(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕機用の重負荷駆動装置（１、１’）であって、
ａ）ロータ軸（Ａ）を有し、ピニオン（３）を駆動するモータ（２）と、
ｂ）前記ピニオン（３）と噛み合う第１の歯車（４；４’、４”）を備える第１の平歯車であって、前記第１の歯車（４；４’、４”）が、前記モータ（２）の前記ロータ軸（Ａ）に対して実質的に平行である軸（Ｂ）を有する、第１の平歯車と、
ｃ）前記第１の平歯車に結合された歯車（８；８’、８”）を備える第２の平歯車であって、前記第２の平歯車の前記歯車（８；８’、８”）が、前記モータ（２）の前記ロータ軸（Ａ）に対して実質的に平行である軸（Ｄ）を有する、第２の平歯車と、
ｄ）前記粉砕機(２０)の粉砕テーブル（２７）のリング歯車（１０）と噛み合うように構成された少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）であって、前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）は前記第２の平歯車の前記歯車（８；８’、８”）とシャフトを介して結合し、前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）は、前記ロータ軸（Ａ）に対して実質的に平行である回転軸（Ｅ）を有する、少なくとも１つの駆動ピニオンとを備える、重負荷駆動装置において、
ｅ）前記第１の平歯車および前記第２の平歯車が、動的継手（５；５’、５”）を用いることによって結合されることを特徴とする、重負荷駆動装置。
【請求項２】
前記モータ（２）が、前記第１の平歯車の上方に配置される、請求項１に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項３】
前記駆動装置（１、１’）が、２つの第１の平歯車と、２つの可撓性継手（５’、５”）と、２つの第２の平歯車と、２つの駆動ピニオン（９’、９”）とを備え、前記２つの第１の平歯車の各々の前記少なくとも１つの第１の歯車（４’、４”）が、前記ピニオン（３）および前記２つの可撓性継手（５’、５”）の１つと噛み合い、前記可撓性継手（５’、５”）の各々は、前記２つの第２の平歯車の１つの前記歯車（８’、８”）に結合され、前記２つの第２の平歯車の前記２つの歯車（８’、８”）の各々は、前記２つの駆動ピニオン（９’、９”）の１つとシャフトを介して結合し、第１の平歯車、可撓性継手（５’、５”）、第２の平歯車および駆動ピニオン（９’、９”）の各々の配列が、直線上に順々に配置される、請求項１または２に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項４】
前記モータ（２）の前記ピニオン（３）が、前記２つの第１の平歯車の各々の前記少なくとも１つの第１の歯車（４’、４”）間の中央に配置される、請求項３に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項５】
前記２つの可撓性継手（５’、５”）が、前記２つの駆動ピニオン（９’、９”）の互いに対するタイミングが、変更され得るように構成される、請求項３または４のいずれかに記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項６】
前記モータ（２）の前記ピニオン（３）が、前記ロータ軸（Ａ）に対して垂直な少なくとも１つの方向に移動可能であるように前記第１の歯車（４；４’、４”）によって支持される、請求項１から５のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）が、前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）の前記回転軸（Ｅ）に対してスイベル回転するようにスイベル回転装着体（１７）によって支持される、請求項１から６のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項８】
前記第１の平歯車および／または前記第２の平歯車が、噛み合うように順々に配置された１つを上回る歯車（４；４’、４”、４．１’、４．１”；８；８’、８”）を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
【請求項９】
粉砕機であって、少なくとも１つの軸方向軸受（２６）によって支持され、リング歯車（１０）が付加された、粉砕テーブル（２７）を備え、さらに、少なくとも１つの請求項１から８のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）を備え、前記少なくとも１つの重負荷駆動装置（１、１’）の各々の前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）が、前記リング歯車（１０）と噛み合う、粉砕機。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの重負荷駆動装置（１、１’）の各々の潤滑装置の潤滑剤（２５）用の中央タンク（２４）が、前記粉砕テーブル（２７）の下に設けられ、前記中央タンク（２４）からの潤滑剤（２５）は、潤滑剤供給装置（２９）に与えられ、前記潤滑剤供給装置（２９）は、少なくとも１つのポンプ（３０．１、３０．２、３０．３）を備え、前記ポンプの各々は、前記少なくとも１つの重負荷駆動部（１、１’）の前記潤滑装置に供給する、請求項９に記載の粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業設備、好ましくはローラ粉砕機用の重負荷駆動装置、ならびに少なくとも１つの重負荷駆動装置を備える粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ３９３１１１６Ａ１（Ｋｒｕｐｐ  Ｐｏｌｙｓｉｕｓ  ＡＧ）は、リング歯車および軸方向軸受を備えるローラ粉砕機のための駆動装置を開示し、この場合、軸方向軸受は、リング歯車のすぐ下に位置する。リング歯車は、付属の伝動装置の２つのピニオンと噛み合う。付属の伝動装置は、さらに、前記２つのピニオンに結合された平歯車と、かさ歯車とを備え、この場合、かさ歯車は、モータのピニオンに結合される。粉砕機のそのような構成は、粉砕機の全高さの低減を可能にするが、この駆動部は、依然として、水平に装着されたモータに依存しており、故に、トルクをモータから付属の伝動装置に伝動するためにかさ歯車を必要とする。
【０００３】
ＤＥ１０２００６０５０２０５Ｂ４（Ｇｅｂｒ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒ  ＡＧ）は、キャリッジ上に装着された複数の独立した駆動ユニットを備えるローラ粉砕機のための冗長性駆動装置を開示する。各々の駆動ユニットは、モータおよび平歯車を備える。粉砕機内に設置された駆動部の数は、駆動ユニットの１つが機能不全となり、補修または取り換えが行われなければならない場合でも粉砕機が使用され得るように選択される。モータは、水平に配置されてよく、これにはトルクを平歯車に伝動するために追加のかさ歯車を必要とし、またはモータは、粉砕機の土台内に設けられた空洞内に鉛直に配置されてよい。
【０００４】
ＣＨ６７２６０３（Ｍａａｇ  Ｚａｈｎｒａｄｅｒ  ＆  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ  ＡＧ）は、ピニオンを用いることによって平歯車上に作用する鉛直駆動シャフトを備えたモータを備えるボウル粉砕機駆動部を開示する。モータは、平歯車の上方に配置される。平歯車は、複数のホイールを備え、最終的には、トルクを研削ボウルに、シャフトおよび研削ボウルの下方に配置された遊星歯車を介して伝動する。
【０００５】
かさ歯車の許容差は、そのような高負荷ではわずかしか許容されないので、かさ歯車を生産し装着する際に高い精度が必要とされ、その結果駆動装置の全体コストを高める。さらに、粉砕機作動中の角度振動および跳ね返りが、歯車装置またはモータに損傷を与えることがあり、または少なくともこれらの部品の摩耗を増大させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、最初に述べられた技術分野に関係する重負荷駆動部であって、構造を簡単に保ちながら歯車装置の全体サイズの低減を可能にし、故にコストが低下する、重負荷駆動部を作り出すことである。さらに、本発明の目的はまた、重負荷駆動装置であって、重負荷駆動部によって駆動される作業設備からモータへのあらゆる角度振動および／または跳ね返りの効率的な減衰を可能にする、重負荷駆動部を提供することである。別の目的はまた、モジュール式に使用され得る重負荷駆動装置であって、それによって作業設備に使用される駆動部の数において大きい柔軟性を可能にし、故に柔軟な動力出力変動を可能にする、重負荷駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決策は、請求項１の特徴によって明示される。本発明によれば、重負荷駆動装置は、ロータ軸を有し、ピニオンを駆動するモータを備える。さらに、駆動装置は、前記ピニオンと噛み合う歯車(gear wheel)を備える第１の平歯車と、第１の平歯車に結合された歯車を備える第２の平歯車とを備える。少なくとも１つの駆動ピニオンが、駆動装置内に含まれ、前記少なくとも１つの駆動ピニオンは、第２の平歯車の歯車に結合され、作業設備のリング歯車と噛み合うように適合される。第１の平歯車の第１の歯車の軸、第２の平歯車の歯車の軸、ならびに駆動ピニオンの軸は、実質的にモータのロータ軸と平行である。第１の平歯車および第２の平歯車は、動的継手(dynamic coupling)を用いることによって結合される。動的継手は、好ましくは弾性継手(elastic coupling)または流体力学的継手(hydrodynamic coupling)である。本発明による重負荷駆動装置は、作業設備、好ましくは鉛直ローラ粉砕機向けに意図される。
【０００８】
本明細書において理解されるように、「重負荷駆動部」は、たとえば数トンの重量を有する高負荷を、かなりの時間の間、たとえば何日もの間間断なく駆動するように意図された駆動部である。
【０００９】
さらに、本明細書において理解されるように、「平歯車(spur gear)」は、少なくとも１つの平歯車(spur gear wheel)を備える歯車である。しかし、本発明による平歯車はまた、１つを上回る歯車、たとえば２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の歯車などを備えることもでき、歯車の前記数の各々は、互いに噛み合うように配置される。
【００１０】
本発明の重負荷駆動装置は、ロック研削機、セメント粉砕機、スラッグ粉砕機などの作業設備を駆動するために使用される。好ましくは、駆動装置は、ローラ粉砕機、より好ましくは採掘およびセメント工業において使用されるような鉛直ローラ粉砕機を駆動するために使用される。
【００１１】
駆動装置の駆動ピニオンは、これが、作業設備のリング歯車と噛み合うことができるようにして適合される。当業者は、本発明の駆動装置によって駆動される作業設備のタイプおよびサイズに応じて、ピニオンの寸法および歯の外形が変わり得ることを理解する。さらに、ほとんどの用途では、駆動ピニオンはリング歯車と噛み合うが、一部の用途に関連して、駆動ピニオンは、たとえば歯車または任意の他のタイプの伝動設備と交互に噛み合うことができることに留意されたい。
【００１２】
本明細書において理解される用語「動的継手」は、トルクを第１の平歯車から第２の平歯車に伝動しながら、両方の歯車間に何らかの滑りおよび／または減衰を可能にする継手である。本明細書において理解される「流体力学的継手」は、インペラを用いることによって動作が付与される粘性流体を介してトルクを伝動する継手である。流体の動作は、次いで、出力タービンに伝えられ、その結果、トルクをインペラと出力タービンの間に効果的に伝える。
【００１３】
本明細書において理解される「実質的に平行」は、軸が互いに平行であること、またはこれらが互いから数度、好ましくは５度未満、より好ましくは１度未満だけそれることを意味する。
【００１４】
平歯車は、モータなどの動力源によってもたらされた回転速度を増大させるために使用され得るが、重負荷駆動部を必要としている作業設備に関連して、動力源、すなわちモータの回転速度は、作業設備を駆動するために減速される必要があり、したがってたとえば鉛直軸ローラ粉砕機のような大型構造は、通常、高速では駆動されないことが理解される。故に、本発明による重負荷駆動装置の第１および／または第２の平歯車は、減速歯車である。たとえば、モータの入力回転速度は、たとえば１、５００ｒｐｍでよく、その一方で駆動ピニオンの回転速度は１５０ｒｐｍでよい。
【００１５】
モータは、好ましくは、作業設備を駆動するのに十分なエネルギー出力およびトルクを有する電気モータである。本発明による重負荷駆動装置の場合、モータは、好ましくは、少なくとも数百キロワット、またはさらにはより好ましくは数千キロワットの出力を有するが、より好ましくは、たとえば１メガワットから２０メガワットまでの１メガワットを上回る出力を有する。あるいは、モータは、たとえば油圧モータでもよい。しかし、重負荷駆動部に関連して、電気モータが好ましい。
【００１６】
第１および第２の平歯車の歯車および動的継手は、好ましくは、モータピニオンと駆動ピニオンの間に直線上に配置される。しかし、作業設備のタイプ、場所および／または利用可能な空間に応じて、平歯車および／または動的継手を、たとえば第１の平歯車と第２の平歯車の間に角度を与えることによって、互いに別の空間関係で配置することも考えられる。さらに、駆動装置の要素が、地面または支持体に関連して実質的に同じレベルで配置されることが好ましいが、特有の要素を別のレベルに配置して、これらの要素をシャフトなどを用いることによって回転可能に連結することも可能である。異なるレベル上のおよび／または一部の要素間に角度を与えることによるそのような構成は、本発明の重負荷駆動装置によって占有される空間を低減するために使用され得る。
【００１７】
また、この重負荷駆動装置は、好ましくは、少なくとも１つの筺体によって封入されることも理解される。筺体の提供は、たとえば保全作業員に伴う事故のリスクを低減し、駆動装置を外部影響から保護する。そのような筺体は、好ましくは、ハッチなどの開口部を備えて、駆動装置の一部の部分の監視または補修目的のそれへのアクセスを可能にする。
【００１８】
追加的に、本発明による重負荷駆動装置は、さらに、保全作業または補修作業中、作業設備を駆動するために、モータのシャフトに永久的にまたは解放可能に結合された補助駆動部を備えることができる。好ましくは、補助駆動部は、モータの上部に配置され、適切な手段によってモータの軸に連結される。あるいは、補助駆動部はまた、モータの下に配置されてもよく、たとえばモータピニオンの下方のモータのシャフトに結合されてもよい。そのような補助駆動部の使用は、当技術分野で知られている。あるいは、動的継手もまた、モータシャフト上に直接的に、すなわちモータシャフトとピニオンの間、故に平歯車の配列の前に配置されてもよい。あるいは、１つまたは２つの可変周波数変換器（複数可）（ＶＦＣ）が、１つまたは２つのモータを駆動して作業設備を保全モードで駆動するために使用され得る。
【００１９】
モータのロータ軸に対して実質的に平行である第１および第２の平歯車の歯車の軸の配置は、トルクをモータから駆動ピニオンに伝動するためにかさ歯車を使用する必要性を解消し、したがって駆動装置の組み立てを容易にし、コストを低減する。さらに、第１の平歯車後に動的継手を提供することで、継手に課される緊張を低減し、このとき、継手の回転速度は、たとえば７５０または９００ｒｐｍなどの約数百ｒｐｍから３０００ｒｐｍまでに容易になり得るモータの比較的高速の回転速度と比較して減速される。動的継手は、使用中、駆動ピニオンおよび平歯車を介して作業設備から伝動された捩じり振動および跳ね返りを吸収することができる。これは、歯車の摩耗、およびモータへの損傷のリスクを低減する。さらに、これは、モータと駆動ピニオンの間に何らかの緩衝を付与する。
【００２０】
好ましくは、モータは、第１の平歯車の上方に配置される。本出願では、用語「上方」および「下方」は、重力方向に対する構成要素の水平配置を指す。
モータを第１の平歯車の上方に配置することは、平歯車の高さが低減され得るという利点を有するが、これは、モータが平歯車と同じレベルで配置される場合にそうであるようにモータの高さを埋めるためのシャフトを必要としないためである。さらに、モータが第１の平歯車の下方に配置される場合にそうであるようにモータを中に入れるために、何らかの空洞を、たとえば作業設備の土台内に設けることも必要ではない。
【００２１】
別の利点はまた、第１の平歯車上に使用される任意の潤滑剤が、重力によって下方向に、故にモータから離れるように引き出されることである。故に、モータには、望まれない潤滑剤を外に保つための特別な封止部が提供される必要はない。
【００２２】
追加的に、ロータ軸の軸受およびピニオンは、第１の平歯車と同じ潤滑剤によって潤滑され得る。ロータ軸およびピニオンの回転速度は、比較的高速であり、いずれも高い緊張下にあるため、潤滑剤の提供は、軸受の摩耗を大きく低減する。第１の平歯車と同じ潤滑剤が使用され得るため、別個の潤滑剤供給が、前記軸受のために提供される必要はなく、それによって駆動装置の構造を容易にする。
【００２３】
好ましい実施形態では、駆動装置は、２つの第１の平歯車、２つの可撓性継手、２つの第２の平歯車および２つの駆動ピニオンを備える。前記２つの第１の平歯車の各々の歯車は、モータのピニオンおよび２つの可撓性継手の１つ各々と噛み合う。さらに、前記可撓性継手の各々は、前記２つの第２の平歯車の１つのホイールに結合され、この場合、各々の第２の平歯車の前記ホイールは、２つの駆動ピニオンの１つと連結される。この構成では、第１の平歯車、可撓性継手、第２の平歯車およびピニオンの各々の配列は、直線上に順々に配置され、両方の配列は、好ましくは、実質的に互いに平行に配置される。
【００２４】
そのような構成では、両方の配列間のトルク分割が実現され、故に、各々の配列の構成要素の緊張の低減を可能にする。両方の配列は、好ましくは、類似する両方の配列へのトルクのほぼ等しい分散を実現するために互いに平行に配置される。あるいは、両方の配列はまた、互いに角度を付けて配置されてもよいが、そのような場合、その配置は、一方の配列上に、他方の配列と比較してより高い緊張を与えないために、たとえば両方の配列を互いに対称的に配置することによって、トルクの等しい分割を実現するように選択されなければならない。
【００２５】
動的継手を備える２つの配列の使用は、２つのピニオンがわずかにずらされている場合であっても、両方の配列へのトルクのほぼ等しい分散が達成されるという利点を有する。これと比較して、２つの「剛性」配列、すなわち動的継手を備えない配列に結合された２つのピニオンのずれの結果、１つの配列のみによるトルクの伝動をもたらす。ずれたピニオンを有する２つの配列によって伝動されたトルクの相違は、配列の回転角度の相違および配列の捩じり剛性の積に比例する。剛性のかなりの低減が、動的継手を前記配列内に配置することによって達成される。剛性を低減することにより、２つの配列の各々によって伝動されたトルクの相違を低減またはさらには解消することも故に可能である。流体力学的継手は、静的剛性を有さず、故に、平行な配列における流体力学的継手の使用の結果、各々の配列によって伝動されたトルクの偏差を生じさせない。
【００２６】
トルク分割を可能にする他の装置が選択され得ることが理解される。たとえば、駆動装置は、１つの第１の平歯車と、１つの動的継手と、２つの駆動ピニオンと噛み合う１つの第２の平歯車とを備えることができる。あるいは、動的継手はまた、単一の第１の平歯車と噛み合いながら２つの第２の平歯車に結合されてもよい。基本的には、たとえば４つの駆動ピニオンを設けることによってトルクをさらに分割することがさらに可能になり得る。当業者は、本発明の原理が、任意の数の第１の平歯車、動的継手、第２の平歯車および駆動ピニオンの組み合わせで使用されてよく、唯一の限定は、機械的および構造的制約であることを認識するであろう。
【００２７】
代替的実施形態では、動的継手はまた、モータのシャフト上に直接的に、すなわちトルク分割の前に配置されてもよい。
好ましくは、モータのピニオンは、両方の第１の平歯車のホイール間の中央に配置される。これは、両方の伝動配列間の最大の空間的分離を可能にしながら等しいトルク分割を確実にする。
【００２８】
さらに好ましくは、２つの可撓性継手は、２つの駆動ピニオンの互いに対するタイミングの変動を可能にするように構成される。故に、減衰効果に加えて、可撓性継手は、２つの駆動ピニオンの歯と作業設備のリング歯車の歯との完全な位置合わせを可能にするために、第２の平歯車および駆動ピニオンの互いに対するわずかな捩じりを可能にする。歯のずれは、両方の駆動ピニオン間の等しくないトルク分散または１つの駆動ピニオンが歯車リングを介して他の駆動ピニオンを駆動する状況を招くことがあり、これは、駆動装置上の破壊的効果を伴ったトルク伝動の「短絡」を招き得る。
【００２９】
さらに、トルク分割の比は、２つの駆動ピニオンのわずかなタイミングの相違による負荷の変動が補償され得るため、両方の歯車配列上で等しく保たれ得る。
別の好ましい実施形態では、モータのピニオンは、これが、ロータ軸に対して垂直な少なくとも１つの方向に移動可能であるように支持される。これは、２つの第１の平歯車の歯車間のモータのピニオンを、正確に半分のトルクが各々の第１の平歯車に伝動される場所に配置することを可能にする。故に、モータピニオンのそのような構成は、本発明による平歯車の２つの配列の等しくない摩耗の発生を低減する。ピニオンまたは歯車軸の平面内の移動を可能にする適切な手段が、当業者に知られている。
【００３０】
好ましくは、前記少なくとも１つの駆動ピニオンは、回転軸に対してスイベル回転するようにして支持される。これは、常に、作業設備のリング歯車に対する少なくとも１つのピニオンの最適な位置合わせを確実にし、それにより、少なくとも１つのピニオンの歯は、リング歯車が作業設備の作動中に角度的に変位される場合であっても、リング歯車の歯に対して常に平行である。これは、少なくとも１つの駆動ピニオンおよびリング歯車の摩耗を大きく低減する。
【００３１】
代替の実施形態では、少なくとも１つの駆動ピニオンは、少なくとも１つの駆動ピニオンとリング歯車との完全な位置合わせを常に可能にする湾曲した外側表面を備えるように構成され得る。
【００３２】
第１の平歯車および／または第２の平歯車は、好ましくは、１つを上回る歯車、好ましくは噛み合うようにして順々に配置された２つ、３つ、または４つの歯車を備える。
歯車の配列を設けることは、モータピニオンと駆動ピニオンの間の距離を変化させることを可能にする。さらに、１つを上回る歯車を設けることにより、歯車の適切な直径および歯の数を選択することによって駆動装置の歯車比の変動が可能になる。
【００３３】
代替の実施形態では、第１の平歯車および／または第２の平歯車の歯車の配列の第１の歯車のみが、モータピニオンまたは可撓性継手に対して異なる直径および／または歯の数を有し、それぞれの平歯車のすべての他の歯車は、同一であり、それにより、速度またはトルクの変化は、第１および／または第２の平歯車内では起こらない。
【００３４】
好ましくは、本発明による重負荷駆動装置は、１つまたは複数の周波数変換器と連結して使用されるように適合される。周波数変換器の使用は、モータ速度の制御を容易にする。
【００３５】
本発明の別の態様は、本発明による少なくとも１つの駆動装置を備えた粉砕機を提供することである。粉砕機は、少なくとも１つの軸方向軸受上に支持され、リング歯車が付加された粉砕テーブルを備える。少なくとも１つの駆動装置の少なくとも１つのピニオンは、粉砕テーブルのリング歯車と噛み合う。
【００３６】
好ましくは、粉砕機は、本発明による２つの重負荷駆動装置を備える。これら２つの駆動装置は、好ましくは、粉砕テーブルの両側に配置される。これは、負荷の最適な分散を確実にする。さらに、１つの重負荷駆動装置が、補修または保全作業のために電源オフされなければならない場合であっても、粉砕機は依然として残りの駆動装置によって動力の半分で駆動され得る。さらに、負荷が２つのモータに広げられ得るため、２つの駆動装置の使用は、各々のモータの動力出力を、粉砕機を駆動するのに必要とされる総動力の半分に低減することを可能にする。たとえば、１２メガワットの動力出力を必要とする粉砕機は、６メガワットの出力を各々が有する２つのモータによって駆動されてよく、それによってモータのサイズ、重量、および複雑性を低減する。あるいは、粉砕機は、２つを上回る本発明による重負荷駆動装置、たとえば３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の駆動装置などを備えることができる。これは、モータの機能停止または保全作業の場合のより良好な冗長性ならびにモータサイズおよび重量のさらなる低減を可能にする。しかし、駆動装置の数を増大させることにより、粉砕機のコストならびにすべての駆動装置のタイミングを正しく合わせる上での複雑性が増大する。故に、駆動装置の数に関連する最適な妥協点が、各々の粉砕機に対して見つけられる必要があり、それにより、駆動装置の数の増大の利点および欠点のバランスがとられる。
【００３７】
本発明による粉砕機は、好ましくは、鉛直ローラ粉砕機である。しかし、本発明の構成はまた、当技術分野で知られている任意の他のタイプの粉砕機上で使用されてもよいことが理解される。さらに、他の種類の作業設備に、本発明による２つまたはそれ以上の重負荷駆動装置が装備され得ることに留意される必要がある。
【００３８】
粉砕機の他の部分は、より詳細には説明されていないが、当業者は、本発明による粉砕機が、たとえば粉砕ローラ、鉛直軸受、ケーシング、制御ユニットなどのさらなる部分を備えることを理解するであろう。
【００３９】
好ましくは、本発明による粉砕機は、少なくとも１つの重負荷駆動装置の各々の潤滑装置の潤滑剤用の中央タンクを備える。中央タンクは、好ましくは、粉砕テーブルの下に位置し、この場合、前記中央タンクからの潤滑剤は、潤滑供給装置に与えられ、この潤滑供給装置は、前記少なくとも１つの重負荷駆動部の潤滑装置に各々が供給するための少なくとも１つのポンプを備える。
【００４０】
重負荷駆動装置だけに潤滑剤が供給されるのではなく、少なくとも１つの軸方向軸受にも供給され得ることが理解される。
そのような中央タンクの提供は、余分の潤滑剤が重負荷駆動部から流れて中央タンク内に戻ることができ、故に、たとえばポンプによって１つだけの場所から潤滑剤供給装置まで、たとえば閉回路式に引き出され得るため、重負荷駆動部に潤滑剤を供給することを極めて容易にする。重負荷駆動装置毎に専用のポンプを潤滑剤提供装置に装備することは、各々の重負荷駆動装置の潤滑剤供給装置の独立した作動が可能であるという利点を有する。
【００４１】
本発明による重負荷駆動部のほとんどの用途では、潤滑剤は油であることが理解される。しかし、特有の用途では、他の潤滑剤の使用もまた企図され得る。
好ましくは、リング歯車は、少なくとも２つの部分、たとえば連続リングに組み立てられる２つの半体から構成される。これは、しばしば数メートルの直径、たとえば組み立てられた状態で６メートルなどの直径を有するリング歯車の輸送を容易にする。リング歯車は、好ましくは、粉砕テーブルの周囲周りに装着される。さらに好ましくは、リング歯車の歯は、対称的な側面を有し、それにより、リング歯車は、摩耗後に逆にされて歯の両側の側面を使用することができる。
【００４２】
他の有利な実施形態および特徴の組み合わせは、以下の詳細な説明および特許請求の範囲全体から明らかになる。
実施形態を説明するために使用される図は、以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による重負荷駆動部の実施形態の概略上面図である。
【図２】重負荷駆動装置の別の実施形態の概略上面図である。
【図３】追加の歯車を備えた重負荷駆動装置の別の実施形態の概略上面図である。
【図４】図３に示された実施形態に対応する重負荷駆動部を貫通する断面図である。
【図５】図３による実施形態の三次元図である。
【図６】本発明の粉砕機の概略断面図である。
【図７】図６に示された粉砕機の三次元図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図内では、同じ構成要素には同じ参照記号が与えられる。
図１は、本発明による本発明の重負荷駆動装置１の第１の実施形態の概略図を示す。重負荷駆動装置１は、ピニオン３を駆動するモータ２を備える。ピニオン３は、第１の平歯車の第１の歯車４と噛み合う。前記第１の歯車４は、動的継手５の入力側ホイール６と噛み合う。この入力側ホイール６は、たとえば弾性要素を用いることによって出力側ホイール７と動的に結合される。この出力側ホイール７は、第２の平歯車の歯車８と噛み合う。第２の平歯車の前記歯車８は、作業設備のリング歯車１０と噛み合うように構成された駆動ピニオン９にシャフトを介して結合される。
【００４５】
図２は、本発明による重負荷駆動部１の別の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、第１および第２の平歯車の２つの配列が、モータ２のピニオン３の２つの側に配置される。故に、前記ピニオン３は、２つの第１の平歯車の各々の第１の歯車４’、４”と噛み合う。第１の平歯車のこれらの２つの第１の歯車４’、４”各々は、２つの動的継手５’、５”の入力側ホイール６’、６”と噛み合う。両方の動的継手５’、５”の出力側ホイール７’、７”各々は、２つの第２の平歯車の歯車８’、８”と噛み合い、第２の平歯車の前記歯車８’、８”各々は、作業設備のリング歯車１０と各々が噛み合うように構成された駆動ピニオン９’、９”と噛み合う。第１の平歯車の第１の歯車４’、４”、動的継手５’、５”、第２の平歯車の歯車８’、８”、およびピニオン９’、９”を備える両方の配列は、互いに対して平行に配置されながら、モータ２のピニオン３は、第１の平歯車の第１の歯車４’、４”両方間の中央に配置され、故に両方の配列に対する等しいトルク分割を可能にする。
【００４６】
図３に示される実施形態は、図２に示される実施形態に実質的に対応するが、唯一の相違は、第１の平歯車内に追加の第２の歯車４．１’、４．１”が存在することである。この実施形態では、第１の歯車４’、４”は、モータ２のピニオン３および第１の平歯車の第２の歯車４．１’、４．１”と噛み合う。第１の平歯車の前記第２の歯車４．１’、４．１”各々は、次いで、２つの動的継手５’、５”の入力側ホイール６’、６”と噛み合う。この実施形態では、第２の平歯車は、単一の歯車８’、８”を備える。しかし、第２の平歯車はまた、追加の歯車を備えることもできることが理解される。さらに、前記第１の平歯車はまた、第３、第４などの歯車などのさらなる歯車を備えることもできる。図示される実施形態では、第１の平歯車の第１の歯車４’、４”および第２の歯車４．１’、４．１”は、異なる直径を有するが、前記第１の平歯車の前記第１の歯車４’、４”および前記第２の歯車４．１’、４．１”はまた、前記第１の平歯車内にいかなる歯車比も呈しないように同一の直径および同一の数の歯を有することもできることが理解される。
【００４７】
図４は、軸Ｘに沿った図３による重負荷駆動装置１を貫通する断面図を示す。この図に明確に見られ得るように、モータ２のロータ軸Ａは、第１の平歯車の第１の歯車４’の軸Ｂならびに第２の歯車４．１’の軸Ｂ．１に対して平行である。さらに、動的継手５’の軸Ｃ、第２の平歯車の歯車８’の軸Ｄ、および駆動ピニオン９’の軸Ｅは、互いに対しておよびモータ２のロータ軸Ａに対して各々平行である。図４に示される図では、モータ２のロータ軸Ａは、図の方向では第１の平歯車の第１の歯車４’の軸Ｂの後方に位置しており、一方で第２の平歯車の歯車８’の軸Ｄおよび駆動ピニオン９’の軸Ｅは同一である。
【００４８】
さらに、モータ２は、モータケーシング１９内に配置され、重力方向に第１の平歯車の上方に置かれることに留意されたい。故に、潤滑剤は重力の作用によってモータから離れるように引き出されるため、第１の平歯車からモータ内への潤滑剤の流入を防止するためにモータシャフトの特別な封止が設けられる必要はない。
【００４９】
さらに見られ得るように、重負荷駆動部１は、駆動装置１のさまざまな部分の取り付けのための基部をもたらすケーシング１８によって封入される。第１の平歯車の第１の歯車４’および第２の歯車４．１’は、回転軸受１１．１、１１．２上で各々が支持され、前記回転軸受１１．１、１１．２は、好ましくは、転がり軸受である。
【００５０】
動的継手５’の入力側ホイール６’は、第１の平歯車の第２の歯車４．１’と噛み合い、弾力性要素１２を介して伝動シャフト１３に結合される。伝動シャフト１３は、動的継手５’の出力側ホイール７’に結合され、好ましくは転がり軸受である回転軸受１４．１、１４．２によって支持される。故に、入力側ホイール６’から弾力性要素１２まで伝動されたトルクは、伝動シャフト１３を介して出力側ホイール７’に伝えられる。弾力性要素１２は、作業設備の作動によって駆動ピニオン９’から伝動されて戻るいかなる角度振動も減衰させ、それにより、これらの振動はモータ２に影響を与えず、またはさらには損傷を与えない。
【００５１】
図示される実施形態では、出力側ホイール７’は、入力側ホイール６’の下に位置する。しかし、この配置は、他の実施形態では逆の方法でもよい。さらに、弾力性要素１２はまた、図示される配置の代わりに、入力側ホイール６’と出力側ホイール７’間に配置されてもよい。しかし、図示される配置は、動的継手５’の他の要素の上部にあり、故に容易に接近しやすいため、弾力性要素１２の交換および保全作業を容易にする。弾力性要素１２は、エラストマー材料を含むことができ、または流動的でよいことが理解される。
【００５２】
動的継手５’の出力側ホイール７’は、第２の平歯車の歯車８’と噛み合い、前記歯車８’は、駆動シャフト１５上に支持される。駆動シャフト１５は、２つの回転軸受１６．１、１６．２上に支持され、第２の平歯車の歯車８’を駆動ピニオン９’に連結する。駆動ピニオン９’は、スイベル回転装着体１７を用いることによって駆動シャフト１５上にスイベル回転するように支持される。スイベル回転装着体１７は、回転式に剛性でありながら、その軸Ｅに対する駆動ピニオン９’の角度移動を可能にする。このスイベル回転動作は、駆動ピニオン９’が噛み合っている作業設備のリング歯車との自動位置合わせを可能にする。
【００５３】
図５は、図４に示される重負荷駆動装置の三次元図を示す。重負荷駆動装置１の構成要素は、剛性ケーシング１８によって封入される。モータケーシング１９によって封入されたモータ２は、重負荷駆動装置１のケーシング１８の上部に配置される。ケーシング１８は、２つの駆動ピニオン９’、９”を作業設備のリング歯車と噛み合わせることを可能にする開口部を備える。したがって、重負荷駆動装置１は、作業設備として別の場所で装着され、次いで、単一の部片として作業設備の場所まで輸送され得る。
【００５４】
図６は、本発明による粉砕機２０の切断図である。より良好に見せるために、粉砕機の２分の１のみが示され、すなわち同一の配置が、回転軸Ｒまたは粉砕機２０の左側で見出される。故に、本発明による粉砕機２０は、本発明による２つの重負荷駆動装置１を備える。この図の切断軸は、図４の切断図に対して使用された軸Ｘから変位される。図６では、切断軸は、粉砕機２０の回転軸Ｒとモータ２のロータ軸Ａを接合する。
【００５５】
補助駆動部２２．１、２２．２の配置が、図６上に点線で示される。第１の変形形態では、補助駆動部２２．１は、保全作業中、重負荷駆動部１を駆動するためにモータ２の下に配置され、モータシャフト２１に結合され得る。第２の変形形態では、付属駆動部２２．２は、モータ２の上部に配置されモータシャフト２１に結合され得る。
【００５６】
この図で認識され得るように、重負荷駆動部１の駆動ピニオン９’は、粉砕機２０の粉砕テーブル２７に取り付けられたリング歯車１０と噛み合う。粉砕テーブル２７は、軸方向軸受２６上に回転可能に支持される。粉砕テーブルの別の支持が、粉砕機２０の軸または回転Ｒ周りに位置する径方向軸受３１によって提供される。軸方向軸受２６および径方向軸受３１の両方は、粉砕機土台２３上に支持される。粉砕テーブル２７の下には、潤滑剤２５のための中央タンク２４が設けられる。ほとんどの用途では、潤滑剤は油である。潤滑剤供給装置２９は、流体連結３２（簡単にするために、流体連結は矢印を用いることによって概略的にのみ示される）を介して中央タンク２４から潤滑剤２５を引き出す。中央タンクの代替策として、またはこれに加えて、１つまたは２つの別個に置かれたタンクが使用され得る。潤滑剤供給装置２９は、１つから３つのポンプ３０．１、３０．２、３０．３を含む。３つのポンプが使用される場合：第１のポンプ３０．１は、潤滑剤２５を第１の流体連結３３．１を介して重負荷駆動装置１に提供する。第２のポンプ３０．２は、潤滑剤２５を第２の流体連結３３．２を介して軸方向軸受２６に施す。図には示されない第２の重負荷駆動装置１には、第３のポンプ３０．３を用いることによって潤滑剤２５が与えられる。
【００５７】
図７は、図６に関連して説明された粉砕機２０の三次元図である。見られ得るように、粉砕機２０は、本発明による２つの重負荷駆動装置１、１’を備える。両方の重負荷駆動装置１、１’の駆動ピニオン９’、９”は、粉砕テーブル２７に連結されたリング歯車１０と噛み合う。粉砕機２０が、機能的になるために、たとえば粉砕機ローラ、土台、ロッカアームなどのこれ以上の要素を備えることが理解される。簡単にするために、現況技術を構成するこれらの要素は、図７に示されない。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
［形態１］
作業設備、特に鉛直ローラ粉砕機用の重負荷駆動装置（１、１’）であって、
ａ）ロータ軸（Ａ）を有し、ピニオン（３）を駆動するモータ（２）と、
ｂ）前記ピニオン（３）と噛み合う第１の歯車（４；４’、４”）を備える第１の平歯車であって、前記第１の歯車（４；４’、４”）が、前記モータ（２）の前記ロータ軸（Ａ）に対して実質的に平行である軸（Ｂ）を有する、第１の平歯車と、
ｃ）前記第１の平歯車に結合された歯車（８；８’、８”）を備える第２の平歯車であって、前記第２の平歯車の前記歯車（８；８’、８”）が、前記モータ（２）の前記ロータ軸（Ａ）に対して実質的に平行である軸（Ｄ）を有する、第２の平歯車と、
ｄ）前記作業設備のリング歯車（１０）と噛み合うように構成された少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）であって、前記第２の平歯車の前記歯車（８；８’、８”）と噛み合い、前記ロータ軸（Ａ）に対して実質的に平行である回転軸（Ｅ）を有する、少なくとも１つの駆動ピニオンとを備える、重負荷駆動装置において、
ｅ）前記第１の平歯車および前記第２の平歯車が、動的継手（５；５’、５”）、好ましくは弾性または流体力学的継手を用いることによって結合されることを特徴とする、重負荷駆動装置。
［形態２］
前記モータ（２）が、前記第１の平歯車の上方に配置される、形態１に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態３］
前記駆動装置（１、１’）が、２つの第１の平歯車と、２つの可撓性継手（５’、５”）と、２つの第２の平歯車と、２つの駆動ピニオン（９’、９”）とを備え、前記２つの第１の平歯車の各々の前記少なくとも１つの第１の歯車（４’、４”）が、前記第１のピニオン（３）および前記２つの可撓性継手（５’、５”）の１つと噛み合い、前記可撓性継手（５’、５”）の各々は、前記２つの第２の平歯車の１つの前記歯車（８’、８”）に結合され、前記２つの第２の平歯車の前記２つの歯車（８’、８”）の各々は、前記２つの駆動ピニオン（９’、９”）の１つと噛み合い、第１の平歯車、可撓性継手（５’、５”）、第２の平歯車およびピニオン（９’、９”）の各々の配列が、直線上に順々に配置され、両方の配列は、好ましくは、互いに対して実質的に平行に配置される、形態１または２に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態４］
前記モータ（３）の前記ピニオン（３）が、前記２つの第１の平歯車の各々の前記少なくとも１つの第１の歯車（４’、４”）間の中央に配置される、形態３に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態５］
前記２つの可撓性継手（５’、５”）が、前記２つの駆動ピニオン（９’、９”）の互いに対するタイミングが、変更され得るように構成される、形態３または４のいずれかに記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態６］
前記モータ（２）の前記ピニオン（３）が、前記ロータ軸（Ａ）に対して垂直な少なくとも１つの方向に移動可能であるように支持される、形態１から５のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態７］
前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）が、前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）の前記回転軸（Ｅ）に対してスイベル回転するように支持される、形態１から６のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態８］
前記第１の平歯車および／または前記第２の平歯車が、１つを上回る歯車（４；４’、４”、４．１’、４．１”；８；８’、８”）、好ましくは、噛み合うように順々に配置された２つ、３つ、または４つの歯車（４；４’、４”、４．１’、４．１”；８；８’、８”）を備える、形態１から７のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）。
［形態９］
粉砕機、好ましくは鉛直ローラ粉砕機であって、少なくとも１つの軸方向軸受（２６）によって支持され、リング歯車（１０）が付加された、粉砕テーブル（２７）を備え、さらに、少なくとも１つ、好ましくは２つの形態１から８のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置（１、１’）を備え、前記少なくとも１つの重負荷駆動装置（１、１’）の各々の前記少なくとも１つの駆動ピニオン（９；９’、９”）が、前記リング歯車（１０）と噛み合う、粉砕機。
［形態１０］
前記少なくとも１つの重負荷駆動装置（１、１’）の各々の潤滑装置の潤滑剤（２５）用の、好ましくは油用の中央タンク（２４）が、前記粉砕テーブル（２７）の下に設けられ、前記中央タンク（２４）からの潤滑剤（２５）は、潤滑剤供給装置（２９）に与えられ、前記潤滑剤供給装置（２９）は、少なくとも１つのポンプ（３０．１、３０．２、３０．３）を備え、前記ポンプの各々は、前記少なくとも１つの重負荷駆動部（１、１’）の前記潤滑装置に供給する、形態９に記載の粉砕機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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