(57)【要約】【課題】　粉砕機械において機械の負荷の種類を認識して、障害なしに機械駆動を続行し、破砕可能な廃棄物と破砕不可能な廃棄物を区別すること。【解決手段】　粉砕機が、ロータブレードを駆動する油圧モータ（７）とトルクサポート部材（１）を有する。トルクサポート部材は、一方の端部が油圧モータに取付けられ、他方の端部がばね（４）を介装して油圧シリンダ（３）のピストンロッド（２）に接続されている。油圧シリンダが油圧接続部（５）を介して油タンク（６）に接続され、油タンク（６）がトルクサポート部材を介して作用する力に拮抗する基礎圧力を保持するために選択的に油が充填され、油圧接続部内の油圧がセンサで測定される。この油圧に基き生成された測定量（Ｍ１，Ｍ２）に応じ、その従属量として粉砕機の機能動作から生じる機械負荷の上昇速度の勾配をもとめ、この勾配により機械負荷を検出し、検出された機械負荷に基づき粉砕機の制御を行う。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　粉砕可能な廃棄物と粉砕可能でないものを区別して、粉砕プロセスの遂行のための情報を発生させるために、前進走行において粉砕し、後退走行、いわゆるリバース動作においては廃棄物の障害となる部分を選別するロータブレードを負荷に従って自動的に監視する方法において、
　測定量（Ｍ１、Ｍ２）に従って、機械負荷の上昇速度の大きさが勾配として検出され、それに基づいて粉砕可能な廃棄物と粉砕可能でないものが区別されて、その後粉砕可能な廃棄物の場合には機械駆動が続行され、粉砕可能なものが堆積した場合にはまず駆動の反転動作が、そしてそれに続いて粉砕のための他の動作が導入され、粉砕できない廃棄物の場合には、まず粉砕プロセスが中断される、
　ことを特徴とする方法。
【請求項２】
　反転なしに、停止状態から負荷状態の増大につれて機械が絶え間なく前進走行で駆動され、それによって廃棄物が最終的に粉砕され、あるいは（新たに）、廃棄物が粉砕可能ではなく、選別すべきであることが検出される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　Ｐｍａｘである第１の測定量（Ｍ１）に達して、粉砕可能な廃棄物が堆積した場合に、まず駆動の反転動作が導入され、その後それに続いてさらに粉砕のための動作が導入されて、それによってその後粉砕できない廃棄物の存在によって第２の測定量（Ｍ２）を上回った場合に、まず粉砕プロセスが中断されて、粉砕できない廃棄物が除去されて、その後粉砕駆動でさらに駆動が行われる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
　ａ）機械から、機械負荷に相当する少なくとも２つの力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）が導き出され、測定されて評価され、
　ｂ）調節可能な測定量（Ｍ１、Ｍ２）に達し、かつ／または上回った場合に、機械の部材のシステムの運動学的なシーケンスが変更されて、
　ｃ）少なくとも１つの機械部材の応力が検出される、
　ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
　ａ）ロータブレードの負荷に相当する力（Ｆ１）が導き出され、その力に力（Ｆ２）が拮抗作用し、その力に付勢力（Ｆ３）が重畳されて、緩衝力（Ｆ４）が形成され、
　ｂ）測定量（Ｍ１、Ｍ２）に従って、機械負荷の上昇速度が検出されて、それに基づいて粉砕可能な廃棄物あるは粉砕不可能なものが区別され、その後粉砕可能な廃棄物の場合には機械駆動が続行されて、粉砕可能な物が堆積した場合には、まず駆動の反転動作が導入されて、その後続いて粉砕のための他の動作が導入され、粉砕できない廃棄物の場合には、まず粉砕プロセスが中断されて、
　ｃ）粉砕機械の少なくとも１つの部材の応力が、緩衝システム内で調節可能な付勢が保証された状態で、粉砕プロセスにおいて粉砕できない廃棄物によってもたらされる衝撃的な負荷あるいは振動に基づく負荷を緩衝することによって減少され、
　ｄ）圧力に関係する調節可能な測定量が、緩衝によって調節される、
　ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
　粉砕できない廃棄物の場合には、公称負荷を上回る前に、まず粉砕プロセスが中断される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
　付勢の調節が、粉砕すべき廃棄物の形状、大きさまたは材料特性に従って行われる、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
　駆動の停止後に、粉砕できない廃棄物を取り除くために、定められた第３の測定量の定められた値に従って反転動作が行われる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
　反転動作後に、粉砕のための少なくとも１つの新しい評価が導入されて、取り除かれた廃棄物が改めて粉砕プロセスへ供給される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
　駆動の少なくとも１つの反転が、それに続く他の粉砕プロセスと共に行われる、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
　第３の測定量が、ロータブレードの命名されていない主軸の回転角度に従って形成される、ことを特徴とする請求項８または１０に記載の方法。
【請求項１２】
　第３の測定量が、区間／距離に従って形成される、ことを特徴とする請求項８または１０に記載の方法。
【請求項１３】
　第３の測定量が、時間に従って形成される、ことを特徴とする請求項８または１０に記載の方法。
【請求項１４】
　粉砕できない廃棄物を取り除いた後に、命名されていない第４の測定量の定められた値に従って、粉砕できない廃棄物が粉砕プロセスから除去される、ことを特徴とする請求項１または８に記載の方法。
【請求項１５】
　駆動を多数回反転させた後に、廃棄物の粉砕に成功しなかった場合に、調節可能な数の粉砕試みに従って、廃棄物が粉砕プロセスから除去される、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
　粉砕プロセスのような機械プロセスの運動学的なシーケンスを制御するために、機械負荷の測定量に従って処理特徴を行使するために、コンピュータ支援されたプログラムを使用する、ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
　粉砕プロセスのシーケンスのための情報を発生させる手段を有し、
　粉砕可能な廃棄物と粉砕可能でないものを区別するために、前進走行において粉砕し、後退走行、いわゆる反転動作において廃棄物の障害となる部分を選別するロータブレードを、負荷に従って自動的に監視する請求項１に記載の方法を実施する装置において、
　前記手段が測定量（Ｍ１、Ｍ２）に従って機械負荷の上昇速度を勾配として検出し、かつ前記手段が粉砕可能な廃棄物または粉砕できないものを区別して、ロータブレードの駆動の運動学的なシーケンスを調節する、
　ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
　ａ）機械から導き出された、機械負荷に相当する力（Ｆ１）を伝達するための第１の手段と、
　ｂ）力（Ｆ１）に拮抗作用する力（Ｆ２）を発生させる第２の手段と、
　ｃ）力（Ｆ２）に重畳され、かつ力（Ｆ１）に拮抗作用する、付勢から導き出された付勢力（Ｆ３）を伝達する第３の手段と、を具備し、
　ｄ）前記複数の手段が、緩衝デクリメントを発生させるための緩衝力（Ｆ４）を有する緩衝システムを構成していて、
　ｅ）さらに、機械の駆動の運動学的なシーケンスを調節するための、測定量（Ｍ１、Ｍ２）を発生させる第４の手段を具備する、
　ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
　特に油圧駆動される粉砕機械、好ましくはロータブレードの駆動を監視する、請求項１８に記載の装置において、
　ａ）油圧シリンダ（３）のピストンロッド（２）にリンク結合されている、粉砕機械の回転運動から力（Ｆ１）を受け取るトルクサポート（１）と、
　ｂ）力（Ｆ２）を発生させるばね（４）と、
　ｃ）付勢を保証するためのそれぞれ必要な付勢（基礎圧力）を保証するために選択的に充填可能な、貯蔵器形状の容器（６）へ通じる、ピストン室または油圧シリンダ（３）のピストン室と環状室との間の、少なくとも１つの油圧接続部（５）と、
　ｄ）付勢（基礎圧力）を調節するための供給システムへ通じる、ピストン室または油圧シリンダ（３）のピストン室と環状室との間の油圧接続部と、
　ｅ）粉砕機械の運動学的なシーケンスを変化させる少なくとも１つの値がそれによって発生される、その少なくとも１つの測定量（Ｍ１）と、前記第１の測定量とは関係なく、あるいは順番に時間的に微分される、少なくとも１つの他の測定量（Ｍ２）とを評価する評価装置へ伝達するための信号を発生させる、少なくとも１つのセンサであって、そのセンサが粉砕プロセスをまず中断して、それを表示する、センサとを具備する、
　ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
　反転動作を実施するために、油圧シリンダがトルクサポート（１）と結合され、油圧シリンダのストロークがロータブレードのロータの反転角度の大きさ、たとえば３０°−６０°に従って調節可能であって、反転プロセスの間、油圧駆動装置の圧力導管および／または吸込み導管が遮断され、あるいはトルクサポート（１）がロータブレードの軸と摩擦結合および／または形状結合で結合されている、ことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
　油圧モータ（７）による駆動装置を備えたロータブレードの場合に、機械負荷の上昇速度を測定するために、圧力上昇を検出して、時間的に微分された測定量（Ｍ１、Ｍ２）を発生させる圧力センサ（７．１）が設けられており、その圧力センサがロータブレードの運動学的なシーケンスを調節するために、制御装置（７．２）と接続されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
　ロータブレードの場合に、トルクサポート（１）に機械負荷を測定する少なくとも１つの測定素子（１．１、１．３）が取り付けられており、かつ測定増幅器（１．２、１．４）と接続されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ハウジング内に互いに対して平行に軸承され、逆に駆動され、互いに噛合する２つの切断ロータを有し、その切断ロータがそれぞれ軸上に距離をもって並べられた、切断歯を備えた多数のロータディスクからなる、嵩張るごみを粉砕する、ロータブレードのような粉砕機を自動的に監視する方法並びに装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　一般に、駆動部材のいずれかが過負荷になった場合に信号を発生し、その信号が制御器具を介して駆動装置に作用する、駆動装置を保護する制御装置が知られている。この監視する制御は、通常、たとえば電流、出力、回転数トルクなど、駆動値を検出する。
【０００３】
　上述した分野の粉砕機は、駆動中に独特の高くて変動する負荷を受け、その負荷の高い極値は、廃棄物の粉砕プロセスを阻止する部分によってもたらされる。これらの部分は、大きさ、形状または材料状態に関して大いに異なるが、最終的に粉砕可能な部分と粉砕不可能な部分に分類される。ロータブレードにおいて、粉砕プロセスを阻止し、特に切断工具を破壊する、鉄からなる重い部品のような材料を選別するために、切断歯の形状とロータブレードの位置に基づいて、前進走行後のいわゆるリバース動作によって障害となる部分が強制的に除去される。
【０００４】
　このように作動するロータブレードについて、特許文献１によれば、前進走行とリバース動作を時間的に互いに同調させることは知られているが、しかし前進走行とリバース動作のための時間を機械の負荷データに関連付けることは知られていない。
【０００５】
　特許文献２によれば、電動駆動装置、特に文書破砕器を保護する制御装置も知られており、その制御装置は駆動を監視してそれが過負荷になった場合には信号を発生し、その信号が制御器を介して駆動装置に作用する。電気的および機械的な駆動部品をできるだけていねいに扱うために、この問題は多数の発光ダイオードを有する排除表示部材によって解決され、その発光ダイオードは排除表示部材へ供給される駆動値に従って段階的に順次駆動され、その場合に１段または複数段の駆動に従って信号が発生され、その信号が駆動装置の逆走行、いわゆるリバースまたは脱合をもたらす。文書粉砕器については、これは効果的かつ実用的な解決であるが、一般的に機械を負荷に応じて監視するために転用することはできず、特に上述した分野の粉砕機には使用することができない。
【０００６】
　また、特許文献３によれば、嵩張る材料を粉砕する機械において、最小回転数へ達する時間を固定的に設定することが知られており、それによって切断機駆動装置のそれぞれの回転数を監視して、切断機駆動装置が設定時間内に該当する最小回転数に達しなかった場合に、切断機駆動装置が前進ないし後退から停止される。
【０００７】
　従って、粉砕可能な廃棄物を粉砕不可能な廃棄物から区別するために、負荷種類の検出による負荷に応じた監視は実現できない。
【０００８】
　当該従来技術をさらに分析して、次の結果が得られ、そこから得られた解決は以下で開示する発明に引き継ぐことはできない。
【０００９】
　特許文献４によれば、シュレッダー用の油圧駆動装置は検出手段を有し、その検出手段は液体循環内で駆動手段の上流に接続されており、反転信号を発生することによって、ポンプ手段へ供給される力の予め定められた値を越える上昇に反応し、それによって最終的にロータ軸の回転方向を反転させて、それによってブロッキングを回避する。
【００１０】
　上述したのと同じ分野に基づく特許文献５に記載の、同様に油圧の駆動装置においては、ブロッキング検出手段が、シュレッダー内のブロッキング条件に相当する所定の最小速度に反応する。
【００１１】
　特許文献６によれば、電動機への電流供給線内の切換えユニットが、より高い抵抗が切断装置へ衝突した結果としての、所定の値を越えるトルクの上昇に反応して、電動機の反転をもたらす。
【００１２】
　特許文献７に記載されている発明の対象は、純粋な過負荷遮断に縮小されており、それはここでの問題の解決には寄与することはできない。
【００１３】
　そして、特許文献８からも、後述する課題の解決に寄与するヒントは得られない。
【００１４】
【特許文献１】ＷＯ−ＰＣＴ／ＪＰ９５／０１５３８
【特許文献２】ＤＥ３４１２３０６Ｃ２
【特許文献３】ＤＥ２９３７８４６
【特許文献４】ＵＳ４５６０１１０
【特許文献５】ＵＳ４７９３５６１
【特許文献６】ＷＯ８０／００１２８
【特許文献７】ＮＬ８３０３０５１
【特許文献８】ＵＳ４０３４９１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
　本発明の課題は、駆動経済的な視点からも構造的な視点からも、前進走行において粉砕し、後退走行、いわゆるリバース動作においては廃棄物の障害となる部分を選別する、冒頭で述べた分野の粉砕機械において、衝撃的な極端に高い負荷をもたらす、廃棄物の障害となる部分の破砕プロセスにもかかわらず、機械の負荷の種類を認識して、障害なしに機械駆動を続行し、その場合に破砕可能な廃棄物と破砕不可能な廃棄物を区別することであって、その場合に機械に関する測定量が記録されて、評価される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
　本発明によれば、この課題は、請求項１から２２の特徴によって解決される。
【発明の効果】
【００１７】
　本発明は、実験において驚くほど好ましい効果を示した：
　−粉砕装置の効果的かつ能率的な駆動の自動的な監視が実現可能であって、かつ
　−機械の機能部分を最適に寸法決めすることができ、すなわち構造に基づく材料使用を最少にすることができる。
【００１８】
　本発明をロータブレードに使用する場合には、本発明によって、後続のプロセス、たとえば粉砕された紙、粉砕されたプラスチックおよび他の、鉄金属からなる重い部分のような障害となる材料を含まない材料の準備と利用を保護して保障するために、粉砕すべき材料の組成の管理が保証されていることが、特に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
　本発明を原理的な種類の実施例で説明する。
　図１と２は、本発明に基づく方法を、それぞれのＰ−軸（圧力）とそれぞれのｔ−軸（時間）並びにそこからもたらされる、重い部分の除去を含むロータブレードの切断ディスク８（図３、４および５）の回転方向（矢印）に関する運動学的な推移にわたる座標システムのカーブを用いて示している。
【００２０】
　図１から明らかなように、調節可能な時間的に微分された測定量コンビネーションＭ１、Ｍ２に従って、機械負荷の上昇速度の大きさが圧力上昇を介して勾配として検出される。粉砕可能な廃棄物の場合には、機械駆動はロータブレードの粉砕する回転方向で行われる。粉砕可能な廃棄物が堆積し、それによって負荷の上昇速度（勾配）が比較的小さな大きさになってＰｍａｘに至った場合に、まず駆動の反転動作が行われ、その後切断ディスク８が、図３、４および５に示唆される方向（矢印）とは逆に回転し、それによってその後また粉砕動作のための元の方向をとることができる。廃棄物が粉砕不可能であると思われる場合には、負荷の比較的高い上昇速度（勾配）に基づいて−場合によっては反転の後に−まず粉砕プロセスが中断されて、粉砕不可能な廃棄物が放出され、その後通常の粉砕動作が続行される（図１ａ）。
【００２１】
　その場合にシーケンスを、反転が必ずしも必要とされず、油圧モータ駆動の場合に停止状態と圧力なしから始まって静的に圧力が再び構築されて、粉砕プロセスがゆっくりと、ないしは連続的に高速になり、それによってその後物体をあたらに粉砕し、あるいは（新たに）それが最終的に粉砕不可能であることを検出する（図１ｂ）ように変形させることも可能である。その場合に重要なことは、勾配の検出が調節された値Ｐｍａｘの下方に位置することである。実際の実験においては、ここでは図１にＭ２で図示された機械負荷のピーク値がＰｍａｘの上にくる場合もあることが明らかになった。
【００２２】
　図２に示すように、本方法の他の構成においてはシーケンスは、第１の測定量がＰｍａｘであるＭ１に達して、粉砕可能な廃棄物が堆積した場合に、まず駆動の反転動作が導入され、それに続いて粉砕のための動作が導入され、それによってその後粉砕不可能な廃棄物の存在により調節可能な第２の測定量を越えた場合に、−場合によっては反転の後に−粉砕プロセスがまず中断され、粉砕不可能な廃棄物が除去されて、その後通常運転で粉砕が続行されるように、制御されている。
【００２３】
　図３、４および５は、本方法を実施する装置の３つの原理的な解決変形例を示している。図には、油圧モータ７のような油圧駆動装置を有する、図示されていないロータブレードの切断ロータ８と、本発明原理にとって重要な、負荷データを取り出すための作用部材としてのトルクサポート１が図示されている。
【００２４】
　図３によれば、上述した本発明に基づく実施形態のいずれかに従って、ロータブレード負荷に相当する力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４が導き出され、現在測定されて、評価され、ないしは形成される。そのために、ロータブレードの回転運動に基づく力を受容するためのトルクサポート１が、油圧シリンダ３のピストンロッド２にリンク結合されている。トルクサポート１と油圧シリンダとの間には、力Ｆ１に拮抗作用する力Ｆ２を発生させるばね４が配置されている。
【００２５】
　油圧シリンダ３のピストン室の後段には、貯蔵器形状の容器６へ通じる油圧接続部５が接続されている。この容器は、付勢を保証して、力Ｆ２に重畳され、かつ力Ｆ１に拮抗作用する付勢力Ｆ３を発生させるための基礎圧力としてそれぞれ必要な付勢を保証するために、選択的に満たされる。油圧接続部５内には、測定量Ｍ１、Ｍ２を発生させるための、図示されていないセンサが収容されており、それによってこの測定量の時間的な微分（勾配）に基づいて、ロータブレードの粉砕プロセスの本発明固有の方法に基づくシーケンスが制御される（図１）。
【００２６】
　この装置においては、力Ｆ１、Ｆ２およびｆ３のための上述した手段が、緩衝デクリメントを発生させるための緩衝力Ｆ４を有する緩衝システムを形成する。
【００２７】
　図４に示す本発明に基づく装置の他の変形例においては、曲げビームとして作用するトルクサポート１内に、トルクサポート１の撓みを測定するための伸張測定細片のような測定部材１．１が設けられており、その測定部材は測定増幅器１．２と接続されている。あるいはその代わりに、トルクサポート１を他の測定増幅器１．４と接続されたピエゾ素子を介在させて、他の測定素子１．３として支持することも可能であって、その測定素子１．１、１．３がロータブレード負荷に応じた力Ｆ１を測定する。
【００２８】
　第１の測定増幅器１．２または第２の測定増幅器１．４は、−上述したような方法に従って−ロータブレードの駆動の運動学的なシーケンスを制御するために、測定量Ｍ１、Ｍ２を発生させるための図１と２に示す機械負荷および／または負荷上昇の速度の大きさを勾配として評価する。
【００２９】
　そして、図５に示すように、油圧モータ７と油圧ポンプ９との間に負荷の速度上昇（勾配）を記録する圧力センサ７．１が設けられており、かつ本発明に基づく処理シーケンスが制御７．２を介して調節される場合には、本発明に基づく装置は本方法を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
　特に、本発明に基づく方法とそれに応じた装置は、実際にはインストールされたソフトウェアによって効果的に使用することができ、それによって最終的に−ここでのロータブレードのような−粉砕機械を嵩張るものを最適に粉砕して、さらに粉砕できない廃棄物を選別して、高効率でかつていねいに駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の方法の一つの例を説明する図である。
【図２】本発明の方法の他の例を説明する図である。
【図３】本発明を実施する装置の例を概略的に示す図である。
【図４】本発明を実施する装置の他の例を概略的に示す図である。
【図５】本発明を実施する装置のさらに他の例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…トルクサポート
１．１…第１の測定部材
１．２…第１の測定増幅器
１．３…第２の測定部材／ピエゾ素子
１．４…第２の測定増幅器
２…ピストンロッド
３…油圧シリンダ
４…ばね
５…油圧接続部
６…貯蔵器状の容器
７…油圧モータ
７．１…圧力センサ
７．２…制御装置
８…切断ディスク
９…油圧ポンプ
Ｆ１…力（反作用）
Ｆ２…力（作用）
Ｆ３…付勢力
Ｆ４…緩衝力
Ｍ１…第１の測定量
Ｍ２…第２の測定量
Ｐｍａｘ…調節された負荷値
【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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