用于旋转挤奶平台的支撑设备的辊的制作方法

本发明涉及用于旋转挤奶平台的支撑设备的辊，其中所述支撑设备包括固定地连接至旋转平台的第一轨道元件，固定不动地设置在所述平台下方的位置的第二轨道元件，以及设置在第一轨道元件和第二轨道元间之间的竖直空间内的多个辊，其中所述辊为所述多个辊中的一个，以及包括外周表面，其与第一轨道元件的接触部分和第二轨道元件的接触部分接触。所述辊在固定不动的第二轨道元件上滚动的同时，支撑并且提供第一轨道元件和平台在固定不动的第二轨道元件上的旋转运动。辊是形成平台的下方支撑的支撑辊。支撑设备的支撑辊在挤奶过程中支撑平台以及在平台上的动物的全部重量。

背景技术：

用于旋转挤奶平台的常规支撑设备包括辊，其具有沿着与平台连接的轨道元件的基本平坦接触表面滚动的圆柱接触表面。辊可设置有法兰部分。在该情况下，支撑设备包括围绕相应水平轴线旋转的多个辊，从而其形成对平台的竖直支撑，同时法兰部分提供平台在水平平面的定位。包括辊而没有法兰部分的支撑设备具有围绕水平轴线旋转的支撑辊，以及围绕竖直轴线旋转的侧辊。支撑辊形成平台的竖直支撑，且侧辊提供对平台的水平支撑。

支撑奶牛的旋转挤奶平台是重的，且辊上的载荷是高的。辊常常由诸如尼龙等的塑料材料制成。辊的接触表面的侧部分常常被磨损。接触表面的侧部分可开始裂开，且其中的部分可掉落。此外，更换支撑旋转挤奶平台的磨损的辊是很难且耗时的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于旋转挤奶平台的支撑设备的辊，其设计使得该辊的使用寿命比现有技术的辊更长。

由前序部分限定的辊所实现的目的特征在于该辊的外周表面包括设置在接触表面的相反侧的两个斜面表面，其设置成距所述辊的旋转轴线的距离比所述接触表面更小。用于旋转平台的支撑设备的辊承受大的负载，其导致辊中的应力。破裂和其它类型的变形通常在高度应力集中的区域发生。因此，将应力基本均匀地分布在辊上从而避免应力集中是重要的。例如，在材料本体的尖锐边缘部分形成应力集中。在不具有法兰部分的常规圆柱辊中，在接触表面与侧表面之间过渡区域是边缘部分，其中形成应力集中。在具有法兰部分的常规圆柱辊中，在接触表面与法兰部分之间的过渡区域为形成应力集中的边缘部分。在所述边缘部分，相邻表面形成约90度的角。

应力集中涉及在边缘部分的相邻表面之间的角度。在尖锐边缘部分的应力集中高于在较不尖锐边缘部分中的应力集中。在本发明的辊中，接触表面由两个斜面表面围绕。因此，在接触表面和相邻斜面表面之间的过渡区域的角度将大于90度。优选地，在接触表面与斜面表面之间的角度将为135度或者更大。因此，该辊在接触表面与相邻表面之间的过渡区域具有比常规辊较不尖锐的边缘部分。由此，该辊将在过渡区域具有比常规辊较少的应力集中，且具有比常规辊更长的使用寿命。

根据本发明的一个实施方式，接触表面具有在辊的轴向上的凸形形状。接触表面的凸形形状允许在所述辊相对于轨道元件的平坦表面的安装过程中的一些误差余量。此外，接触表面的凸形形状保证了在辊上的主要负载将形成在接触表面的中心区域上，且在接触表面与斜面表面之间与过渡区域相距一距离处。因此，在过渡区域中的应力将进一步减小。接触表面可被设置在斜面表面之间的中间位置，与辊的旋转轴线相距最长距离。在该情况下，接触表面可在所述中间位置的相反侧面具有对称的凸形形状。

根据本发明的另一个实施方式，外周表面的整个接触表面设置在与所述辊的旋转轴线相距相同距离处。在该情况下，接触表面具有由斜面表面所围绕的圆柱表面。具有圆柱接触表面的辊较容易制造。该斜面表面可设置在与旋转轴线相距一距离处，该距离从外端部分到与接触表面相邻的内端部分线性地增加。在该情况下，斜面表面还具有简单的设计。

根据本发明的另一个实施方式，斜面表面可具有凸形形状。在该情况下，可在接触表面与斜面表面之间形成非常平滑的过渡区域，从而进一步减小在过渡区域的应力集中。凸形接触表面可具有比凸形斜面表面更大的弯曲半径。因此，斜面表面具有比接触表面更加弯曲的表面。

根据本发明的另一个实施方式，辊包括各具有径向外表面的法兰部分，该径向外表面设置成比外周表面距旋转轴线的距离更长。法兰部分可将平台设置在水平面上，从而其围绕固定竖直轴线旋转。该辊的斜面表面可经由凹进弯曲连接部分而连接至各法兰部分。斜面表面于法兰部分的竖直表面形成相对锐角。为了减小在该区域的应力集中，可在斜面表面与法兰部分的竖直表面之间使用凹进弯曲连接部分。

根据本发明的另一个实施方式，辊包括中心孔，其被配置成接收限定辊的旋转轴线的非旋转轴。在该情况下，辊围绕非旋转轴旋转。该辊可具有简单的设计。在该情况下，轴的端部固定连接至布置在辊的相反侧上的合适的部件。可选地，辊和轴形成为旋转单元。在该情况下，轴需要可旋转地布置在辊的相反侧。中心孔可被配置成接收轴，该轴将辊连接至布置在辊的相反侧上的两个长形连接元件。该连接元件可构成在支撑设备中的几个辊之间的连接。该连接元件可具有与多个轨道元件对应的伸展范围，从而在支撑设备中的所有的辊都彼此连接，而无论该连接元件作为圆形元件或者作为各在仅一些辊之间延伸的多个互连的元件。优选地，辊以围绕整个圆形支撑设备的恒定间隔而连接至连接元件。

根据本发明的另一个实施方式，辊由单件的材料本体制成。辊可以是耐磨材料的同质本体。辊可例如由尼龙材料制成。尼龙辊具有优良的耐冲击性能，良好的负载能力，良好的耐化学性，低摩擦系数，良好的减震性能，并且其制造成本低。

附图说明

现将参考附图通过作为示例公开的优选实施方式而更详细地对本发明进行说明。

图1示出了从下方观察的旋转挤奶平台的视图，

图2示出了根据本发明的用于平台的支撑设备的部件的透视图，

图3示出了支撑设备的沿着图2的平面A-A的横剖视图，

图4更详细地示出了图3的辊的外周表面，

图5示出了根据本发明的单个辊的支撑结构，

图6示出了图6的辊与轨道元件接触，

图7示出了用于两个侧辊的支撑结构。

具体实施方式

图1示出了从下方观察的用于对奶牛挤奶的旋转挤奶平台1。该平台1可围绕竖直轴线2而可旋转地布置。该平台1具有外边缘部分1a和内边缘部分1b。该平台1由驱动单元3驱动。驱动单元3包括电机3a，集成的减速齿轮箱3b，以及安装成与平台1的下表面接触的驱动轮3c。驱动轮3c可以是气胎。由于气胎提供了缓冲效果，所以该驱动轮3c使得驱动单元是抗冲击的。驱动单元3具有平滑的启动和停止动作。驱动单元3可在顺时针或逆时针方向上无级变速的。第一圆形轨道元件4固定地附接至平台1的下表面。第一圆形轨道元件4可通过焊接附接至平台。第一圆形轨道元件4可直接连接至平台1的下表面或者经由合适的连接件而间接连接至平台1的下表面。

图2示出了平台1的支撑设备的一部分。第一圆形轨道元件4包括具有I形横截面的梁。第一圆形轨道元件4包括上水平部分4a，下水平部分4b，以及连接上水平部分4a和下水平部分4b的竖直部分4c。第一圆形轨道元件4包括安装在下水平部分4b的下表面上的长形接触部分4d。该接触部分4d可焊接至下水平部分4b。支撑设备包括第二圆形轨道元件5，其通过合适数量的支撑腿部7而布置在旋转平台1下方的固定不动表面6上。第二轨道元件5还包括具有I形横截面的梁。第二轨道元件5包括上水平部分5a，下水平部分5b，以及连接上水平部分5a和下水平部分5b的竖直部分5c。第二轨道元件5还包括安装在上水平部分5a的上表面上的接触部分5d。接触部分5d可焊接至上水平部分5a。第二轨道元件5被竖直地布置在第一圆形轨道元件4的下方。

支撑设备包括布置在第一圆形轨道元件4和第二圆形轨道元件5之间的竖直空间内的多个辊8。各辊8设置有第一侧法兰8a，第二侧法兰8b，以及布置在侧法兰8a、8b之间的外周表面8c。第一长形连接元件9a和第二长形连接元件9b被布置在辊8的相反侧上。连接元件9a、9b具有与轨道元件4、5相应的圆形伸展，作为圆形元件或者各在一些辊之间延伸的多个互连的元件。连接元件9a、9b在恒定的间隔处设置有孔。辊8可围绕设置在所述孔中的螺栓10可旋转地布置。在长形连接元件9a、9b的两个相邻孔之间的距离限定两个相邻辊8之间的距离。

图3示出了图2的支撑设备和一个辊8的横剖视图。辊8包括第一侧表面8d和第二侧表面8e。棍8包括在侧表面8d、8e之间延伸的居中地布置的孔8f。中心孔8f限定辊8的旋转轴线8g。辊8的外周表面8c与第一轨道元件4的接触部分4d的下平坦表面4d₁和第二轨道元件5的接触部分5d的下平坦表面5d₁接触。辊8的外周表面8c被设置为比第一侧法兰8a的外周表面和第二侧法兰8b的外周表面与旋转轴线8g相距更小的径向距离。因此，轨道元件4、5的接触部分4d、5d的至少一部分被设置在辊8的侧法兰8a、8b之间的空间中。

在平台1的旋转过程中，侧法兰8a、8b防止第一轨道元件4和平台1相对于滚动元件8和固定轨道元件5的侧向移动。侧法兰8a、8b将第一轨道元件4竖直地设置在第二轨道元件5和平台1上方的水平平面上，从而其围绕固定的竖直轴线2而旋转。辊8可旋转地布置成围绕中心螺栓10的形式的非旋转轴。中心螺栓10具有布置在第一长形元件9a的外侧的头部。中心螺栓10具有长形本体，其延伸通过第一长形元件9a中的孔，辊8的中心孔8f，以及第二长形元件9b中的孔。中心螺栓10通过布置在第二长形元件9b的外侧上的螺母11而紧固。

图4示出了在通过辊8的轴向平面中的辊8的外周表面8c。该外周表面8c包括接触表面8c₁。接触表面8c₁被两个斜面(bevelled)的表面8c₂围绕。接触表面8c₁具有比两个斜面表面8c₂更大的宽度。接触表面8c₁被设置在比两个斜面表面8c₂距辊8的旋转轴线8g更远的距离d。接触表面8c₁具有凸形形状。接触表面8c₁设置为在两个斜面表面8c₂之间的中间位置8c₃处距辊8的旋转轴线8g距离最长。各斜面表面8c₂还具有凸形形状。凸形斜面表面8c₂具有比凸形接触表面8c₁的弧度更小的半径。因此，斜面表面8c₂具有比接触表面8c₁更弯曲的形状。然而，斜面表面8c₂形成为使得其被设置为从斜面表面8c₂的外端到斜面表面8c₁的与接触表面8c₁相邻的内端与旋转轴线8g相距逐渐增大的距离。辊8包括法兰部分8a、8b，其外表面比外周表面8c距旋转轴线8g的距离更远。各斜面表面8c₂经由凹进弯曲连接部分8c₄而连接至法兰部分8a、8b。

辊8的接触表面8c₁与接触部分4d、5d的平坦表面4d₁、5d₁接触。接触表面8c₁的凸形形状允许辊8相对于接触部分4、5的平坦接触表面4d₁、5d₁的小的不对齐。此外，接触表面8c₁的与斜面表面8c₂相邻的部分将比接触表面8c₁的更中心部分负载小。由于斜面表面8c₂的凸形弯曲形状，可在斜面表面8c₂与接触表面8c₁之间提供平滑的过渡区域。该过渡区域基本不具有可形成应力集中的边缘部分。

因此，凸形斜面表面8c₂防止了在接触表面8c₁与斜面表面8c₂之间的过渡区域中的应力集中。此外，在法兰部分8a、8b与斜面表面8c₂之间的弯曲部分8c₄减少了在法兰部分8a、8b的竖直表面与斜面表面8c₂之间的区域中的应力集中。所以，辊8的外周表面8c的设计没有尖的边缘部分，且基本没有应力集中。

图5和6示出了待布置在旋转平台1下方的位置处的固定支撑结构12。支撑结构12支撑一个辊8。辊8围绕中心轴13和水平轴线8g可旋转地布置。辊8包括在轴向上具有平坦形状的接触表面8c₁。因此，整个接触表面8c₁设置在与辊8的旋转轴线8g相距相同距离处。接触表面8c₁设置在两个斜面表面8c₂之间。在该情况下，各斜面表面8c₂设置在与旋转轴线8g相距距离d处，其从外端到与接触表面8c₁相邻的内端线性地增大。该辊8具有简单的设计，且易于制造。

斜面表面8c₂连接辊8的接触表面8c₁和侧表面8d、8e。在该情况下，在接触表面8c₁与斜面表面8c₂之间的过渡区域包括边缘部分。没有斜面表面8c₂的常规的圆柱辊具有在接触表面8c₁与侧表面8d、8e之间的过渡区域，其中所述表面相对于彼此形成90度角度。然而，该辊8的边缘部分在接触表面8c₁与斜面表面8c₂之间包括比90度更大的角度。由于在尖锐边缘部分中的应力集中大于在较不尖锐边缘部分中的应力集中，所以在辊8的过渡区域中的应力集中将小于常规圆柱辊的相应过渡区域中的应力集中。由于在该辊8中的较小应力集中，其提供了相对于常规辊的在强度和使用寿命方面的优点。

图7示出了待布置在旋转平台1下方的位置的固定支撑结构14。支撑结构14支撑两个侧辊8i。各侧辊8i围绕竖直轴线8h可旋转地布置。侧辊8i被配置成与固定地连接至平台1的轨道元件的竖直表面接触。侧辊8i的目的是防止平台1的侧向移动，从而其围绕固定竖直轴线旋转。侧辊8i构成与图5和图6中所示的支撑辊8的互补，其不具有法兰部分。侧辊8i的载荷比支撑辊8的载荷小很多。因此，不需要为侧辊8i的接触表面提供斜面表面。

上述辊8可由单件材料本体制成。该材料可以是尼龙材料。该材料具有用于支撑重的旋转平台的合适特性。然而，可由其它材料制造辊8。此外，辊8可在不同部件中包括不同材料。

本发明不限于图中所示的实施方式，而可在权利要求的范围内自由改变。例如，辊可包括由两个凸形斜面表面8c₂所围绕的平坦接触表面8c₁。另一方面，辊可包括由斜面表面围绕的凸形接触表面8c₁，其中斜面表面与旋转轴线8g相距的距离d从外端至与接触表面8c₁相邻的内端线性地增加。