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Die Erfindung betrifft eine Rolle für einen Rollenforderer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Bekannt sind Rollenforderer, welche mehrere nebeneinander angeordnete Rollen aufweisen, die einen Außenzylinder aufweisen, der auf einer feststehenden Welle rotierbar angeordnet ist. Dabei weisen die bekannten Rollenförderer oft sowohl aktive als auch inaktive Rollen auf, wobei die aktiven Rollen über einen Motor antreibbar sind, während die inaktiven Rollen lediglich mit aktiven Rollen über entsprechende Riemen verbunden sind oder sich nur dann drehen, wenn Fördergut über sie hinwegrutscht.
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An den bekannten Rollenforderern muss zur Steuerung des Materialsflusses die Anwesenheit des Forderguts wie beispielsweise Kisten oder Pakete, an bestimmten Positionen der Forderstrecke detektiert werden. Bekannt ist, optoelektronische Sensoranordnungen, magnetische oder induktive Sensoren an dem gewunschten Ort der Förderstrecke anzubringen, um das Fordergut zu erfassen. Diese Sensoren werden dabei unabhängig von der Förderstrecke an der entsprechenden Stelle der Forderstrecke angeordnet und separat an entsprechende Versorgungsleitungen zur Versorgung mit Strom oder an entsprechende Datenubertragungsleitungen zur Übertragung von Steuersignalen oder der von den Sensoren ermittelten Daten an eine Steuereinheit angeschlossen werden. Dazu müssen diese Sensoren aufwendig mit einer geeigneten Befestigungstechnik an dem entsprechenden Ort der Forderstrecke montiert werden. Eine derartige Installation ist mit hohen Kosten und mit dem entsprechenden Arbeitsaufwand verbunden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Nachteile bekannter Rollenförderer zu beseitigen und insbesondere eine Rolle für einen Rollenförderer bereitzustellen, welche kostengünstig herstellbar und montierbar ist. Insbesondere soll eine vereinfachte und kostengünstigere Montage von Überwachungssensoren, insbesondere optoelektronischen Sensoranordnungen, bereitgestellt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Rolle für einen Rollenförderer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung beruht darauf, die optoelektronische Sensoranordnung in die Rolle für einen Rollenförderer zu integrieren. Dabei wird die optoelektronische Sensoranordnung, welche einen Lichtsender und einen Lichtempfänger aufweist, derart an der Rolle angeordnet, dass sie derart relativ zu dem Außenzylinder angeordnet ist, dass ein von dem Lichtsender ausgesandter Lichtstrahl auf der Außenseite des Außenzylinders im Wesentlichen parallel zu einer Mantellinie des Außenzylinders verläuft. Dreht sich die angetriebene Rolle, wobei auf der Rolle eine zu detektierender Gegenstand angeordnet ist, erfasst zumindest bei jeder Umdrehung einmal der ausgesandte Lichtstrahl der optoelektronischen Sensoranordnung das Fördergut, so dass die Anwesenheit des Förderguts detektiert werden kann. Eine separate Montage der optoelektronischen Sensoranordnung an einem entsprechenden Ort der Förderstrecke entfällt, da die optoelektronische Sensoranordnung bereits in die Rolle integriert ist.
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Gemäß der Erfindung ist der Lichtsender innerhalb des Außenzylinders angeordnet. Dadurch ergibt sich eine deutlich kompaktere Bauweise der Rolle, da der Innenraum des Außenzylinders, welcher in der Regel als Hohlzylinder ausgebildet ist, genutzt werden kann, ohne die äußeren Dimensionen der Rolle zu vergrößern. Um den von dem Lichtsender ausgesandten Lichtstrahl aus dem Innenraum des Außenzylinders auf die Außenseite des Außenzylinders zu lenken, sind optische Umlenkmittel vorgesehen. Derartige optische Umlenkmittel sind beispielsweise Spiegel oder Lichtleiter.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entfällt auch die zusätzliche Verkabelung mit Versorgungsleitungen oder Datenübertragungsleitungen, da die vorhandenen Versorgungsleitungen und/oder Datenübertragungsleitungen des Motors, uber welche der Motor mit einer Steuereinheit verbunden ist, auch zur Versorgung und/oder Datenübertragung der optoelektronischen Sensoranordnung genutzt werden.
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Die optoelektronische Sensoranordnung kann als Lichtschranke, Lichttaster oder Reflektionslichtschranke ausgebildet sein. Bei einer Lichtschranke liegt der Außenzylinder zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger der optoelektronischen Sensoranordnung, so dass das von dem Lichtsender ausgesandte Licht direkt auf den Lichtempfänger trifft und gegebenenfalls von dem Fördergut unterbrochen wird. Sowohl bei einem Lichttaster als auch bei einer Reflektionslichtschranke sind der Lichtsender und der Lichtempfänger in räumlicher Nähe auf einer Seite des Außenzylinders angeordnet, wobei der von dem Lichtsender ausgesandte Lichtstrahl entweder an dem Fördergut oder an einem auf der anderen Seite des Außenzylinders angeordneten Reflektor in den Lichtempfänger zurückreflektiert wird. Die Anordnung als Reflektionslichtschranke ist besonders vorteilhaft, da in dieser Ausbildung das Fördergut den Lichtstrahl eindeutig unterbricht. Insbesondere kann auf diese Weise die Rolle deutlich kompakter gebaut werden, da der Lichtsender und der Lichtempfänger in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind und die entsprechenden Versorgungsleitungen nicht auf beide Seiten des Außenzylinders der Rolle geführt werden müssen, um sowohl den Lichtsender als auch den Lichtempfänger an die Versorgungsleitungen und/oder die Datenübertragungsleitungen anzubinden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Lichtsender der optoelektronischen Sensoranordnung in räumlicher Nähe zu einem Rand des Außenzylinders auf der Außenseite des Außenzylinders angeordnet. Der von dem Lichtsender ausgesandte Lichtstrahl kann somit direkt über die Mantelfläche des Außenzylinders streifen und das Fördergut, welches mit Hilfe der Rolle weitergefördert wird, erfassen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Lichtsender auf der Welle angeordnet. Da die Welle feststeht, während der Außenzylinder um die Welle rotiert, müssen bei Anordnung des Lichtsenders auf dem Außenzylinder auch die entsprechenden Versorgungsleitungen und/oder Datenübertragungsleitungen derart ausgebildet sein, dass die Rotation der optoelektronischen Sensoranordnung möglich ist. Bei Anordnung des Lichtsenders auf der feststehenden Welle wird die Anbindung an die Versorgungs- und/oder Datenübertragungsleitungen deutlich vereinfacht.
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Ist der Lichtsender auf der Welle angeordnet und ist lediglich ein optisches Umlenkmittel an einem Punkt des Außenumfangs des Außenzylinders angeordnet, um Licht aus dem Innenraum des Außenzylinders auf die Außenseite des Außenzylinders zu lenken, ist der Lichtstrahl, der die Außenseite des Außenzylinders auf Anwesenheit des Forderguts überwacht, mit der Rotationsfrequenz des Außenzylinders gepulst. Die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Lichtpulsen können jedoch zu lang sein, um uber die Rolle bewegtes Fördergut zuverlassig zu detektieren. Vorzugsweise sind daher über den Umfang des Außenzylinders verteilt mehrere optische Umlenkmittel zur Lenkung des von dem Lichtsender ausgesandten Lichtstrahls aus dem Innenraum des Außenzylinders auf die Außenseite des Außenzylinders vorhanden. Dadurch wird die Frequenz des gepulsten Lichtstrahls auf der Außenseite des Außenzylinders um ein Vielfaches erhoht.
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Um jedoch einen kontinuierlichen Lichtstrahl bereitstellen zu konnen, um damit die Detektion der Anwesenheit des Förderguts zu verbessern, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das optische Umlenkmittel als Ring aus einem lichtleitenden Material ausgebildet, wobei der Ring um den Rand des Außenzylinders herumgreift. Uber den lichtleitenden Ring wird wiederum das Licht aus dem Innenraum des Außenzylinders auf die Außenseite des Außenzylinders gelenkt. Allerdings erfolgt nun die Umleitung des von dem Lichtsender ausgesandten Lichtstrahls unabhängig von der Position des Außenzylinders relativ zu der feststehenden Welle, so dass auf der Außenseite des Außenzylinders ein kontinuierlicher Lichtstrahl bereitgestellt wird.
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Der Antrieb des Außenzylinders erfolgt vorzugsweise über einen Mitnehmer, welcher von dem Motor angetrieben ist, wobei der Mitnehmer vorzugsweise über eine Schleifkupplung oder eine Rutschkupplung mit dem Außenzylinder verbunden ist. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei einem Defekt des Motors der Außenzylinder gegebenenfalls noch drehbar ist, ohne den Motor zu beschädigen, oder dass bei feststehendem Außenzylinder eine Beschädigung des sich weiterdrehenden Motors vermieden wird.
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Die erfindungsgemäße Rolle kommt insbesondere in einem Rollenförderer zur Anwendung, um entlang des Rollenförderers angeordnete optoelektronische Sensoranordnungen zu ersetzen. Die Montage eines derartigen Rollenförderers wird somit wesentlich vereinfacht und deutlich kostengunstiger.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren ausführlich erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung,
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2 einen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und
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3 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels gemaß 2.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Rolle 10, welche einen Außenzylinder 12 aufweist, der im Wesentlichen als Hohlzylinder mit einem Rand 12a und einem Rand 12b ausgebildet ist. Der Außenzylinder 12 ist von einer Welle 14 durchsetzt, die an ihren beiden freien Enden jeweils einen Zapfen 14a aufweist, uber welche die Welle 14 an einem Fordergestell 40 befestigt werden kann. Das Fördergestell 40 ist lediglich schematisch dargestellt. Die Welle 14 ist gegenüber dem Fördergestell 40 feststehend angeordnet. Auf der Welle 14 ist ein Motor 16 angeordnet, welcher einen Mitnehmer 18 antreibt, wobei der Mitnehmer 18 als Scheibe ausgebildet ist, auf deren Außenumfang der Außenzylinder 12 angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Mitnehmer 18 und dem Außenzylinder 12 erfolgt beispielsweise über eine Schleifkupplung oder eine Rutschkupplung. Dreht der Motor 16 den Mitnehmer 18, wird daruber der Außenzylinder 12 um die Welle 14 rotiert.
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In die Rolle 10 ist eine Sensoranordnung 20 integriert. Die Sensoranordnung 20 weist dabei einen Lichtsender 22, einen Lichtempfänger 24 und einen Reflektor 26 auf. Dabei ist die Sensoranordnung 20 als Reflektionslichtschranke ausgebildet, so dass der Lichtsender 22 und der Lichtempfanger 24 in raumlicher Nähe zueinander, beispielsweise in einem Gehäuse, angeordnet sind. Die Integration der Sensoranordnung 20 in die Rolle 10 erfolgt dadurch, dass der Lichtsender 22 und der Lichtempfanger 24 in räumlicher Nähe zu dem Rand 12b des Außenzylinders 12 und im Außenbereich des Außenzylinders 12 fest an dem Außenzylinder 12 angeordnet sind. Dabei ist die Sensoranordnung 20 derart ausgerichtet, dass ein von dem Lichtsender 22 ausgesandter Lichtstrahl 22a parallel zu einer Mantellinie des Außenzylinders 12 auf der Außenseite des Außenzylinders 12 verläuft, um auf der Rolle 10 gefordertes Fordergut erfassen zu konnen. An dem Rand 12b des Außenzylinders 12 gegenüberliegend zu dem Lichtsender 22 ist der Reflektor 26 ebenfalls fest mit Außenzylinder 12 verbunden. Das von dem Lichtsender 22 ausgesandte Licht 22a trifft auf den Reflektor 26 und wird dort in einen Lichtstrahl 24a reflektiert, welcher von dem Lichtempfänger 24 detektiert wird. Alternativ kann der Reflektor 26 auch an der feststehenden Welle 14 angeordnet sein.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann grundsätzlich auch der Lichtempfänger 24 an die Stelle des Reflektors 26 gesetzt werden, so dass die Sensoranordnung 20 eine Einweglichtschranke bildet.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Sensoranordnung 20 auf der Außenseite des Außenzylinders 12 angeordnet, so dass die Außendimensionen der Rolle 10 vergrößert werden.
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In den 2 und 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rolle 10' dargestellt, welche einen hohlzylindrischen Außenzylinder 12' aufweist, der nur teilweise dargestellt ist, wobei insbesondere nur ein Rand 12a' in den Figuren dargestellt ist. Der Außenzylinder 12' ist auf einer Welle 14' drehbar angeordnet, wobei die Welle 14' uber einen Zapfen 14a' an einem nicht dargestellten Fordergestell montiert werden kann. Der Antrieb des Außenzylinders 12' gegenuber der Welle 14' erfolgt ahnlich wie bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über einen nicht dargestellten Motor und einen entsprechenden Mitnehmer.
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In den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine Sensoranordnung 20' im Innenraum des Außenzylinders 12' auf der feststehenden Welle 14' angeordnet. Die Sensoranordnung 20' weist dabei einen Lichtsender 22' und einen Lichtempfänger 24' sowie eine Elektronikkarte 28 auf. Die Sensoranordnung 20' ist dabei derart ausgerichtet, dass ein von dem Lichtsender 22' ausgesandter Lichtstrahl 22a' radial zu der Welle 14' und im rechten Winkel zu der Zylinderwand des Außenzylinders 12' verläuft.
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Um den von dem Lichtsender 22' ausgesandten Lichtstrahl 22a' auf die Außenseite des Außenzylinders 12' zu lenken, können unterschiedliche optische Umlenkmittel vorhanden sein. Vorliegend weist die Rolle 10' einen lichtleitenden Ring 30 auf, welcher der Rand 12a' des Außenzylinders 12 umgreift. Der Rand 12a' des Außenzylinders 12' ist somit in dem lichtleitenden Ring 30 gelagert. Der lichtleitende Ring 30 weist dabei drei Umlenkflächen 30a, 30b, 30c auf, mit Hilfe derer der von dem Lichtsender 22' ausgesandte Lichtstrahl 22a' aus dem Innenraum des Außenzylinders 12' auf die Außenseite des Außenzylinders 12' gelenkt wird. Der lichtleidende Ring 30 weist zunächst eine Eintrittsflache 31 auf, welche senkrecht zu dem von dem Lichtsender 22' ausgesandten Lichtstrahl 22a' verlauft, und somit im Wesentlichen eine hohlzylindrische Flache um die Welle 14' bildet. Nach Durchtritt durch die Eintrittsfläche 31 trifft der ausgesandte Lichtstrahl 22a' auf die erste Umlenkflache 30a, die im Winkel von 45° gegen den ausgesandten Lichtstrahl 22a' geneigt ist und den ausgesandten Lichtstrahl 22a' um 90° derart umlenkt, dass er parallel zu der Innenflache des Außenzylinders 12' in Richtung auf den Rand 12a' gelenkt wird. Aus Sicht des so umgelenkten ausgesandten Lichtstrahls 22a' hinter dem Rand 12a' ist die zweite Umlenkfläche 30b wiederum in einem Winkel von 45° gegen den entsprechenden Lichtstrahl geneigt angeordnet, so dass der Lichtstrahl an der zweiten Umlenkfläche 30b um 90° umgelenkt wird und anschließend radial zu der Welle 14' aus dem Innenbereich des Außenzylinders 12' in den Außenbereich des Außenzylinders 12' gelenkt wird. Dort tritt er auf die dritte Umlenkfläche 30c, welche wiederum in einem Winkel von 45° gegen den Lichtstrahl geneigt ist, so dass der Lichtstrahl erneut um 90° umgelenkt wird und anschließend parallel zu einer Mantellinie des Außenzylinders 12' verläuft. Die entsprechenden Umlenkflächen 30a, 30b, 30c können durch entsprechende Formung des lichtleitenden Rings 30 gebildet werden. Alternativ können die entsprechenden Umlenkflächen 30a, 30b, 30c anstelle aus lichtleitendem Material auch aus stark reflektierenden oder spiegelnden Oberflächen gebildet werden. Allerdings ist die Ausgestaltung des Umlenkflächen 30a, 30b, 30c im Rahmen eines Rings 30 aus lichtleitendem Material bevorzugt, da der lichtleitende Ring 30 den Rand des 12a' des Außenzylinders 12' stabilisiert und zudem der Ring 30 aus lichtleitendem Material besonders kostengünstig im Spritzgussverfahren als einstückiger Ring ausgebildet werden kann.
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Sendet nun der Lichtsender 22' ein den Lichtstrahl 22a' aus, wird grundsatzlich, unabhängig von der Position des Außenzylinders 12' relativ zu der Welle 14' der ausgesandte Lichtstrahl durch den lichtleitenden Ring 30 auf die Außenseite des Außenzylinders 12' gelenkt, so dass auf der Außenseite des Außenzylinders 12' ein kontinuierlicher Lichtstrahl zur Uberwachung des mit der Rolle 10' geförderten Förderguts bereitgestellt wird. Die äußeren Dimensionen der Rolle 10' verändern sich durch den Einbau der Sensoranordnung 20' nicht.
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Vorliegend ist der Lichtempfänger 24 in räumlicher Nähe zu dem Lichtsender 22' auf der Elektronikkarte 28 angeordnet, so dass auf der anderen Seite des Außenzylinders 12' im Bereich des nicht dargestellten Rands wiederum ein Reflektor entweder fest mit dem Außenzylinder 12' verbunden oder fest mit der Welle 14' verbunden angeordnet ist, um den ausgesandten Lichtstrahl 22a' zu reflektieren und auf dem selben Lichtweg des ausgesandten Lichtstrahls 22a' zurück in den Lichtempfänger 24' zu reflektieren. Ein am Außenzylinder 12' angeordneter Reflektor ist dabei vorzugsweise als Ring ausgebildet, um in jeder Position des Außenzylinders 12' relativ zur Welle 14' den ausgesendeten Lichtstrahl 22a' reflektieren zu konnen.
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Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, den Lichtempfänger 24' auf der anderen Seite des Außenzylinders 12' anzuordnen und dort entweder den Lichtempfanger 24' an dem Außenzylinder 12' wie in dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben anzuordnen oder auch den Lichtempfänger 24' auf der feststehenden Welle 14' anzuordnen und entsprechende optische Umlenkmittel zur Umlenkung des ausgesandten Lichtstrahls 22a' von der Außenseite des Außenzylinders 12' in den Innenraum des Außenzylinders 12' vorzusehen.
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Der lichtleitende Ring 30 ist drehbar auf einem Lager 32 gegen die Welle 14' abgestützt. Insbesondere ist der lichtleitende Ring 30 in einer Endkappe 34 eingelassen, die die Stirnseite des Außenzylinders 12' im Bereich des Rands 12a' nach außen abschließt, um zu verhindern, dass Schmutz in den Innenraum der Rolle 10' eindringt.
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Grundsätzlich sind weitere Möglichkeiten denkbar, das Licht aus dem Innenraum des Außenzylinders 12' in den Außenraum des Außenzylinders 12' zu lenken. Beispielsweise können über den Umfang des Rands 12a' verteilt mehrere Lichtleiterfasern angeordnet werden, die, sofern ihr eines Ende den von dem Lichtsender 22a' ausgesandten Lichtstrahl 22a' im Innern des Außenzylinders 12' einfängt, das Licht auf die Außenseite des Außenzylinders 12' lenken. Dabei wird jedoch kein kontinuierliches Licht, sondern ein gepulster Lichtstrahl bereitgestellt, dessen Pulsfrequenz allerdings ein Vielfaches der Drehfrequenz des Außenzylinders, je nach Zahl der Lichtleiterfasern oder der sonstigen optischen Umlenkmittel, betragt.
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Da die Lichtwege umkehrbar sind, ist es grundsatzlich möglich, jede der beschriebenen Möglichkeiten zur Umlenkung des von dem Lichtsender 22, 22' ausgesandten Lichtstrahls 22a, 22a' auf die Außenseite des Außenzylinders 12, 12' auch für den Lichtempfänger 24, 24' und, falls vorhanden, den Reflektor 26 zu verwenden, wobei für den Lichtsender 22, 22' und den Lichtempfänger 24, 24' oder den Reflektor 26 nicht notwendigerweise die gleichen Geometrien oder Anordnungen verwendet werden müssen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rolle
- 10'
- Rolle
- 12
- Außenzylinder
- 12'
- Außenzylinder
- 12a
- Rand
- 12a'
- Rand
- 12b
- Rand
- 14
- Welle
- 14'
- Welle
- 14a
- Zapfen
- 14a'
- Zapfen
- 16
- Motor
- 18
- Mitnehmer
- 20
- Sensoranordnung
- 20'
- Sensoranordnung
- 22
- Lichtsender
- 22'
- Lichtsender
- 22a
- ausgesandter Lichtstrahl
- 22a'
- ausgesandter Lichtstrahl
- 24
- Lichtempfänger
- 24'
- Lichtempfänger
- 24a
- reflektierter Lichtstrahl
- 26
- Reflektor
- 28
- Elektronikkarte
- 30
- lichtleitender Ring
- 30a
- Umlenkfläche
- 30b
- Umlenkfläche
- 30c
- Umlenkfläche
- 31
- Eintrittsfläche
- 32
- Lager
- 34
- Endkappe
- 40
- Fördergestell