输送辊和制造方法与流程

本发明涉及一种用于输送容器、托盘、散件货物等的输送系统的输送辊。本发明还涉及一种用于制造以及平衡、特别是动态平衡这种输送辊的方法。

背景技术：

输送辊用于物流应用中的不同目的。例如，典型的应用领域包括邮件配送中心、食品加工行业、电子行业的装配线、自动化中的机器链、制造工厂、运输和包装线、大型药品分销商的拣选系统、饮料配送中的托盘运输、货物处理或超市收银台。在这种情况下，通常的做法是构造由多个并排布置的辊构成的输送部段，这些辊的上圆周表面在每种情况下都用于接纳被输送的材料。一方面，在这些输送部段中布置有空转辊，这些空转辊是无驱动的并且仅可旋转地支撑在输送框架中。在这些输送部段中还布置有从动输送辊，这些辊由电机驱动并通过电驱动装置进行旋转。一方面，电机驱动的输送辊用于通过其辊体的外圆周表面直接输送被输送的货物。另一方面，也可以通过将电机驱动的输送辊的旋转通过传动元件(例如，皮带传动器)传递到一个或多个空转辊，来使一个或多个空转辊由电机驱动的输送辊旋转，以便也通过其外圆周表面驱动被输送的货物。

优选地，输送辊构造为使得辊体至少在某个或某些部段中是空心的，并且特别是具有一个空心端部，优选地具有两个空心端部。在电机驱动的输送辊的情况下，优选地，驱动单元布置在辊体的内部空间内。如果驱动单元布置在辊体的内侧，则不需要布置在辊体外侧的机械部件来产生辊的旋转。布置在辊体的内部空间中的驱动单元例如可以具有离合器单元，该离合器单元被设计和布置为将转矩从驱动单元传递到辊体的内部空间的内圆周表面。

开头提到的这种类型的电动滚筒及其驱动单元用于输送系统中，除了电动滚筒外，输送系统通常还有不带电驱动单元的输送辊。根据应用，输送带(例如传送带、塑料链带或模块化带或模块带)安装在电动滚筒和/或输送辊上。或者，待运输的货物也可以直接放置在电动滚筒和/或空转辊上。为了运输待运输的货物，一个或多个输送辊由驱动器旋转。为此，输送辊具有驱动单元，其中具有驱动单元的这种输送辊也可以被称为电动滚筒。输送辊也可以进行旋转，例如通过连接到驱动单元或电动滚筒的驱动带进行旋转。

输送辊、特别是电动滚筒和/或空转辊是已知的，例如从申请人的de102006054575a1、ep1021664b1、de202009012822u1、de102015104130或de102015114030中已知。

特别是在食品加工业中，例如运输乳制品、鱼或肉，输送辊必须满足该领域的高卫生要求，并能承受涉及化学品和高压热水的清洗过程。带有减速电机的驱动系统(例如电动滚筒)是食品加工中的潜在污染源。因此，用于食品加工的输送辊、尤其是电动滚筒必须以降低污染风险的方式进行设计和加工。同时，食品加工中、特别是在称重单元领域经常需要低振动驱动器，因此经常使用动态平衡的电动滚筒。输送辊、尤其是电动滚筒还应经济且高效。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种用于输送容器、托盘、散件货物等的输送系统的输送辊，一种生产方法和一种平衡、特别是动态平衡方法，这种输送辊改进了现有的解决方案。特别地，本发明的目的是提供一种用于输送容器、托盘、散件货物等的输送系统的输送辊、一种生产方法和一种平衡这种输送辊的方法，这使得低成本和/或可靠和/或加工安全的解决方案成为可能，尤其是在食品安全卫生方面可靠和/或加工安全的解决方案称为可能。

根据本发明该目的通过以下方式实现，一种输送系统的输送辊，所述输送辊用于输送容器、托盘、散件货物等，并且包括具有辊轴的辊体和头部元件，辊体的外圆周表面形成用于输送货物的支撑表面或由输送带环绕，头部元件的插入部段插入到所述辊体的中空端部中，其中，用于容纳至少一个平衡重块的凹槽形成在所述头部元件的背离所述插入部段的端面上。

本发明基于以下认识：通过负补偿(通过钻孔、研磨或铣削去除质量)的输送辊的平衡、特别是动态平衡可能对食品安全方面的加工安全性和可靠性产生负面影响，这是因为细菌菌落优先聚集在以这种方式进行加工的位置。

术语平衡是指减少或消除不平衡，并且可以静态或动态地执行。在现有输送辊的情况下，为此所需的补偿通常是负的，这是因为头部元件的材料以孔、凹口或表面的形式被去除。这会导致空腔，并且在实现平衡的加工过程中，在某些情况下存在通孔的风险，由于通孔会在辊体内部(例如，可以设置驱动单元)和环境之间产生通常不需要的连接因此可能会产生负面影响。

现在，此处描述的输送辊在头部元件上提供设计为用于容纳至少一个平衡重块的凹槽。这使得通过在凹槽中布置至少一个平衡重块来可靠地平衡输送辊成为可能。

对于这种正补偿，例如通过焊接、粘合、夹紧或拧紧施加至少一个平衡重块。

此处描述的输送辊的优点在于，在平衡过程中不会由于材料的去除而产生从环境到辊体内部的不希望的通道。相反，因为凹槽对于所有输送辊可以具有相同的设计并且不依赖于单个输送辊的不平衡，因此凹槽可以以受控且加工安全的方式引入到头部元件中。输送辊的个别不平衡可以通过正补偿来补偿，即在凹槽中布置至少一个平衡重块。由于例如可以确保环境与辊体内部和布置在其中的驱动单元的可靠分离，因此在不同的应用领域中也可以满足特别高的卫生要求。

径向应理解为与辊轴正交的方向，轴向应理解为与辊轴平行的方向。

此处描述的输送辊可以设计为空转辊或电机驱动的输送辊。在作为电机驱动的输送辊的实施例中，输送辊的特征在于驱动单元，该驱动单元被设计和布置成将转矩传递到辊体。

特别地，这里描述的输送辊可以具有两个头部元件，优选地，这两个头部元件布置在辊体的相对的空心端部处。优选地，输送辊的两个头部元件可以具有基本相同的设计和/或特别地具有相同的特征，特别是关于这里描述的凹槽、平衡重块和/或盖板方面相同。此处针对一个头部元件描述的优点、变型实施例和实施例细节由此也适用于第二头部元件。

根据优选实施例，凹槽设置为环形设计。这具有的优点是，平衡重块可以布置在圆周方向上的任何点处。

而且，优选地，凹槽与所述辊轴同轴地布置。这有利于平衡。

特别地，凹槽在径向上具有凹槽宽度并且在轴向上具有凹槽深度。优选地，凹槽深度大于凹槽宽度，特别是至少大1.2倍或1.5倍。

特别优选地，凹槽为阶梯式设计。特别地，阶梯式设计可以理解为是指凹槽基部是轮廓表面的设计。

在优选实施例中，凹槽设置为具有第一凹槽部段和第二凹槽部段，其中，第一凹槽部段的凹槽深度大于第二凹槽部段的凹槽深度。

凹槽的这些构造是有益的，特别是在具有较小直径(例如，最大直径为80mm)的电动滚筒的情形下是有益的，以在支撑处具有足够的材料厚度。

优选地，第一凹槽部段的深度大于第一凹槽部段的宽度。而且优选地，第二凹槽的深度大于第二凹槽的宽度。

优选改进的特征在于，第一凹槽部段为环形设计，和/或，第二凹槽部段为环形设计。以此方式，第一凹槽部段和/或第二凹槽部段可用于在圆周方向上的任何期望位置处布置平衡重块。

可以想到另外优选的改进为，第二凹槽部段布置在第一凹槽部段的径向内侧。优选地，第二凹槽部段具有比第一凹槽部段更小的平均半径。优选地，第一凹槽部段和第二凹槽部段布置为同轴。

而且，优选地，第一凹槽部段与第二凹槽部段在径向上相邻。特别地，优选地，第一凹槽部段的最小半径对应于第二凹槽部段的最大半径。

根据优选实施例，设置为至少一个平衡重块布置在第一凹槽部段中和/或至少一个平衡重块布置在第二凹槽部段中。通过将至少一个平衡重块布置在槽中，例如布置在第一凹槽部段和/或第二凹槽部段中，可以补偿输送辊的不平衡。

特别优选地，在凹槽中、例如在第一凹槽和/或第二凹槽部分中布置至少两个、至少三个或更多个平衡重块。优选地，平衡重块的类型、尺寸、重量、数量和位置取决于例如在平衡过程中确定的平衡结果。

此处针对一个或至少一个平衡重块描述的优点、变型实施例和实施例细节也适用于至少两个、至少三个或更多个平衡重块。

在另外优选的实施例中，设置为至少一个平衡重块是环段形设计。通过设置至少两个、至少三个或更多个平衡重块，例如一些或全部平衡重块可以在圆周方向上具有相同或不同的长度。由于平衡重块的环段形设计，可以以特别简单的方式制造与单个不平衡匹配的平衡重块。

优选地，至少一个平衡重快可以通过以下方式制造，提供与凹槽匹配的平衡环，并将平衡环分成至少两个环段，其中一个环段用作平衡重块。以此方式，可以为每个头部元件简单且廉价地制造配合到凹槽中的平衡环。在平衡过程中，可以将这个平衡环取下，然后分成两个或多个环段。通过环段的圆周长度，平衡重块可以适应任何存在的不平衡。这消除储备不同平衡重块的需要。同时，由于匹配环只需在平衡过程中分开，但配合精度已经由平衡环预先确定，因此可以通过提供配合到凹槽中的平衡环来提高过程可靠性。

另外优选改进的特征在于，至少一个平衡重块在径向具有平衡重块宽度并且在轴向上具有平衡重块深度。优选地，在圆周方向上，至少一个平衡重块具有平衡重块长度。

而且优选地设置为，平衡重块深度大于所述平衡重块宽度。

在这种情形下，特别优选地，至少一个平衡重块具有第一平衡重块部段和第二平衡重块部段，其中，第一平衡重块部段的平衡重块深度大于第二平衡重块部段的平衡重块深度。

此外优选地，第一平衡重块部段为环段形设计和/或所述第二平衡重块部段为环段形设计。在优选实施例中，设置为第二平衡重块部段布置在第一平衡重块部段的径向内侧。而且，优选地，第一平衡重块部段与第二平衡重块部段在径向上相邻。特别地，第一平衡重块部段的平均半径可以大于第二平衡重块部段的平均半径。优选地，第一平衡重块部段的最小半径对应于第二平衡重块部段的最大半径。

优选地，第一平衡重块部段和第二平衡重块部段为一体设计。这尤其意味着，第一平衡重块部段和第二平衡重块部段不是作为稍后连接的单独元件制造。

可以想到的另外优选改进为，至少一个平衡重块由金属构成或包括金属。在这里，不锈钢和/或锌和/或锡和/或钨特别适合作为金属。

特别地，优选地，第一平衡重块部段的深度大于第一平衡重块部段的宽度。而且，优选地，第二平衡重块部段的深度大于第二平衡重块部段的宽度。优选地，第一平衡重块部段的长度和第二平衡重块部段的长度基本相同。

优选改进的特征在于，至少一个平衡重块被固定在、优选地通过粘合连接而固定在凹槽中。特别地，优选地，第一平衡重块部段被固定在、优选地通过粘合连接而固定在所述第一凹槽部段中，和/或，第二平衡重块部段被固定在、优选通过粘合连接而固定在第二凹槽部段中。优选地，在平衡重块插入凹槽之前，粘合剂施加到凹槽和/或平衡重块。

根据优选实施例，设置为平衡重块宽度设计为与凹槽宽度精确地配合，和/或，第一平衡重块部段的宽度设计为与第一凹槽部段的宽度精确地配合，和/或，第二平衡重块部段的宽度设计为与第二凹槽部段的宽度精确地配合。

这里，精确配合的设计尤其被理解为适合于配合的设计。配合是两个部分之间的尺寸关系，这两个部分无需重新加工即可配合在一起，在这种情况下，特别是凹槽和平衡重块。优选地，这些部分在接头处具有相同的轮廓。

在另外优选的实施例中，设置为平衡重块深度设计为小于凹槽深度，和/或，第一平衡重块部段的深度设计为小于第一凹槽部段的深度，和/或，第二平衡重块部段的深度设计为小于第二凹槽部段的深度。优选地，平衡重块和凹槽之间的深度上的空间可以填充粘合剂。

另外优选的改进特征在于，覆盖凹槽的盖板设置在头部元件的端面上。提供盖板的优点在于，凹槽和布置在其中的任何平衡重块被覆盖并且因此可以被保护免受污染。这具有特别适用于具有特别高卫生要求的应用领域的优点。

此外优选地，设置为盖板是环形设计。这特别有益于覆盖环形凹槽。

这里特别优选地，盖板在轴向上的深度比盖板在径向的宽度小很多倍。特别地，盖板可以设计为环形盘。

此外优选地，盖板流体密封地连接到头部元件的端面，和/或，盖板与头部元件的端面的连接是密封式。因此，输送辊还可用于输送系统的高压清洁等应用领域。

在优选实施例中，设置为盖板通过粘合连接而连接到头部元件的端面。优选地，粘合连接通过覆盖在盖板内侧的自粘薄膜实现。

优选改进的特征在于，盖板由不锈钢构成或包括不锈钢。

优选改进的特征在于，驱动单元，其被设计和布置成将转矩传递到辊体。因此，这种输送辊表示为电动滚筒。

根据优选实施例，设置为插入部段和辊体的端部均具有圆柱形横截面。

以上描述的装置的另外有益变型实施例可以通过组合以上讨论的优选特征来获得。

根据本发明的另外方面，开头提到的目的通过一种用于输送系统的输送辊、特别是上述输送辊的头部元件来实现，输送辊用于输送容器、托盘、散件货物等，头部元件包括插入部段，插入部段用于插入输送辊的辊体的中空端部中，其中，用于容纳至少一个平衡重块的凹槽形成在头部元件的背离插入部段的端面上。

根据本发明的另一方面，开头提到的目的通过一种用于制造输送系统的输送辊、特别是上述输送辊的方法来实现，输送辊用于输送容器、托盘、散件货物等,包括以下步骤：提供具有辊轴的辊体，其外圆周表面形成用于输送货物的支撑表面或由输送带环绕，将头部元件的插入部段(110)插入辊体的中空端部中，其中，用于容纳至少一个平衡重块的凹槽形成在头部元件的背离插入部段的端面上。

根据本发明的另一方面，开头提到的目的通过一种用于平衡、特别是动态平衡输送系统的输送辊、特别是上述输送辊的方法来实现，所述输送辊用于输送容器、托盘、散件货物等，包括以下步骤：提供上述输送辊，根据平衡结果在凹槽中布置至少一个平衡重块。

上述方法可以通过以下方式改进，提供平衡环，通过将平衡环分成至少两个环段来制造所述至少一个平衡重块。

这些其他方面及其改进具有使它们特别适用于此处描述的输送辊及其改进的特征或方法步骤。

关于本发明的这些其他方面及其改进的优点、变型实施例和实施例细节，请注意相应装置特征的前述描述。

附图说明

通过参考附图的示例描述优选的示例性实施例，其中：

图1示出输送辊的纵向剖视图；

图2示出图1所示输送辊沿截面b-b的剖面图；

图3示出图1中细节x的放大图；

图4示出图1中头部元件的平面图；

图5示出沿图4所示头部元件的截面a-a的横截面；

图6示出沿图4所示头部元件的截面b-b的横截面的放大图；

图7示出盖板的平面图；

图8示出图7中盖板的侧视图；

图9示出用于制造输送辊的方法的示意性流程图；和

图10示出用于平衡输送辊的方法的示意性流程图。

具体实施方式

图1示出了具有第一头部元件1101和第二头部元件1102的输送辊1000的纵向剖视图。在图2至图6中，第一头部元件1101被详细示出为头部元件100。图2示出了沿图1所示的输送辊1000的截面b-b穿过头部元件的横截面；图3是图1的细节x的放大图。图4示出了图2的头部元件100没有平衡重块的平面图。图5示出了沿着图4所示的头部元件100的截面a-a的横截面，图6示出了沿着图4所示的头部元件100的截面b-b的横截面的放大图。最后，图7和图8示出了头部元件100的盖板130的平面图和侧视图。图9和图10示出了用于制造和平衡输送辊1000的方法500、方法600的示意性流程图。

在图中，相同或基本功能相同的元件具有相同的附图标记。除非明确指出差异，否则一般描述一般涉及所有实施例。

图1显示了输送辊1000的基本结构，此处设计为电机驱动的输送辊。在辊体1100中，第一头部元件1101在第一端处以抗扭方式插入辊体1100中，并且第二头部元件1102在第二端处以抗扭方式插入辊体1100。滚动轴承1110、1112布置在头部元件1101、1102的内侧。滚动轴承1110、1112用于轴承轴颈1120、1121的可旋转安装。输送辊1000可以通过轴承轴颈1120、1121固定在框架上。

在图2至图6中，图1中的第一头部元件1101被详细示出并在那里被标记为头部元件100。图1中的第二头部元件1102在下面详细描述的凹槽、盖板和平衡重块方面具有基本相同的设计，特别是在这方面具有相同的特征。因此，针对第一头部元件描述的优点、变型实施例和实施例细节同样适用于第二头部元件。

图2至图6中所示的头部元件100具有用于插入到辊体1100的中空端部中的插入部段110。优选地，头部元件100包括塑料或由塑料构成。优选地，头部元件100的插入部段110的外圆柱圆周与辊体1100的中空端部的内圆周相同或略大，以确保在插入部段110插入辊体1100的中空端部时产生摩擦接合。

头部元件100的背离插入部段110的端面120上形成有凹槽200。凹槽200具有在径向上的凹槽宽度和在轴向上的凹槽深度。凹槽深度大于凹槽宽度，尤其是大至少1.2或1.5倍。凹槽200为阶梯式设计，其中凹槽基部211、212为轮廓表面。凹槽200具有第一凹槽部段201和第二凹槽部段202，其中第一凹槽部段201的凹槽深度大于第二凹槽部段202的凹槽深度。

设计为环段的四个平衡重块301、302、303、304在圆周方向上间隔地布置在凹槽200中，具体如图2中可以观察到。

凹槽200以及第一凹槽部段201和第二凹槽部段202与辊轴同轴布置。凹槽200以及第一凹槽部段201和第二凹槽部段202还具有环形设计，这使得可以将平衡重块301、302、303、304布置在圆周方向上的任何期望点处。

第一凹槽部段201的深度大于第一凹槽部段201的宽度。第二凹槽部段202的深度同样大于第二凹槽部段202的宽度。第二凹槽部段202布置在第一凹槽部段201的径向内侧，并且，第二凹槽部段202具有比第一凹槽部段201小的平均半径。第一凹槽部段201与第二凹槽部段202在径向上相邻，其中第一凹槽部段201的最小半径对应于第二凹槽部段202的最大半径。

平衡重块301、302、303、304布置在第一凹槽部段201和第二凹槽部段202中，平衡重块301、302、303、304的类型、尺寸、重量、数量和位置取决于平衡过程中确定的平衡结果。

平衡重块301、302、303、304中的每一个具有在径向上的平衡重块宽度、在轴向上的平衡重块深度和在圆周方向上的平衡重块长度。平衡重块深度大于平衡重块宽度。

每个平衡重块301、302、303、304具有第一平衡重块部段311、312和第二平衡重块部段321、322，其中在每种情况下，第一平衡重块部段311、312的平衡重块深度大于第二平衡重块部段321、322的平衡重块深度。

第一平衡重块部段和第二平衡重块部段各自也为环段形设计，其中第二平衡重块部段321、322设置在第一平衡重块部段311、312的径向内侧，第一平衡重块部段311、312设置为与第二平衡重块部段321、322在径向上相邻。第一平衡重块部段311、312的平均半径大于第二平衡重块部段321、322的平均半径，其中第一平衡重块部段311、312的最小半径对应于第二平衡重块部段321、322的最大半径。

平衡重块301、302、303、304中的每一个，特别是在每种情况下第一平衡重块部段311、312和第二平衡重块部段321、322都是一体设计的。这尤其意味着，相应的第一平衡重块部段311、312和第二平衡重块部段321、322不是作为稍后连接的单独元件制造。

每个平衡重块301、302、303、304由金属构成，例如不锈钢和/或锌和/或锡和/或钨。

对于平衡重块301、302、303、304中的每一个，第一平衡重块部段311、312的深度大于第一平衡重块部段311、312的宽度，以及，第二平衡重块部段321、322的深度大于第二平衡重块部段321、322的宽度，其中每个平衡重块301、302、303、304的第一平衡重块部段311、312和第二平衡重块部段321、322的长度基本相同。

平衡重块301、302、303、304在圆周方向上具有不同的长度。由于平衡重块301、302、303、304的环段形设计，可以以特别简单的方式生产与单个不平衡匹配的平衡重块301、302、303、304并将它们布置在凹槽200中。

平衡重块301、302、303、304中的每一个布置在凹槽200中并通过粘合连接固定在那里，其中在平衡重块301、302、303、304和凹槽200之间的深度中的空间221、222填充有粘合剂。在这种情况下，第一凹槽部段201中的第一平衡重块部段311、312和第二凹槽部段202中的第二平衡重块部段321、322都通过粘合连接固定，其中粘合剂是在平衡重块301、302、303、304被插入之前施加到凹槽200和/或平衡重块301、302、303、304上。

平衡重块宽度设计为与槽宽精确地配合，特别是第一平衡重块配重部段311、312的宽度设计为与第一槽部段201的宽度精确地配合，以及，第二平衡重块部段321、322的宽度设计为与第二凹槽部段202的宽度精确地配合。这确保了平衡重块301、302、303、304和凹槽200之间的配合。

平衡重块深度被设计成小于凹槽深度，特别是第一平衡重块部段311、312的深度小于第一平衡重块部段201的深度，以及，第二平衡重块部段321、322的深度小于第二凹槽部段202的深度。

头部元件100的端面120上还设置有不锈钢制造的环形盖板130。具体如图3和图8所示，盖板130在轴向上的深度为比盖板130在径向方向上的宽度小许多倍。设计为环形盘的盖板130覆盖凹槽200和位于其中的平衡重块301、302、303、304。盖板130通过粘合连接与头部元件100的端面120流体密封地连接，其中盖板130与头部元件130的端面120的连接优选地是密封的。因此，凹槽200和平衡重块301、302、303、304被保护免受污染，并且输送辊1000还可用于具有特别高卫生要求和/或有对输送系统进行高压清洁的应用领域。

输送辊1000可以通过以下方式来制造，在步骤501中，提供具有辊轴的辊体1100，辊体1100的外圆周表面形成用于输送货物的支撑表面或被输送带环绕，并且在步骤502中，将头部元件100的插入部段110插入辊体1100的中空端部中，其中，在头部元件100的背离插入部段110的端面120上形成用于容纳至少一个平衡重块301、302、303、304的凹槽200。优选地，头部元件也插入在辊体1100的相对侧上。

用于平衡输送辊1000的方法600可以如下进行：首先，在步骤601中，提供输送辊1000。在步骤602中，平衡重块301、302、303、304例如通过提供与凹槽200匹配的平衡环(未示出)来制造。根据平衡过程的结果，平衡环被在步骤603中被分成至少两个环段，其中至少一个环段用作平衡重块301、302、303、304，并在步骤604中设置在凹槽200中。对于多个平衡重块301、302、303、304，可以相应地重复这些步骤。

优选地，为每个头部元件制造配合在凹槽中的平衡环，并使其可用于平衡过程。因此，平衡环可以在受控的工艺条件下制造并且以高精度配合到凹槽中。此外，无需储备不同的平衡重块，只需为每个头部元件储备平衡环。在平衡过程中，可以将这个平衡环取下，然后分成两个或多个环段。通过环段的圆周长度，平衡重块可以适应任何存在的不平衡。