilmington, Delaware 19898. USA, hergestellt wird.·Ein weiteres geeignetes Kunststoffmaterial ist Acetalkunstharz der Qualitätsstufe DELRIN (Warenzeichen von DuPont).

welches durch Polymerisation von Formaldehyd gewonnen wird. Der Polyamidkunststoff kann mit Fiberglaskonzentrat vermischt werden, um diesem eine größere Härte zu erteilen. Der Betrag des zugesetzten Fiberglases ist . proportional zur Gewichtsbelastung der Laufkatze. Wenn die Gewichts- oder Lastanforderungen an die Laufkatze zunehmen, wird der Anteil an Glasfasern im Polyamid gesteigert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Laufkatzenkonstruk-tion mit einem Paar von Kunststoffarmen, die gegenüberliegend angeordnet sind_; mit Kunststoffrollen oder -rädern, die austauschbar und freibeweglich auf einem Kunststoff-Achsstutzen montiert sind und entfernbar auf der Innenseite jedes Laufkatzenarms befestigt sind_; mit einer Mehrzahl von Kunststoff-Wälzkörper^ die in axialer Richtung und parallel zueinander am Umfang des Achsstutzens in radialer Richtung angeordnet sind und mit einem herabhängenden Kunststoffglied, welches am unteren Ende zwischen den Laufkatzenarmen entfernbar befestigt ist.

Die Laufkatzenrollen sind zum Lauf auf den unteren oder oberen horizontalen Flanschen einer Laufschiene mit Doppel-T-Querschnitt ausgelegt. Die Achsstutzen, welche die Laufkatzenrollen bei deren Rotation stützen, sind entfernbar an den Laufkatzenarmen mittels Schrauben befestigt, die durch Bohrungen in den Armen von deren äußeren Seiten hindurchreichen. Die Wälzkörper drehen sich in achsparallelen Aussparungen am Umfang der Achsstutzen. Das herabhängende Kunststoffglied, welches zum Aufhängen eines Teilehängers ausgelegt ist, ist zwischen den unteren Teilen der Laufkatzenarme angeordnet und dort mittels Schrauben befestigt, und zwar unterhalb der Doppel-T-Flansche. Die Antriebskette des For— derers, gebildet durch eine Reihe von Verbindungsgliedern,, greifen an dem herabhängenden Glied an und sind an diesem befestigt, um die Laufkatze entlang und auf der Laufschiene zu ziehen.

-δι Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Laufkatze gemäß Erfindung.

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Lauf

katze nach Fig . 1.

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Einzel-heit in vergrößerter Darstellung, nämlich ein Laufkatzenarm im Bereich der Laufrolle.

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 ^ Fig. 5 eine Seitenansicht des Laufkatzenarms zusammen

mit der Laufrolle nach den Fig. 3 und 4_} Fig. 6 eine Ansicht gemäß den Pfeilen 6-6 in Fig.5, Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig.4 und Fig. 8 eine Seitenansicht des Achsstutzens von

Fig. 7.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, weist die Laufkatze 10 Lager_? ferner einen linken und rechten Arm 12 und 14, zwei Laufrollen 16 und 18 für die jeweiligen Arme, zwei Achsstutzen 20, 22 für die jeweiligen Rollen eine Mehrzahl von Kunststoff-Rollenlagerkörpern 26_; die in Aussparungen der Achsstutzen drehbar sind, und ein Hängeglied 24 auf.

Die Laufkatze 10 ist zum Lauf auf einem Doppel-T-Träger oder Schiene 30 konstruiert, der obere horizontale Flansche 32, 34 und untere horizontale Flansche 36_t 38 sowie einen vertikalen Steg 40 aufweist. Die innenliegenden Oberflächen dieser Flansche sind mit leichtem Winkel zur horizontalen Ebene geneigt, wie in Fig. 1 und 4 dargestellt. Da die äußere Oberfläche der Rollen 16, 18 auf diesen Flanschoberflächen laufen, sind die ' Achsrichtungen der Achsstutzen 20_/ 22 und demnach auch die vertikale Ausrichtung des oberen Teils des Arms 12 b.".w. 1 ·! nach seitwärts geneigt, um den Winkel dieser Ficj.n schöbe rf lachen _u kompensieren.

Die Laufkatze 10 wird entlang der Schiene 30 durch eine Förderkette 48 angetrieben, die mit Lenkern

an dem Hängeglied 24 angreift.

Die Laufkatzenarme 12, 14 sind im wesentlichen identisch und können deshalb sowohl als rechtes oder als linkes Element verwendet werden. Die Arme weisen einen Hauptkörper 52 auf, der ein Trägerteil 54 für den Achsstutzen_; ein mittleres gekrümmtes Verbindungsteil 56,- ein unteres Hängeteil 58 und eine Randrippe oder einen Flansch 60 aufweist. Der Träger 54 für den Achsstutzen ist mit einer Aussparung oder Konterbohrung 61 versehen_; in welchen der Achsstutzen 20 oder 22 sitzt. Etwa zwei oder drei Bohrungen 62 sind an dem Trägerteil 54 angebracht und durch-gesteckte Schrauben 64 befestigen und sichern den Achsstutzen 20 oder 22 an dem Trägerteil 54. Der herabhängende Teil 58 ist mit zwei Bohrungen 66 versehen, durch welche Schrauben 68 hindurchgesteckt sind, um das hängende Glied 5 4 zwischen den Armen festzuhalten. Die Innenoberfläche der Laufkatzenarme 12_; 14 im Bereich des herabhängenden Teils 58 ist mit zwei . im Abstand voneinander angeordneten, vorstehenden Rippen "70 versehen, welche das hängende Glied 24 seitlich einfassen und so gegen Drehung um die Schrauben 68 sichern.

Die Achsstutzen 20_? 22 sind im wesentlichen identisch zueinander und weisen einen Nabenabschnitt 76 sowie einen radial nach auswärts sich erstrecKenden Flansch 78 auf. Im Nabenabschnitt befinden sich Schraubbohrungen 80 zur Aufnahme der Schrauben 64_; die durch die Bohrungen 62 von der Außenseite des Trägerteils 54 eingeschraubt sind. Der Nabenabschnitt 76 ist ferner mit einer Mehrzahl von sich längs erstreckenden, bogenförmigen Nuten oder Aussparungen 82 versehen_; die im wesentlichen im gleichen Winkel abstand am äußeren Umfang 54 verteilt und achsparallel angeordnet sind. Die Kunststoff-Lagerwalzen 26 liegen in diesen Aussparungen (Fig. 7) und drehen sich darin_; wenn sie vom Körper 86 d.es Rades 16 bzw. 18 in dessen Bohrung 00 rrfnfSi: werden. Die Wälzkörper 26 sind etwas kürzer (.etwa ü,a iw.w) als die Aussparung 82 und haben einen etwas geringeren Durchmesser (ungefähr 0,25 bis 0,38 mm) als die Durchmesser-

-ιοί abmessung der Aussparung, wobei jeder Wälzkörper 26 im Idealfall einen Linienkontakt mit der Aussparungsoberfläche hat j in welcher er liegt und sich dreht.

Die Laufkatzenrollen 16, 18 sind im wesentli-

5· chen identisch und weisen jeweils einen Körper 86_} einen ringförmigen Flansch 88 an der rückwärtigen Seite, eine Bohrung 90 für den Teil 76 des Achssstutzens sowie eine Konterbohrung 92 für den äußeren Flansch 78 des Achsstutzens auf. Die äußere Ringoberfläche 94 der Rolle ist kegelförmig verjüngt, um in vertikaler Lage auf der oberen Oberfläche der unteren Schienenflansche 36, 38 und den unteren Oberflächen der oberen Flansche 32._; 34 zu laufen. Als Material der Rollen 16_? 18 wird Polyamid oder Acetalharz verwendet, deren Reibkoeffizienten niedrig ist. so daß Schmiermittel für die Wälzkörper 26 oder die Rollen l6_; 18 nicht benötigt werden.

Beim Zusammenbau der Laufkatze 10 zum Betrieb auf der Schiene 30 wird der obere Teil des hängenden Gliedes 24 zuerst durch das Verbindungsglied der Antriebskette geschoben, bis deren querverlaufende, in der Mitte angeordnete Rippen 25 an dem Verbindungsglied der Antriebskette anliegen. Mittels der Achsstutzen 20_? 2 2 werden die Räder 16, 18 an den Laufkatzenarmen 12_; 14 unter Zwischenfügung der Wälzkörper 26 befestigt und auf jeder Seite des hängenden Gliedes 24 wird eine derartige Anordnung mittels der Schrauben 68 befestigt, wobei die Rollen 16, 18 auf der oberen Oberfläche der unteren Flansche 36, 38 der Schiene 30 aufruhen. Nach dieser Montage kann eine Hängeeinrichtung am unteren Ende des hängenden Glieds 24 aufgehängt und befestigt werden. Zur Demontage der Laufkatze 10 von der Schiene 30 können die Schrauben 64 aus den Achsstutzen herausgedreht werden, wobei sich die Rollen, die Achsstutzen und die Wälzkörper in einfacher Weise von den Armen trennen lassen.

Die hauptsächlichsten Bauteile der Laufkatze 10 sind aus Polyamid der Qualität ZYTBL ST 801 gegossen. Die Wälzkörper werden vorzugsweise aus Polyamid gegossen

oder extrudiert; auch Acetalraaterial (,der Qualität UELRIN) kommt in Betracht. Die Befestigungsschrauben und 68 sind vorzugsweise aus Metall, können jedoch auch aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, wenn den Anforderungen gewisser Anwendungen Rechnung getragen werden soll.

Claims

BLUMRACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN

Patenlconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Pateniconsull Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Palentconsult

Syn^Trac Systems, Ine.
Oxford, Michigan, USA

Patentansprüche

1.J Laufkatze zum Betrieb auf einer Doppel-T-Laufschiene,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) zwei im Abstand voneinander angeordnete, einstückig formgegossene Kunststoffarme (12, 14),

a.1) die jeweils einen oberen Teil (54), einen unteren Teil (58) und einen mittleren Teil (56) besitzen;

b) zwei einstückig durch diesen geformte Kunststoffachsstutzen (20, 22) ,

b.1) die jeweils leicht entfernbar an einem zugeordneten

Arm (12, 14) befestigt sind, und zwar auf- und anliegend an der Innenseite (61) des oberen Teils (54), b.2) wobei jeder Achsstutzen (20, 22) einen zylindrischen Körper mit einer ümfangsoberfläche (84) aufweist, die durch eine Vielzahl von achsparallelen, sich längs erstreckenden Nuten (82) versehen ist, die in gleichen Winkelabständen verteilt angeordnet sind;

c) in jeder Aussparung (82) ist ein zylindrischer Wälzkörper (26) aus Kunststoff drehbar angeordnet;

d) zwei gleichförmig und einstückig durch Gießen geformte Kunststoff-Rollen (16, 18),

d.1) die jeweils auf den Wälzkörpern (26) abnehmbar gestützt und zur Drehung angeordnet sind, sowie durch den jeweiligen Achsstutzen (20, 22) auf der Innenseite des Oberteils (54) des LaufKatzenarms (12 bzw. 14.) gehalten

München: R. KraTier Dipl.-lng. · W.Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E, Hoffmann Dipl.-lng. Wiesbaden: P. G. Blumbach üip!.-lng. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-lng., Pat.-Ass., Pai.-Anw. bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-lng. Dipl.-W.-Ing.

sind ;

e) entfernbare Befestigungsmittel (64) erstrecken sich durch den oberen Teil (54) von dessen Außenseite in den Körper des Achsstutzens (20 bzw. 22) und halten

5. diesen Achsstutzen gegen die Innenseite des oberen Teils (54) fest und sichern ihn gegen Drehung;

f) zwischen den unteren Teilen (58) der Laufkatzenarme (12, 14) ist ein hängendes Glied (24) entfernbar befestigt und dient zum Anhängen von Teilen.

2. Laufkatze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (82) des Achsstutzens (20, 22) für die Wälzkörper (26) im wesentlichen in gleichem Abstand im radialen Verhältnis zueinander angeordnet sind.

3. Laufkatze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (82) des Achstutzens etwas langer als die Wälzkörper (26) sind.

4. Laufkatze nach einem der Ansprüche 1-3,_ dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Aussparungen (82) des Achsstutzens etwas größer als der Durchmesser der darin drehbar angeordneten Wälzkörper (26) ist.

5. Laufkatze nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (82) sich vom benachbarten Ende des Achsstutzens erstrecken und eine im wesentlichen halbkreisförmige oder bogenförmige Ausbildung im Querschnitt aufweisen.

6. Laufkatze nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umkreis der Wälzkörper (26) einen Drehkreis definieren, der sich jenseits des Uli fang s des Achsstutzens erstreckt, auf dem sie drehbar angeordnet sind, und der innerhalb der inneren, ringförmigen Bohrung (90) der Rolle (16, 18) liegt.

7. Laufkatze nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsstutzen (20, 22) einen Nabenteil (76) und einen ringförmigen, sich radial nach außen erstreckenden Flansch (78) am inneren Ende des Nabenteils aufweist, wobei das äußere Ende des

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Nabenteils (76) am oberen Teil (54) des Laufkatzenarms (12 j 14) befestigt ist und sich die Aussparungen (82) von diesem äußeren Ende bis zum ringförmigen Flansch (78) erstrecken.
5· 8. Laufkatze nach Anspruch 7.

dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (76) des Achsstutzens (20, 22) als Lagerträger oder feste Lauffläche für die Wälzkörper (26) wirken.

9. Laufkatze nach Anspruch 7 oder 8.

dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Flansch (78) als Rückhalteeinrichtung für die Laufkatzenrollen (16, 18) und die Wälzkörper (26) dienen, wenn der Achsstutzen an dem oberen Teil (54) des Laufkatzenarms (12. 14) befestigt ist.

10. Laufkatze nach einem der Ansprüche 1-9.

dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (76) des Achsstutzens eine Einrichtung (80) aufweist, in welche die Befestigungsmittel (64) eingreifen, um den Achsstutzen . an dem oberen Teil (54) des Laufkatzenarms lösbar zu befestigen.