KR20140111616A - 보강 요소를 갖춘 컨베이어 롤러 - Google Patents

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KR20140111616A
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Abstract

본 발명은, 롤러 축을 가지며, 그 외주 영역이 운반될 아이템에 대한 베어링 표면에 상당하는, 롤러 몸체, 및 원통형 외면을 갖는 삽입부로 상기 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입되는 헤드 요소를 포함하며, 그에 의해서, 상기 헤드 요소의 삽입부가 보강 요소를 갖는, 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러에 관한 것이다.

Description

보강 요소를 갖춘 컨베이어 롤러 {CONVEYOR ROLLER WITH REINFORCEMENT ELEMENT}
본 발명은, 롤러 축(roller axis)을 가진 롤러 몸체(roller body), 운반될 아이템(item)에 대해 베어링 표면(bearing surface)에 상당하는 외주 영역, 및 원통형 외면을 갖는 삽입부로 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입되는 헤드 요소(head element)를 포함하는, 컨테이너, 팰럿(pallet) 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치(conveyor installation)용 컨베이어 롤러(conveyor roller)에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러를 위한 헤드 요소 - 상기 헤드 요소는, 상기 헤드 요소가 컨베이어 롤러의 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입될 수 있는 원통형 외면을 갖는 삽입부를 포함함 - 에 관한 것이다.
본 발명은 추가적으로 이전에 기술된 유형의 컨베이어 롤러를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 설계의 컨베이어 롤러는 물류 어플리케이션(logistical application)에서 다양한 목적을 위해 사용된다. 예를 들어, 그것들은, 수화물 물류 센터(parcel distribution center)에서 꾸러미 운반을 위해, 공항에서 수화물 운반을 위해, 또는 다양한 종류의 상점에서 컨테이너의 운반을 위해, 다른 다수의 어플리케이션과 함께, 팰럿 운반에 사용될 수 있다. 프로세스에 있어서, 서로 이웃하여 배열되는 다수의 롤러들로 구성되는 컨베이어 트랙이 일반적으로 구성되며, 그 상부 주변 영역이 운반될 아이템들을 위한 마운트(mount) 역할을 한다. 이러한 컨베이어 트랙들에 있어서, 드라이브를 갖지 않는 아이들 롤러(idle roller)들은 일측에 배열되고, 컨베이어 케이지(conveyor cage)내에 단순히 회전 가능하게 장착된다. 또한, 동력 컨베이어 롤러들은 이러한 컨베이어 트랙들에 배열되며, 상기 롤러들은 모터에 의해 구동되고 전기 드라이브 유닛에 의해 회전된다. 모터로 구동되는 컨베이어 롤러들은 한편으로는 그 롤러 몸체들의 외주 영역 바로 위로 운반될 아이템들을 운반하는 역할을 한다. 다른 한편으로는, 벨트 드라이브와 같은, 전달 요소(transmission element)에 의해서 하나 이상의 아이들 롤러들에 대한 모터로 구동되는 컨베이어 롤러의 회전의 전달을 통해, 하니 이상의 아이들 롤러들이, 그 외주 영역 위로 운반될 아이템들을 또한 나아가게 하기 위해서, 모터로 구동되는 컨베이어 롤러에 의해 회전될 수 있다.
컨베이어 롤러들은, 롤러 몸체가 적어도 부분적으로 중공으로 설계되는, 그리고 특히 중공 단부를, 바람직하게는 2개의 중공 단부를 갖는 식으로, 바람직하게 구성된다. 모터로 구동되는 컨베이어 롤러들을 위해서, 드라이브 유닛이 바람직하게 롤러 몸체의 내부의 내측으로 배열된다. 만약, 드라이브 유닛이 롤러 몸체의 내측에 배열된다면, 롤러들의 회전을 발생시키기 위해서 롤러 몸체의 외측에 배열된 기계 부품들이 필요하지 않다. 롤러 몸체의 내부에 배열된 드라이브 유닛은, 예컨대, 드라이브 유닛으로부터 롤러 몸체의 내부의 내주 영역으로 토크를 전달하도록 설계되고 배열된 커플링 유닛(coupling unit)을 가질 수 있다.
EP 1 671 901 B1로부터, 컨베이어 롤러는, 부싱(bushing)으로 설계된 헤드 요소가 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입되고 그에 의해 강건하게 연결되는 컨베이어 롤러가 알려져 있다. EP 1 671 901 B1로부터 부싱으로서 설계된 헤드 요소는 케이지의 핀에 회전 가능하게 장착되는 베어링을 포함한다. 이러한 식으로, 롤러 몸체의 단부는 케이지에 관하여 용이하게 회전 가능하게 장착될 수 있다. 헤드 요소가, 적어도 부분적으로, 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입될 수 있음으로써 - 즉 그 삽입부 -, 삽입부의 단면은, 또한 롤러 축에 직교하는 평면내에 있는 롤러 몸체의 중공 단부의 단면의 롤러 축에 직교하는 평면내에서 바람직하게 조정된다.
컨베이어 롤러의 롤러 몸체, 또는 적어도 롤러 몸체의 중공 단부의 대부분이 중공 실린더로서 설계되기 때문에, 삽입부가 또한 롤러 몸체의 단부내로 삽입될 수 있는 원통형 외면을 갖는다. 이것은 압입(press fit)을 초래하여, 삽입부와 롤러 몸체의 중공 단부사이의 그리고 따라서 롤러 몸체와 헤드 요소사이의 이러한 압입에 의해 전달력이 발생된다.
그러한 기존의 컨베이어 롤러들은 제조 및 설치하기에 간단하다. 하지만, 기존의 컨베이어 롤러들을 더 향상시키는 것이 이상적이다. 또한, 기존의 컨베이어 롤러의 신뢰성을 더 증대시키고 그리고/또는 어플리케이션의 상이한 영역들에 대해서 컨베이어 롤러들의 순응성을 더 증대시키는 것이 이상적이다.
따라서, 상기한 필요들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 만족시키는 이전에 언급된 종류의 컨베이어 롤러를 제공 또는 제조하는 것이 본 발명의 목적이다. 또한, 상기한 필요들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 만족시키는 이전에 언급된 종류의 헤드 요소를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이러한 목적은, 롤러 축을 가지며, 그 외주 영역이 운반될 아이템에 대한 베어링 표면에 상당하는, 롤러 몸체, 및 원통형 외면을 갖는 삽입부로 상기 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입되는 헤드 요소를 포함하며, 그에 의해서, 상기 헤드 요소의 삽입부가 보강 요소를 갖는, 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러에 의해서 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명은, 헤드 요소와 롤러 몸체간의 신뢰성 연결이 컨베이어 시스템의 신뢰성을 증대시키게 될 때의 기능성에 결정적이라는 발견에 기초한다. 컨베이어 시스템은, 구동 컨베이어 롤러들이 롤러로부터 롤러로 서로 아래의 벨트들을 구동하는 것에 의해 연결되는 드라이브 기술을 이용한다. 이러한 구동 벨트들은 종종 헤드 요소의 구동 부분을 런 오버(run over)하고, 그것은 형태 맞춤(form fit) 및/또는 압력 맞춤(force fit) 또는 마찰 연결(frictional connection) 등에 기인하여, 힘 또는 토크의 대응하는 전달이 보증되는 식으로, 컨베이어 롤러의 롤러 몸체가 헤드 요소에 연결되는 것을 요구한다. 특히, 예컨대, 24V DC 모터 구동 유닛이 설치되고, 예컨대 10개까지의 컨베이어 롤러들이 구동되는 그러한 구동 롤들에 대해서, 헤드 요소와 롤러 몸체간의 신뢰성있는 연결이 컨베이어 시스템의 기능성에 결정적이다.
기존의 컨베이어 롤러들에 대해서, 이러한 연결은 긴 압입에 의해 실현된다. 이것은, 헤드 요소가 롤러 몸체의 중공 단부내로 깊게 가압되는 상대적으로 긴 삽입부를 갖는다는 것을 의미한다. 그러한 긴 압입은, 기존의 컨베이어 롤러들의 경우에 있어서, 불리한 내성비(큰 롤러 몸체, 작은 헤드 요소)와 더불어도, 충분한 압입이 여전히 보장된다는 것을 보증할 수 있다. 롤러 몸체와 헤드 요소간의 공차역(tolerance zone)은 0.2 내지 0.4 mm에 달할 수 있고, 또는 부분적으로 0.6 mm까지일 수 있다.
하지만, 이러한 구성의 단점은, 충분한 압입을 위해 필요한 헤드 요소의 삽입부의 길이가 롤러 축의 방향에 있어서의 컨베이어 롤러의 총 길이를 증가시키고, 따라서 컨베이어 롤러들, 특히 모터로 구동되는 컨베이어 롤러들의 짧은 설계가 가능하지 않다는 것이다. 하지만, 어플리케이션의 특정 영역들에 있어서, 짧은 컨베이어 롤러들을 가진, 즉, 짧은 아이들 롤러들과 함께 짧은 모터로 구동되는 롤러들을 가진 컨베이어 시스템이, 작은 묶음들의 운반 등에서 필요하거나 적어도 유리하다.
또한, 헤드 요소는 보통 플라스틱으로 설계된다. 이러한 상대적으로 부드러운 재질 - 대부분이 금속, 특히 스텐인레스 강으로 설계되는 롤러 몸체들에 비해서 - 은 헤드 요소와 롤러 몸체간의 연결의 신뢰성을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 하나의 롤러로부터 다른 롤러로의, 특히 모터로 구동되는 컨베이어 롤러로부터 하나 이상의 아이들 롤러로의 회전의 전달이, 헤드 요소의 삽입부가 보강 요소를 갖는 경우에, 현저하게 더 짧은 설계를 가진 컨베이어 롤러들에 대해서조차 신뢰성있는 방식으로 가능할 수 있다는 발견에 기초한다. 따라서, 기존의 컨베이어 롤러에 비해 헤드 요소의 삽입부가 현저히 더 짧아진, 현저히 더 짧은 컨베이어 롤러들에 대해서조차, 컨베이어 롤러들, 모터로 구동되는 컨베이어 롤러들과 함께 아이들 롤러들의 양쪽의 신뢰성이 향상될 수 있고, 또한, 운반될 아이템들의 운반의 정확성이, 특히 시작 및 정지에 관하여, 더 짧은 설계를 가진 컨베이어 롤러들의 경우에서조차, 증대되거나 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 컨베이어 롤러에 있어서, 원통형 외면을 가진 삽입부는 보강 요소를 갖는다. 이러한 보강 요소는 바람직하게, 삽입부의 원통형 외면과 롤러 몸체의 중공 단부간의 토크의 전달을 향상시키도록 배열되고 설계된다. 특히, 보강 요소는 삽입부의 단단함을 증대시키도록 그리고/또는 삽입부의 변형성을 감소시키도록 배열되고 설계된다. 보강 요소는, 토크 전달의 신뢰성이 증대되도록, 헤드 요소의 안정성, 특히 기하학적 안정성을 바람직하게 증대시킬 수 있다.
삽입부가 보강 요소를 갖기 때문에, 삽입부의 형태의 안정성이 증대되어, 기존의 컨베이어 롤러들에 비해 현저히 짧아진 삽입부에 대해서조차, 롤러 몸체와 헤드 요소간의 요구되는 신뢰성있는 연결이 보장된다. 특히, 보강 요소의 준비로 인해, 헤드 요소와 롤러 몸체간의 상대 회전 움직임 및/또는 상대 축방향 움직임을 방지하거나 적어도 현저히 감소시키는 연결이 보장될 수 있다. 헤드 요소가 보강 요소를 갖기 때문에, 기존의 컨베이어 롤러들에 대한 필요한 긴 압입이 현저히 단축될 수 있는데, 그 이유는 헤드 요소의 삽입부가 현저히 더 짧은 길이들에 대해서조차 충분히 강건하다는 것과, 따라서 전체 허용 범위에 걸쳐, 롤러 몸체와 헤드 요소간의 토크의 신뢰성있는 전달이 헤드 요소와 함께 롤러 몸체의 양쪽에 대해서 보장될 수 있다는 것을 보강 요소가 보증하기 때문이다.
이러한 식으로, 보강 요소의 준비는, 컨베이어 롤러들에 대해서, 즉 아이들 롤러들과 함께 모터로 구동되는 롤러들의 양쪽에 대해서 특히 현저히 단축된 설계를 가능케 하며, 동시에 기존의 컨베이어 롤러들에 비해 이러한 컨베이어 롤러들의 신뢰성이 동일한 채로 남거나 심지어 증대될 수 있다. 결과적으로, 컨베이어 시스템들은 또한, 기존의 컨베이어 롤러들에 비해 현저히 더 짧은 길이들을 요구하는 어플리케이션의 영역에서 사용될 수 있다.
또한, 보강 요소의 준비는, 보강 요소가 롤러 몸체와 동일 또는 유사한 열팽창 계수를 갖는 재료로 설계되는 경우에, 저온 조건에서 헤드 요소(특히, 플라스틱으로 설계된 헤드 요소들)의 수축을 또한 방지할 수 있다.
컨베이어 롤러가 그에 의해 케이지에 장착될 수 있는 베어링 요소들을 수용하도록 특히 설계된 내부 공동을 헤드 요소가 갖는 것이 바람직하다. 삽입부 및 보강 요소는 또한 그러한 내부 공동을 바람직하게 갖는다. 특히, 내부 공동은 베어링 핀의 장착을 위해 롤러 베어링을 수용하도록 설계된다. 베어링 핀은, 예컨대, 롤러 베어링의 내부 링에 장착되는 내부 나사산을 갖춘 슬리브(sleeve), 및 이러한 내부 나사산내로 나사 고정될 수 있는 나사에 의해 형성될 수 있다.
컨베이어 롤러는 아이들 롤러로서 또는 모터로 구동되는 컨베이어 롤러로서 설계될 수 있다. 일실시예에 있어서, 모터로 구동되는 컨베이어 롤러로서, 컨베이어 롤러는 토크를 롤러 몸체로 전달하도록 설계되고 배열되는 드라이브 유닛에 의해 특징지어진다.
삽입부 및 롤러 몸체의 중공 단부가 각각 원통형 단면을 갖는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 단면은, 롤러 축에 직교하는 평면에서의 섹션인 것으로 이해되어 진다. 특히, 헤드 요소의 원통형 삽입부가 원형 중공 단면을 가진 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입되는 경우에, 롤러 몸체의 중공 단부의 원통형 내부 영역과 삽입부의 원통형 외면간의 마찰 연결을 신뢰성있는 방식으로 생성하기 위해서 그리고 컨베이어 롤러의 운전 기간 내내 이러한 연결을 유지하기 위해, 삽입부가 보강 요소를 갖는다면 크게 유리하다. 삽입부가 그에 의해 보강 요소를 갖는 헤드 요소는 롤러 몸체의 중공 단부의 원통형 내부 영역과 삽입부의 원통형 외면간의 마찰 연결의 퇴화 또는 쇠약을 방지하거나 적어도 감소 또는 지연시킬 수 있다.
보강 요소가 제1 재료를 포함하거나 제1 재료로 이루어지고, 헤드 요소가 제2 재료를 포함하거나 제2 재료로 이루어지며, 제1 재료는 제2 재료와는 상이한 재료인 것이 특히 바람직하다.
따라서, 예컨대, 무게 및/또는 비용을 감소시키기 위해서 등으로, 보강 요소보다 더 부드럽고 그리고/또는 비용 효율적 재료로 삽입부를 설계하는 것이 가능하다.
보장 요소를 갖는 삽입부를 가진 헤드 요소의 특별한 장점들은, 특히, 보강 요소가 헤드 요소와는 상이한 재료로, 특히, 헤드 요소의 삽입부와는 상이한 재료로 설계되거나 그러한 상이한 재료를 갖는 경우에, 실현될 수 있다. 상이한 재료들의 조합의 결과로서, 보강 요소에 기인하는 삽입부의 형태의 안정성에 있어서의 증대가 이상적인 유리한 방식으로 달성될 수 있다. 제1 재료가 제2 재료보다 더 딱딱하고 그리고/또는 제1 재료가 제2 재료보다 더욱 큰 단단함을 가지는 것이 특히 바람직하다.
헤드 요소는 바람직하게 플라스틱으로 설계된다. 예컨대, 헤드 요소 주위의 롤러 몸체의 비딩으로부터의 또는 압입으로부터의 압력을 견디기 위해서, 헤드 요소를 추가적으로 딱딱하게 하는 것이 유리하다. 보강 요소의 도입으로 인해서, 토크 전달의 신뢰성을 증대시키면서, 헤드 요소의 안정성, 특히 기하학적 안정성이 증대될 수 있다. 보강 요소의 사용으로 인해서, 헤드 요소의 압입의 변형성이 현저히 감소될 수 있다.
헤드 요소는, 특히 삽입부는, 바람직하게 플라스틱으로, 특히 폴리아미드와 같은 딱딱한 플라스틱 또는 필적하는 플라스틱으로 제조된다. 헤드 요소는, 특히 삽입부는 바람직하게, 전달부에서 구동하는 구동 벨트에 대한 부착으로부터의 유리한 마모 특성(wear behavior)을 달성하기 위해, 섬유, 입자 등의 충전재들로 충전되거나 강화되지 않는다. 하지만, 기존의 컨베이어 롤러들에 대해서는, 헤드 요소와 롤러 몸체간의 신뢰성있는 연결을 위해 필요한 긴 압입을 생성하기 위해 긴 삽입부가 필요하다. 보강 요소가 바람직하게 구동 벨트와 접촉되지 않기 때문에, 삽입부의 보강 요소는 현저히 더 단단하거나 더 딱딱한 재료로 설계될 수 있다. 보장 요소는, 예컨대, 삽입부에 비해서 보강되거나 딱딱한 플라스틱으로 또한 설계될 수 있다.
따라서, 재료 조합이 특히 우선시되며, 그에 의해서 제1 재료는 금속, 특히 스테인레스 강이고 제2 재료는 플라스틱이다.
더 바람직한 실시예에 있어서, 헤드 요소는 보강 요소상으로 성형(mold)된다. 예를 들어, 헤드 요소는, 특히 삽입부는, 사출 성형법에 의해 제조될 수 있고 보강 요소상으로 성형될 수 있으며, 또는 보강 요소가 헤드 요소의 삽입부내로 성형될 수 있다. 보강된 플라스틱과 같은 것에 의한 보강 요소의 설계에 대해서, 삽입부의 플라스틱과 보강 요소의 보강된 플라스틱간에 접착성 결합을 갖는 헤드 요소의 삽입부와 더불어서의 원피스 설계(one-piece design)가 바람직할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예는, 보강 요소가 내경, 외경 및 축방향 범위를 가진 보강 링으로서 설계되는 것을 제공한다. 보강 링으로서의 보강 요소의 구성은, 동시에 높은 정도의 단단함을 갖는 단순한 기하학적 설계의 장점을 갖는다. 그로서, 보강 요소의 내경이 삽입부의 내경과 동일하거나 더 크거나 더 작은 그리고/또는 보강 요소의 외경이 삽입부의 외경과 동일하거나 더 작은 그리고/또는 보강 요소의 축방향 범위가 삽입부의 축방향 범위와 동일하거나 더 크거나 더 작은 실시예들이 바람직할 수 있다. 보강 링은 따라서 그 자신의 크기 또는 벽 두께; 즉, 그 자신의 내경과 외경간의 그 범위, 및 그 자신의 축방향 범위에 있어서 변화할 수 있다. 보강 링의 축방향 범위는 롤러 축의 방향에 있어서의 그 자신의 폭에 대응한다.
볼 베어링 또는 롤러 베어링의 외부 링(outer ring)은 바람직하게 보강 링으로서 사용될 수 있다. 하지만, 보강 링으로서 사용되는 외부 링은 바람직하게 그 자신의 내부에서 볼 베어링 홈을 갖지 않는다.
보강 요소는 삽입부의 원통형 외주를 넘어 돌출하지 않는, 즉 보강 요소의 외경이 삽입부의 외경에 최대로 대응하는 것이 바람직하다. 또한, 삽입부의 링-형상 부분이 보강 요소의 외주를 둘러싸는 그러한 방식으로 보강 요소가 삽입부에 배열되는 것이 특히 바람직하다.
보강 링의 축방향 범위가 보강 링의 그 내경과 그 외경 사이의 두께의 최소 2배에 이르는 경우에, 바람직한 실시예가 초래된다. 기존의 컨베이어 롤러들에 비해 더 짧은, 삽입부의 축방향 범위에 바람직하게 순응하는, 롤러 축을 따르는, 그 자신의 두께에 비해, 긴 폭을 가진 보강 링의 그러한 실시예로 인해서, 삽입부가 본질적으로, 그 자신의 전체 축방향 범위를 따라, 즉, 롤러 축의 방향에 있어서 그 자신의 길이에 걸쳐서, 보강 링에 의해 보강되는 것이 달성될 수 있다. 기존의 컨베이어 롤러들에 비해 이러한 더 짧은 삽입부 길이의 결과로서, 롤러 축의 방향에 있어서 대응하는 길이를 가진 보강 링으로서의 보강 요소의 설계의 경우에 있어서 보장될 수 있는, 삽입부의 대부분이 보강 요소에 의해 보강되는 경우에 유리하다.
대안적으로, 보강 링의 그 자신의 내경과 외경간의 두께는 또한, 보강 링의 축방향 범위에 최소 2배에 이를 수 있다. 그러한 일 실시예에 있어서, 보강 링은 중앙의 리세스(recess)를 가진 디스크 또는 천공된 디스크의 형태를 띨 수 있다.
또한, 일 실시예는, 보강 링의 두께가 축방향 범위를 따라 그 자신의 내경과 외경 사이에서 변화되는 일 실시예가 바람직하다. 이것은, 예컨대, 보강 링의 외부 및/또는 내부 재킷(jacket) 표면상의 주름(crimp) 또는 융기(swell)에 의해 실현될 수 있다. 그러한 실시예들의 목적들은, 보강 링의 단단함을 개선하기 위한 것 그리고/또는 재료를 절감하기 위한 것이 될 수 있다.
보강 링의 크기 또는 벽 두께, 즉 내경과 외경 사이의 범위가 롤러 몸체의 크기 또는 벽 두께보다 더 큰 것이 또한 특히 바람직하다. 보강 링의 단단함과 비딩에 의해 가해지는 비딩 압력 사이 등의, 힘의 균형은 이에 의하여 유리하게 달성될 수 있다.
헤드 요소는 토크를 전달 요소에 전달하기 위한 전달부를 갖는 것이 또한 바람직하다. 롤러 몸체의 회전이 헤드 요소를 통해 하나 이상의 다른 롤러들로 전달되어질 경우에 본 발명의 장점들이 특히 유용해진다. 이에 관하여, 헤드요소는 바람직하게, 롤러 몸체내로 삽입되지 않고, 오히려 축방향에 있어서 롤러 몸체를 넘어 돌출하는 전달부를 갖는다. 예컨대, 모터로 구동되는 컨베이어 롤러를 운반 및/또는 반대 방향으로 직접적으로 또는 간접적으로 이웃하는 아이들 롤러들과 연결하는, 벨트 드라이브가 (예컨대, 이러한 전달부에) 배열될 수 있다.
삽입부가 전달부를 면하는 단부에서 경사진 것이 특히 바람직하다. 롤러 몸체의 단부가 비딩을 갖는 것이 이로서 또한 특히 바람직하다. 또 특별한 장점들이, 롤러 몸체의 비딩이 삽입부의 경사진 단부와 맞물리는 경우에, 초래된다.
삽입부는, 전달부를 면하는 그 자신의 단부까지 롤러 몸체의 중공 단부내로 바람직하게 삽입된다. 삽입부의 전달부를 면하는 그 자신의 단부에서 경사짐은, 롤러 몸체의 단부가 삽입부의 경사진 단부와 맞물리는 비딩을 갖는 것을 가능케 한다.
비딩은 또한, 삽입부에서 롤러 몸체의 중공 단부의 원주적 형성에 또한 관계할 수 있다. 그러한 비딩은 삽입부의 단부에서의 경사짐에 대응하는 양만큼 롤러 몸체의 단부의 수축에 바람직하게 대응한다. 이러한 방식으로, 형태 맞춤이, 전달부를 면하는 삽입부의 단부와 롤러 몸체의 단부 사이에서 달성될 수 있고, 이에 의해, 특히, 상기 비딩이 롤러 몸체의 양측 단부들에 제공되어 있는 경우에, 헤드 요소와 롤러 몸체 사이의 축방향 상대 움직임이 방지될 수 있고 또는 적어도 현저하게 특히 감소될 수 있다. 하지만, 그러한 비딩의 유효성은 헤드 요소, 특히 삽입부의 재료의 단단함에 좌우되는데, 그 이유는 이러한 재료가 대응하는 반작용력을 가할 수 있어야 하기 때문이다. 특히, 롤러 몸체의 수축성 있는 단부가, 비딩의 측면에서, 맞물리는, 삽입부의 경사진 단부와 보강 요소의 단축된 삽입부의 조합은, 특히 헤드 요소와 롤러 몸체간의 유리한 연결을 이끌며, 그 결과로서 롤러 축 주위의 회전 방향에 있어서의 그리고/또는 축방향에 있어서의 상대 움직임이 방지되거나 적어도 감소될 수 있다.
또한, 전달부를 면하는 삽입부의 단부와 전달부로부터 떨어져 면하는 단부사이에 보강 요소가 배열되는 것이 특히 바람직하다.
본 실시예에 있어서, 보강 요소는, 보강 요소가 전달부를 면하는 삽입부의 단부와 삽입부로부터 떨어져 면하는 즉, 롤러 몸체의 내부를 면하는 단부 사이에 배열되는 식으로, 축방향의 관점으로 삽입부에 배열된다.
바람직한 실시예는 또한, 삽입부의, 헤드 요소의 조립 상태에서 롤러 몸체의 내부를 면하는 단부, 즉, 전달부로부터 떨어져 면하는 단부와, 롤러 몸체의 롤러 축에 관하여, 즉, 축방향에 있어서 보강 요소의, 롤러 몸체의 내부를 면하는 단부가 평평한 것을 초래한다.
삽입부가 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입된 조립된 조건에서, 보강 요소가 아니고, 삽입부 또는 삽입부의 일부만이 중공 롤러 몸체의 내부 재킷 표면과 접촉되는 식으로, 삽입부에 보강 요소가 배열되는 것이 또한 바람직하다.
전달부가 그 자신의 외주에 있어서, 폴리-V-벨트(poly-V-belt)로서 설계된 전달 요소를 수용할 수 있도록 하기 위해서, 적어도 W-모양의 원주 프로파일(profile)을 갖는 것이 특히 바람직하다. 이런 식으로, 그러한 폴리-V-벨트는 전달부의 온 원주 프로파일에 장착될 수 있고 컨베이어 롤러가 이러한 식으로 다른 컨베이어 롤러들과 연결될 수 있다. 전달부가 그 자신의 외주에 있어서, 폴리-V-벨트로서 설계된 2개의 전달 요소를 수용할 수 있도록 하기 위해서, 2중-W-형태를 가진 원주 프로파일을 갖는 것이 특히 바람직하다. 전달부가 그 자신의 외주에 있어서, 폴리-V-벨트로서 설계된 하나 이상의 전달 요소를 수용할 수 있도록 하기 위해서, 멀티(multi)-V 원주 프로파일을 갖는 것이 또한 바람직하다.
그러한 폴리-V-벨트는, 예컨대, 허친슨(Hutchinson)이라는 회사로부터 획득될 수 있다. W-프로파일 대신에, 멀티-V 프로파일이 2개보다 많은 V-형 내부 웨지(wedge)를 가진 폴리-V-벨트를 수용할 수 있도록 하기 위해서 전달부의 원주에 또한 구성될 수 있다. 폴리-V-벨트는 일반적인 벨트에 비해 확대된 접촉면을 갖는다. 이것은 더 많은 토크의 전달을 가능케 한다. 더 많은 토크의 전달은, 하지만, 헤드 요소, 특히 삽입부와 롤러 몸체간의 마찰 연결의 쇠약을 촉진시킨다. 토크의 더 많은 전달을 신뢰성 있게 실현하기 위해서, 헤드 요소와 컨베이어 롤러의 중공 단부간의 토크-저항 연결을 대응적으로 높은 토크를 위해서 보장하는 것이 따라서 필요하다. 특히, 더 짧은 구성 길이를 가진 모터로 구동되는 컨베이어 롤러들에 대해서는, 대응하는 짧은 삽입부에 대해 필요한 토크 전달을 신뢰성 있게 보장할 수 있도록 하기 위해서, 보강 링의 준비가 따라서 유리하다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 앞서 언급된 목적은, 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러를 위한 헤드 요소에 의해 달성되며, 상기 헤드 요소는, 상기 헤드 요소가 컨베이어 롤러의 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입될 수 있는, 원통형 외면을 갖는 삽입부를 포함하며, 그에 의해서, 상기 헤드 요소의 삽입부가 보강 요소를 갖는다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러, 특히 앞서 기술된 바와 같은 컨베이어 롤러를 제조하기 위한 방법으로서, 롤러 축을 가지며, 그 외주 영역이 운반될 아이템에 대해 베어링 표면에 상당하는, 롤러 몸체의 준비 단계; 상기 롤러 몸체의 중공 단부내로 삽입하기 위한 원통형 외면을 갖는 삽입부를 가진 헤드 요소의 준비 단계(그에 의해, 상기 헤드 요소의 삽입부가 보강 요소를 가짐), 및 보강 요소를 가진 상기 헤드 요소의 삽입부의, 상기 롤러 몸체의 중공 단부내로의 삽입 단계를 포함하는, 컨베이어 롤러 제조 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 헤드 요소 및 본 발명에 따른 방법의 장점들, 실시예 세부와 실시예 변형들과 함께 개개의 추가적인 실시예들에 관하여, 본 발명에 따른 컨베이어 롤러의 대응하는 특징들에 관한 앞서의 설명들에 대해 언급된다. 본 발명의 바람직한 실시예는, 첨부 도면에 기초한 일 예로서 설명된다.
본 발명은, 상기한 필요들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 만족시키는 이전에 언급된 종류의 컨베이어 롤러를 제공 또는 제조할 수 있다. 또한, 상기한 필요들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 만족시키는 이전에 언급된 종류의 헤드 요소를 제공할 수 있다.
도 1은 컨베이어 롤러용 헤드 요소의 3차원 분해도;
도 2는 도 1에 따른 헤드 요소를 통하는 길이 방향 단면; 그리고
도 3은 헤드 요소를 가진 컨베이어 롤러의 길이 방향 단면도.
도 1 내지 도 3에 묘사된 헤드 요소(100)는 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로 삽입하기 위한 삽입부(110)를 갖는다. 헤드 요소(100)는 바람직하게, 플라스틱, 예컨대 폴리아미드를 포함하거나 그것으로 구성된다. 헤드 요소(100)의 삽입부(110)의 외부 원통형 원주(111)는 바람직하게, 롤러 몸체의 중공 단부(330)의 내부 원주(320)와 동일하거나 약간 더 크게 설계됨으로써, 삽입부(110)가 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로 삽입되는 경우에, 마찰 연결이 일어난다.
헤드 요소(100)는, 예컨대, 헤드 요소(100)의 회전 가능한 장착을 위해 베어링 요소들을 수용하도록 설계된 내부 공동(170)을 갖는다. 그러한 베어링 요소들은 베어링 핀을 장착하기 위한 롤러 베어링(190)을 예컨대 포함할 수 있다. 베어링 핀은, 예컨대, 롤러 베어링의 내부 링에 장착되는 내부 나사산이 구비된 슬리브 및 내부 나사상에 나사 고정될 수 있는 나사로 형성된다. 슬리브와 나사 사이에 지지 디스크가 배열될 수 있다. 그러한 롤러 베어링 마운트에 의해, 컨베이어 롤러는 헤드 요소(100)를 통해 케이지내로 회전 가능하게 장착될 수 있다.
컨베이어 롤러는 또한, 슬리브와 그곳에 삽입되는 나사가 있는 케이지에서와는 다른 방식으로 본질적으로 장착될 수 있다. 그리하여, 예컨대, 부착을 위해 나사산이 없는 베어링 핀이 사용되는 일실시예가 또한 유리할 수 있다. 이러한 베어링 핀이 예컨대 컨베이어 롤러에 부착될 수 있음으로써, 그것은 컨베이어 롤러의 간단하고 신속한 조립을 가져오도록 특히 롤러의 길이 방향으로 시프트(shift)하고 스프링에 의해 외측 방향으로 프리-스트레스된다(pre-stressed). 대응하는 방식으로, 케이지내의 대응적인 비원통형 개구내로의 컨베이어 롤러의 토크-저항 장착을 위해, 다른 구성적인 실시예가 컨베이어 롤러의 외측에 구비될 수 있다 - 특히, 예컨대, 정사각형 또는 6각형의 비원통형 원주면을 가진 베어링 핀 -.
삽입부(110)는 롤러축에 직교하는 평면에서의 원통형 단면, 특히 중공 원통 단면을 갖는다. 헤드 요소(100)는, 삽입부(110)에 더하여, 롤러 몸체의 회전의 하나 이상의 다른 컨베이어 롤러들로의 전달을 위한 전달부(150)를 갖는다. 전달부(150)는, 하나 이상의 폴리-V-벨트(도시되지 않음)를 수용할 수 있는, 그 외주에 멀티-V 프로파일(160)을 추가적으로 갖는다. 천이부(transition piece)(180)는 삽입부(110)와 전달부(150) 사이에 배열된다. 삽입부(110)는 전달부(150)를 면하는 그 단부(130)에서 경사진다. 삽입부(110)는 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로 이러한 단부(130)까지 삽입된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 헤드 요소(100)의 영역(130)내의 롤러 몸체(300)의 단부는 그 다음으로 삽입부(110)의 이러한 경사진 단부(130)상으로 성형(mold)되거나 크림프(crimp)된다. 이것은, 헤드 요소의 삽입부와 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)간의 형태 맞춤을 초래하며, 그것은 특히, 롤러 몸체와 헤드 요소간의 상대 축방향 움직임을 방지하거나 감소시킨다.
보강 링(200)의 크기 또는 벽 두께(201)는 롤러 몸체(300)의 크기 또는 벽 두께(301)보다 더 크다. 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)와 보강 링(200)간에는, 보강 링(200)의 외주를 둘러싸는 삽입부(110)의 링-모양 부분(112)이 있다.
제2 베어링이 헤드 요소의 내측 방향으로 놓인 단부 영역에 위치될 수 있고, 그것은, 상기한 6각형 핀과 같이, 축방향으로 시프트하고 컨베이어 롤러의 더 용이하고 더 신속한 조립을 위해 스프링이 공급되어 있는 경우에서와 같이, 베어링 핀이 티핑(tipping)에 저항하지 않는 방식으로 케이지에 첨부되는 경우에 특히 필요하다.
도 3은, 여기서, 모터로 구동되는 컨베이어 롤러로서 설계되는 컨베이어 롤러의 기본 구성을 도시한다. 제1 단부에서의 롤러 몸체(1100)에 있어서, 롤러 몸체에 영구적으로 연결되는 단부 캡(1101)이 설치되고, 그 내부에 롤러 베어링(1110)이 배열된다. 롤러 베어링(1110)은 베어링 핀(1120)의 회전 가능한 장착에 기여한다. 베어링 핀(1120)에는, 외측 방향으로 지향하는 단부에서, 너트가 나사 고정되고, 베어링 핀이 그에 의해서 케이지의 개구내에 토크-저항 방식으로 부착될 수 있는 외부 나사산이 제공되어 있다 - 케이지가, 너트로부터 내측 방향으로 나사산에 조여지는 슬리브와 너트간에 클램프(clamp)됨 -.
롤러 몸체(1100)는 롤러 몸체의 내부를 방사상으로 테 두르는 내주 영역(1132)을 갖는다.
베어링 핀(1120)은 중공으로 설계되며, 공급 및 제어 선들이 베어링 핀(1120)의 내부 구멍을 통해 드라이브 유닛(1200)으로 나아간다. 드라이브 유닛(1200)은 롤러 몸체(1100)의 내부에 배열되고 토크-저항 방식으로 베어링 핀(1120)에 부착된다. 드라이브 유닛(1200)은 내부 러너(runner)들이 있는 브러시리스 3상 직류 모터로서 바람직하게 설계되는, 전기 드라이브 모터(1220)의 제어를 위해 베어링 핀(1120)을 면하는 그 단부에 제어 전자기기들(1210)을 갖는다. 드라이브 모터(1220)는, 베어링 핀(1120)을 떨어져 면하는 드라이브 유닛의 단부에 배열되는, 드라이브 유닛(1200)의 유성 기어(1230) 및 제어 전자기기들(1210) 사이에 배열된다.
유성 기어(1230)는, 토크-저항 방식으로 결합 유닛(1300)에 형태 맞춤에 의해 연결되는 6각형 단면으로 설계된 드라이브 샤프트(1231)를 갖는다. 결합 유닛(1300)은 마찰 연결에 의해 롤러 몸체의 내벽에 압력 링(1330)으로 조여지고, 드라이브 유닛으로부터의 토크 및 드라이브 샤프트의 회전을 롤러 몸체에 전달한다. 이 결과로서, 롤러 몸체는 베어링 핀 및 드라이브 유닛(1200)에 관련하여 구동 토크로 회전한다.
베어링 핀(1120)에 대향하여 놓인 롤러 몸체의 단부에서는, 헤드 요소(100)가 토크-저항 방식으로 롤러 몸체에 부착된다. 상술한 바와 같이, 이러한 헤드 요소는, 보강 링(200)을 가진 삽입부(110)에 더하여, 몇몇의 W-모양의 원주 홈들이 있는 전달부(150) - 그에 의해 컨베이어 롤러의 회전 및 토크가 이웃하는 아이들 롤러들에 전달될 수 있음 - 를 갖는다. 헤드 요소(100)의 내부에는 추가적으로, 단부에 베어링 핀(1121)의 장착을 위해 배열된 롤러 베어링(1112)이 있다. 베어링 핀(1121)은 롤러 베어링(112)의 내부 링에 장착되는 내부 나사산이 갖추어진 슬리브(1123) 및 이러한 단부에서 케이지에 컨베이어를 추가적으로 첨부할 수 있도록 하기 위해 이러한 내부 나사산내에 나사 고정될 수 있는 나사(1122)에 의해 형성된다.
설명된 헤드 요소(100)는 특히 하기의 장점들 및 효과들을 갖는다: 헤드 요소를 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로 가압하는 경우에, 중공 단부(330)는, 헤드 요소(100)를 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내에 축방향으로 고정하기 위해서, 그 전방 단부에 비딩을 갖는다. 하지만, 그러한 비딩은 토크의 안정된 전달을 보장하지 않는데, 그 이유는 표면 압력(헤드 요소(100)의 외부 압입측(111)상의 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)의 내벽)이 비딩에 의해서만 영향을 받지 않고, 헤드 요소(100)의 재료의 특성에 의해서도 현저히 영향을 받기 때문이다. 헤드 요소(100)는 플라스틱으로 설계되고 충분한 반작용력이 비딩에 관하여 생성될 수 없는 그러한 방식으로 형성된다. 따라서, 헤드 요소(100)는 추가적으로 보강되어야 한다. 보강 링(200)의 삽입으로 인해서, 헤드 요소의 반작용 압력 또는 단단함, 특히 기하학적 안정성이 증가되므로, 결국 토크의 충분한 전달을 이끄는, 충분한 반작용 압력이 생성된다. 보강 링(200)의 사용으로 인해, 헤드 요소(100)의 압입의 변형성이 현저히 감소된다. 보강 링(200)의 벽 두께(201)가 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)의 벽 두께(301)보다 더 두껍기 때문에, 비딩 압력과 보강 링(200)의 단단함간에는 힘의 균형이 초래된다. 2개의 금속 부분들(보강 링(200) 및 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330) 사이에서 파괴되는 것을 회피하기 위해서, 그 사이에 놓이는 헤드 요소(100)의 플라스틱 재료(112)는 충분한 압축 강도를 가지며, 필요한 토크 강도를 적용한다.
추가적인 장점은, 보강 요소(200)가 또한 저온 조건하에서 헤드 요소(100)의 플라스틱의 수축을 방지한다는 것인데, 그 이유는 보강 링(200) - 금속 링으로 설계됨 - 이 롤러 몸체(300)와 동일 또는 유사한 열팽창 계수를 갖기 때문이다.

Claims (14)

  1. 컨테이너, 팰럿(pallet) 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치(conveyor installation)용 컨베이어 롤러(conveyor roller)로서,
    - 롤러 축을 가지며, 그 외주 영역(310)이 운반될 아이템(item)에 대한 베어링 표면에 상당하는, 롤러 몸체(300), 및
    - 원통형 외면(111)을 갖는 삽입부(insertion section)(110)로 상기 롤러 몸체(300)의 중공 단부(hollow end)(330)내로 삽입되는 헤드 요소(head element)(100)를 포함하며,
    그에 의해서, 상기 헤드 요소(100)의 삽입부(110)가 보강 요소(reinforcement element)(200)를 갖는, 컨베이어 롤러
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강 요소(200)는 제1 재료를 포함하거나 제1 재료로 이루어지고, 상기 헤드 요소(100)는 제2 재료를 포함하거나 제2 재료로 이루어지며, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와는 상이한 재료인 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드 요소(100)가 상기 보강 요소(200)상으로 성형(mold)되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 요소(200)는 내경, 외경 및 축방향 범위를 가진 보강 링(reinforcement ring)으로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보강 링(200)의 두께는 상기 축방향 범위를 따라 그 내경과 외경 사이에서 변화되는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 요소(100)는 전달 요소(transmission element)에 토크(torque)를 전달하기 위한 전달부(transmission section)(150)를 갖는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 삽입부(110)는 상기 전달부(150)를 면하는 단부(130)에서 경사진 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러 몸체(300)의 단부(330)는 비딩(beading)을 갖는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 롤러 몸체(300)의 비딩은 상기 전달부(150)를 면하는 삽입부(110)의 단부의 영역내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 롤러 몸체(300)의 비딩은 상기 삽입부(110)의 경사진 단부(130)와 맞물리는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  11. 청구항 6 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 요소(200)는 상기 전달부(150)를 면하는 상기 삽입부(100)의 단부와 상기 전달부(150)로부터 떨어져 면하는 단부 사이에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 요소(200)는, 삽입부의 링 모양 부분이 상기 보강 요소(200)의 외주를 둘러싸는 식으로, 상기 삽입부(110)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 컨베이어 롤러.
  13. 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러를 위한 헤드 요소(100)로서,
    상기 헤드 요소는, 상기 헤드 요소(100)가 컨베이어 롤러의 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로 삽입될 수 있게 하는, 원통형 외면(111)을 갖는 삽입부(110)를 포함하고,
    그에 의해, 상기 헤드 요소(100)의 삽입부가 보강 요소(200)를 갖는, 헤드 요소.
  14. 컨테이너, 팰럿 등을 운반하는 목적의 컨베이어 장치용 컨베이어 롤러, 특히 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 컨베이어 롤러를 제조하기 위한 방법으로서,
    - 롤러 축을 가지며, 그 외주 영역(310)이 운반될 아이템에 대한 베어링 표면에 상당하는, 롤러 몸체(300)의 준비 단계,
    - 상기 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로 삽입하기 위한 원통형 외면(111)을 갖는 삽입부(110)를 가진 헤드 요소(100)의 준비 단계 - 그에 의해, 상기 헤드 요소(100)의 삽입부(110)가 보강 요소(200)를 가짐 -, 및
    보강 요소(200)를 가진 상기 헤드 요소(100)의 삽입부(110)의, 상기 롤러 몸체(300)의 중공 단부(330)내로의 삽입 단계를 포함하는, 컨베이어 롤러 제조 방법.
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