用于传送带设备的具有摆动框架的支承辊架的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前述部分所述的适用于传送带设备的具有摆动框架的支承辊架。

背景技术：

由wo2017/068055a1已知这种支承辊架。在这种已知的支承辊架的摆动框架上设有两个支承辊，所述支承辊可以电驱动。尤其是所述支承辊可以具有电动的自驱动器。

长的传送带设备通常包括多个相继设置的支承辊架。在各个支承辊架中例如分别能转动地支承三个或四个彼此槽状设置的支承辊。如果驱动一个支承辊，则这个支承辊是传送带设备的中间驱动器。

de102014216733a1中公开了一种用于带式传送设备的支承辊驱动器的可能的结构形式。在这种支承辊驱动器中，用作驱动辊的支承辊通过离合器与电动机耦合。

de2146218c公开了一种槽式传送带设备，在这个传送带设备中，借助多个所谓的花环结构引导传送带。在这种情况下，每个索环具有至少一个中央的支承辊和两个侧面的辊对。支承辊可以由插装式电动机驱动或者构造成滚筒电动机。

ep0300127b1中记载了设定为用于驱动传送带的辊的可能的驱动器。这里，在驱动辊的内部设置电动机装置和传动装置。

ep3034437a1中公开了另一种用于输送辊的驱动单元。在这种情况下，电动驱动器根据驱动单元的设计方案可以构造成无传动装置的外转子电动机或者可以与传动装置配合作用。

de102014107591a1中记载了一种用于运行具有分布式地受驱动的支承辊的传送带设备的方法。在这个方法的范围内，受驱动的支承辊借助于分散的控制器进行运行，这些控制器借助于等级式构成的控制结构互相联网。

ch440123中记载的带式传送机包括传动带和环形的传送带，该传送带包围传动带并由传动带驱动。

de1178359b中记载了一种具有一个传送带和多个从动带、即传动带的长距离传送机。

de2643559a1中记载了另一种用于环形的皮带传送带的中间驱动器。在这种情况下，在皮带传送带的上分支和下分支之间也设有多个分别为环形的驱动带。

由de20305351u1已知一种驱动皮带-支承皮带驱动器，其中，多个驱动鼓分别通过锥齿轮传动装置与驱动电动机耦合。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种相对于现有技术改进的支承辊架，所述支承辊架具有至少一个受驱动的辊，这种支承辊架的突出之处在于，在具有紧凑的、易于组装的构造同时，具有特别高的坚固性。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的支承辊架来实现。所述支承辊架按本身已知的基本设计方案具有摆动框架，至少两个、尤其是恰好两个支承辊支承在所述摆动框架上，所述支承辊中的至少一个具有电动的自驱动器。可选地，支承辊架附加地具有两个位于摆动框架侧面的、相对于摆动框架倾斜设置的、不受驱动的侧面的支承辊。所述侧面的支承辊与支承在摆动框架上的支承辊一起形成槽形结构。

根据本发明，支承辊的电动的自驱动器构造成无传动装置的驱动器，即电动的直接驱动器。所述电动的直接驱动器是指这样的驱动器，其中，受驱动的部件、在当前情况下是支承辊不可相对转动地与电动机的转子连接或者直接构造成电动机的转子。

为了将术语“直接驱动”与其他的间接驱动相区分，可以参考de20205428u1。在该文献中，对于传送带的驱动器提出了一种变速电动机形式的紧凑的驱动单元。这种驱动单元会实现对传动带的直接驱动。但是根据定义，因为变速电动机包括传动装置，因此所述，所述变速电动机不是本发明意义上的电动的直接驱动器，而是间接驱动器。

对于根据本发明的支承辊架的情况，无传动装置的驱动器、即直接驱动器优选构造成具有不可相对转动地与支承辊的外壳连接的空心转子的外转子电机的形式，这里所属的定子位于支承辊的内部。例如，在所述无传动装置的驱动器是永磁激励的直接驱动电动机。这种直接驱动电动机提供了很好的调节转速的可能性并且其突出之处在于，所需空间和可达到的转矩之间具有很好的关系。另外，不需要向旋转部件供电。与电动机的结构形式无关地，由于省去了传动装置，对于实现高效率特别高的支承辊驱动器提供了前提条件。

根据一种可能的设计方案，安装在摆动框架上的支承辊分别支承在能摆动地铰接在摆动框架的侧部件上的臂部上。这种几何设计原则上对应于由wo2017/068055a1(参见该文件的图2)已知的设计方案。表述“所述臂部能摆动地安装在摆动框架侧部”并不一定意味着在支承所述支承辊的所述臂部直接支承在侧部件上。相反，以相同的功能也可以实现这样的结构形式，其中，所述臂部能摆动地支承在其他部件上，例如支承在将各侧部件彼此连接的横梁上。

替代将支承辊支承在可摆动的臂部上，也可以将支承辊支承在本身刚性的摆动框架或可调节的摆动框架上，例如边长可调的矩形框架。与支承辊的安装形式无关，支承在摆动框架中的两个支承辊可以分别是电直接驱动的并且是电子地彼此同步的。在这种情况下，要驱动的传送带可以直接放置在支承辊上。支承辊的电动同步意味着，存在支承辊的单独的调节装置，这些调节装置是相互独立的。以这种方式避免了在传送带设备的运行期间发生打滑。每个受驱动的、利用联网的控制装置参与同步的支承辊都具有内置的传感器，所述传感器涉及相关支承辊的角度位置和/或角度变化。

在优选的设计方案中，支承在摆动框架中的支承辊由驱动皮带包绕。在这种情况下，要驱动的传送带贴靠在驱动皮带上。利用单一的受驱动的支承辊就已经可以驱动所述驱动皮带。在这种情况下，备选地也可以在支承辊中设置驱动器，此时各个支承辊的驱动器按所述方式实现同步。

通过绕支承辊布设的驱动皮带，与具有直接放置传送带的受驱动的支承辊的支承辊架相比，与待驱动的传送带的接触面积增大了数倍，这使得可以向传送带中输入特别高的功率。另外，围绕支承辊的大包角、即支承辊与驱动皮带之间扩展的接触区域有利于向传送带中输入高功率。

相对于在支承辊和传送带之间有直接接触的驱动装置，增大的力传递面积在各种不同运行状态下都具有巨大的优势。例如，在传送带启动时，尤其是在传送带受到很少或没有由要传送的物品产生负载时，可以以高可靠性避免发生打滑。即使在不利的环境条件下，例如在会显著降低传送带的柔韧性的极低温度下，仍在驱动皮带和传送带之间保持了足够的力传递能力。

即使对于传送带的制动、例如在紧急制动时，大面积地、即通过驱动皮带将力传递到传送带上的支承辊架也特别好地适用。即使在紧急制动的情况下，也可以分散地通过支承辊制动整个传送带。与传统的传送带设备相比，由于这种分散的制动功能，传送带仅需要满足中等的质量要求。在制动过程中，可以通过直接驱动电动机来实现能量回收。

在传送带设备的正常运行中，由于较小的打滑直至没有打滑，驱动皮带对传送带具有减少磨损的作用。即使驱动皮带本身和将驱动功率传递给驱动皮带的直接受驱动的支承辊也仅受到很小程度的磨损。这也适用于运行中常见的可能是由于磨蚀性材料、如沙子或灰尘产生的负荷。总体而言，与传统的解决方案相比，明显提高了传送带和支承辊外壳的使用寿命。这里，与传送带和直接驱动传送带的支承辊之间出现的面压力相比，尤其是驱动皮带和传送带之间较低的面压力以及支承辊和驱动皮带之间由于大包角而同样减小的面压力具有积极的作用。驱动皮带和传送带之间的大面积接触也确保了，传送带在通过支承辊支撑和驱动的区域内仅发生轻微变形，这意味着在传送物品中和在传动带中以及中驱动皮带中仅发生很少的弯曲活动。

基本上直接受驱动的支承辊的表面可以具有涂层。这种涂层的参数根据支承辊和驱动皮带之间的接触来确定。如上所述，由于在这个位置的载荷小于支承辊和传送带之间的接触部位的载荷，相应地降低了对涂层的要求，这既有利于合理的制造，也有利于实现高使用寿命。作为用于适于给支承辊设置涂层的材料例如可以举出聚氨酯、橡胶和陶瓷。

与是否存在支承辊的涂层无关，根据在具体情况下出现的载荷设计支承辊表面，这包括机械载荷和例如由于导致的环境影响。必要时由涂层形成的支承辊表面例如可以是光滑的、粗糙的或以确定的方式结构化的，例如设有粒结。支承辊的电动的直接驱动器的基本结构原则上与此无关。

为了沿受驱动的支承辊的轴向方向、即横向于传送带的传送方向引导驱动皮带，支承辊的周面可以是隆起的，这实现了自定心效果。附加于或替代这种自定心，可以通过附加的导向辊进行导向。也可以通过支承辊外壳上的成形元件、例如贴靠肩实现对驱动皮带的侧面引导。

可以通过不同的机构实现张紧绕支承辊布设的传动皮带：

例如，可以调节摆动框架的有效边长，以使驱动皮带保持张紧。如果在摆动框架的侧部件上铰接支承所述支承辊的臂部，则这些臂部的有效长度例如可以是可调的。同样，调节装置可以直接集成到刚性的侧部件的敞开的容纳端部中，支承辊能插入所述容纳端部中，此时，支承辊的旋转轴线可以固定在能自由选择的位置中。

一般而言，设定为用于将驱动皮带保持张紧的装置称为皮带张紧装置。这其中包括具有自动再张紧功能的装置以及需要用户更改设置的装置。简单的自动再张紧可以例如通过弹性地支承辊、在极端情况下弹性地支承单一的辊来实现。支承辊特别是可以弹性地支承在支承辊架内部，作用在支承辊上的弹簧力沿传送带设备的传送方向定向。

在不同的实施形式中，尤其在支承辊的旋转轴线相对于摆动框架处于固定位置的结构形式中，驱动皮带的张紧力的设置可以例如通过至少一个张紧辊来改变。因此，张紧辊是皮带张紧装置的一部分。改变张紧辊相对于支承辊架的不可调节部件的位置以改变驱动皮带的张力的机构通常被称为辊张紧装置。因此，每种类型的辊张紧装置根据定义都是皮带张紧装置的一部分。相反，皮带张紧装置却不一定包括辊张紧装置，这是因为，如上所述，皮带张紧装置也可以构造成不使用单独的张紧辊。辊张紧装置可以构造成能手动调节的或自动的张紧装置。

在特别优选的设计方案中，两个张紧辊作为皮带张紧装置的组件分别设置在摆动框架的摆动轴线旁边，尤其是关于摆动框架的摆动轴线成镜像设置，这里每个张紧辊的定位都是可变的。各个张紧辊可以例如是弹性支承的和/或是卡接地固定的。可选地由张紧辊上的导向盘对驱动皮带的引导提供辅助。

在具有驱动皮带的实施形式中和在没有驱动皮带的实施形式中，整个摆动框架都可以是高度调的，特别是以自动高度调节的形式，由此可以产生或调节与要驱动的传送带的必要的接触压力。这里，摆动框架例如支承在安装在横梁上的螺旋弹簧上。所述横梁例如可以悬挂到传送带设备的上分支架中。同样，可以仅给支承辊设置高度调节。这可以通过主动的、例如电动的调节机构来实现，或者通过被动的机构，特别是弹簧机构来完成，所述弹簧机构包括例如扭杆弹簧或螺旋扭力弹簧。

如果支承辊架附加于支承在摆动框架上的支承辊还包括另外的侧面的支承辊，则总共四个支承辊的旋转轴线，即两个水平地相继设置的支承辊和两个侧面的倾斜设置的支承辊，可以以不同的方式相对于彼此进行调节或者固定地定位：

一方面，可以实现的这样的结构形式，在所述结构形式中，水平的支承在摆动框架上的、至少其中之一由电直接驱动的支承辊连同摆动框架相对于也被称为底座框架的机架是可翻转的，倾斜放置的支承辊支承在所述机架中。所述摆动框架此时居中地或偏心地悬挂。在后一种情况下，支承在摆动框架上的支承辊关于摆动轴线不是镜像地设置。相应的情况对于张紧辊同样适用。通过这种不对称的设计可以至少部分地补偿由传送带的运动方向所导致的影响。

另一方面，四个或更多个支承辊可以以所谓的花环的方式相互耦合。对于这个技术背景，在这方面参考文件de202013011823u1。支承辊架花环形式设计的使得能够改变在侧面的侧翼支承辊与中间的基本上水平的支承辊之间的角度，从而改变槽角。在这种结构形式中，可以例如在侧面的支承辊旁边将螺旋弹簧固定在框架、即花环结构的边缘上，以便以柔性方式抬起整个花环结构。通过花环的弹簧悬挂，在所有负荷状态下，即使很少或没有传送货物装载情况下，也可以与传送带建立对于传递驱动力或制动力足够的接触。

在具有电动的直接驱动这种的支承辊的旋转和不旋转的部件之间可以装入原则上已知的结构类型的密封件。相应的情况也适用于没有驱动器的支承辊也。关于这方面，例如参考文件de102015115831a1，该文件示出具有迷宫式密封件和附加的滑动的环形密封件的支承辊。借助于这种密封件，可以实现支承辊架的所有机械的、还有受驱动的组件的特别长的使用寿命。

与传统的不受驱动的支承辊相比，电动的直接驱动器对容纳在支承辊架中的、直接受驱动的支承辊的宽度和直径没有影响。直接驱动电动机的冷却可以设计成被动冷却。用于控制和监视直接驱动电动机和支承结构的尤其是滚动支承结构的扩展式传感器系统可以包括速度测量、温度测量和力测量，所述传感器系统可以集成到支承辊内，并且由此既可以空间节省地安装，又受到保护，免受环境的影响。

支承辊架可用于例如露天开采或地下开采中的大型传送带设备。通过分别具有一个受驱动的支承辊的多个支承辊架，可以补充或替代传送带设备的中央驱动站。在现有的设备中，可以以设备改造的形式通过用加装具有受驱动的支承辊的摆动框架进行改装，这种改装明显提高了输送能力。

具有直接受驱动的支承辊的支承辊架优选地以这样的功率和数量集成到传送带设备中，使得存在驱动冗余，也就是说，即使在个别支承辊架的所述或各所述驱动器发生故障时，也能保持设备的工作能力。

通过借助于集成到带有摆动架的支承辊架中并且不会影响摆动框架的翻转性的直接受驱动支承辊实现的分散式功率供应，实现了传送带设备的高度灵活性，尤其是在设备的移动或延长方面的灵活性，由此总体上，包括在改装阶段都实现了传送带设备的非常高的可用性。

特别有利的是这样的事实，即，能够以保持不变的传送带横截面和不变的传送带质量事后对传送带设备进行加长。相对于传送带设备的延伸尺寸较小的传送带横截面带来较小的传送带张力，这使得可以传送带设备内部实现小的弯曲半径。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明的多个实施例。其中，部分简化地：

图1用透视图示出支承辊架的第一实施例，

图2用类似于图1的视图示出另一个支承辊架，

图3示出根据图2的支承辊架的细节，

图4示出带有用于驱动皮带的张紧装置的支承辊架，

图5用示意图示出支承辊驱动器的组件。

具体实施方式

除非另有说明，以下说明涉及全部实施例。彼此相对应的或原理上作用相同的部件在所有附图中用相同的附图标记表示。

总体上用附图标记1表示的支承辊架设定为用于驱动仅在图2中示出的、用35标注的传送带。关于支承辊架1的基本功能，参考在开始时引用的现有技术，特别是源自申请人的文献wo02017/068055a1。也被称为摆动框架单元的支承辊架1可以代替传统的、设置在上分支中的支承辊。

底座板2与保持板3、4和其他与底座板2固定连接的部件一起形成底座框架5，摆动框架6可翻转地支承在所述底座框架中。相应的摆动轴线用sw标注。原则上可以给任意存在于传送带设备中的支架形式装备所述摆动框架6。

摆动框架6具有矩形的基本形状并且具有两个侧部件7、8，所述侧部件在改实施例中构造成u形型材。侧部件7、8通过横向件9、10、11彼此连接，这里，横向件10的中心轴线与摆动轴线sw重合。在根据图1、2、3、5的方案中，所述侧部件在侧部件7、8的端部上与臂部12铰接连接，所述臂部12能相应的摆动轴线摆动，所述摆动轴线被称为调节轴线ea。例如通过未示出的弹簧向臂部12施加转矩。备选地，也可以在臂部12与侧部件7、8之间设置刚性连接。

臂部12的端部构造成叉状容纳部14，所述叉状容纳部也称为保持缝。在每个保持缝14中容纳支承辊20、21的一个轴端部13，所述支承辊直接或间接该支承传送带35。轴端部13构成支承辊20、21的毂或者与相应的支承辊20、21的毂固定连接。支承辊20、21因此支承在摆动框架6上。侧面的支承辊22、23以相应的方式支承在底座框架5上。由此，总体上通过支承辊架1来支持传送带35的槽形结构，即凹腔形结构。

支承辊架1不仅构造成用于引导传送带，而且用于驱动传送带35。为此目的，至少一个所述支承辊20、21是电驱动的。适合于根据图1至4的所有实施例的驱动器的细节在图5中示出。

轴端部13以及因此还有支承辊20、21的整个轴固定地与电动机的定子16连接。在图5中用草图示出的情况下，通过轴端部13上的扳手口开度(schlüsselweite)和相应地形成轮廓的保持缝14来实现定子16的防止扭转固定。在该实施例中，转子19装备有永磁体18。在图5中可以看到的调节轴ea仅可选地存在。

在转子19和支承辊20的用15标注的支承辊外壳之间形成不可相对转动的连接，使得支承辊外壳15电动直接地、即无传动装置地受驱动。由于转子19设计成配备有永磁体的外转子，不需要向转子19供电。借助于未示出的轴承、特别是滚动轴承支承所述支承辊外壳15。不存在转子19专用的支承结构。

在根据图1的实施例中，电动地直接驱动支承在支承辊架6上的两个支承辊20、21。图1中未示出的传送带35直接放置在支承辊20、21上。

与此不同，在根据图2至4的设计方案中，驱动皮带31绕支承辊20、21布设。此外，在图2中还可以看到电缆28和电连接元件29、30，所述电缆和电连接元件使得能够向受驱动的支承辊20、21供应能力并实现信号传输。

可以以略呈皮带槽状的形式引导驱动皮带31，由此形成了与传送带35的加大的接触面积，这使得能传递更大的力。与在图2中示出的结构形式相比，可以增大支承辊20、21之间的距离，以提供扩展的入口长度和出口长度，并且由此使得驱动皮带31能发生低张力的变形以及使得传送带35能大面积地贴靠到驱动皮带31上。

在图3中示出张紧驱动皮带31的第一种可能性。在这种情况下，在臂部12上设有保持件26，所述保持件设计成金属板型材。借助于调节螺母25将螺杆24固定在保持件26中。通过螺杆24可以调节与毂13耦合的环形容纳部27，从而可以改变调节轴ea与用ta标注的支承辊轴之间的距离。由此形成用36标注的皮带张紧装置，借助与所述皮带张紧装置可以改变驱动皮带31的张力。可以通过弹簧机构替代或者辅助锁定机构以未示出的方式改变轴ea、ta之间的距离。

用于能量和信号传输的电缆28被引导居中地穿过毂13并且与支承辊20的包括定子16和转子19的在图3中未详细示出的直接驱动电动机连接。在支承辊架1的所有其他结构形式中也可以以相同的方式设计支承辊20、21的电连接。

与根据图3的设计方案不同，在根据图4的变型中，两个支承辊轴ta之间的距离是不能调节的。相反，在此情况下，存在张紧辊32，利用其可以张紧驱动皮带31。张紧辊32是用37标识的辊张紧装置的组件，该张紧装置可归入皮带张紧装置36。

在图4中示出的并且也称为孔图的卡接轮廓33使得可以固定张紧辊32并且在根据图4的实施例中位于侧板34上，所述侧板固定地与摆动框架6的侧部件7、8连接。这样来限制张紧辊32的调节范围，即，使得驱动皮带31在所有设置中都以足够的距离在底座板2、即支承辊架1的横向支撑上方被引导。此外，张紧辊32还具有增大在支承辊20、21与驱动皮带31之间的接触面积的作用，这里，张紧辊32越大地抬高并且由此驱动皮带31越强地张紧，则这个作用越大。由于张紧辊32，支承辊20、21与驱动皮带31之间的包角大于180°。驱动皮带31不仅可以由支承辊20、21驱动，而且必要时例如为了紧急停止传送带35也可以由支承辊制动。为此目的，一方面可以通过电动的直接驱动器16、19产生制动力矩，另一方面可以借助于可选的、未示出的机械制动器产生作用于支承辊20、21的制动力矩。

附图标记列表

1支承辊架

2底座板、横向支撑

3保持板

4保持板

5底座框架

6摆动框架

7侧部件

8侧部件

9横向件

10横向件

11横向件

12臂部

13毂、轴端部

14保持缝、叉状容纳部

15支承辊外壳

16定子

17绕组

18永磁体

19转子、空心转子

20支承辊

21支承辊

22侧面的支承辊

23侧面的支承辊

24螺杆

25调节螺母

26保持件、金属板型材

27容纳部，环形的

28电缆

29连接元件

30连接元件

31驱动皮带

32张紧辊

33卡接轮廓

34侧板

35传送带

36皮带张紧装置

37辊张紧装置

ea调整轴，臂部12的摆动轴

sw摆动框架6的摆动轴线

ta支承辊轴，支承辊20、21的旋转轴线