DE3919613C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenantriebseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Rollenantriebseinheiten dieser Art werden beispielsweise zum Antrieb von Frachtbehältern verwendet, die auf Rollenförder­ bahnen aufgesetzt sind. Solche Frachtbehälter können Fracht­ container oder Frachtpaletten sein. Das hier angesprochene Anwendungsgebiet sind Frachtladesysteme im Luftfrachtverkehr, mittels derer Container in den Laderaum eines Flugzeuges hineingefahren und dort verstaut werden. Die Rollenantriebs­ einheit ist demzufolge im Flugzeug selbst installiert.

Beim Einschalten derartiger Rollenantriebseinheiten werden die dazugehörigen Rollen gleichzeitig mit dem Beginn ihrer Drehbewegung auch hochgehoben und zwar derart, daß sie sich an den Boden eines über ihnen befindlichen Frachtcontainers pressen. Durch diesen Reibschluß kann das Drehmoment der An­ triebsrollen auf den Boden des Frachtcontainers übertragen werden und befördert diesen somit weiter. Eine derartige Rollenantriebseinheit ist beispielsweise aus der PCT WO 85/00577 bekannt. Neben der allgemeinen Problematik, die derartigen Rollenantriebseinheiten zugrundeliegt und darin besteht, daß eine möglichst hohe Antriebskraft gefordert und damit eine hohe Anpreßkraft der Rolle an den zu befördernden Container gefordert wird, wobei gleichzeitig ein niedriges Gewicht ge­ geben sein muß, besteht ein wesentliches Problem darin, daß die in den Frachtraum eines Flugzeuges hineinzubefördernden Container oftmals einen Richtungswechsel vornehmen müssen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Flugzeug von der Seite her beladen wird oder der Container innerhalb des Frachtraumes von einer Mittel-Förderbahn an den Rand des Frachtraumes geschoben werden muß. Die bekannten Rollenan­ triebseinheiten sind jedoch lediglich dazu geeignet, gerad­ linige Förderbewegungen zuzulassen bzw. zu erzeugen.

Aus der DE-GM 66 00 996 ist eine Umlenkeinrichtung für einen Rollenförderer bekannt, der ein Zahnsegment aufweist, um ein zu drehendes Teil um einen bestimmten Winkelbetrag zu drehen.

Aus der CH-PS 5 21 275, der GB-PS 13 96 545, der DE-AS 12 59 241, der DE-AS 12 96 093 und der US-PS 48 32 170 sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, wie Drehantriebe für Drehtellereinrichtungen ausgestaltet werden können. Alle die bekannten Einrichtungen sind jedoch relativ kompliziert bzw. müssen massiv gebaut werden, um funktionssicher zu sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollenantriebs­ einheit der eingangs genannten Art mit einer gewichtsparenden Drehvorrichtung zu versehen, mit der die Förderrichtung eines geförderten Gegenstands veränderbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafterweise wird die Drehmöglichkeit des Drehtellers gegenüber dem Sockelrahmen auf das notwendige Minimum be­ schränkt. Dadurch nämlich, daß die Rollenantriebseinheit der hier verwendeten Art ohnehin in zwei Richtungen fördern kann, ist es möglich, mit einer Drehbarkeit von lediglich 90° aus­ zukommen. Mit dieser Beweglichkeit sind sämtliche Förderrichtungen möglich. Somit wird das Zahnsegment so ausgebildet, daß es sich im wesentlichen über 90° des Drehtellerumfangs erstreckt.

Wenn der Antriebsmotor als Schrittmotor ausgebildet ist, so kann eine besonders einfache Steuerung des Motors vorgesehen werden, über welche zu fördernde Gegenstände in definierte Richtungen gedreht werden.

Die Sperreinrichtungen werden vorteilhafterweise über ein Fe­ derelement in Sperrichtung beaufschlagt und über ein Solenoid gelöst, so daß bei etwa auftretenden Fehlern in der Steuerung die Anordnung zumindest fest ist und die zu fördernden Gegen­ stände in eine gleichbleibende, definierte Richtung lenkt.

Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Abbildungen näher beschrieben. Hier­ bei zeigt:

Fig. 1 eine teil-geschnittene Draufsicht auf eine be­ vorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rollenantriebseinheit;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht auf die Anordnung nach Fig. 1 von unten entlang der Linie III-II aus Fig. 2; und

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Anordnung nach Fig. 3 entlang der Linie IV-IV.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die gezeigte Ausführungs­ form der Rollenantriebseinheit einen am Aufstellungsort, also im Frachtraumboden eines Flugzeuges zu montierenden Sockelrahmen 43, auf dem drehbar ein Drehteller 42 montiert ist. Am Drehteller 42 sind über Schraubbolzen zwei Rahmen 36, 36′ befestigt, in denen jeweils zwei Antriebsrollen 10, 10′ bzw. 10′′, 10′′′ über Schwenkhalterungen 16 befestigt sind. Jeweils einem Antriebsrollenpaar ist ein Antriebs- Elektromotor mit einem Stator 35 und einem Rotor 34 zuge­ ordnet. Der auf einer beidseitig gelagerten Motorwelle 37 befestigte Rotor 34 steht über einen Getriebezug mit beiden zu ihm gehörigen Antriebsrollen in drehfester Verbindung, wie dies im folgenden näher erläutert wird.

Die Motorwelle 37 weist an ihrem einen Ende ein Antriebs­ ritzel auf, das als Sonnenrad 31′ eines ersten Planeten­ getriebes wirkt. Mit dem Sonnenrad 31′ kämmt ein Satz von Planetenrädern 29′, die auf einem Planetenträger 38 sitzen. Weiterhin kämmen die Planetenräder 29′ mit einem gehäuse­ festen Hohlrad 30.

Der Planetenträger 28′ dieses ersten so gebildeten Planeten­ getriebes ist mit einem weiteren Sonnenrad 31 eines zweiten Planetengetriebes verbunden, mit dem ein zweiter Satz von Planetenrädern 29 kämmt, die auf einem zweiten Planetenträ­ ger 28 drehbar befestigt sind. Die Planetenträger 28 kämmen weiterhin mit dem zuvor erwähnten gehäusefesten Hohlrad 30.

Der zweite Planetenträger 28 steht mit einem Getriebeausgangs­ zahnrad 27 in Verbindung.

Das Drehmoment des Elektromotors, das im Getriebeausgangs­ zahnrad 27 abgreifbar ist, wird nun auf zwei identisch auf­ gebaute Getriebezüge aufgeteilt, von denen im folgenden nur einer näher erläutert wird, bis das Drehmoment auf die je­ weilige Antriebsrolle geführt wird.

Der Getriebezug umfaßt ein erstes Zwischenzahnrad 26, das einerseits mit dem Getriebeausgangszahnrad 27 und anderer­ seits mit einem zweiten Zwischenzahnrad 25 kämmt. Mit dem Zahnrad 25 kämmt ein Zahnrad 24, das an einem Ende einer An­ triebswelle 13 drehfest aufgesetzt ist. Die Antriebswelle 13 ist beidseitig im Rahmen 36 über Antriebswellenlager 15, 15′ in Form von Wälzlagern gelagert.

Auf der Antriebswelle 13 ist eine aus zwei Hälften 16a, 16b aufgebaute Schwenklagerung drehbar (Schwenklager 18) ange­ ordnet, die eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur hat. Die Lagerung ist hierbei nicht konzentrisch, sondern außermittig ausgeführt. Auf der Schwenkhalterung 16 (a/b) sitzt über Rollenlager 17 (Wälzlager) gelagert, ein (metal­ lischer) Antriebsrollenmantel, der auf seiner Außenseite eine Friktionsbeschichtung (Gummimantel) trägt. Die Anord­ nung ist hierbei so getroffen, daß dann, wenn die Schwenk­ halterung 16 auf der Antriebswelle 13 gedreht wird, die An­ triebsrolle 10 hochgehoben oder abgesenkt wird. Die hierzu notwendige Kraft wird über eine Bremse 22 vom Antriebsdreh­ moment des Elektromotors abgegriffen, wobei die Bremse 22 ein zweischalig aufgebautes Zwischenzahnrad 12 gegenüber der Schwenkhalterung 16 abbremst. Das Zwischenzahnrad 12 läuft auf einem Zwischenzahnradlager 12c, das auf einem Lagerzapfen 19, der in der Schwenkhalterung 16 ausgebildet ist, gelagert ist. Das Zwischenzahnrad 12 kämmt mit einem, auf der Antriebs­ welle 13 ausgebildeten Antriebszahnrad sowie mit einer im An­ triebsrollenmantel ausgebildeten Innenverzahnung 11.

Wenn nun bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung der Antriebs­ motor in Drehung versetzt wird, so daß sich das Getriebeaus­ gangszahnrad 27 im Uhrzeigersinn dreht, so wird das Zahnrad 24 über die Zwischenzahnräder 25 und 26 entgegen dem Uhrzei­ gersinn gedreht. Damit dreht sich die Antriebswelle 13 eben­ falls entgegen dem Uhrzeigersinn. Da das Zwischenzahnrad 12 gegenüber der Schwenkhalterung 16 durch die Bremse 22 ge­ bremst wird, wirkt auf die Schwenkhalterung 16 ein zum Mo­ ment der Antriebswelle 13 gleichsinniges Moment, so daß die Antriebsrolle 10 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse der Antriebswelle 13 dreht. Dieselbe Drehung gilt - dies kann der Fachmann leicht nachvollziehen - für die zweite An­ triebsrolle 10′.

Wenn sich nun ein Container oder eine Palette über der in Fig. 1 gezeigten Anordnung befindet, so pressen sich die Antriebsrollen 10, 10′ an den Boden des Containers, so daß ihre Drehbewegung um die Antriebswelle 13 (und die nicht be­ zifferte zweite Antriebswelle) beendet wird. Die Bremse 22 rutscht dann durch. Nun wird das Drehmoment der Antriebs­ welle 13 über das Zwischenzahnrad 16 auf den Mantel und so­ mit als Antriebskraft auf den Container übertragen.

Das zweite Rollenpaar 10′′, 10′′′ wird über den anderen An­ triebsmotor in derselben Richtung in Drehung versetzt, so daß alle vier Rollen eine Vortriebskraft auf den zu fördern­ den Container in derselben Richtung aufbringen. Die Kraft­ verteilung ist hierbei relativ gleichmäßig, so daß der Dreh­ teller 42 im wesentlichen mit gleicher Kraft in Umfangsrich­ tung gesehen auf den Sockelrahmen 43 gepreßt wird.

Soll nun die Förderrichtung des auf die in Fig. 1 gezeigte Einheit gelenkten Containers geändert werden, so stellt man (gegebenenfalls vor Ankunft oder aber auch nach Ankunft des Containers) die zu erzielende Richtung durch Verdrehung des Drehtellers 42 gegenüber dem Sockelrahmen 43 ein. Hierzu dient ein Motor 20 (siehe Fig. 3), der vorteilhafterweise als Schrittmotor ausgebildet ist. Der Motor 20 weist ein An­ triebsritzel 21 auf, das mit Zähnen eines Zahnsegmentes 32 kämmt. Das Zahnsegment 32 ist über Befestigungsschrauben 33 am Drehteller 42 fixiert, während der Motor 20 am Sockel­ rahmen 43 befestigt ist.

Das Zahnsegment 32 erstreckt sich über ca. 90° des Umfangs des Drehtellers 42.

Der Drehteller 42 ist gegenüber dem Sockelrahmen 43 über Rollen bzw. Kugeln 44 (siehe Fig. 2) wälz-gelagert, so daß die beiden Teile auch bei großer Anpreßkraft leicht gegen­ einander verdrehbar sind. Zur Fixierung des Drehtellers 42 gegenüber dem Sockelrahmen 43 entgegen der Halterichtung des so gebildeten Wälzlagers dienen Halteblätter 23, 23′, 23′′, die einerseits auf den Boden des Drehtellers 42 geschraubt sind, andererseits über dessen Außenrand bis über den Unter­ rand des Sockelrahmens 43 ragen.

Dadurch, daß der Motor 20 als Schrittmotor ausgebildet ist, kann eine digitale Steuerung derart erfolgen, daß ein vom Bedienungspersonal frei wählbarer Winkel durch einfaches Vorgeben einer bestimmten Schrittanzahl einstellbar ist, ohne daß ein Rückmeldesystem (Servosystem) oder eine direkte Beobachtung der Position des Drehtellers 42 gegenüber dem Sockelrahmen 43 notwendig wäre.

Wenn der Motor 20 in Drehung versetzt wird, so wird gleich­ zeitig ein Hubmagnet 40 erregt, der einen Sperrstift 41 aus einer Bohrung 45 im Außenumfang des Drehtellers 42 ent­ gegen der Kraft einer Schraubenfeder 46 zieht. Der Hubmagnet 40 der so gebildeten Sperreinrichtung 39 wird nur solange betätigt, wie der Motor 20 läuft. Beim Stillstand des Mo­ tors 20 wird der Hubmagnet 40 entregt, so daß die Schrauben­ feder 46 den Sperrstift 41 wieder in eine entsprechende Bohrung 45 im Drehteller 42 einrasten läßt, wodurch der Drehteller 42 (wieder) gegenüber dem Sockelrahmen 43 dreh­ fest verriegelt ist. Durch diese Anordnung ist gewährlei­ stet, das Drehmomente, welche den Drehteller 42 gegenüber dem Sockelrahmen 43 verdrehen könnten, selbst dann, wenn sie betragsmäßig hoch sind, keine Positionsveränderung mit sich bringen. Somit ist es auch nicht notwendig, durch den Motor 20 bzw. das mit dem Zahnsegment 32 kämmende Ritzel 21 ein hohes Haltemoment aufzubringen.

Wie eingangs erwähnt, liegt eine typische und vorteilhafte Anwendung der Erfindung darin, daß durch diese Einrichtung ein durch eine am Rumpf seitlich angebrachte Ladetür in das Flugzeug eingeschobener Container in seiner Bewegungsrich­ tung (zunächst senkrecht zur Flugzeuglängsachse) verändert wird, um ihn nunmehr in der Flugzeuglängsachse zu bewegen. Hierfür wird im Bereich der Flugzeug-Laderaumtür im wesent­ lichen im Bereich der Flugzeuglängsachse mindestens eine der zuvor beschriebenen Vorrichtungen angeordnet. Im Bereich der Laderaumtüren wird weiterhin mindestens ein Schwenk- Punkt, z.B. eine über den Boden senkrecht hervorstehende Rolle montiert. Wird nun der Container mit seinem Vorder­ ende bis über die erfindungsgemäße Vorrichtung geschoben, so können während dieser Bewegung zunächst die Rollen mit ihrer Längsachse senkrecht zur Bewegungsrichtung des Contai­ ners (in die offene Tür hinein und senkrecht zur Flugzeug­ längsachse) angeordnet sein. Sobald der Container auf den Rollen aufliegt, werden diese verdreht und angetrieben. Durch diese Antriebskraft wird nun der Container weiter in das Flugzeug hinein gezogen und dabei gleichzeitig ver­ schwenkt, wobei der zuvor erwähnte Schwenk-Punkt das Gegen­ lager zur Aufbringung eines Drehmomentes auf den Container bildet, da der Schwenk-Punkt - wie oben erwähnt - in der Nähe der Laderaumtür sitzt.

Wesentlich ist somit an der vorliegenden Erfindung die Mög­ lichkeit, die Förderrichtung zu ändern und darüber hinaus eine möglichst große Antriebskraft auf einen zu befördernden Container aufzubringen.

Bezugszeichenliste

10 Antriebsrolle
11 Innenverzahnung
12 Zwischenzahnrad
12c Zwischenzahnradlager
13 Antriebswelle
14 Antriebszahnrad
15 Antriebswellenlager
16 Schwenkhalterung
17 Rollenlager
18 Schwenklager
19 Lagerzapfen
20 (Schritt-)Motor
21 Antriebsritzel
22 Bremse
23, 23′, 23′′ Halteblatt
24 Zahnrad
25, 26 Zwischenzahnrad
27 Getriebeausgangszahnrad
28, 28′ Planetenträger
29, 29′ Planetenrad
30 Hohlrad
31, 31′ Sonnenrad
32 Zahnsegment
33 Befestigungsschraube
34 Elektromotor-Rotor
35 Elektromotor-Stator
36, 36′ Rahmen
37 Motorwelle
39 Sperreinrichtung
40 Hubmagnet
41 Sperrstift
42 Drehteller
43 Sockelrahmen
44 Kugel
45 Bohrung
46 Feder

Claims (4)

1. Rollenantriebseinheit zum antreibbaren Fördern von Gegen­ ständen auf einer Rollenbahn mit mindestens einer Antriebs­ rolle (10), mit mindestens einer, an einem Rahmen (36) befe­ stigten Schwenkhalterung (16) zum drehbeweglichen Lagern der Antriebsrolle (10) derart, daß sie von einer unteren Ruhe­ position in mindestens eine obere Arbeitsposition verschwenk­ bar ist, mit mindestens einem Antriebsmotor (34, 35), mit einem Getriebezug (24-31) zum Übertragen eines Motorantriebs­ momentes auf die Antriebsrolle (10) und die Schwenkhalterung (16), dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (36) auf einem Drehteller (42) befestigt ist, der gegenüber einem Sockelrahmen (43) gesteuert verdrehbar ist,
daß der Drehteller (42) mit einem Zahnsegment (32) versehen ist, dessen Zähne mit einem Antriebsritzel (21) eines steuer­ baren Antriebsmotors (20) kämmen, und
daß der Drehteller (42) gegenüber dem Sockelrahmen (43) über eine steuerbare Sperreinrichtung (39) festsetzbar ist.

2. Rollenantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnsegment (32) sich im wesentlichen über 90° des Drehtellerumfangs erstreckt.

3. Rollenantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (20) als Schrittmotor ausgebildet ist.

4. Rollenantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (39) über ein Federelement (46) in Sperrichtung beaufschlagt und über ein Solenoid (40) lösbar ist.