CN108357850A - 特别是用于辊子输送机的辊子 - Google Patents

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Abstract

本发明包括辊子，特别是用于辊子输送机的辊子，所述辊子包括特别是具有圆柱形形式的辊子主体，其特征在于所述辊子主体至少部分包含玻璃材料，特别是硼硅酸盐玻璃材料。

Description

特别是用于辊子输送机的辊子
技术领域
本发明涉及辊子，特别是用于辊子输送机和/或物流***的辊子，所述辊子包括特别是圆柱形形式的辊子主体。
背景技术
现有技术中辊子使用在辊子输送线内以在许多行业中运输货物，所述行业包括但不限于电子行业、汽车行业、食品加工行业、制药行业、印刷行业、包装行业以及物流。目前，辊子使用各种迭接和涂饰的聚合物或金属结构来匹配其用途。辊子所使用的主要材料是高分子量聚乙烯、聚丙烯、缩醛、尼龙、低碳钢、铝和不锈钢。使用各种密度的聚氨酯涂层来保护和改善由上文所提及材料制成的辊子的表面性能。辊子可以重力供电/无源供电。特殊辊子输送机是使用以相等距离远离彼此放置在区域中以使产品无接触地排队的充电辊子的零压力积放***。在这样的输送机***中，可以使用传感器来检测，例如检测要输送的产品。这样的传感器可以是沿着辊子或者辊子之间安装的外部传感器，所述辊子具有集中控制***以允许传感器与辊子之间的交互。
US 2002/0008007 A1示出了具有保持在框架中的多个辊子的辊子输送机。这些辊子分配给若干部分。每个部分都分配有可驱动且易损坏的辊子，该可驱动且易损坏的辊子与同一部分的其他辊子相耦合。为了使得能够实现简单的布置，在US 2002/0008007A1中，可驱动且易损坏的辊子各自保持在固定轴上，在该固定轴上还保持着驱动辊子，并且该固定轴通过机电离合器与可驱动且易损坏的辊子耦合，该驱动辊子在其部分上配备有机电制动装置。US 2002/0008007 A1中没有进一步说明辊子的材料，仅将辊子描述为可驱动且易损坏的。此外，在US 2002/0008007A1中辊子显示出并入到辊子外表面中用于驱动目的的环形凹槽。
US 5,906,268描述了传感器辊子以及用于检测位于其上的托盘的存在的方法，其中托盘沿着包括具有内部腔室和多个孔的外壳的输送机***行进。孔与致动器一一对应，其中致动器各自具有突出穿过孔的暴露部分。传感器辊子还包括可在外壳的内部腔室中滑动并接合致动器的活塞。活塞响应于托盘沿着输送机***行进而在非致动位置到致动位置之间滑动，从而将致动器压入外壳的内部腔室中。传感器检测活塞在致动位置的存在并响应于此而产生检测信号。根据US 5,906,268的传感器辊子具有优选地由镀锌钢管制造的圆柱形外壳。根据US 5,906,268，其他材料是可能的，但没有提及钢材之外的其他具体材料。
US 5,316,129示出了用于沿着输送机组装件输送加热的玻璃片的输送机辊子。输送机辊子包括具有相对的圆柱形端部的熔融二氧化硅辊子，由可机加工钢形成的一对端盖，以及用于将每个端盖不可旋转地安装到辊子的弹簧保持器，所述一对端盖可以是耐热的以便将陶瓷辊子可旋转地安装在输送机组装件内，其中每个端盖具有管状壁用于接收并环绕辊子的圆柱形端部之一。每个弹簧保持器包括由螺旋缠绕在辊子的圆柱形端部周围的平边线圈形成的盘簧，所述平边线圈的每一个包括弯曲部分和笔直部分，分别用于弹性地且摩擦地使盖的管状壁与辊子的圆柱形端部相互接合，尽管存在由于辊子暴露于升高的温度而导致盖的管状壁与辊子的圆柱形端部之间发生的热差膨胀。每个端盖包括其敞开端部周围的螺纹，该螺纹螺纹接合保持器弹簧的线圈并将端盖轴向地固定到其相应的圆柱形辊子端部。
US 3,650,874示出了具有橡胶材料的辊子。橡胶结合到聚烯烃。
从US 2004/0173440可知辊子，特别是用于运输的辊子输送机和/或物流***，所述辊子包括集成传感器***。辊子可以是被动辊子和/或从动辊子。辊子还可以配备有集成驱动***和/或集成信息处理单元。辊子与支撑结构之间的形状配合由辊子端部上的至少一个多边形轮廓的部分提供。对电源线和数据总线的接触有利地用穿透夹产生。根据US2004/0173440的辊子的材料是塑料。电容式传感器以使由塑料制成的所述辊子无效的方式排列。
DE 29905093U1示出了由玻璃材料制成的辊子。根据DE 29905093U1的辊子不是管，而是由平板玻璃、压制玻璃或压铸玻璃制成的玻璃。根据DE 29905093U1，无法获知玻璃管，而且也不是显而易见的。此外，DE 29905093U1中没有说明可以用于辊子的玻璃材料。
BE 490944还示出了由玻璃材料制成的辊子。在BE 490944以及DE 2990509341中，没有公开对特定的玻璃材料的使用。
DE 2358809公开了一种用于具有由玻璃或陶瓷材料制成的磨耗层的输送带的辊子。在辊子与磨耗层之间引入了粘胶层和/或缓冲层。没有公开用于磨耗层的特定的玻璃材料。
根据现有技术的辊子的问题在于其使用寿命短，以及伴随着传感***的问题，特别是在辊子输送机中使用辊子时的问题。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种辊子，所述辊子的辊子主体至少部分由玻璃材料，特别是硼硅酸盐玻璃组成。
辊子主体使用玻璃材料，特别是硼硅酸盐玻璃的优点在于，由于玻璃材料的硬度的原因，可以实现辊子较长的使用寿命，特别是在更多地输送磨料或硬质产品的情况下亦如此。此外，由玻璃制成的辊子主体通过将感测元件布置在例如玻璃主体中而提供了整合的感测的可能性。此外，由玻璃材料制成的辊子耐高温以及耐腐蚀，并且为布置在玻璃主体中的传感器和部件提供气密密封(hermetic sealing)。通过使用玻璃材料，可以达到延长的使用寿命并具有高抗疲劳性。
特别是将硼硅酸盐玻璃用于辊子具有低腐蚀性和改善的抗性的优点。硼硅酸盐玻璃管提供了高表面光滑度。因此，这些辊子是输送物品的理想选择。此外，硼硅酸盐玻璃管的清洁得到改善。
在优选的实施方式中，所述玻璃主体是圆柱形形状的玻璃管，特别是硼硅酸盐玻璃管，优选是根据ISO 3585的玻璃管。圆柱形形状的玻璃管包括两个敞开端，第一敞开端和第二敞开端。所述玻璃管的所述第一敞开端和所述第二敞开端可以由轴承(bearing)和/或衬套(bushing)封闭。
穿过所述轴承和/或所述衬套，可以将轴进给到所述玻璃管结构中。这使得所述玻璃管能够在两端(所述第一敞开端和所述第二敞开端)自由移动。
为了保护所述硼硅酸盐玻璃管不因过度负荷或冲击力而故障，在进一步的实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃管可以包括涂层，特别是在所述玻璃管内壁上的UV保护涂层。
出于驱动目的，可以使用诸如cyclotan带等聚合物驱动器。在进一步的实施方式中，所述玻璃管具有外表面和内表面。可以将所述玻璃管的所述外表面成形以形成凹槽。
在甚至进一步改进的实施方式中，可以将当前安装在所述辊子外部的传感器安装在内部。例如，在所述玻璃管的所述内表面上和/或在进给穿过所述玻璃管的所述轴上是可行的。传感器安装在所述玻璃管内部产生了更清洁且更集成的整体***。
根据本发明的辊子可以是包括轴承和/或马达的从动辊子或非从动辊子。在从动辊子的情况下，电动机例如可以位于所述管中。为了提供所述轴承和/或衬套与所述玻璃管的气密密封并且防止水或灰尘由工业清洁工艺进入该管中，在优选实施方式中，用于所述轴承和/或衬套以及所述玻璃管的材料具有基本相同的热膨胀系数α20°-300℃。热膨胀系数α20°-300°处于3+10-6 1/K-10+10-61/K的范围内。优选地，如果使用硼硅酸盐玻璃，则所述热膨胀系数α20°-300°为3.0+10-6 1/K至4+10-6 1/K，特别是在3.3+10-6 1/K左右。
为了改善所述辊子在使用寿命、清洁、美观方面的性能，或者为了匹配传感器光学器件，所述辊子可以在其外表面上具有另外的表面涂层。这样的涂层可以是抗划擦和/或抗反射涂层。在优选实施方式中，所述玻璃管的壁厚至少为1.5mm且至多为20mm，优选为1.8mm至10mm的范围内。
根据本发明的辊子可以用在辊子输送机和物流***中。辊子输送机可用于多种工业，包括但不限于电子、汽车、食品加工、制药、印刷、包装工业和物流。
附图说明
现在应当在不受以下附图制约的情况下描述本发明。
图1图示了根据本发明的由硼硅酸盐玻璃管制成的辊子的示意图，该辊子具有集成轴承或衬套以使得辊子能够自由移动并且具有集成传感器元件的可行性。
图2图示了根据本发明的在具有集成传感器的中心轴周围的硼硅酸盐玻璃管的截面端视图。
图3图示了根据本发明的沿着中心轴具有传感器位置的硼硅酸盐玻璃管的等距布局。
具体实施方式
图1描绘了根据本发明的辊子的截面图。根据本发明的辊子用附图标记4表示。根据本发明的辊子包括玻璃材料的，特别是硼硅酸盐玻璃材料的玻璃主体。所描绘的实施方式中的玻璃主体是圆柱形形状的玻璃管8。玻璃管8具有两个自由端，即第一端，第二端，轴承和/或衬套可以安装到其上。轴承和/或衬套将玻璃管8的敞开端封闭。穿过轴承和/或衬套7，将轴2引导进入玻璃管8的中心。这样的布置提供了轴2穿过玻璃管8中心在玻璃管的两端处的自由移动。玻璃管8具有内表面5以及外表面。为了适应于硼硅酸盐玻璃管8在过度负荷或冲击力下的故障模式，玻璃管的内表面5可以涂覆有UV保护涂层。
出于驱动目的，可以使用诸如cyclothan带6等的聚合物驱动带对玻璃管在外表面上进行成形。在所示的实施方式中，在外表面中形成了凹槽9。通过聚合物驱动带，非从动辊子或从动辊子可以链接在一起。玻璃管允许传感器集成在该管内。传感器例如可以是光学传感器。这样的光学传感器3a、3b可以沿着内部表面安装在玻璃管内部，诸如传感器3b，或者安装在轴自身上，诸如传感器3a。可以经由穿过轴2进入辊子中的数据能量线1向安装到轴上的传感器3a提供数据或能量。作为传感器的替代或除其之外，代替传感器3a、3b的内部驱动马达允许通过硼硅酸盐玻璃管8目视检查马达和轴承。为了防止水或灰尘由工业清洁工艺进入，轴承和/或衬套7可以由具有与玻璃管基本相同的热膨胀系数的材料制成。在轴承和/或衬套7具有与玻璃管基本相同的热膨胀系数的情况下，对玻璃管进行密封以防损坏。密封可以通过使用硅，双组分粘合剂或UV胶来完成。
为了在使用寿命、清洁、美观方面给予辊子改进的性能或者为了匹配传感器光学器件3a、3b，硼硅酸盐玻璃管8可以在玻璃管8的外表面上具有外部表面涂层4。外部表面涂层4可以是抗划擦和/或抗反射涂层。与使用传感器相结合，对涂层的应用将会导致可视性的改善。硼硅酸盐玻璃管包含例如在“SCHOTT,Guide to glass,第二版第25页”中描述的硼硅酸盐玻璃。这样的硼硅酸盐玻璃包含高百分比的SiO2(70-80重量％)和另外7-13重量％的氧化硼(B2O3)，4-8重量％的Na2O和K2O以及2-7重量％的氧化铝(Al2O3)。具有这样组成的玻璃显示出对腐蚀和温度变化的高抗性。由于这个原因，将它们用在例如化学工业的加工厂中。尤其是在危险的环境中，诸如在暴露于化学品、热源等的情况下，使用硼硅酸盐玻璃3.3(其也称为DURAN group GmbH的玻璃)是有利的。根据在Hattenbergstraβe10,55120Mainz的DURAN group GmbH的数据手册，硅酸盐玻璃3.3具有以下组成：81重量％的SiO2，13重量％的B2O3，4重量％的Na2O和K2O，2重量％的Al2O3。从http://www.duran-group.com/de/ueber-duran/duran-eigenschaften.html玻璃的所有物理数据是显而易见的。
一种替代的硼硅酸盐玻璃是型的硼硅酸盐玻璃。是在Hattenbergstraβe 10,55120Mainz的Schott股份有限公司的品牌。根据Schott股份有限公司在http://www.schott.com/d/tubing上推出的数据手册无色玻管(clear)的组成为75重量％的SiO2，10.5重量％的B2O3，5重量％的Al2O3，7重量％的Na2O，1.5重量％的CaO。的一种不同类型是棕色玻管(amber)。上文披露的内容完全包含在本申请中。
图2示出了包括硼硅酸盐玻璃管8的辊子的一个端的截面图。硼硅酸盐玻璃管8布置在中心轴2周围。传感器可以布置在中心轴2周围。轴2具有成形端10，成形端10可以安装到输送机***中以便易于装配和移除。硼硅酸盐玻璃管8优选地具有1.8至10mm的壁厚。
图2中的附图标记3a描述了布置在玻璃管的轴周围的传感器。
图3示出了具有中心轴2的玻璃管8的三维视图。玻璃管8示出有敞开端并且具有圆柱体的形式。玻璃管的壁厚为1.8mm至10mm。传感器沿着辊子的轴线的长度布置。沿着辊子的整个轴2布置传感器允许能够检测出横跨辊子的内部长度的输送物品。
本发明的由玻璃管制造的辊子比现有技术中所示的由金属材料或聚合物管制成的辊子具有独特的改进。使用玻璃管代替金属管或聚合物管允许在内部安装传感器。此外，玻璃管还给予了目视检查诸如轴承或马达等内部区域以便进行维护的可行性。
此外，硼硅酸盐玻璃管具有诸如低腐蚀性和改善的抗性等优点。此外，由于硼硅酸盐玻璃管作为辊子带来的高表面光滑度，因此对一定物品的输送和表面的清洁得到改善。使用玻璃管比根据现有技术的辊子具有大量的进一步优点。玻璃材料的硬度在输送磨料产品或硬质产品的情况下提供更长的使用寿命。此外，由于玻璃材料对液体和气体具有高化学抗性和不渗透性的原因，清洁得到改善。玻璃管是抗菌的，因此对于食物是安全的。玻璃管可以设置有自清洁涂层以便易于清洁。玻璃管的涂层可以施加到外表面上以及到内表面上。通过涂层可以施加针对不同应用的表面特性。用导电涂层和/或保护涂层来涂覆玻璃管以便改善强度并避免划痕是可行的。功能性涂层也是可行的。玻璃管的透明性允许对传感器和驱动***进行内部检查。由于玻璃管不透液体和气体的事实的原因，传感器得到保护。对玻璃管的传输是可调整的。此外，可以将玻璃管密封到诸如衬套和/或轴承等金属上。玻璃管具有非常低的热导率和高抗热震性以及低热膨胀系数。此外，硼硅酸盐玻璃管即使在冷水环境中也是耐腐蚀的。通过使用玻璃管，可以显著增加辊子的使用寿命。在环境方面，玻璃管的另一个优点是它们是可回收的并且耐放射性辐射。
玻璃管可以提供多达1500mm的宽度(其中，外径>50mm)以及从1.8mm到9mm的壁厚。由于外部表面中的集成凹槽的原因，玻璃管可以由cyclothan聚合物驱动带驱动。可能的热塑性涂料防止了导致使用期间寿命周期降低的累积性缺陷。
本申请包括在下文句子中公开的各方面，所述句子是说明书的一部分而非权利要求。
句子
1.辊子，特别是用于辊子输送机的辊子，所述辊子包括特别是圆柱形形式的辊子主体，其特征在于所述辊子主体至少部分由玻璃材料组成，特别是硼硅酸盐玻璃材料。
2.根据句子1所述的辊子，其特征在于所述辊子主体是玻璃管(8)，特别是硼硅酸盐玻璃管。
3.根据句子2所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有第一敞开端和第二敞开端，并且所述第一敞开端和/或所述第二敞开端包括轴承和/或衬套。
4.根据句子3所述的辊子，其特征在于所述辊子包括进给穿过所述轴承和/或衬套进入所述玻璃管(8)的轴(2)。
5.根据句子2至4中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有外表面和内表面(5)，其中所述玻璃管(8)的所述内表面(5)包括保护涂层，特别是UV保护涂层。
6.根据句子3至5中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有外表面和内表面(5)，其中所述外表面是成形的表面，特别是具有凹槽(9)的成形的表面。
7.根据句子2至6中之一所述的辊子，其特征在于所述辊子包括一个或多个传感器元件(3、3a、3b)，特别是光学传感器元件。
8.根据句子7所述的辊子，其特征在于所述传感器元件沿着所述内部表面(5)和/或在进给穿过所述玻璃管(8)的所述轴(2)上安装在所述玻璃管(8)内。
9.根据句子1至6中之一所述的辊子，其特征在于所述辊子包括驱动元件，特别是位于所述玻璃管内的电动机。
10.根据句子1至9中至少一项所述的辊子，其特征在于所述轴承和/或衬套以及所述玻璃管(8)的材料具有基本上相同的膨胀系数α20°-300℃，所述膨胀系数α20°-300℃在3+10-6 1/K至10+10-6 1/K的区域内。
11.根据句子1至10中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有外表面和内表面(5)，并且所述玻璃管在所述外表面上包括另外的涂层。
12.根据句子1至11中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有壁厚，特别是在1.5mm至20mm，优选1.8mm至10mm范围内的壁厚。
13.辊子输送机，特别是用于运输货物，特别是电子、汽车、食品加工、制药、印刷、包装行业的货物，所述辊子输送机包括一个或多个被动和/或从动辊子，其特征在于所述辊子是根据句子1至12中之一所述的辊子。
14.根据句子1至12中之一所述的辊子的用途，所述辊子用在辊子输送机或物流***中，特别是用于电子、汽车、食品加工、制药、印刷、包装产品的辊子输送机或物流***中。

Claims (13)

1.一种用于辊子输送机的辊子，其包括圆柱形形式的辊子主体，其特征在于所述辊子主体至少部分由硼硅酸盐玻璃材料组成，并且所述辊子主体是玻璃管(8)。
2.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有第一敞开端和第二敞开端，并且所述第一敞开端和/或所述第二敞开端包括轴承和/或衬套。
3.根据权利要求2所述的辊子，其特征在于所述辊子包括进给穿过所述轴承和/或衬套进入所述玻璃管(8)的轴(2)。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有外表面和内表面(5)，其中所述玻璃管(8)的所述内表面(5)包括保护涂层。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有外表面和内表面(5)，其中所述外表面是成形的表面，特别是具有凹槽(9)的成形的表面。
6.根据权利要求1至5中之一所述的辊子，其特征在于所述辊子包括一个或多个传感器元件(3、3a、3b)。
7.根据权利要求6所述的辊子，其特征在于所述传感器元件沿着所述内部表面(5)和/或在进给穿过所述玻璃管(8)的所述轴(2)上安装在所述玻璃管(8)内。
8.根据权利要求1至7中之一所述的辊子，其特征在于所述辊子包括驱动元件，特别是位于所述玻璃管内的电动机。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的辊子，其特征在于所述轴承和/或衬套以及所述玻璃管(8)的材料具有基本上相同的膨胀系数α20°-300℃，所述膨胀系数α20°-300℃在3+10-61/K至10+10-6 1/K的区域内。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)具有外表面和内表面(5)，并且所述玻璃管在所述外表面上包括另外的涂层。
11.根据权利要求1至10中至少一项所述的辊子，其特征在于所述玻璃管(8)的壁厚在1.5mm至20mm范围内。
12.用于运输货物的辊子输送机，包括一个或多个被动和/或从动辊子，其特征在于所述辊子是根据权利要求1至11中之一所述的辊子。
13.根据权利要求1至11中之一所述的辊子的用途，所述辊子用在辊子输送机或物流***中。
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