传送带滚子组件的制作方法

本实用新型涉及一种传送带滚子组件，其包括机械地耦接至沿着纵向轴线 X1对准的一对杆的陶瓷圆柱体，该纵向轴线X1限定传送带滚子的旋转轴线。如果杆相对于陶瓷圆柱体既不可沿着其纵向轴线平移，也不可围绕该纵向轴线旋转，则该杆被视为机械地耦接至陶瓷圆柱体。为了保护陶瓷圆柱体的完整性，该陶瓷圆柱体弹性地耦接至该一对杆，使得在施加比预定义阈值力更大的力时，该陶瓷圆柱体与杆分离并且允许陶瓷圆柱体自由地平移或旋转。在优选实施例中，一旦施加至该系统上的力下降至该阈值力以下，陶瓷圆柱体又耦接至该一对杆。

背景技术：

陶瓷圆柱体与金属零部件之间通常需要机械耦接，尤其是在高温应用中。在这种应用中，因为在高温下具有更高的化学和物理稳定性，陶瓷圆柱体通常暴露于比金属零部件更高的温度。因此，陶瓷圆柱体不太可能响应于温度变化而翘曲。陶瓷材料在其暴露于高温下的表面上也不太可能会氧化或剥落。

然而，与金属相比，陶瓷材料更难以塑形为复杂的几何形状，并且因为它们的脆性而不能以太高应力夹紧至其它部件。在许多应用中，暴露于高温的陶瓷圆柱体必须与组件的其它部件相互作用，诸如与用于平移和/或旋转陶瓷圆柱体的驱动机构相互作用。因此，陶瓷圆柱体与金属杆的耦接通常是必需的，所述杆允许例如从驱动机构至陶瓷圆柱体的传动。杆可被锁定至陶瓷圆柱体，因此形成刚性系统，其特征是，对于被施加至系统的所有力，杆和陶瓷元件两者之间不可能有平移运动和/或旋转运动，除非耦接断开。替代地，耦接可形成弹性系统，其特征是，当被施加至系统的力达到阈值时，金属杆与陶瓷圆柱体脱离，并且优选地当力减小时再次锁定。弹性系统保护陶瓷圆柱体以免断裂。

将金属杆机械地耦接至陶瓷圆柱体并不简单。一方面，金属与陶瓷材料之间的机械性质差异会导致难以承受的应力集中，从而导致陶瓷圆柱体的裂纹形成和断裂。另一方面，与金属的热膨胀系数(CTE)相比，陶瓷材料具有相对较低的CTE。对于高温应用场合或对于暴露于温度变化的场合来说，这是是一个重要问题，在高温场合中，当温度从室温升高至工作温度时金属杆将会比陶瓷圆柱体更多程度地膨胀。

文献US 5,695,675公开了一种由耐火材料制成的阻流器，其用于控制金属熔体流出冶金设备中的中间包的流量。阻流器通过细长金属杆连接至升降装置，该升降装置用于使阻流器垂直升降。在所公开的布置中，阻流器借助于抵靠着阻流器杆中的腔体的壁的阻挡元件以上升平移方式与金属杆耦接，并且借助于拧紧在金属杆的螺纹部上并且紧紧地靠在阻流器的上端的螺母而在下降方向上与金属杆机械地耦接。

需要将转矩从金属杆传输至陶瓷圆柱体的应用的示例可在用于将制品传送通过熔炉的传送设备中找到，例如用于玻璃的退火或回火或者对由金属或玻璃制成的薄板进行热处理。传送带组件用于输送制品，这包括旋转陶瓷滚子，其中的至少一些滚子是机动的。这种滚子组件通常包括许多陶瓷滚子，例如由熔融石英制成，借助于机械地耦接在每个滚子端处的金属主轴旋转地安装在支架上。主轴通过形成传送带的一部分的传动机构(例如，借助于链条或齿轮)旋转，并且凭借于传送带与陶瓷滚子之间的机械耦接将旋转运动传递至陶瓷滚子。现有技术的传送设备的陶瓷滚子通常被设置有沿着滚子的纵向轴线从一端延伸至另一端的贯通通道。金属轴被引入并机械地耦接至贯通通道，并且系统安装在支架上。金属轴与驱动机构旋转耦接，并且金属轴的转矩被传递至陶瓷滚子，因此驱动陶瓷滚子的旋转。然而，沿着陶瓷滚子的整个长度对贯通通道加工是精细的过程，并且最重要的是它使得陶瓷滚子更容易断裂。引入陶瓷滚子的贯通通道中的金属轴暴露于与陶瓷圆柱体类似的温度，这限制了这种系统可实施在的应用场合和/或需要使用专门的而又昂贵的高等级金属。

文献EP 1 693 635公开了一种传送带滚子，该传送带滚子包括在其一端处耦接至金属盖的陶瓷卷轴，其中公差环插入陶瓷卷轴与金属盖之间。因此陶瓷卷轴与金属盖之间的机械耦接旋转仅基于陶瓷卷轴、公差环和金属盖之间的摩擦力。然而，如果暴露于高的温度梯度下，金属盖和公差环(也由金属制成)比陶瓷卷轴端膨胀得更多，从而导致耦接松动。

US2013/0330120公开了一种金属壳体与中空结构之间的锁定机构，该锁定机构使用在中空结构内的杆推动径向突出构件，从而确保中空结构最终固定至壳体。该杆是径向地具有刚性，同时由于轴向推压构件而确保断开。这些紧固件是在室温下使用的农业设备的部件。这种机构不适合在高温下使用，该推压构件(诸如弹簧或由橡胶材料制成的)不能耐受高温。另外，当陶瓷材料组装在金属元件内部时，必须格外谨慎以考虑金属与陶瓷材料之间的热膨胀系数的巨大差异以及陶瓷的糟糕的抗拉强度。

US5141355公开了协作杆与套环之间的另一种锁定和释放机构。可使用具有径向弹性的耦接件来对夹紧力进行微调。该杆是径向地具有刚性的，并且目标应用在室温下进行。

本实用新型的目的是提供一种用于陶瓷圆柱体与金属杆之间进行机械耦接的布置。机械耦接必须至少是平移方面的并且优选地是旋转方面的，从而形成刚性系统或弹性系统，在该刚性系统中，金属杆被锁定至陶瓷圆柱体，在该弹性系统中，当被施加至系统的力超过阈值时金属杆发生可逆脱离。机械耦接易于安装并在很宽范围的应用温度下有效，并且不需要陶瓷圆柱体中的贯通通道，而是可应用于被设置有盲孔的陶瓷圆柱体。

技术实现要素：

本实用新型在所附独立权利要求中限定。优选实施例在从属权利要求中限定。具体地，本实用新型涉及一种用于传送带系统的传送带滚子组件，所述传动带滚子组件用于传送暴露于或处于至少200℃的高温下的产品，所述传送带滚子组件包括：

(a)陶瓷圆柱体，该陶瓷圆柱体沿着纵向轴线X1延伸，该陶瓷圆柱体包括第一端和第二端，该第一端和该第二端中的每一端被设置有半径为R2的圆柱形陶瓷孔，该圆柱形陶瓷孔由圆柱形孔壁限定并且沿着该纵向轴线X1延伸，其中该圆柱形孔壁包括具有形成球形盖的几何形状的N个凹部，其中 N＝1、2或3，优选地N＝3，

(b)第一杆和第二杆，该第一杆和该第二杆沿着该纵向轴线延伸并且分别弹性地耦接至第一圆柱形陶瓷孔和第二圆柱形陶瓷孔，该第一杆和该第二杆中的每一个包括：

外管，该外管包括插入部和伸出部，该插入部插入至对应的圆柱形陶瓷孔中并且与从该圆柱形陶瓷孔伸出的该伸出部相邻，所述外管进一步包括：

外管壁，该外管壁由金属制成并且限定该杆的外表面，该外管壁沿着管轴线从该伸出部的近端延伸至该插入部的远端，其中该插入部的外管壁部分为圆柱形并且具有与该圆柱形陶瓷孔配合的半径R8，所述插入部包括N个圆形的通孔，每个通孔面向对应的凹部，

外管孔，该外管孔沿着该纵向轴线X1从该近端延伸并且延伸超过该伸出部的整个长度，并进一步延伸超过包括该N个通孔的插入部的长度的至少一部分，包括该N个通孔的外管孔的一部分是半径为R8b的圆柱形部分，

(c)直径为D的N个球形球体(7b)，该球形球体通过该N个通孔接合并且接合在该陶瓷圆柱体的N个凹部中并与该N个凹部的几何形状配合，

(d)内心轴，该内心轴沿着该纵向轴线X1延伸并且包括具有N个纵向带的稳定部，该纵向带在该N个纵向带的第一端和/或第二端处耦接至该内心轴，

其中该内心轴插入在该外管孔中使得该N个球形球体中的每一个搁置在对应的纵向带上并且接合在对应的凹部中并与该对应的凹部配合，并且该杆因此机械地耦接至该陶瓷圆柱体，因为该外管既不能相对于所述圆柱形陶瓷孔沿着该纵向轴线X1平移，也不能相对于所述圆柱形陶瓷孔围绕该纵向轴线X1旋转，

其中该纵向带可径向地弹性变形，使得当对该外管施加比预定阈值力更大的力时，该N个球形球体将弯曲力施加至该N个纵向带上，该N个纵向带径向变形至以下程度：该N个球形球体从该N个凹部(4)中移出并离开该N个凹部(4)，并且该杆因此与该陶瓷圆柱体机械地分离，从而使得杆可沿着该纵向轴线X1平移并且围绕该纵向轴线X1旋转。

内心轴的这种弹性对于下列应用场合是特别有益的：其中转矩可在金属杆与陶瓷圆柱体之间传递并且其中这种传递的转矩不能超过给定阈值以免陶瓷圆柱体断裂。在有利的实施例中，所述内心轴的稳定部可具有限定可弹性变形结构的几何形状。所述内心轴的稳定部可替代地或另外包括可弹性变形材料。

在有利的实施例中，该杆包括N＝3个凹部，其中三个凹部在垂直于该纵向轴线X1的横向平面P1上的投影均匀地分布在所述圆柱形陶瓷孔在该横向平面 P1上的投影的圆周上。该三个凹部优选地位于垂直于纵向轴线X1的相同横向平面中。

在优选实施例中，该内心轴包括：

圆柱形近端部，该圆柱形近端部具有半径R5并且包括该稳定部，

圆柱形远端部，该圆柱形远端部具有半径R5d，其中R5d<R5，以及

截头圆锥形中间部，该截头圆锥形中间部夹在该圆柱形近端部与该远端部之间，并且

其中该N个球形球体的直径D使得R8b<(D+R5d)<R2，其中如前面描述传送带滚子组件时所提到的，R8b是该外管孔的半径，并且R2是该圆柱形陶瓷孔的半径。

优选的是，该N个纵向带的一部分限定垂直于纵向轴线R1测量的半径 R5s，其中在静止时，R5s≥R5使得D≥(R24-R5s)，其中R24是纵向轴线X1与 N个凹部的底部之间的距离，并且纵向带可在施加挠曲应力时弯曲，以将半径 R5s减小至小于或等于(R2-D)的值，因此将杆与陶瓷圆柱体分离。纵向带可表现为具有弹性或粘弹性，从而使得当将挠曲应力从纵向带中释放时，纵向带恢复至由所述半径R5s≥R5限定的配置。

在优选实施例中，该圆柱形陶瓷孔是陶瓷圆柱体中的盲孔。与从陶瓷圆柱体的一端延伸至另一端的陶瓷孔相比，这增加了机械稳定性，尤其是增加了陶瓷圆柱体的挠曲强度。对于高温应用场合，优选的是，陶瓷圆柱体(1)包括熔融石英。

附图说明

将通过示例方式并且参考附图来更详细地解释本实用新型的这些和其它方面，其中：

图1示意地示出了机械耦接之前根据本实用新型的套件的陶瓷圆柱体和金属杆；

图2示出了在耦接之后图1的套件的陶瓷圆柱体和金属杆；

图3示出了本实用新型的传送带滚子组件的截面图，其说明了嵌入陶瓷圆柱体的凹部中的球形球体；

图4示出了本实用新型的传送带滚子组件的实施例的截面图和分解立体图；

图5示出了本实用新型的传送带滚子组件在各个耦接阶段下的截面图；

图6示出了本实用新型的传送带滚子组件的各种部件。

这些附图并未按比例绘制。

具体实施方式

本实用新型涉及一种传送带滚子组件，其包括用于机械地耦接至包括由金属制成的外表面的杆的陶瓷圆柱体。陶瓷圆柱体沿着纵向轴线X1延伸，并且通常可为用于高温应用场合的传送带滚子组件的部件。例如，陶瓷圆柱体可为输送设备的从动传送带滚子，该输送设备用于将如玻璃或金属薄板等负载输送通过熔炉以对薄板进行热处理。陶瓷圆柱体可由适用于其设计的应用场合的任何已知陶瓷材料制成。具体地，陶瓷圆柱体可由熔融石英、莫来石、氧化铝、电熔材料等制成。

如图1中所说明，陶瓷圆柱体1包括第一和第二陶瓷孔2，该陶瓷孔2包括圆柱形部分。为了清楚和简明起见，表述“圆柱形陶瓷孔”在下文中将被解释为“由圆柱形部分构成的陶瓷孔”。圆柱形陶瓷孔可为盲孔或通孔，形成在两端处敞开的贯通通道。圆柱形陶瓷孔沿着纵向轴线X1延伸，并且由圆柱形孔壁限定。在圆柱形陶瓷孔壁中，包括N个凹部4，其中N＝1、2或3。这种凹部是封闭端腔体，其形成中空部、凹口或凹槽，具有相对于纵向轴线X1在陶瓷孔中径向穿透的球形盖的形状。

如图1和2中所示，金属杆可插入至圆柱形陶瓷孔中以将它机械地耦接至陶瓷圆柱体。杆包括具有由金属制成的外管壁的外管8。外管包括插入部8i和伸出部8p，该插入部8i包括适用于插入至圆柱形陶瓷孔中的圆柱形部分8c，该伸出部8p适用于耦接至外部部件，诸如平移和/或旋转驱动系统。

插入部8i是外管的一部分，当将陶瓷圆柱体耦接至金属杆时该部分插入至圆柱形陶瓷孔2中。插入部包括具有半径R8的圆柱形部分8c，该圆柱形部分 8c与半径为R2的圆柱形陶瓷孔配合。插入部因此可插入至圆柱形陶瓷孔中，并且外管8可通过下面详细解释的机构而机械地耦接至陶瓷圆柱体1，使得外管不能相对于陶瓷圆柱体自由地沿着纵向轴线X1平移。为了获得令人满意的机械耦接，在工作温度下，应不允许杆在圆柱形陶瓷孔内往复运动。通过确保外管的半径R8在公差δ内、大致上等于圆柱形陶瓷孔2在预期工作温度下的半径 R2(以及比半径R2低δ)，可防止杆的往复运动。外管壁的插入部包括N个圆形通孔，每个通孔面向圆柱形陶瓷孔的对应凹部。

考虑到陶瓷材料和金属的不同CTE，对于根据本实用新型的套件的高温应用场合，圆柱形部分8c在室温(＝20℃)下的半径R8通常比圆柱形陶瓷孔2的半径R2大致小上值(δ+(ΔR8-ΔR2))，使得插入部8i可在室温下松配合地插入至圆柱形陶瓷孔中，但是在升高的工作温度下在公差δ内紧贴地配合。

外管8的伸出部8p是当插入部8i插入至陶瓷圆柱形孔2中时从陶瓷圆柱体1突出的外管的一部分。伸出部8p可为圆柱形，但是可具有适合于与组件的其它部件(诸如与杆耦接的驱动机构)相互作用的任何形状，例如如图1和2 中所表示的多边形横截面。

外管8是中空的并且包括外管孔，该外管孔包括半径为R8b(小于插入部 8i的半径R8)的圆柱形部分并且延伸超过伸出部8p的整个长度并延伸超过插入部8i的长度的至少一部分，该插入部包括N个通孔。外管孔对于本实用新型来说是必不可少的，因为它用于容纳用于将它机械地耦接至陶瓷圆柱体的杆的其它部件并且它形成杆的外表面。

如图2中所说明，当将外管组装至陶瓷圆柱体时，杆的外管8插入至圆柱形陶瓷孔中，其中N个通孔中的每一个面向对应凹部。然而，它必须机械地耦接至陶瓷圆柱体，使得它既不能相对于陶瓷圆柱体自由地沿着纵向轴线X1平移，也不能相对于陶瓷圆柱体围绕纵向轴线X1旋转。为了将外管机械地耦接至陶瓷圆柱体，传送带滚子组件还包括N个球形球体7b，其直径为D，球形球体7b通过N个通孔接合并且接合在陶瓷圆柱体的N个凹部(4)中并与该凹部的几何形状配合。将陶瓷圆柱体耦接至外管要求N个球形球体7b接合在圆柱形陶瓷孔的N个对应凹部中并且由下文描述的机构保持在适当位置中。

因为N个球形球体插入至对应凹部中，所以在缺少固定装置的情况下，球形球体也可能从凹部中撤回，并且外管接着将不再机械地耦接至陶瓷圆柱体。因此必须将N个球形球体锁定在对应凹部中。这是通过将内心轴5插入至外管孔来实现。内心轴包括半径为R5的圆柱形部分，该半径小于或大致上等于外管孔的半径R8b(R5≤R8b)。内心轴的整体或一部分可由金属或其它材料(如，例如弹性体材料)制成，这取决于杆在使用时将要暴露在的预期工作温度。球形球体刚性或(根据本实用新型的优选实施例)弹性地锁定在对应凹部中可通过选择内心轴的几何形状和材料来实现。

外管的插入部8i的N个通孔9允许N个球形球体7b中的每一个径向向外移动以接合至圆柱形陶瓷孔2的对应的N个凹部4中，并且因此将外管机械地耦接至陶瓷圆柱体。球形球体7b优选地由金属制成，但是它们可由陶瓷材料制成，或者取决于预期工作温度，可由聚合物材料制成，并且甚至可由诸如弹性体等弹性材料制成。

球形球体7b为直径为D的球体形状，当外管插入至圆柱形陶瓷孔时该球形球体可嵌入外管孔中，从而面向对应通孔，并且一旦通孔9面向对应凹部4，球体就可径向地通过对应通孔9被径向推出并进入凹部中，同时仍然跨过通孔 9并搁置在心轴的外表面上，特别是搁置在心轴的稳定部5s上。

外管壁上的通孔9的尺寸必须足够大到允许球形球体7b通过通孔9插入至凹部4中，并且足够小到使得一旦接合在对应凹部中，球形球体7b大致上在通孔的整个周边内与通孔壁接触。以此方式，外管在纵向方向X1上机械地耦接至陶瓷圆柱体，而不会往复运动。因而，N个球形球体7b、N个凹部4和N个通孔9沿着纵向轴线X1有利地具有大致上相同的空间范围。以此方式，不会发生沿着纵向轴线X1在陶瓷圆柱体1、球形球体7b和外管8之间的相对轴向运动。

在根据本实用新型的传送带滚子组件的各个部件的组装期间，内心轴5因此从外管8的近端插入至外管孔。内心轴用于借助于所述内心轴的稳定部5s将N个球形球体7b稳定在N个凹部4中。所述心轴5的稳定部5s因此需要具有如下几何形状和尺寸：使得一旦插入至外管孔的圆柱形部分8c中，N个球形球体7b就夹在所述稳定部与对应的N个凹部4的壁之间。

N个球形球体7b可具有如下尺寸：使得当固定在对应的N个凹部4中时，它们突入到外管孔内。心轴的稳定部5s的半径R5s因此显著小于外管孔半径，但是足够大到在预期工作温度下径向紧贴地将N个球形球体7b稳定在对应通孔 9和凹部4中。

当内心轴5插入至外管孔时，N个球形球体7b通过内心轴5的稳定部而稳定在N个凹部4中，并且金属杆因此机械地耦接至陶瓷圆柱体1，其特征是，外管既不能相对于陶瓷孔2沿着纵向轴线X1平移，也不能相对于陶瓷孔2围绕纵向轴线X1旋转。重要的是要注意，当N个球形球体7b插入至N个凹部4中时，在沿着和围绕纵向轴线X1的两个方向上实现平移和旋转方面的机械耦接。因此，金属杆不能沿着纵向轴线X1平移进入或者滑入或滑出陶瓷孔2，并且不能围绕纵向轴线X1旋转。

耦接优选地具有弹性的，并且心轴的稳定部5s可具有弹性结构并且/或者包括弹性材料。弹性是(粘弹性)弹性材料在变形时吸收能量并且在卸除时释放所述能量的至少一部分的能力。当施加的应力低于屈服应力(超过屈服应力，材料将发生塑性变形)或者低于断裂应力(超过断裂应力，材料将断裂) 时，弹性材料中观察到弹性。粘弹性材料的行为取决于温度和应变率。如果粘弹性材料以较高速率和/或较低温度变形，则它表现为更像上面讨论的弹性材料。如果粘弹性材料以更低速率和/或更高温度变形，则它表现为更像粘性材料。变形的粘性分量越高，材料能够释放变形期间吸收的能量并恢复至其初始配置的速率就越低。

接下来，可根据上下文使用术语“力”、“应力”和“转矩”。所有这些术语均与“力”有关。转矩τ是旋转力，并且它的大小是力向量F与施力点和旋转点或轴线相隔的距离向量r的乘积(τ[Nm]＝F x r)。应力δ被计算为力 F除以在上面施加了力的面积A(δ[Pa]＝F/A)。每当使用术语“转矩”或“应力”时，它们可容易地重新提及“力”，并且这些术语的使用仅限于特定实施例，在这些实施例中，这些术语的使用被认为比使用术语“力”更准确。

当对外管8施加应力时，通过接合在陶瓷圆柱体孔的至少一个凹部中的至少一个突出构件将所述应力传递至陶瓷圆柱体。突出构件通过将施加于外管8 的应力传递至突出构件而被挤出凹部，但是被内心轴5的稳定部5s保持。可通过如下方式来预定义外管8与陶瓷圆柱体分离时的阈值力或应力：将内心轴的稳定部5s设计为在施加等于期望阈值应力的应力时充分地变形，以使至少一个突出构件从至少一个凹部中移出并且因此将外管8与陶瓷圆柱体分离。优选的是，阈值应力被选择为低于陶瓷圆柱体的抗断裂强度(超过该抗断裂强度，陶瓷圆柱体会断裂)。以此方式，如果将高于陶瓷圆柱体的抗断裂强度的应力施加至外管上，则后者通过稳定部的变形而与陶瓷圆柱体脱离，从而移出至少一个突出构件，因此防止陶瓷圆柱体断裂。稳定部5s则被认为是有弹性的。相反，如果阈值力高于陶瓷圆柱体的抗断裂强度，则稳定部5s被认为是刚性的，这是因为外管不会与陶瓷圆柱体分离，并且将会破坏陶瓷材料的抗断裂强度。在本实用新型中，优选的是，稳定部是有弹性的。

在优选实施例中，阈值应力低于弹性稳定部5s的屈服应力或断裂应力。以此方式，当施加至外管8的应力降低至阈值应力以下时，弹性稳定部恢复至或接近其初始形状，因此将至少一个突出构件接合至该至少一个凹部中。这在外管将转矩传递至陶瓷圆柱体的应用中是非常有利的。如果转矩的峰值高于阈值应力，则外管与陶瓷圆柱体分离，因此防止陶瓷圆柱体断裂。只要转矩降低至阈值应力以下，外管就再次自动地耦接至陶瓷圆柱体并且可重新将转矩传递至陶瓷圆柱体。这在陶瓷圆柱体是圆柱形传送元件的应用中是特别有利的。

如果阈值应力高于稳定部5s的屈服应力或断裂应力，则在应力的峰值高于陶瓷圆柱体的抗断裂强度的情况下，保护陶瓷圆柱体免于断裂，但是自从稳定部5s永久地变形或断裂时起，一旦应力降低至阈值应力以下，就不能恢复外管与陶瓷圆柱体之间的耦接。在这种情况下，内心轴的作用类似于代替陶瓷元件断裂的牺牲熔断器。新的内心轴必须取代永久变形或断裂的内心轴以恢复外管与陶瓷圆柱体的耦接。

如在图3、4、5(c)、6中所说明的情况中所示(其中N个球形球体7b通过N个通孔9接合在N个对应凹部中)，通孔9然后有利地在周向方向上相对于纵向轴线X1具有一定的尺寸，该尺寸允许球形球体在通孔的大致上整个周边上接触通孔壁。在该配置中，一旦N个球形球体7b借助于心轴5的稳定部5s来稳定在凹部中，金属杆在平移方面和旋转方面机械地耦接至陶瓷圆柱体1，其特征是，外管8既不能相对于陶瓷圆柱体沿着纵向轴线X1滑动也不能围绕纵向轴线X1旋转。因此通过旋转外管可将转矩从金属杆传输至陶瓷圆柱体。

在本实用新型的示例中，圆柱形陶瓷孔壁包括三个凹部4(N＝3)，并且该三个凹部在垂直于该纵向轴线X1的横向平面P1上的投影均匀地分布在所述圆柱形陶瓷孔在该横向平面P1上的投影的圆周上。该配置特别令人感兴趣，因为通过使三个凹部4围绕纵向轴线X1均匀分布，金属杆可自居中在圆柱形陶瓷孔中，使得陶瓷圆柱体1和金属杆在机械耦接时在相同的纵向轴线X1上对准。这对于金属杆在旋转方面机械耦接至陶瓷圆柱体是特别重要的，其中金属杆的纵向轴线X1必须与陶瓷圆柱体的期望旋转轴线同轴。

三个凹部4可属于圆柱形孔壁2的垂直于纵向轴线X1的相同横向平面。在另一种配置中，三个或更多个凹部可相对于纵向轴线X1轴向偏移地分布。这对于薄陶瓷结构可能是有利的，因为在圆柱形陶瓷孔的相同圆周上对准的三个凹部可能会削弱陶瓷圆柱体的机械性质。

在脱离本实用新型的实施例中，内心轴5的稳定部5s可为径向刚性的。本文将刚性稳定部特征化为在预期工作温度下具有至少0.1GPa的压缩或挠曲模量。在本实用新型的这种示例中，至少一个突出构件的突出部分刚性地稳定在至少一个凹部中。因而，在外管8与陶瓷圆柱体1之间施加平移或旋转应力时，在不断开机械耦接的情况下，不可能将N个球形球体7b从凹部4中移出。并且，尤其地，不使陶瓷圆柱体断裂。

根据本实用新型，内心轴5的稳定部5s径向地具有弹性，使得N个球形球体7b可下压至弹性部分上，并且因此在外管8上施加比预定阈值力更大的力时从凹部4中移出。这对于转矩可在金属杆与陶瓷圆柱体1之间传递并且其中这种传递的转矩不能超过给定阈值以免陶瓷圆柱体断裂的应用场合而言是特别有益的。具体地，陶瓷圆柱体1可为传送系统的一系列传送带滚子中的一个，它的旋转由电动机驱动以允许传送负载。在负载重量超过允许负载的情况下，或者如果货物被阻挡并在滚子旋转作用下不能移动，则这种阻塞可能会在货物与传送带之间产生不必要的摩擦，从而可能破坏一些滚子。当转矩大小达到给定阈值时，借助于球形球体7b径向下压至心轴的径向弹性稳定部上而将N个球形球体7b从凹部中移出允许金属杆相对于陶瓷圆柱体旋转但不会损坏任何部件。当阻塞被移除时，球形球体7b最终再次面向对应的凹部，并且可与凹部接合以重新自动地建立旋转方面的机械耦接。触发金属杆与陶瓷圆柱体分离的转矩的预定阈值可通过改变心轴的稳定部的弹性(刚度)水平来微调。

在本实用新型的示例中，内心轴5可包括具有限定可弹性变形结构的几何形状的径向弹性稳定部。如图3至6中所说明，这种几何形状例如可由至少一个纵向带6i限定，该纵向带6i可弹性变形并且在至少纵向带的第一和第二端处耦接至内心轴。在这种配置中，可通过选择具有适当挠曲刚度的材料和/或通过改变带的厚度来微调阈值力或转矩的值。带的挠曲模量可为不大于0.1 GPa、优选地不大于0.01GPa的量级。如图3至6中所示，在纵向带下方并且可能在纵向带的侧面上提供中空部，以当达到转矩的阈值时为纵向带的弹性变形提供空间。

在替代实施例中，心轴5的稳定部5s可为中空管形式，其具有可弹性变形的心轴壁尺寸以在施加比阈值力更高的力时将突出构件从对应凹部中移出。

在本实用新型的其它示例中，内心轴5在预期工作温度下可为完整的圆柱体，其包括由弹性材料(例如弹性体材料)制成的稳定部。弹性材料是指压缩模量不超过0.1GPa、优选地不超过0.01GPa的材料。在这种配置中，可通过选择具有适当弹性的材料和/或所述材料的厚度来微调阈值力或转矩的值，所述材料可围绕由刚性材料制成的圆柱形内芯。

实施例

示例

图4至6中示出了根据本实用新型的传送带滚子组件和其各个部件的实施例，该传送带滚子组件包括机械地耦接至金属杆的陶瓷圆柱体1。在该组件中，圆柱形孔壁包括位于垂直于纵向轴线X1的相同横向平面中的三个凹部4，这三个凹部均匀地分布在所述圆柱形陶瓷孔的圆周上。该系统包括具有球体直径D的三个大致上球形球体，该球体可通过设置在外管壁的圆柱形部分8c中的三个对应通孔9接合至陶瓷圆柱体的凹部4中。三个通孔9具有比球体直径D 更大的直径。当外管插入至圆柱形陶瓷孔中时，这三个球体因此可卡在外管孔内，并且当通孔面向对应凹部时可通过该通孔接合至对应凹部中。凹部4大致上为球形并且有利地具有小于或优选地大致上等于球形球体7b的半径D/2的曲率半径。在优选实施例中，凹部和大致上球形球体具有相同的曲率半径。

如图3至6中所示，内心轴5具有包括三个不同部分的特定几何形状：

圆柱形近端部5p，该圆柱形近端部5p具有半径R5并且包括该稳定部，

圆柱形远端部10，该圆柱形远端部10具有半径R5d<R5，以及

截头圆锥形中间部11，该截头圆锥形中间部11夹在圆柱形近端部与远端部之间。

球体直径D使得R8b≤(D+R5d)≤(R8+δ)＝R2，其中R8b是外管孔的半径， R8是外管的插入部8i的外半径，R2是圆柱形陶瓷孔的半径，并且δ是外管与圆柱形陶瓷壁之间的公差δ＝(R2-R8)。球体优选地由金属制成，但是它可由陶瓷材料制成，或者取决于预期工作温度，可由聚合物材料制成，并且甚至可由诸如弹性体等弹性材料制成。

在本实用新型的该实施例中，金属杆与陶瓷圆柱体1的耦接如下进行。内心轴5首先被引入至外管孔中直至一深度，在该深度上，具有半径R5d的圆柱形远端部10面向所述外管8的通孔9。球体7b可通过通孔9引入以搁置在圆柱形远端部10上。球体一定不能通过对应通孔9从外管壁中伸出超过公差δ＝(R2-R8)，使得由外管、内心轴和球体组成的组件可插入至圆柱形陶瓷孔中。因此，球体直径D≤(R2-R5d)。另一方面，当内心轴位于外管孔中时，球体不应当远离内心轴的远端部10自由滚动。因此，球体直径D≥(R8b-R5d)。因此，具有被定义为(R8b-R5d)≤D≤(R2-R5d)的直径D的球体被轴向阻挡在搁置于内心轴的远端部10上并且嵌入在对应通孔9中的位置中。通过使用磁体、通过用粘附在接触表面上的油脂涂覆球体、或者通过在通孔水平面处使用缠绕在外管周围的粘合带，在将外管插入至圆柱形陶瓷孔2中所需的时间内，球体可短时间地径向地固定在嵌入通孔9中的该位置中。

外管8的插入部可插入至圆柱形陶瓷孔内直至通孔面向对应凹部4，此时内心轴接合在外管孔中且球体7b搁置在内心轴的远端部10上并且嵌入至每个对应通孔9中。有利地在外管的插入部8i与伸出部8p之间设置凸缘14。当外管中的通孔面向陶瓷孔中的凹部时，这种凸缘因此抵靠陶瓷圆柱体。外管相对于凹部位置的角取向可通过外管上(例如，凸缘上)和陶瓷圆柱体上的适当标记来指示。

在该阶段中，内心轴可更深地推入至外管孔中。由于球体的直径D(如上文所讨论)，当向前推动内心轴时，球体不能从通孔移开。因此，球体沿着内心轴的远端部的表面滚动，直至球体到达截头圆锥形中间部11，在那里，随着球体在由所述截头圆锥形中间部11形成的斜面上向上滚动，球体径向向外移动，直至球体到达内心轴的圆柱形近端部5p，并且停止在稳定部5s处。如上文所讨论，稳定部5s具有半径R5s≥R5，其中R5是内心轴的圆柱形近端部的半径。如果内心轴的稳定部是刚性的，则R5s＝R5，或者仅略高出在预期工作温度下测量的公差范围δ。如果稳定部是弹性的，则R5s可大于R5，只要稳定部随着球体挤压弹性部分可变形直至R5s＝R5。

根据本实用新型，可在结构上实现稳定部的弹性。例如，如图3至6中所说明，心轴5是中空圆柱体，并且心轴的稳定部5s包括可弹性变形的纵向带 6i。纵向带在其第一和第二端处耦接至内心轴。至少一个纵向带的中心部优选地限定半径R5s，其中静止时R5s≥R5。如果半径R5s大于内心轴的圆柱形近端部的半径R5，则纵向带在静止时形成限定所述半径R5s的拱形部，其可通过球体变形直至由纵向带限定的半径等于R5。在施加高于预定义阈值的应力时，纵向带可进一步变形，直至它们限定小于或等于R2-D的半径，使得外管可沿着纵向轴线X1平移并围绕纵向轴线X1旋转。

弹性稳定部5s可包括在预期工作温度下具有所需可压缩性的弹性材料。该实施例被视为本实用新型的等同实施例。如上文所讨论，弹性稳定部5s的半径 R5s可等于内心轴的圆柱形近端部的半径R5，或者半径R5s可大于R5。在这种情况下，弹性稳定部可形成凸起，并且可能限定用于容纳球体的托架。在施加高于预定阈值的应力时，弹性稳定部可进一步变形，直至它限定小于或等于 R2-D的半径，使得外管可沿着纵向轴线X1平移并围绕纵向轴线X1旋转。

结论

如上所述，本实用新型提供了一种可靠的解决方案以按多种配置将金属杆机械地耦接至陶瓷圆柱体。具体地，它允许平移和旋转方面的机械耦接。仅通过控制内心轴的稳定部5s的几何形状和/或材料，机械耦接是弹性的。这允许容易地控制将金属杆从与陶瓷圆柱体的机械耦接的状态可逆地分离所需的阈值力。

本实用新型适用于任何陶瓷圆柱体，不管它包括通孔还是盲孔。使用盲孔的机械耦接是有利的，因为容易实现并且使金属杆与陶瓷圆柱体所使用在的任何高温环境隔离，因此降低了用于杆的金属的热需求。具体地，陶瓷圆柱体是传送系统的许多陶瓷滚子中的一个，该传送系统用于传送货物通过高温熔炉。通过将金属杆在陶瓷滚子两端处的深入长度限制为减小的长度，金属杆可处于熔炉的高温区之外。

因此，本实用新型涉及一种传送带系统的传送带滚子1，该传送带滚子1 用于传送暴露于或处于至少200℃、优选地至少500℃、更优选地至少800℃的高温下的产品，并且其中所述杆的所述插入部暴露于至少150℃、优选地至少 200℃、更优选地至少300℃并且优选地不超过500℃、更优选地不超过400℃的温度。

附图标记列表

1：陶瓷圆柱体

2：陶瓷孔

4：陶瓷圆柱体的凹部

5：内心轴

5i：内心轴的插入表面

5L：内心轴的锁定表面

5p：内心轴的圆柱形近端部

6i：内心轴的纵向带

7：突出构件

7b：作为突出构件的球体

7p：作为突出构件的突出部

8：外管

8c：外管的圆柱形部

8i：外管的插入部

8p：外管的伸出部

9：外管中的通孔

10：内心轴的远端部

11：内心轴夹在心轴的圆柱形近端部与圆柱形远端部之间的截头圆锥形中间部

14：凸缘

58：中间管

58s：中间管的可挠的纵向带

58p：中间管的近端部

D：球体直径，

Dp：突出部的高度

X1：纵向轴线

R2：圆柱形陶瓷孔的半径

R24：陶瓷的纵向轴线X1与凹部4的封闭端之间的距离

R8b：外管孔的圆柱部分的半径

R8：由外管壁限定的圆柱形部分的半径

R5：心轴的圆柱形近端部的半径

R5L：内心轴的锁定表面的径向尺寸

R5i：内心轴的插入表面的径向尺寸

R5s：内心轴的稳定部的半径

R5d：圆柱形远端部10的半径

R58b：中间管孔的半径

P1：垂直于纵向轴线X1的横向平面，

δ：外管与圆柱形陶瓷壁之间的公差δ＝(R2-R8)。