具有多向輪的輸送機、皮帶、以及模塊的製作方法

2023-04-23 15:39:06

專利名稱：具有多向輪的輸送機、皮帶、以及模塊的製作方法
具有多向輪的輸送機、皮帶、以及模塊
背景技術：
本發明總體上涉及電動輸送機，並且更具體地涉及具有受驅動的、皮帶安裝式多向輪的皮帶式輸送機，這些多向輪用於對該皮帶輸送的物品進行轉向。許多包裝和材料處理應用需要將所輸送的物品朝著輸送機的一側轉向。兩個實例為:從皮帶一側上揀選物品以及將物品寄放在該皮帶一側上。於2002年12月17日授於科斯坦佐(Costanzo)的美國專利號為6，494，312的專利「具有傾斜安排的滾輪的模塊式滾輪頂部輸送機皮帶(Modular Roller-Top Conveyor Belt with Obliquely-ArrangedRo11ers ) 」公開了 一種輸送機系統,其中在一個輸送機皮帶中、在相對於皮帶行進方向傾斜的軸上安裝的多個圓柱形滾輪通過下方的支承表面被驅動，在這些支承表面上這些傾斜的滾輪隨著該皮帶在皮帶行進方向上前進而滾動。當皮帶前進時，這些滾輪與支承表面之間的接觸使得這些滾輪旋轉。這些傾斜滾輪的旋轉推動在這些滾輪頂部的多個物品朝著該輸送機的一側跨越該輸送機皮帶。只要這些滾輪被安排成以在皮帶行進方向(被限定為0°滾輪角度)與同皮帶行進方向成30°左右的方向之間的一個角度進行旋轉，這些傾斜滾輪皮帶便可在多個平面的支承表面上很好地運作。對大於30°的滾輪角度來說,這些滾輪在這些平面的支承表面上產生過多的滑動。於2005年11月29日授於弗尼(Fourney)的美國專利號為6，968，941的專利「用於輸送物體的裝置與方法(Apparatus and Methods for Conveying Objects)」描述了適應更大滾輪角度範圍的一種改良型支承表面。代替使用平面的支承表面，弗尼使用的是被安排成用於在皮帶行進方向上的軸線上旋轉的多個驅動滾輪的外周邊。當該輸送機皮帶前進時，這些傾斜皮帶滾輪在這些下方的驅動滾輪上滾動，這些驅動滾輪也在它們的軸線上滾動。因為周邊上的支承表面是滾動的，所以減少了滑動，並且可以適應更大的滾輪角度。與對於平面的支承表面可能的情況相比，更大的滾輪角度允許產生更清晰的物品轉向軌跡。但是這些驅動滾輪比簡單的平面支承表面更加昂貴並且也略顯複雜。發明概述這些缺點通過體現了本發明特徵的輸送機得以克服。這樣的輸送機的一種形式包括具有多個多向輪的一個輸送機皮帶，這些多向輪在一個支承表面上滾動。該皮帶具有一個內側和一個外側以及一對相反的側邊緣。每個多向輪都包括一個輪轂，該輪轂具有一條中央旋轉軸線和一個外周邊。多個滾輪被安排在該輪轂的外周邊上，以使這些滾輪在橫向於該輪轂中央旋轉軸線的多個軸線上旋轉。該輪轂的周邊延伸超過該輸送機皮帶的內側和外側。該支承表面位於該輸送機皮帶的內側之下、並且與延伸超過該輸送機皮帶內側的該輪轂的周邊上的這些滾輪相接觸，以便當該該輸送機皮帶沿著該支承表面前進時為這些滾輪提供一個在上面進行滾動的表面並且致使這些輪在它們的中央旋轉軸線上旋轉。在另一個方面，體現了本發明特徵的一種輸送機皮帶包括一個循環帶圈，該循環帶圈具有限定了該輸送機皮帶厚度的一個外側和一個內側以及限定了該皮帶寬度的一對相反的側邊緣。多個多向輪沿著該循環帶圈被置於多個間隔開的位置上。每個輪都包括一個輪轂，該輪轂具有一條中央旋轉軸線和一個外周邊。多個滾輪被安排在該輪轂的周邊上，以便在橫向於該輪轂的中央旋轉軸線的多個滾輪軸線上旋轉。在又另一個方面，體現了本發明特徵的一種輸送機皮帶模塊包括一個模塊本體，該模塊本體在長度方向上從一個第一端延伸到一個第二端、在寬度方向上從一個第一側邊緣延伸到一個第二側邊緣、並且在厚度方向上從頂側延伸到底側。多個鉸接元件沿著該第一端和第二端放置。該模塊本體中的一個空腔向該頂側、底側、第一側邊緣、和第二側邊緣中的至少一個開放。一個多向輪被接納在該空腔中以便旋轉。該輪包括一個輪轂，該輪轂具有一條中央旋轉軸線和一個外周邊。多個滾輪被安排在該外周邊上，以便在橫向於該輪轂的中央旋轉軸線的多個滾輪軸線上旋轉。該輪在該空腔中圍繞該中央旋轉軸線旋轉。附圖簡要說明本發明的這些方面和特徵以及其優點將在以下說明、所附權利要求以及附圖中予以更詳細的闡述，在附圖中:

圖1是體現本發明特徵的、包括多個嵌入式多向輪的輸送機皮帶模塊的等距視圖；圖2是圖1的輸送機皮帶模塊中的多向輪的軸測圖；圖3是圖2的多向輪沿著線3-3截取的截面視圖；圖4是可用於如圖1中的輸送機皮帶模塊中的多向輪的另一型式的俯視平面圖；圖5是由如圖1中的輸送機皮帶模塊構成的一個輸送機皮帶的一部分的俯視平面圖；圖6是具有如圖5中的輸送機皮帶的一個輸送機的前正視圖；並且圖7A是可用於如圖5中的輸送機皮帶中的一個單向滾輪的側視圖，並且圖7B是圖7A的單向滾輪沿著線5A-5A截取的截面視圖。詳細說明在圖1中顯示了體現本發明特徵的一個輸送機皮帶模塊。該皮帶模塊10是在注射模製工藝中由一種熱塑性聚合物製成。該模塊具有一個模塊本體12，該模塊本體在長度方向上從一個第一端14延伸到一個第二端15、在寬度方向上從一個第一側邊緣16延伸到一個第二側邊緣17、並且在厚度方向上從頂側18延伸到底側19。多個鉸接元件20沿著該模塊本體12的每一端14、15被跨越該模塊10的寬度的多個間隙22在橫向上間隔開。每個鉸接元件20中的橫向對齊的孔24容許鉸接杆26將多個皮帶模塊連接在一起。在該模塊本體12中形成的多個空腔28向該模塊的頂側18和底側19開放。一個多向輪30被可旋轉地安裝在每個空腔之中。該輪的多個突出部分32延伸超過該模塊10的頂側18和底側19。在圖2和圖3中更加詳細地顯示了多向輪的一種形式。該輪30包括圍繞一個中心孔36的一個輪轂34，該中心孔限定了該輪的旋轉軸線38。所示輪轂具有將該輪分成兩個半部的一個中心盤部分40。每個半部都具有四個輻條42，這四個輻條徑向地向外延伸至在這些輻條遠端處的一對叉狀支柱44和45。每對中的兩個支柱被分開了 90°的角度，如同相繼的輻條。每個支柱支撐一個滾輪48的軸46的一端。在此型式中，每個輪轂半部都具有四個滾輪，這四個滾輪圍繞該輪的外周邊50每隔90°進行定位。一個輪轂半部上的滾輪與另一個半部上的滾輪偏離45°，以便將這些滾輪圍繞該輪轂34的周邊50更加均勻地定位。該輪轂的外周邊上這些可自由旋轉的滾輪48的軸46的軸線52的朝向是橫向於該輪轂的中央旋轉軸線38。(如在本說明中使用的，橫向軸線是不彼此平行的軸線，包括位於不同平面內的斜軸線。)每個輪轂半部中每個滾輪48的軸線52位於一個平面54內，該平面垂直於該中央旋轉軸線38。並且，在圖2中每個輪轂半部內的這些滾輪48圍繞中央旋轉軸線38在這個包含其軸線的平面內進行軌道運行。雖然這種型式的輪具有沿著該輪轂的中央軸線位於彼此偏離的平行平面內的兩組外圍滾輪，但是可以使該輪的一組外圍滾輪位於單一平面內或位於兩個以上平面內。如圖1所示，該多向輪30在每個空腔28內被安裝在相對於該模塊本體12的側邊緣16、17傾斜的軸56上。這意味著該輪在箭頭58的方向上圍繞其中央旋轉軸線38旋轉。同樣如圖1所示,該輪30的外周邊50延伸超過該模塊本體12的頂表面18。在圖4中顯示了能被可旋轉地安裝於圖1的皮帶模塊10的空腔28內的一個多向輪的另一種型式。在此型式中，該輪轂66的周邊64上多個長形冠狀滾輪62的軸線60也是橫向於該輪轂的中央旋轉軸線的。不像圖2和圖3中每個輪轂半部上的這些滾輪軸線52位於一個共同平面內，在圖4的輪中的這些滾輪62的滾輪軸線60不是共面的。但是，這些滾輪62自身在垂直於該旋轉軸線的一個平面70內圍繞該中央旋轉軸線68進行軌道運行。圖5顯示了由如圖1中的多個皮帶模塊構成的一個輸送機皮帶的一部分。顯示了該皮帶72被安排成具有多個寬模塊10』和窄模塊10」的一種砌磚模式。在此實例中，每個皮帶排74都具有兩個模塊。但是，通過向每個皮帶排添加更多模塊可以製成具有任何寬度的皮帶。在兩個相鄰的並排模塊之間形成一個縱向接縫75,但是該縱向接縫在這種砌磚模式中在排與排之間是不連續的。多個連續皮帶滾輪的鉸接元件20是交錯的、並且在一個鉸接點76處由一個鉸接銷26連接在一起。這些滾輪首尾相連而形成一個循環皮帶圈78，該皮帶圈通常繞過驅動鏈輪和空轉鏈輪進行排列並且沿著一個輸送路徑在皮帶行進方向79上被驅動。所示的每個皮帶模塊均包括至少一個空腔28，在該空腔中在一個軸56上安裝了一個多向輪30，該軸線限定了相對於該輸送機皮帶72的側邊緣80、81傾斜的旋轉軸線38。顯示了圖5中的這些空腔被置於每個模塊的側邊緣之間。但是，這些空腔可以在這些側邊緣中的接縫75處形成，而使相鄰模塊各自形成該空腔28』的一部分並且支撐一個軸。在圖6中體現了本發明特徵的一個輸送機中顯示了圖5的輸送機皮帶72。顯示該輸送機皮帶72沿著一個運送路徑在該輸送機82上前進，而使物品84被支撐在三個多向輪30的周邊50的頂部。多個支承表面86沿著該運送路徑位於該輸送機皮帶72之下。在此實例中所示的這些支承表面是多個線性磨損條88的頂表面86 (在多向輪30的每個巷道下有一個線性磨損條)。隨著該輸送機皮帶的前進(在圖6中進入紙面)，當這些外圍滾輪48在這些支承表面86上旋轉時，其周邊50延伸超過了該皮帶的底側19的這些輪30在它們的傾斜軸線上旋轉。以這種方式，這些支承表面驅動這些多向輪。在位於這些受驅動的輪頂部的物品84在該輪在其軸線上旋轉的方向上、在箭頭90的方向上朝著該輸送機的一側轉向。因此，這些多向輪30 (它們的外圍滾輪48在不同的滾輪軸線上)在多個平面的支承表面86上滾動，其中的滑動與處於大的傾斜旋轉軸線角度的單一軸線式滾輪相比較小。當這些滾輪在這些滾輪軸線上能自由旋轉並且能夠在兩個方向上旋轉時，在這些輪的頂部輸送的物品的慣性可以至少暫時性地致使這些滾輪在與既定方向相反的方向上旋轉。在這些滾輪的甚至短時間的反向旋轉都會造成問題的應用中，可以使用單向滾輪來代替雙向滾輪。如圖7A和圖7B所示，一個單向滾輪94具有環繞一個內部空隙98的一個滾輪本體96。一個軸100被接納在一個孔102中，該孔延伸穿過了該內部空隙。該軸的兩端104、105被固定在一個輪(例如圖2的輪30)的周邊內。該滾輪在由該固定軸100限定的滾輪軸線106上是可自由旋轉的。具有多個外齒110的一個棘輪齒輪108在該軸100的中部形成並且位於該空隙98的內部。該滾輪本體由兩部分製成，以便在這兩部分連接之前接納該軸。呈現例如從滾輪本體96延伸進入空隙98的一個或多個棘爪112形式的結構與在該固定軸上呈現棘輪齒輪108的齒110的形式的結構相接合。形成該棘輪機構的結構將滾輪94在其軸線106上的旋轉限制在僅一個方向114上。對於如圖1中所示安裝在輪上的單向滾輪而言，在用來構建在皮帶行進方向116上前進的輸送機皮帶的一個皮帶模塊中，箭頭118指出了該單向滾輪的旋轉方向。儘管已經參照一種或兩種輸送機型式詳細描述了本發明，但是其他型式也是可能的。例如，圖5中所示的每一排的模塊式塑料輸送機皮帶都不需要具有多向輪。具有一些模塊的一些排中可能沒有輪。作為另一個實例，該輸送機皮帶不需要是由如圖1中的模塊所製成的一個模塊式塑料輸送機皮帶。它可以是一個滑輪驅動的或強制驅動的扁平皮帶或一個板條輸送機或其他可以容納多向輪的鏈條結構。作為又一個實例，所描述的這些輪具有接納多個固定軸的孔，該輪轂圍繞這些固定軸旋轉。這些軸可以被壓力裝配到該輪轂中或者可以是從該輪轂的相反側上突出的多個短柱，其端部被可旋轉地保持在該皮帶中。對於這些滾輪來說也是如此，這些滾輪的軸可以被該輪轂的周邊中的結構可旋轉地保持。所以，正如這幾個實例所提出的，本發明的範圍旨在由權利要求書限定而不是局限於所述型式的細節。
權利要求
1.一種輸送機皮帶，包括: 一個循環帶圈，該循環帶圈具有限定了該輸送機皮帶厚度的一個外側和一個內側以及限定了該輸送機皮帶寬度的一對相反的側邊緣； 多個多向輪，這些多向輪沿著該循環帶圈被置於多個間隔開的位置上，每個輪包括: 一個輪轂，該輪轂具有一條中央旋轉軸線和一個外周邊； 多個滾輪，這些滾輪被安排在該輪轂的周邊上，以便在橫向於該輪轂的中央旋轉軸線的多個滾輪軸線上旋轉。
2.如權利要求1所述的輸送機皮帶，其中該輸送機皮帶包括向該循環帶圈的內側和外側中的至少一者開放的多個空腔，並且其中這些多向輪被安裝在這些空腔中，而使這些輪轂的外周邊從這些空腔延伸超過該外側和內側中的該至少一者。
3.如權利要求2所述的輸送機皮帶，其中這些空腔向該內外兩側開放，並且其中這些輪轂的外周邊從這些空腔中延伸超過該內側和外側。
4.如權利要求1所述的輸送機皮帶，其中該循環帶圈包括在多排中被鉸接式連接在一起的多個皮帶模塊，並且其中這些排中的至少一些包括多個空腔，在這些空腔中安裝有這些多向輪。
5.如權利要求1所述的輸送機皮帶，其中，這些多向輪被安裝在該循環帶圈中，而使這些輪轂的中央旋轉軸線被置於該內側與外側之間。
6.如權利要求1所述的輸送機皮帶，其中，這些輪轂的中央旋轉軸線的朝向相對於該輸送機皮帶的這些側邊緣是傾斜的。
7.如權利要求1所述的輸送機皮帶，其中，這些滾輪軸線位於同該輪轂的中央旋轉軸線垂直的一個平面內。
8.如權利要求1所述的輸送機皮帶，其中，這些滾輪包括用於將這些滾輪在這些滾輪軸線上的旋轉限制在一個方向上的結構。
9.一種輸送機，包括: 一條輸送機皮帶，該輸送機皮帶具有一個內側和一個外側以及一對相反的側邊緣並且包括多個多向輪，每個輪包括: 一個輪轂，該輪轂具有一條中央旋轉軸線和一個外周邊； 多個滾輪，這些滾輪被安排在該輪轂的周邊上，以便在橫向於該輪轂的中央旋轉軸線的多個滾輪軸線上旋轉； 其中該輪轂的周邊延伸超過該輸送機皮帶的內側和外側；以及 一個支承表面，該支承表面位於該輸送機皮帶內側之下、並且與延伸超過該輸送機皮帶的內側的該輪轂周邊上的這些滾輪相接觸，以便當該該輸送機皮帶沿著該支承表面前進時為這些滾輪提供一個在上面進行滾動的表面並且致使該輪在該輪轂的中央旋轉軸線上旋轉。
10.如權利要求9所述的輸送機，其中該輸送機皮帶包括向該內外兩側開放的多個空腔，並且其中這些多向輪被安裝在這些空腔之中。
11.如權利要求9所述的輸送機，其中該輸送機皮帶包括在多排中被鉸接式連接在一起的多個皮帶模塊，並且其中這些排中的至少一些包括多個空腔，在這些空腔中安裝有這些多向輪。
12.如權利要求9所述的輸送機，其中，這些多向輪被安裝在該輸送機皮帶中，而使這些輪轂的中央旋轉軸線被置於該輸送機皮帶的內側與外側之間。
13.如權利要求9所述的輸送機，其中，這些輪轂的中央旋轉軸線的朝向相對於該輸送機皮帶的這些側邊緣是傾斜的。
14.如權利要求9所述的輸送機，其中，這些滾輪軸線位於同該輪轂的中央旋轉軸線垂直的一個平面內。
15.如權利要求9所述的輸送機，其中，這些滾輪在與該輪轂的中央旋轉軸線垂直的一個平面內圍繞該輪轂的中央軸線進行軌道運行。
16.如權利要求9所述的輸送機，其中，這些滾輪包括用於將這些滾輪在這些滾輪軸線上的旋轉限制在一個方向上的結構。
17.如權利要求9所述的輸送機，其中，該支承表面是平面的。
18.—種輸送機皮帶模塊,包括: 一個模塊本體，該模塊本體在長度方向上從一個第一端延伸到一個第二端、在寬度方向上從一個第一側邊緣延伸到一個第二側邊緣、並且在厚度方向上從頂側延伸到底側； 多個鉸接元件，這些鉸接元件沿著該第一端和第二端放置； 在該模塊本體中的第一端與第二端之間的一個空腔，該空腔向該頂側、底側、第一側邊緣、以及第二側邊緣中的至少一個開放； 一個多向輪，該多向輪包括具有一條中央旋轉軸線和一個外周邊的一個輪轂，其中多個滾輪安排在該周邊上以便在橫向於該輪轂的中央旋轉軸線的多個滾輪軸線上旋轉； 其中，該輪被容納在該空腔中用於繞該輪轂的中央旋轉軸線旋轉。
19.如權利要求18所述的輸送機皮帶模塊，其中該空腔向該頂側和底側開放，並且其中該輪轂的外周邊從該空腔延伸超過該頂側和底側。
20.如權利要求18所述的輸送機皮帶模塊，其中該多向輪被安裝在該模塊本體中，而使該輪轂的中央旋轉軸線置於該模塊本體的內側與外側之間。
21.如權利要求18所述的輸送機皮帶模塊，其中，該輪轂的中央旋轉軸線的朝向相對於該模塊本體的第一和第二側邊緣是傾斜的。
22.如權利要求18所述的輸送機皮帶模塊，其中，這些滾輪軸線位於同該輪轂的中央旋轉軸線垂直的一個平面內。
23.如權利要求18所述的輸送機皮帶模塊，其中，這些滾輪包括用於將這些滾輪在這些滾輪軸線上的旋轉限制在一個方向上的結構。
全文摘要
在此披露了用於在輸送機皮帶(72)中的多個受驅動的多向輪(30)上使物品(84)轉向的一種皮帶輸送機(82)。這種輸送機皮帶具有多個支撐物品的多向輪(30)，這些多向輪可旋轉地安裝在該皮帶(72)內的多個空腔(28)之中。這些輪(30)被安排成用於在相對皮帶行進方向(79)傾斜的軸線(38)上旋轉。一個支承表面(86)沿著一個運送路徑位於該皮帶(72)之下。當皮帶(72)沿著這個運送路徑前進時，在輪(30)的周邊上的多個滾輪(48)在該支承表面(86)上滾動並且致使輪(30)在其傾斜軸線(38)上旋轉。在這些輪(30)頂部的皮帶(72)上輸送的物品(84)通過這些旋轉的輪(30)被朝著該皮帶(72)的一側轉向。
文檔編號B65G17/08GK103209911SQ201180054511
公開日2013年7月17日 申請日期2011年9月20日 優先權日2010年9月30日
發明者馬修·L·福尼 申請人:萊特拉姆有限責任公司