混合盖件的制作方法

本发明涉及一种马达运行的输送滚子，所述马达运行的输送滚子包括：沿着旋转纵向轴线延伸的柱状滚动体；关于旋转纵向轴线相对于滚动体同轴地取向的轴单元；布置在滚动体中的驱动单元，该驱动单元与滚动体和轴单元耦联以用于在轴单元与滚动体之间产生围绕旋转纵向轴线的旋转运动；以及端部侧的第一盖件，所述第一盖件将滚动体在第一轴向端部上封闭，并且所述轴单元的轴区段延伸通过所述第一盖件。

背景技术：

马达运行的输送滚子和用于运行所述输送滚子的方法原则上例如由ep1656312b1和ep1671901b1已知。这种马达运行的输送滚子在大量不同应用中被使用。一种典型的应用情况是使用在输送段中以用于输送物体、如容器、货物寄送件、行李和同类物。在这种应用中，马达运行的输送滚子在水平的位置中装配在框架式支架中，并且要输送的产品在滚动体的外部面上滚动。马达运行的输送滚子在这种应用中经常与不具有自有驱动装置的空载运转滚子共同地使用，并且所述空载运转滚子平行于马达运行的输送滚子装配在框架式支架中，以便形成输送段。这些空载运转滚子通过马达运行的输送滚子借助于相应的传动带来驱动。

就是在这种应用中对马达运行的输送滚子的基本要求是：提供高的力矩以用于即使是重量大的物体也对其进行无延迟的输送和制动。出于该原因，具有电子整流交流马达的马达运行的输送滚子是经受考验的。所述交流马达节省空间地布置在滚动体之内并且典型地借助于供应线路来供应电流，所述供应线路被引导穿过马达运行的输送滚子的构成为空心的轴元件。

力求将马达运行的输送滚子在最大程度上这样封装，使得可靠地避免液体侵入、例如在清洁输送设备的过程中侵入，同样可靠地避免润滑剂从输送滚子中排出到周围环境中。然而在这种类型的封装方面不利的是，正是在运行负载高的情况下由于布置在滚动体中的电动马达而在滚动体之内发生强烈的放热，并且所产生的热由于封装而不能在足够的程度下被引出。这种马达运行的输送滚子的允许最大的持续负载因此经常被最大温度限制，对于在滚动体之内对温度最敏感的构件而言不允许超过该最大温度。

为了能够对具有不同的和还有短的长度的产品、如容器、包裹、包装件或托盘沿输送方向均匀地且在支承在任何时候至少两个、优选三个输送滚子上的情况下进行输送，产品直接靠置在滚动体上所在的输送段由具有约50mm直径的输送滚子构成。这能实现输送滚子的紧密的彼此排列，所述输送滚子之中，仅一些输送滚子必须构成为马达运行的输送滚子，所述马达运行的输送滚子则可必要时经由牵引器件传动机构、例如三角筋条带来驱动其他输送滚子。在用于这种使用目的并具有这种尺寸的马达运行的输送滚子中，使用如下驱动装置，所述驱动装置具有直至xx瓦的功率并且其突出之处在于带有行星齿轮传动装置的紧凑构型。

一种与此相对不同的设计方案是转鼓马达，所述转鼓马达具有超过100mm的直径并且通常被用作用于带式输送机的驱动单元。在这种转鼓马达中，使用具有超过xxx瓦的驱动单元，所述驱动单元通常需要采取单独的冷却措施、例如给转鼓管的内部空间填充油以用于将驱动装置的热负载经由转鼓管导出。转鼓马达通常被如下输送带缠绕，该输送带均匀地具有高的带张力，以便可将力从转鼓管的外部面力锁合地进行传递。在特定的应用中，也使用带有相对于转鼓管的形锁合锁定的(例如通过啮合锁定)的输送带，以便在转鼓管与输送带之间传递高的输送力。

在使用中，高的力作用到这种转鼓马达上，所述力一方面通过驱动功率产生，另一方面通过带张力和靠置在转鼓马达上的产品的重力产生。在此，转鼓马达通常在要求高的周围环境中使用，所述周围环境例如可能是有灰尘负载的。在转鼓马达在净化室条件下或在制药或食品加工工业中使用的应用情况下，此外由于清洁过程而加入了负载，该负载与如下要求相关联，即，转鼓马达必须具有好的可清洁性，同时在间隙、凹槽或同类物中形成菌类的风险小。尤其是由于在高的负载的情况下出现的变形，使得与所需要的相对于进入的液体、例如在用高压清洁射束清洁时进入的液体的密封性相关联的这种要求只能通过非常耗费的措施来应付。

在此，一方面在端侧的盖件与转鼓管之间的接口和另一方面在从转鼓管内部空间向外的穿通部区域中的轴或轴区段之间的接口已表明为特别的问题部位。本发明的发明人已确定，已知的、所述轴穿过与转鼓管一起转动的且与转鼓管密封地固定连接的由塑料或金属制成的盖件的解决方案只有在实心构造的情况下才能可靠地实现相对于在高压下作用的液体的密封，这对于在对卫生要求高的周围环境中使用时所需要的材料而言出于成本原因是大的缺点。

技术实现要素：

本发明基于如下任务，提供一种马达运行的输送滚子、尤其是转鼓马达，在所述马达运行的输送滚子中，以经济上高效的方式确保即使在机械载荷高的情况下输送滚子的内部空间也相对于周围环境可靠且持久地密封。

所述任务按照本发明通过开头所提及类型的马达运行的输送滚子来解决，其中，盖件具有由不锈钢构成的外壁和模铸到外壁上的由轻金属构成的内壁。

按照本发明，对于输送滚子设置有由两种不同材料制成的盖件。端侧的盖件的外侧由不锈钢制成并且优选可薄壁地构造、例如由不锈钢板材成型出并且具有小于1mm、尤其是小于0.5mm的壁厚。所述不锈钢外侧与由轻金属制成的轻金属内侧连接。盖件的轻金属内壁可厚壁地构造并且必要时可构造为具有加固肋条或同类物，并且提供盖件的结构承载能力。在盖件的不锈钢外壁与轻金属内壁之间的连接通过将轻金属模铸到不锈钢上来实现，并且由此通过材料锁合的、粘附的连接来提供。原则上，这种连接方式可通过附加的力锁合的或形锁合的连接作用来加强。按照本发明实施的材料复合盖件一方面具有对于卫生要求而言有利的由不锈钢制成的外侧，该外侧针对卫生要求提供了高品质的特性并且具有好的可清洁性。所述外侧在结构上通过由轻金属成型的模铸的内侧支撑，该内侧具有相对于外侧的可承载的连接，提供盖件的基于附接而高的机械承载能力并且基于其精确且高效的可切削加工性而实现：制造在轴穿通的区域中和在转鼓管附接的区域中带有高的配合精度的盖件。这种组合保证了高效制造的同时公差小且配合精度高，而为此不会在卫生要求方面出现损失。

按照优选的第一实施方式规定，在所述内壁与所述外壁之间构成有通过模铸工艺所产生的材料锁合的连接。在这样构成的连接中，在外壁与内壁之间的机械的力传递通过原子的或分子的力来引起，所述原子的或分子的力在将内壁模铸到外壁上的模铸过程中产生。这种材料锁合的连接特别优选地在内壁与外壁之间不使用粘接材料的情况下实施，并且尤其是利用了附着，所述附着通过模铸过程在轻金属的提高的温度的情况下实现。

再进一步地，优选的是，所述外壁具有朝着所述内壁指向的侧凹，该侧凹通过所述内壁的轻金属填充以用于在所述内壁与所述外壁之间产生形锁合的连接。按照该实施方式，在内壁与外壁之间的机械的力传递替代于或附加于材料锁合或力锁合的连接而通过形锁合的连接来实现。为此，在外壁处在内壁的这侧上设置有侧凹，该侧凹通过内壁的轻金属填充。所述侧凹可通过外壁朝内壁方向相应成型的突出部或通过外壁在朝着内壁指向的这侧上相应成型出的凹入部来构造。优选地，在内壁的模铸过程中用轻金属填充所述侧凹。在此，侧凹应理解为这样的几何的轮廓，该几何的轮廓引起包夹(umklammerung)、即形锁合的锁定，所述包夹由此使得只有在外盖件材料或内盖件材料断裂的情况下才能够将内盖件与外盖件分离。

在此，特别优选的是，所述侧凹通过外盖件的在纵截面方面l形的区段形成，所述l形的区段的第一边部从外壁出发沿轴向方向关于旋转纵向轴线朝内盖件方向延伸，并且所述l形的区段的第二边部关于旋转纵向轴线沿径向延伸。按照该实施方式，所述侧凹构成于在横截面方面l形的型材区段上，所述l形的型材区段作为突出部或作为凹入部成型在外盖件处。在该设计方案中，轻金属填充由l形轮廓的两个边部包围的内部空间并且由此产生形锁合的连接。原则上，优选的是，在横截面方面l形的轮廓以一个边部沿基本上轴向的方向延伸并且以第二边部沿基本上径向的方向延伸，其中，对于本发明的效果而言并不全取决于精准的轴向或径向取向，重要的而是，所述第一边部具有带轴向方向分量的取向，并且所述第二边部具有带径向方向分量的取向。这能实现高效且无夹杂地实施的模铸过程，同时实现可靠的形锁合的连接。

在此，优选的是，所述第二边部以径向的方向分量从所述第一边部出发向径向外部延伸。通过该设计方案，要由轻金属填充的空心空间构成为从第一边部径向向外。这实现内壁特别可靠且牢固地形锁合地锁定在外壁上，因为在该设计方案中，在轻金属在模铸工艺过程中冷却时出现的收缩引起内壁在侧凹区域中特定地夹紧在外壁上，所述夹紧尤其是在侧凹构成为环形地环绕的侧凹时引起相对于所有所产生的负载方向而言在内壁与外壁之间的可靠的形锁合的连接。

此外，优选的是，所述侧凹通过环绕的环形空间形成。通过将侧凹设计为环绕的环形空间的设计方案，实现在内壁与外壁之间的所有侧的形锁合的锁定，所述所有侧的形锁合的锁定相对于在转鼓马达的运行中出现的负载实现在内壁与外壁之间的可靠的连接。在此，应理解为，所述环形空间关于输送滚子的旋转纵向轴线环绕。

再进一步地，优选的是，所述外壁通过冲压过程由板状材料成型出。外壁可通过冲压由板状材料、例如圆形裁剪的板材形的区段成型出，并且在此可成型出适合的轮廓、例如径向延伸的加强肋条、环绕的加强肋条，所述适合的轮廓一方面通过形锁合效应和由于在铸造工艺中出现的收缩所实现的力锁合效应改善在外壁与内壁之间的机械的力传递，另一方面使外壁在其轮廓方面这样加固，使得即使在模铸过程期间也不出现扭曲。

更进一步地，优选的是，所述内壁通过注射成型过程模制注射到外壁上。注射成型过程能实现轻金属在熔液态的状态下在高压下进行模铸，并且由此能实现大件数的按照本发明的盖件的高效制造，同时废品少并且在内壁与外壁之间的附接好。在此，注射成型过程优选这样实施，使得外壁被预制并且被放入在相应构成的注射成型模具中，在此之后将该注射成型模具闭合，此时构成空心空间，该空心空间是用于内壁的空间，以便然后将轻金属在超压下在熔液态的状态下模制注射在该空心空间中并且由此模制注射到外壁上。

更进一步地，优选的是，所述内壁具有朝着驱动单元指向的突出部，并且所述驱动单元形锁合地支撑在突出部上以免驱动单元围绕旋转纵向轴线相对于盖件旋转。这样的一个突出部或这样的多个突出部尤其是用于，使驱动单元抗转矩地固定在盖件上并且因此固定在滚动体上，以便能实现将驱动力从驱动单元传递到滚动体上。原则上，盖件与滚动体的抗转矩的连接是优选的，以便在盖件与滚动体之间实现关于具有大的直径的这种接口的可靠密封，而可转动的且也密封的支承件可设置在盖件与轴或轴端之间的区域中。在这种情况下，所述驱动单元在滚动体与轴端之间产生力矩，该力矩可经由盖件上的一个或相应的多个突出部传递到滚动体上。在此，特别优选的是，一个或多个突出部由轻金属构成并且由此能以高效的方式经受切削加工，以便对于从驱动单元到盖件上的力传递实现好的配合精度。就此而言，特别优选的是，一个突出部或多个突出部具有通过机械加工、尤其是切削加工制成的突出部面。

再进一步地，优选的是，所述盖件具有关于旋转纵向轴线同轴的内周缘面和外周缘面。这种内周缘面和外周缘面(所述内周缘面和外周缘面这样理解：它们可具有精准地向径向外部或向径向内部取向的面法线，但一样好地也可具有如下面法线，该面法线具有向轴向外部或向轴向内部取向的方向分量并且由此具有倾斜的径向-轴向取向)可有利地被用来使盖件固定在滚动体上，并且用来使轴端引导穿过盖件中的中心开口并且使用于所述轴端的支承件关于盖件布置。所述内周缘面尤其是可构成用于接纳滚动轴承以用于将轴端支承到盖件上，并且用于必要时附加地接纳一个或多个密封元件，例如以便将径向轴密封环以及在该径向轴密封环的轴向外部必要时附加地设置的、在横截面方面l形的密封环固定在盖件上。

在此，特别优选的是，所述内周缘面构成为轴承座并且切削地制成和/或所述外周缘面构成为密封面并且切削地制成。内周缘面和/或外周缘面的切削的设计方案在按照本发明的盖件中能以特别高效的方式实施，因为在此执行轻金属的切削。这种切削相对于例如在现有技术中经常需要的对不锈钢、钢或塑料的切削是有利的，因为可实现对轻金属的有效且快速的切削，但同时在此能制成可承载的且构成为带有高的几何精度和公差的表面。

本发明的另一方面是一种用于沿轴向在端部侧封闭马达运行的输送滚子的滚动体的、尤其是转鼓马达的滚动体的盖件，其中，所述盖件具有由不锈钢构成的外壁和模铸到所述外壁上的由轻金属构成的内壁。按照本发明的这一方面，所述盖件具有上文阐述的输送滚子的盖件的所有特征并且应理解为，所述盖件可尤其是利用马达运行的输送滚子的盖件的上文阐述的特征进一步扩展并且由此实现结合这些特征所描述的优点。

最后，本发明的另一方面是一种用于制造马达运行的输送滚子的、尤其是转鼓马达的盖件的方法，所述方法具有如下步骤：a)由不锈钢成型出盖件外壁，b)将由轻金属构成的盖件内壁模制成型到盖件外壁上，c)将盖件外壁与步骤b)中的盖件内壁连接。借助所述方法可尤其是制成用于上文描述的结构类型的马达运行的输送滚子的盖件或制成上文描述的结构类型的盖件。应理解为，在此，所述制造方法可尤其是这样实施，使得所述制造方法具有按照本发明输送滚子的盖件的上文描述的特征。

所述方法可尤其是进一步扩展，其方式为，所述盖件内壁通过模制注射工艺由有流动性的轻金属模制成型。这种改形工艺可例如通过冲压、拉深来实施，并且在此实现上文关于按照本发明输送滚子的盖件的外壁的冲压工艺所描述的优点，并且能实现在那面描述的变型。

更进一步地，优选的是，所述盖件内壁通过模制注射工艺由有流动性的轻金属模制成型。模制注射工艺可尤其是通过熔液态的材料在注射成型模具中的注射成型过程在熔化态的轻金属的超压的情况下实施并且在此实现关于用于上文描述的按照本发明的输送滚子的盖件的轻金属的注射成型过程所描述的优点以及与所述注射成型过程相关的变型可实现的优点。

更进一步地，优选的是，借助于形锁合的连接和/或借助于材料锁合的连接将步骤b)中的盖件内壁与盖件外壁连接。在此，所述材料锁合的连接可尤其是在内壁材料与外壁材料之间在此不使用粘接材料的情况下实施，即尤其是通过由于轻金属的熔液态的模铸所产生的原子的和分子的力来起作用。所述形锁合的连接可尤其是通过包铸在外盖件的凹入部中或在其突出部上的侧凹而构成。所述形锁合的连接可尤其是这样实施，使得内壁和外壁的共同形锁合地作用的区段的锁定通过轻金属的、在将轻金属模铸或模制注射到外壁上的模铸过程或模制注射过程期间的收缩过程而得到加强，例如其方式为，形锁合的锁定通过用轻金属填充的空隙建立，所述空隙向径向外部指向，并且所述空隙构成在至少彼此关于盖件的旋转轴线彼此相对置地布置的侧凹上、优选通过环形地围绕盖件的这种旋转轴线环绕的侧凹部构成，所述侧凹部向径向外部敞开或指向。

最后，更进一步地，优选的是，在步骤c)之后以切削加工工艺在盖件内壁上和/或在盖件外壁上构成轴承座和/或密封件座。在此，所述切削加工可优选在轻金属上实施、尤其是仅在轻金属上实施，这能实现带有高公差品质的轴承座的特别高效且精确的制造。

附图说明

借助附图描述本发明的优选的实施方式。附图中：

图1示出按照本发明的马达运行的输送滚子的优选的实施方式，

图2示出按照本发明的输送滚子的盖件的内侧的前视图，

图3示出按照图2的盖件的沿着图2中的线a-a的纵剖视图，

图4以部分视图示出按照图2和图3的盖件的沿着图2中的线b-b的纵剖视图。

具体实施方式

首先参照图1，转鼓马达原则上由转鼓管10构造，在两个端侧上分别一个盖件20a、20b被插入到该转鼓管中，这些盖件优选是结构相同的。盖件20a、b抗转矩地与转鼓管10连接，其方式为，在盖件的外周缘上建立与转鼓管周缘的摩擦锁合的压配合。替代摩擦锁合的附接也可通过形锁合、材料锁合或由其构成的混合形式实现力矩传递。

在转鼓管10的内部空间中布置有驱动单元30，该驱动单元由电动马达和传动机构构造。驱动单元30产生力矩并且在转鼓管10与两个轴端40a、b之间产生旋转运动，所述两个轴端借助于滚动轴承支承在盖件20a、b中。轴端40a、b在端侧从相应的盖件20a、b中伸出并且由此可固定在接纳转鼓马达的支架中。驱动单元30抗转矩地支撑在轴端40a、b上并且将用于旋转的力矩经由左侧的盖件20a传递到转鼓管10上。

在使用中，图1中示出的转鼓马达10典型地在旋转纵向轴线100水平的情况下使用并且在内部空间中必要时可包含油填充物，以用于将热经由转鼓管10从驱动单元30以热的方式导出到周围环境。

图2示出盖件20a或20b的内部视图。如可看出的，所述盖件具有环绕的第一周缘面21和相对于该第一周缘面在直径方面稍微减小的环绕的第二周缘面22。第一周缘面21具有如下直径，该直径相应于转鼓管10的直径并且由此在端侧覆盖转鼓管10。第二周缘面22用于使盖件固定在转鼓管10中并且这样确定尺寸，使得所述第二周缘面与转鼓管10的内周缘构成力锁合的压连接。

围绕旋转纵向轴线100同轴地布置的中心开口23用于轴端40a或40b的引导穿过。此外，盖件20a、b具有总共六个沿轴向方向朝着内侧伸出的突出部24，所述突出部用于与驱动单元30的传动机构的从动轴进行形锁合的力矩连接。

如在按照图2和3的纵截面中可看出的，盖件20a由外壁20a′和内壁20a″构成。外壁20a′由不锈钢构成、即由不锈的且相对于许多化学物质的作用不敏感的材料构成。外壁20a′可通过冲压或铸造、拉深或通过切削的机械加工制成。

内壁20a″由轻金属、尤其是由铝制成。内壁20a″通过模铸到外壁20a′上而与该外壁连接并且以所述外壁的几何的基本结构进行成型。外壁20a′和内壁20″都可通过机械再加工在内壁和外壁连接之后再在不同的面上进行加工，以便制造确定的尺寸和几何结构。

外壁20a′基本上环形地构成并且覆盖盖件20a、b的整个朝着周围环境指向的区段。内壁20a″因此不与任何从外部作用到转鼓马达上的液体或固体处于接触中。外壁20a′为此具有平坦的端面25。

在外壁20a′的与所述端面25相对置的、朝着内壁20a″指向的这侧上，所述外壁也构成为具有平坦的接触面26。环形的突出部27从所述平坦的接触面26伸出，所述突出部围绕旋转轴线100环绕并且沿轴向方向朝着内壁20a″延伸。所述环形的突出部在横截面方面是l形的，其中，第一边部从外壁的向内指向的面26出发沿轴向方向朝着内壁20a″延伸，而第二边部从第一边部的端部出发向径向外部延伸。由此，突出部27构成侧凹，该侧凹通过内盖件的材料在区域28中填充。通过所述侧凹同时使其通过内盖件的材料来填充，在内壁与外壁之间实现形锁合的锁定。由于将内壁模铸到外壁上和在此出现的收缩，所述形锁合的锁定稍微张紧并且因此是特别可靠的，因为被填充的侧凹向径向外部指向并且由此由于收缩引起内壁的材料沿周向方向的牵拉张紧，所述牵拉张紧引起内壁张紧地锁定在外壁的突出部上。

由轻金属制成的内壁具有外周缘面22，该外周缘面通过对轻金属的切削加工而加工到期望的、设有一定公差的尺寸，以便实现与转鼓管10的内周缘面的压配合。此外，在外周缘面22中沿周向方向引入槽，所述槽可用于接纳密封环，以便在盖件20a与转鼓管10之间实现可靠的密封。

盖件的处于转鼓管10的外周缘面22直径中的周缘面21与周缘面22通过又是环绕的环形槽隔开，所述环形槽具有一定功能。[所述环形槽具有特定功能？]

在空隙23的区域中在内壁上还存在有切削加工的内周缘面29a、29b，所述内周缘面用于在周缘面29a的区域中接纳径向轴密封环以及在周缘面29b的区域中接纳滚动轴承。通过切削加工，在这里能以高效的制造方式实现径向轴密封环和滚动轴承在盖件中的精准配合。

由图4可看出盖件在突出部24区域中的纵截面。沿轴向处于内部地，在突出部24上成型出旋转对称的定心孔作为凹入部，所述定心孔用于传动机构输出轴的精准定位和锁止。图3示出在这些突出部之间的纵截面，由该纵截面可看出在这里存在的在相应的突出部24之间的空隙24′。

在附图中示出的盖件的制造工艺中，首先通过切削加工由实心材料、通过铸造或通过冲压过程由板状材料制成外壁20a′，并且在此也构成突出部27。然后将外壁20a″放入到注射成型模具中并且将其固定在注射成型模具中。所述注射成型模具同时成型出相应于内壁20a″轮廓的空心空间，并且将构成内壁的轻金属在熔液态的状态下在超压的情况下注入到所述空心空间中。在这种注入过程中，发生内壁材料锁合地附接到外壁上。在轻金属凝固之后，可将盖件从注射成型模具中取出并且通过切削再加工制成所述面22、29、29′、突出部24中的定心孔以及周缘面22中的用于密封环的环形槽。