专利名称：其中保持有嵌入滚子的传送带模块及相关方法
技术领域：
本发明总体涉及一种动力驱动传送装置，更具体地，涉及一种具有嵌入滚子的模块式塑料传送带以及用于保持所述滚子的方法。
背景技术：
模块式传送带被广泛用于传送各种物品。滚子经常安装在带中用于产品的堆积、一区单件(singulation)、分类、检索、或单侧不传输(side off-transfer)。滚子还用于降低带和传送装置的支承磨损带或侧轨之间的摩擦力。通过将单向滚子安装在与连续行的带模块相连接的铰轴上旋转，单向滚子被一体形成到传送带中。另一种方式是将滚子组件卡接到带模块上。而又一种方式是在模块形成时将滚子成型在带模块中。但是这些方法都存在有缺点。
例如，将滚子安装到铰轴上通常需要首先将铰接环(hinge eye)去除以便形成用于滚子的空间。因为带张力由铰接环承载，因此去除一些铰接环可减小带的拉伸强度。如另一示例所示，卡接滚子组件可能断裂。如果卡接保持结构断裂，则断裂件或组件本身可与带脱离配合，污染产品或产生其它损害。如最后一个示例所示，将滚子成型成一个模块，作为注塑成型工艺的一部分，需要在模具中采取专门措施以及手动干预和在每个成型周期中手动放置滚子。这使得成型费用高并且减小了成型机的占空比(duty cycle)。另外，一旦成型，带轴的滚子被永久性固定就位。
发明内容
通过带有嵌入滚子的传送带模块以及制造这种传送带的方法来克服上述缺点。带有本发明特征的第一种带模块包括模块本体，其从第一端纵向延伸到第二端，并且沿厚度从第一面延伸到第二面。形成在所述模块本体中的腔在第一面或第二面上开口或者在两个面上都开口。滚子被放置在所述腔中，所述腔还接收用于将滚子可旋转地保持在所述腔中的保持件。所述保持件从模块本体的一个面插入到所述腔中。
根据本发明的另一方面，一种塑料传送带模块包括模块本体，其从第一端纵向延伸到第二端，并且沿厚度从第一面延伸到第二面。所述模块本体包括沿着第一端间隔开的第一铰接环和沿着第二端间隔开的第二铰接环。所述模块本体中的内壁结构形成开口在两个面中的一个面或者两个面上的腔。所述壁结构在模块本体的第一面和第二面之间形成支座。滚子被接收在所述腔中。保持件被焊接到支座上以将滚子可旋转地保持在所述腔中。
根据本发明的另一方面，塑料传送带模块包括沿厚度方向从第一面延伸到第二面的模块本体。形成在所述模块中的腔开口在一或多个面上。滚子具有用于接收轴的孔。接收在所述腔中的保持环覆盖所述轴的端部以便将滚子可旋转地保持在所述腔中。滚子的突出部穿过保持环延伸到所述模块本体的至少一个面的外部。
又一种塑料传送带模块包括沿厚度方向从第一面延伸到第二面的模块本体。形成在所述模块本体中的腔开口在一或多个面上。球形滚子设置在所述腔中。接收在所述腔中的保持环覆盖滚子的一部分。这样，滚子被保持在所述腔中。滚子的突出部穿过保持环延伸到所述模块本体的一或多个面的外部。
根据本发明的又一方面，塑料传送带模块包括嵌入滚子。在沿厚度方向从第一面延伸到第二面的模块本体中形成腔。所述腔在一或多个面上开口。模块本体中的内壁结构限定所述腔。滚子被接收在所述腔中并绕旋转轴线旋转。保持件将滚子可旋转地保持在所述腔中。在所述壁结构或保持件上或者在二者上形成键锁结构。所述键锁结构固定旋转轴线的方位。
根据本发明的又一方面，一种塑料传送带模块包括沿厚度方向从第一外表面延伸到第二外表面的模块本体。内壁结构在模块本体中形成腔。内壁结构包括具有第一直径的第一闭合壁，第一闭合壁从内边缘延伸到在模块本体的第一外表面处终止的外边缘。内壁结构还包括与第一闭合壁同轴的第二闭合壁，第二闭合壁具有比第一闭合壁的第一直径小的第二直径，并且从内边缘延伸到在第二外表面处终止的外边缘。托架连接所述两个壁的内边缘。保持环被设计为接收在由第一闭合壁围绕的腔中。保持环将滚子可旋转地保持在腔中。滚子的突出部穿过保持环延伸到第一外表面的外部。
根据本发明的又一方面，一种塑料传送带模块包括沿厚度方向从第一外表面延伸到第二外表面的模块本体。模块本体包括内壁结构，内壁结构形成大致矩形的腔，所述腔在一个或者两个外表面上开口。内壁结构还在模块本体的两个外表面之间形成带四边的支座。在支座中形成第一对和第二对凹口。每对凹口在腔中完全相反。轴穿过滚子的孔。轴的端部位于第一对完全相反的凹口中。带四边的保持环在一对相对侧边上形成一对完全相反的缺口。在一对相对侧边上形成一对完全相反的突起。所述保持环坐靠在支座上。所述突起被接收在支座上的第二对凹口上。保持环上的缺口覆盖所述轴的端部以将滚子保持在模块本体中。
根据本发明的又一方面，用于制造具有滚子的塑料传送带模块的方法包括成型塑料传送带模块，所述模块沿厚度方向从第一面延伸到第二面，并形成由内闭合壁结构限定的腔，所述腔开口在第一面和第二面的至少之一上；将滚子放入所述腔中；以及将保持件安装在所述腔中使得滚子被可旋转地保持在腔中。
本发明的其他优点和特征将通过下述说明、权利要求以及附图而变得更加清楚。
图1是具有带本发明特征的塑料带模块的传送带的一部分的示意图；图2A和2B是用于图1的传送带中的一种模块的一部分的分解轴侧图，其带有纵向定位(in-line orientation)和横向定位的滚子；图3A是图2A的模块的仰视轴侧图，图3B是图2A的模块的正视图；图4是滚子在模块中被焊接就位前图2B所示的模块部分的轴侧图；图5是图1所示的传送装置中使用的带球形滚子的另一种传送带模块的一部分的示意图；图6A是图5所示模块的一部分的分解轴侧图，其中使用了焊接或接合的滚子保持件，图6B是图6A的模块在组装状态下的轴侧图；图7是图5所示模块的分解轴侧图，其中使用了螺合保持件；图8是图5所示模块的分解轴侧图，其中使用了卡接锁定保持件；图9A是图5所示模块的分解轴侧图，其中使用了销桩滚子保持件(staked roller retainer)，图9B是图9A的模块在组装状态下的轴侧图。
具体实施例方式
图1示出了具有带本发明特征的塑料带模块的模块式塑料传送带的一部分。带20构造有一系列带模块24的阵列22A-D短边模块24A、长边模块24B、中间模块24C。尽管这些模块优选以砌砖方式布置，但是带也可以其它方式形成，例如以每列单个模块的方式形成。每个模块从第一端26纵向延伸到第二端27。第一组铰接环28被布置成铰接环沿着第一端间隔开，第二组铰接环29被布置成沿着第二端间隔开。一列模块的第一组铰接环插入相邻列的第二组铰接环。插入的铰接环中的对齐孔30形成横跨带的宽度的横向通道。穿过所述通道的铰轴32在铰接接头中将连续的通道连接起来，其允许带绕着驱动和惰齿轮或返回滚子活动连接。带的模块的特征在于，滚子34嵌入到形成在带模块中的腔36中。滚子延伸到带的外表面38的外部以便在滚动接触中与传送的物品配合(如果外表面是传送表面)，或在低摩擦滚动接触中与传送支承表面配合(如果外表面是带的被支承面)。
图1中描述的滚子是纵向滚子，其中滚子的旋转轴线横过带行进方向40。可选地，带被构造成滚子绕着相对于图1中的轴线垂直或倾斜的轴线旋转，或利用可自由旋转的滚球旋转。
图2A示出与图1类似的带模块24的一部分。该模块包括模块本体42、穿过滚子上的孔35安装在轴44上的圆柱形滚子34、以及保持环46。模块本体具有形式为第一闭合壁48的内壁结构——带圆角的大致带四边的矩形形状。第一壁的外边缘50在模块的第一外表面52处终止。第二闭合壁49与第一壁同轴，并且内径比第一壁的内径小。内壁结构形成腔36，腔36开口在模块本体的第一外表面52和相反的第二外表面53上。这两个表面限定模块本体的厚度。(术语直径和其变化在此处用作总体表示在闭合壁上通过壁的质心测量的两点之间的距离。在比较两壁的“直径”时，必须比较每个壁上用于限定几何对应“直径”的对应的几何相似点)第二壁的外边缘54终止于模块本体的第二外表面53处。带唇部58的托架56形成于两壁的内边缘51，55之间的内壁结构中。在托架中形成成对凹口60。所示每个凹口与在壁的相对侧上完全相反的凹口相关联，其未在图2A中示出。成对凹口60中的每个凹口接收所述轴的端部62以便在腔中支承滚子。保持环包括一对完全相反的缺口64，当环插入腔中时，缺口64的尺寸被设计成使其可覆盖轴的端部。保持环还包括一对完全相反的突起66，所述突起66的尺寸被设计成使其可适配在托架的凹口中。在该实例中，所述突起被接收在不支承轴的凹口61中。这样，保持环上的突起和托架中的凹口形成保证保持环与滚子在腔中正确对齐的键锁结构。随着保持环就位，滚子被保持在腔中绕其轴自由旋转，其轴横过纵向滚子结构的模块的纵向。
图2A所示的相同部件可被布置成构造一如图2B所示的横向滚子带模块24’。在此示例中，轴的端部62被接收在完全相反的凹口61中而不是凹口60中。这有效地纵向定位所述轴，即垂直于图2A中的方位定位所述轴。保持环46也旋转90°以使得其突起与键锁凹口60咬合而不是与凹口61咬合，从而形成横向滚子带模块。这样，滚子旋转的可选轴线有可能带有这种带模块。
图3A和3B中更详细地示出了纵向滚子模块24。在该示例中，腔36开口在第二外侧面53上，在该实例中即模块本体42的底面。但是因为滚子34从外侧面53向内凹，所以有可能关闭腔的开口。如图3B所示，所述嵌入滚子34的突出部68向外延伸到第一外侧面52(在该实例中，即顶面传送面)之外以便在滚动接触中与传送物品配合。
在制造这种模块时，模块本体首先由热塑性材料，例如聚乙烯、聚丙烯、乙缩醛或复合聚合物制成，优选通过注塑成型制成。成型模块的特征在于内壁结构，其形成开口在模块的外侧面上的腔。然后滚子定位在腔中。然后保持件被安装在腔中使滚子可旋转地保持就位。制造这些模块的优选方法在图4中示出。一旦保持件插入腔中，其利用超声焊焊接到保持环安放的托架或支座上。形状与保持环46相匹配的超声杆70与该保持环相接触。超声能快速振动靠着支座的环的底部，并使支座和环的底部通过摩擦而熔化。沿着环的底部形成的脊可熔化以形成与支座的接合部。当环的底部上的脊熔化时在超声杆上的向下压力62进一步把环推向支座直到环的顶面71优选与模块的外表面52齐平。用于这种操作的示例性超声杆由钛制成，并提供20kHz的振幅为90-120微米的振动。美国康涅狄格州的Danbury的必能信超声波公司(Branson UltrasonicsCorporation)是这种装置的一个制造商。
图5示出了另一种嵌入滚子模块。这种模块72具有可沿各个方向自由旋转的球形滚珠74。在该示例中，这种球形滚子也延伸到模块的顶部外表面和底部外表面76，77之外。这种模块可通过不同的方法制造。
根据图6A和6B中的球形滚子中显示的这种方法，模块72包括模块本体76、球形滚珠74、以及环形的保持件80。模块本体中的内壁结构形成圆形腔82。内壁结构包括封闭的第一圆形壁84，所述圆形壁的外边缘86在模块本体的第一外表面78处终止。封闭的第二圆形壁85具有外边缘87，外边缘87与模块本体的相反的第二外表面79交汇。第二壁的直径小于第一壁的直径。为所述保持环提供支座的托架88形成在两壁的内边缘86’，87’之间。布置在第二壁上作为纵向线的肋90以低摩擦接触方式支承滚珠。类似的肋91形成在保持环的内表面上。滚子和保持环被安装在腔中。然后，保持件被超声焊接到支座上将滚珠保持就位。利用环氧树脂接合、利用化学溶剂接合、电磁焊以及旋转焊(spin welding)是在模块本体中将保持件连接到支座上的可选方法。
图7-9示出了其它连接方式。在图7中，例如，模块本体94的第一闭合壁92形成螺纹，用于接收保持环96周边上的螺纹95。滚珠74落入腔98中，并将圆形保持环螺合就位。与图6中的其它保持环类似，环96的中心孔的直径小于滚珠的直径。通过覆盖滚珠的一部分，保持件将滚珠保持在模块中。
图8示出了另一连接装置，其中锁定槽100形成在模块本体104的第一闭合壁102中的完全相反的位置处。这些槽是L形的，并且开口在模块本体的外表面106上。锁定凹部108设置在每个槽的封闭端处。保持环110包括锁定凸部112，每个凸部带有隆起114，隆起114在槽的端部处被接收在锁定凹部中。在滚子74被安装在腔116中之后，保持件上的凸部插入到L形的槽中，在该处它们开口在外表面上。然后，保持件顺时针旋转直到凸部上的隆起在槽的端部处锁定就位在锁定凹部中。这样，在螺合方式中，滚子被保持就位在腔中，但可通过旋出保持件而去除。
图9A和9B示出了连接装置的另一示例。在该示例中，模块本体118包括一对立柱120，立柱120在横跨腔124的完全相反的位置处延伸到模块本体的外表面122之外。球形滚子74的保持环126包括在环的外周上的完全相反的凹槽127。当滚子和保持件插入腔中时，立柱被接收在使保持件对准就位的凹槽中。然后立柱的顶部通过例如热、压、冲击或超声能变平或变形以形成加大结头128，其通过桩柱将保持件相对滚子保持就位。
这样，已经借助于几个示例性方式描述了本发明，但是其它方式也是可以的。例如，不像图中示例中所示的滚子，球形滚子不是必须延伸到带的两个外表面之外，并且带轴的滚子可延伸到两侧面之外。所必须的内壁结构的几何形状和滚子的直径被适当改变。在滚珠示例中的几个连接装置同样可用于圆柱形滚子。所示保持件是带有中心孔的环形。但是有可能使滚子保持有不形成封闭环的保持件。例如，可插入每个带有覆盖物和滚子轴的端部的模块本体中插头可用作保持件。因此，如这些示例所述，权利要求的范围和精神不限于所公开的这些方式。
权利要求
1.带有嵌入滚子的塑料传送带模块，所述模块包括模块本体，其从第一端纵向延伸到第二端，并且沿厚度从第一面延伸到第二面；所述模块本体包括沿着第一端间隔开的第一铰接环和沿着第二端间隔开的第二铰接环；所述模块本体包括内壁结构，所述内壁结构形成开口在第一面和第二面的至少一个上的腔；所述内壁结构包括设置在模块本体的第一面和第二面之间的支座；被接收在所述腔中的滚子；保持件，其焊接到支座上以将滚子可旋转地保持在所述腔中。
2.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述保持件被超声焊接到支座上。
3.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于还包括横跨所述腔的轴，并且滚子形成穿过其中的孔以接收所述轴。
4.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述保持件是环形的。
5.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述保持件还包括与模块本体的第一面齐平的顶面。
6.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于还包括键锁结构，其位于模块本体的壁结构中和保持件上以便在腔中键锁保持件的位置。
7.根据权利要求6所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述键锁结构包括在支座中的凹口和在保持件上的安装在所述凹口中的保持件。
8.根据权利要求7所述的塑料传送带模块，其特征在于还包括横跨所述腔的轴，并且滚子形成用于接收所述轴的孔，并且支座中的凹口的尺寸被设计成接收所述轴。
9.根据权利要求6所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述键锁结构在腔中为保持件提供多个专用定位件。
10.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述保持件通过选自下列连接方式中的方式接合到支座上，即超声焊接、旋转焊接、电磁焊接、环氧树脂接合以及溶剂接合。
11.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述保持件在腔中覆盖滚子的一部分。
12.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，滚子的一突出部延伸到模块本体的第一面和第二面之外。
13.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述内壁结构被加工有螺纹，并且保持件是接收在所述腔中的、周边带有螺纹的环。
14.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述内壁结构沿着内壁结构在模块本体的第一面和第二面的至少一个上开口的部分形成有槽，并且所述保持件是具有锁定凸部的环，所述锁定凸部延伸到所述环的周边的外部并可锁定接收在所述槽中。
15.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于，所述模块本体还包括从模块本体的第一面和第二面的至少一个处向外延伸的立柱，并且保持件包括用于接收所述立柱的容置部，以便当所述立柱的外端部与保持件齐平时将保持件保持在将滚子保持在腔中的保持位置。
16.根据权利要求1所述的塑料传送带模块，其特征在于还包括多个形成于模块本体中的腔以及被接收在每个腔中的滚子和保持件。
17.一种塑料传送带，包括多个相互连接以形成传送带的、如权利要求1所述的塑料传送带模块。
18.一种塑料传送带模块，包括模块本体，其沿厚度方向从第一面延伸到第二面，并形成开口在第一面和第二面的至少之一上的腔；滚子，其上形成穿过所述滚子的孔；接收在所述孔中的轴；以及保持环，其被接收在所述腔中，并覆盖所述轴的端部以便将滚子可旋转地保持在所述腔中，其中所述滚子的突出部穿过保持环延伸到第一面和第二面的至少之一的外部。
19.一种塑料传送带模块，包括模块本体，其沿厚度方向从第一面延伸到第二面，并形成开口在第一面和第二面的至少之一上的腔；设置在所述腔中的球形滚子；以及保持环，其被接收在所述腔中，并覆盖球形滚子的一部分以便将滚子可旋转地保持在所述腔中，其中所述滚子的突出部穿过保持环延伸到第一面和第二面的至少之一的外部。
20.一种带嵌入滚子的塑料传送带模块，所述模块包括模块本体，其沿厚度方向从第一面延伸到第二面，并包括内壁结构，所述内壁结构形成开口在第一面和第二面的至少之一上的腔；滚子，其被接收在所述腔中，并被设置成绕旋转轴线旋转；用于将滚子可旋转地保持在所述腔中的保持件；以及形成在所述内壁结构和保持件的至少之一上的键锁结构，所述键锁结构固定旋转轴线的方位。
21.根据权利要求20所述的传送带模块，其特征在于，所述键锁结构提供滚子的旋转轴线的可选键锁方位。
22.一种带嵌入滚子的塑料传送带模块，所述模块包括模块本体，其沿厚度方向从第一外表面延伸到第二外表面，并包括内壁结构，所述内壁结构在模块本体中形成腔，所述内壁结构包括第一闭合壁，其从内边缘延伸到在模块本体的第一外表面处终止的外边缘，第一闭合壁具有第一直径；第二闭合壁，其与第一闭合壁同轴，并从内边缘延伸到在第二外表面处终止的外边缘，第二闭合壁的直径比第一闭合壁的第一直径小；托架，其设置在第一闭合壁的内边缘和第二闭合壁的内边缘之间；滚子，其位于所述腔中；以及保持环，其被设计为接收在由第一闭合壁围绕的腔中以便将滚子可旋转地保持在腔中，其中滚子的突出部穿过保持环延伸到第一外表面的外部。
23.一种带嵌入滚子的塑料传送带模块，所述模块包括模块本体，其沿厚度方向从第一外表面延伸到第二外表面，并包括内壁结构形成大致矩形的腔，所述腔在第一外表面和第二外表面的至少之一上开口；以及包括带四边的支座，其被设置在模块本体的第一外表面和第二外表面之间，所述支座在腔中形成第一对和第二对完全相反的凹口，其中在支座的每个侧面上形成一个所述凹口；具有中心孔的滚子；穿过中心孔的轴，其中所述轴的相反端位于第一对完全相反的凹口中；带四边的保持环，其在一对相对侧边上形成一对完全相反的缺口，在另一对相对侧边上形成一对完全相反的突起；其中，所述保持环坐靠在支座上，第二对凹口接收保持环上的该对突起，所述缺口覆盖所述轴的端部。
24.用于制造具有滚子的塑料传送带模块的方法，所述方法包括成型塑料传送带模块，所述模块沿厚度方向从第一面延伸到第二面，并形成由内闭合壁结构限定的腔，所述腔开口在第一面和第二面的至少之一上；将滚子放入所述腔中；以及将保持件安装在所述腔中使得滚子被可旋转地保持在腔中。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，将滚子安装在所述腔中的步骤包括在所述塑料传送带模块中将所述保持件接合到所述壁结构上。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，将滚子安装在所述腔中的步骤包括在所述塑料传送带模块中将所述保持件超声焊接到所述壁结构上。
全文摘要
一种其中保持有嵌入滚子(34)的塑料传送带模块(24)和制造这种模块(24)的方法。模块(24)包括形成腔(36)的模块本体(42)，位于腔(36)中的滚子(34)，以及被接收在腔(36)中将滚子(34)可旋转地保持就位的保持件(46)。滚子(34)的突出部从腔(36)穿过保持件(46)向外延伸过模块(24)的外表面(32)。保持件(46)通过超声焊接、环氧树脂或溶剂接合、旋转焊接、电磁焊接、桩柱、螺钉或锁定方式连接到模块本体(42)。
文档编号B65G17/32GK1910096SQ200580002789
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月14日 优先权日2004年1月21日
发明者理查德·索弗拉尼克, 布赖恩·劳 申请人:莱特拉姆有限责任公司