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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Trommelantrieb mit
einer Dämpfungsvorrichtung
zum Dämpfen
von Vibrationen bzw. Schwingungen.
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In
Installationen, wo Förderbänder verwendet
werden und wo ein kompaktes und raumsparendes Äußeres verlangt wird, sind bzw.
werden Trommelantriebe des unten beschriebenen Typs weithin verwendet.
Es können
beispielsweise Verkaufskassen in Supermärkten sein, wo Trommelantriebe
das Förderband
zum Transportieren von Gütern
bzw. Produkten zu einem Bediener der Kassa zur Registrierung antreiben,
und in anderen Förderbändern zum
Transportieren von Gütern
weg von dem Bediener der Kassa. Im Betrieb verursachen Trommelantriebe
nach dem Stand der Technik Nieder-Frequenz-Schwingungen in dem Bereich
rund um die Frequenz der Zufuhr- bzw. Betriebsspannung und diese
Schwingungen setzen sich von dem Elektromotor über die Welle in das abstützende bzw.
Supportelement fort und verursachen somit eine Lärmbelästigung. Die Schwingungen variieren
mit der Last des Elektromotors und es ist verständlich, daß ein beladenes Förderband
im Betrieb mehr Geräusch verursacht
als ein unbeladenes bzw. unbelastetes Förderband, wodurch die Verwendung
von Trommelantrieben für
Förderbänder im
Zusammenhang mit Verkaufs- bzw. Kassenterminals dem Bediener der Kassa,
der ein derartiges Terminal bedient, eine relativ hohe Lärmbelästigung
verursacht. Daher war die bisherige Maßnahme, die Welle des Trommelantriebs
in einer dämpfenden
Aufhängungsvorrichtung auf
dem abstützenden
bzw. Support element zu befestigen. Diese Lösung ist nachteilig, da sie
ziemlich zeitaufwendig ist, um den Trommelantrieb auf dem Supportelement
zu montieren, und ebenso mehr Montageraum benötigt wird.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Probleme zu lösen, welche
bislang mit der Verwendung von Trommelantrieben in Verbindung mit Förderbändern für beispielsweise
Kassenterminals assoziiert wurden, wo der Montageraum auf das Abstütz- bzw.
Supportelement limitiert ist und wo die Anforderungen nach einem
Trommelantrieb, welcher mit einem geringen Geräusch- und Schwingungs- bzw.
Vibrationsniveau montiert ist, hoch sind.
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Ein
konventioneller Trommelantrieb wird in der
dänischen
Gebrauchsmuster-Registrierung Nr. 96 00125 gelehrt. Gewöhnlich umfaßt ein derartiger Trommelantrieb
eine im wesentlichen zylindrische Trommel aus beispielsweise Eisen
oder rostfreiem Stahl und weist End- bzw. Abschlußkappen
auf und begrenzt einen Innenraum, welcher für ein Aufnehmen eines Elektromotors
zum Erzeugen einer Rotationsbewegung der Trommel gedacht ist. Der
Elektromotor umfaßt
einen Stator, ein Gehäuse
und eine Statorkappe. Durch die Endkappen erstreckt sich eine festgelegte
Welle, welche begrenzt ist, um auf einem Supportelement montiert
zu werden. Trommelantriebe des beschriebenen Typs eignen sich herkömmlicher
Weise zur Verwendung in Verbindung mit Transport- bzw. Beförderungsanlagen
mit einem Förderband
aus einem Gummimaterial, welches direkt an der zylindrischen Trommel
anliegt und durch Reibung befördert
wird, wenn die Trommel in bezug auf die festgelegte Welle rotiert.
Ein Trommelantrieb, welcher mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 übereinstimmt,
ist beispielsweise aus
US 5,798,887 bekannt.
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Es
ist das Ziel bzw. der Gegenstand der Erfindung, die Reaktionskräfte zu dämpfen, welche
in der Welle aufgrund von Variationen in dieser Reaktionskraft während eines
Betriebs des Elektromotors erzeugt werden.
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Dies
wird erreicht, wie dies in Anspruch 1 dargestellt ist, wobei vorteilhafte
Ausführungsformen in
den abhängigen
Patentansprüchen
gestaltet bzw. angeführt
werden.
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Die
Dämpfungsvorrichtung
wird auf der festgelegten Welle montiert und bildet eine flexible
Verbindung zwischen der festgelegten Welle und dem Stator oder der
Statorkappe des Elektromotors. Die Dämpfungsvorrichtung kann vorzugsweise
mit einem zentralen bzw. Zentrumselement ausgebildet werden, für das beabsichtigt
ist, gegen eine Rotation auf der festgelegten Welle gesichert zu
sein, von welcher sich ein Federelement integral mit dem Zentrumselement
erstreckt. Abgesehen davon weist das Federelement Verbindungsmittel
zum Verbinden der Dämpfungsvorrichtung
mit dem Stator oder der Statorkappe auf. Der Stator und das Gehäuse sind
bzw. werden miteinander verbunden und sind bzw. werden drehbar auf
der Welle gelagert. Auf der Innenseite des Gehäuses bzw. der Ummantelung ist
das Rotorteil des Elektromotors zur Verfügung gestellt und der Rotor
beeinflußt
den Stator mit einer Reaktionskraft. Das Federelement wirkt als
eine flexible Verbindung und dient dazu, Schwingungen von dem Elektromotor
zu absorbieren, und verhindert, daß Letztere sich über die
festgelegte Welle in das abstützende
bzw. Supportelement fortsetzen bzw. fortpflanzen.
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Das
Federelement wird sich für
eine gegebene Kraftauswirkung auf den Verbindungsmitteln in Antwort
auf einen Schubimpuls biegen bzw. verwinden, und die Auswirkungen
bzw. Schläge
absorbieren, welche beispielsweise durch das Startmoment des Trommelantriebs
während
eines Anlaufens erzeugt werden.
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Die
Erfindung wird nun im weiteren Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben, worin
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1 eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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2a in
der Ebene eine Ausführungsform der
Dämpfungsvorrichtung
zeigt; und
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2b eine
Schnittansicht durch die Ausführungsform
ist, die in 2a gezeigt ist; und
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3 die
Ausführungsform,
die in 2 gezeigt ist, der Dämpfungsvorrichtung
zeigt, wobei die Federelemente in einer Extremposition in Antwort
auf eine Kraft komprimiert sind, welche an den Verbindungsmitteln
angelegt wird.
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1 ist
eine Schnittansicht eines Trommelantriebs mit einem Gehäuse bzw.
einer Ummantelung (2), einer Statorkappe (3),
einer fixierten bzw. festgelegten Welle (7) und einer Dämpfungsvorrichtung
(10) und illustriert, wie die Dämpfungsvorrichtung (10)
für eine Übertragung
bzw. einen Transfer eines Moments zwischen der Welle (7)
und der Statorkappe (3) des Elektromotors montiert ist.
Die Dämpfungsvorrichtung
(10) ist an der Welle (7) mit Sicherungsmitteln
(nicht gezeigt) montiert, welche in eine Vertiefung bzw. Aussparung
(15) in einem zentralen bzw. Zentrumselement (11)
eingreifen, und welche an der Statorkappe (3) mittels Verbindungsmitteln (21)
befestigt sind und mittels Kopplungsmitteln in Vertiefungen eingeführt werden,
welche zu diesem Zweck in der Statorkappe (3) zum Transfer
bzw. zur Übertragung
eines Drehmoments zwischen der Statorkappe (3) und der
Welle (7) und weiterhin in einen unterstützenden
bzw. abstützenden
Rahmen gedacht bzw. beabsichtigt sind.
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Außerhalb
um das Gehäuse,
das in
1 gezeigt ist, ist in einer herkömmlichen
Weise eine nicht gezeigte, zylindrische Trommel montiert bzw. angeordnet,
wodurch der Trommelantrieb mit der Konfiguration erscheint, die
in dem
dänischen Gebrauchsmuster Nr.
96 00 125 gelehrt wird.
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Die
Statorkappe (3) und das Gehäuse (2) sind miteinander
verbunden und auf der Welle (7) drehbar gelagert. Innerhalb
des Gehäuses
(2) ist das Rotorteil (nicht gezeigt) des Elektromotors
zur Verfügung
gestellt und der Rotor beeinflußt
den Stator mit einer Reaktionskraft. Während eines Betriebs des Elektromotors
muß die
Reaktionskraft an dem Stator/dem Gehäuse (2) auf die Welle
(7) transferiert bzw. übertragen
werden.
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Die
folgende Beschreibung bezieht sich auf 2a und 2b,
welche detaillierte Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform
einer integral geformten Dämpfungsvorrichtung
(10) aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial sind, umfassend
ein zentrales bzw. Zentrumselement (11), welches eine zentrale
kreisförmige Öffnung (12)
mit einem Zentrum (13) aufweist, welche konfiguriert ist,
eine Welle (nicht gezeigt) des Typs einzuschließen bzw. zu umgeben, wie er
in einem Trommelantrieb (nicht gezeigt) verwendet wird. Von dem
Zentrum (13) der zentralen Öffnung (12) erstreckt
sich eine erste Längsachse
(8) in der Ebene und eine zweite longitudinale bzw. Längsachse
(9) unter einem Winkel von 180°. Zusammenfallend mit der zentralen,
kreisförmigen Öffnung (12)
weist die Dämpfungsvorrichtung eine
Vertiefung bzw. Aussparung (15) auf, welche in Verbindung
mit einer Öffnung
in der nicht gezeigten Welle (7) und hahnförmigen Sicherungsmitteln
(nicht gezeigt) eine Übertragung
eines Drehmoments zwischen der Dämpfungsvorrichtung
(10) und der Welle und weiterhin in einen abstützenden
bzw. Unterstützungsrahmen
(nicht gezeigt) sicherstellt.
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Das
zentrale bzw. Zentrumselement (11) ist mit einem ersten
Verbindungselement (20a) mittels eines Federelements (18a)
verbunden, welches Segmente (31) umfaßt, die sich im wesentlichen
unter rechten Winkeln zur ersten Achse (8) erstrecken, welche
von einem ersten Übergangsteil
(30) in der Ebene von einer Seite des Zentrumselements
(11) unter rechten Winkeln zu der ersten Achse (8)
vorragt. Von einer gegenüberliegenden
Seite ist das Zentrumselement (11) mit einem zweiten verbindenden
bzw. Verbindungselement (20b) mittels eines Federelements
(18b) verbunden, welches Segmente (31) umfaßt, welche
im wesentlichen unter rechten Winkeln zu einer zweiten Achse (9)
und mit einer Erstreckung in der Ebene vorragen, und sich von einem zweiten Übergangsteil
(30) her erstrecken. Die Segmente (31) sind miteinander
und mit dem Verbindungselement (20a, 20b) mittels Übergangsteilen (30)
verbunden, so daß sich
die Segmente (31) und die Übergangsteile (30)
kombinieren, um eine zickzack-förmige
Form bzw. Gestalt anzunehmen.
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Das
Verbindungselement (20a, 20b) ist im wesentlichen
symmetrisch um die Achse (8, 9) ausgebildet und
umfaßt
Verbindungsmittel (21), welche eine Erstreckung unter rechten
Winkeln auf die Ebene aufweisen, durch welche das Verbindungselement
(20a, 20b) mit der Statorkappe des Motors verbunden
ist.
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3 zeigt
die Dämpfungsvorrichtung
(10), die in 2 gezeigt ist,
und illustriert, wie sich die Segmente (31) in den Federelementen
(18a, 18b) durch eine an den Verbindungsmitteln
(21) in der Richtung einer Rotation bzw. Drehbewegung während eines
Betriebs des Motors angelegte Belastung verbiegen bzw. verwinden
können,
während
der Rotor den Stator durch eine Rotationskraft beeinflußt.
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In
der Figur sind die Federelemente (18a, 18b) innerhalb
von Materialtoleranzen verbogen, wodurch die einzelnen Segmente
(31) berühren/in
Kontakt sind mit einem Teil einer Oberfläche von überlagernden bzw. unterlagernden
Teilen (Segmenten (31)), dem Verbindungselement (20a, 20b)
bzw. dem Zentrumselement (11) in der Biege- bzw. Verwindungsrichtung
gegenüber
der Seite, an welcher eine Belastung bzw. ein Schlag angelegt ist.
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Die
Federelemente (18a, 18b) sind gedacht, um die
Belastung der Verbindungselemente (20a, 20b) zu
absorbieren, und für
die gegebene Belastung werden sie sich gegen die Richtung einer
Drehbewegung bzw. Rotation des Rotors biegen und werden insbesondere,
wenn der Trommelantrieb startet bzw. hochfährt, den Belastungsimpuls reduzieren,
der durch das Startmoment während
eines Hochfahrens provoziert wird.
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Es
wird verständlich
sein, daß die
Dämpfungsvorrichtung
(10), wenn eine Belastung bzw. ein Schlag auf die Verbindungsmittel
(20a, 20b) endet, in der Richtung einer Drehbewegung
des Rotors die Form annehmen wird, welche in 2 gezeigt
ist, wobei die Segmente (31) aus einem elastischen Material
hergestellt sind, und daß ein
Betrieb innerhalb des elastischen, nicht permanenten Toleranzbereichs
des fraglichen Materials ausgeführt
wird.
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Es
wird ebenso verstanden werden, daß die Federelemente (18a, 18b)
vorteilhafterweise so konfiguriert sein werden, daß in den
individuellen Segmenten (31) eine Steifigkeit zur Verfügung gestellt wird,
welche mit der Distanz vom Zentrum (13) der kreisförmigen Öffnung (12)
zu den Verbindungselementen (20a, 20b) abnimmt
und daß dadurch
ein gleichmäßiges Verbiegen
des Federelements (18a, 18b) zur Verfügung gestellt
wird. Dadurch wird eine vergleichsweise gleichmäßige Verteilung einer Kraft auch über die
Federelemente (18a, 18b) und eine einheitlichere
Last bzw. Belastung an dem Material erhalten. Dieser Variation in
der Steifigkeit kann beispielsweise durch eine Änderung der Materialdicke bzw.
-stärke
zur Verfügung
gestellt werden. In ähnlicher
Weise wird es möglich
sein, den Unterschied in einer Steifigkeit und somit des Verwindens
der einzelnen bzw. individuellen Federelemente (18a, 18b) durch
ein Konfigurieren dieser mit einer Erstreckung im wesentlichen unter
rechten Winkeln auf die Achse (8, 9) zur Verfügung zu
stellen, welche für
das einzelne Segment (31) zu den Verbindungselementen (20a, 20b)
hin abnimmt.
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In
einigen Situationen wird die Dämpfungsvorrichtung
(10), wenn der Trommelantrieb anfährt, mit einem kraftvollen
Startmoment belastet, welches bis zu 6-8 Mal der Momentlast während eines
Betriebs sein kann. Dieses Startmoment kann eine besonders starke
Belastung auf Teilen der Dämpfungsvorrichtung
und insbesondere den Federelementen (18a, 18b)
ergeben, was bewirken kann, daß die Segmente
(31) hinausgehend über
ihre Materialtoleranzen belastet werden, wodurch veranlaßt wird,
daß sie
zerreißen
bzw. reißen.
Um einen derartigen Materialbruch zu vermeiden, können die
Zentrumselemente (11) vorteilhafterweise mit koppelnden bzw. Kopplungsmitteln
(14) ausgebildet werden, welche sich unter rechten Winkeln
zu der Ebene symmetrisch um die zentrale kreisförmige Öffnung (12) und in
der gleichen Richtung wie die Verbindungselemente (21)
erstrecken. Diese Kopplungselemente (14) sind bestimmt,
in eine Aussparung bzw. Vertiefung in der Statorkappe des Elektromotors
einzugreifen und werden, wenn die Dämpfungsvorrichtung (10)
um das Zentrum (13) in dem Bereich +/– (plus/minus) 2-10° und vorzugsweise
+/– (plus/minus)
5° von einer unbelasteten
Startposition gedreht wird, an einer hiefür vorgesehenen Kante in der
Aussparung an der Statorkappe (3) des Elektromotors oder
an einer anderen Aussparung mit derselben Funktion auf dem Stator
anliegen bzw. angrenzen. Dadurch ist sichergestellt, daß das Startmoment
des Elektromotors für ein
erstes Teil bzw. einerseits durch die Federelemente (18a, 18b)
absorbiert wird, welche sich in Antwort auf die Belastung bzw. Last
innerhalb erlaubbarer Materialtoleranzen verwinden bzw. verbiegen.
Es wird dadurch verstanden, daß für erhöhte Werte
des Startmoments und somit Verbiegungen der Segmente (31)
innerhalb der erlaubbaren Materialtoleranzen eine geringfügig weitere
Verwindung der Segmente (31) stattfinden wird, bevor die
Kopplungselemente (14) mit der Fläche bzw. Seite in der dafür vorgesehenen
Aussparung in Eingriff kommen und veranlassen, daß das Startmoment
in den Kopplungselementen (14) absorbiert bzw. aufgenommen
wird, was somit die Federelemente (31) entlasten und einer
unbeabsichtigten Belastung und optionellem Materialbruch entgegenwirken
wird. In dieser Situation dämpfen
die Federelemente die Belastung bzw. den Schlag bzw. Einfluß durch
das Startmoment und somit die Belastung auf das Material. Vorteilhafterweise könnten die
Federelemente aus Kunststoffmaterial, Gummimaterial oder Metall
ausgebildet werden.
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In 2 ist die Dämpfungsvorrichtung mit den
Federelementen gezeigt, welche sich von Übergangsteilen (30)
nach links von der Achse (8, 9) erstrecken. Dadurch
wird erhalten, daß die
Dämpfungsvorrichtung
(10) einen schwingungsdämpfenden
Effekt aufweisen wird, welcher unabhängig von der gegenwärtigen Drehrichtung
des Elektromotors ist. Es wird somit ebenso verstanden werden, daß, vorausgesetzt,
daß ein
eine Vibration bzw. Schwingung dämpfender
Effekt gewünscht
ist, welcher von der Rotationsachse des Elektromotors abhängt, die Dämpfungsvorrichtung
(10) mit Federelementen (11), welche sich über Übergangsteile
nach links um die eine Achse (8) erstrecken, und anderen
Federelementen (11) ausgebildet sein wird, welche sich nach
rechts um die zweite Achse (9) erstrecken.