(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中ペレタイザーのダイプレート（２８）と関連して作用するブレード用のカッターハブホルダ（３０）であって、
駆動シャフト（１）に動力伝導的に連結されたブレードホルダ（２２）を備え、
上記ブレードホルダ（２２）は、バネ（１８）により可変的制御圧力にて軸方向に前記ダイプレート（２８）に向かって押圧されており、且つ上記ダイプレ−ト（２８）の方向に流体圧によって押圧されており、
前記駆動シャフト（１）は軸孔（３）を具備し、該軸孔（３）の上記ホルダに隣接した一端は、シリンダ孔（４）を含み、該軸孔の他端は、ロータリトランスミッションリードスルー（２６）によって流体圧源に連結されており、上記シリンダ孔（４）は、上記バネ（１８）を介してブレードホルダ（２２）に押圧力を作用するピストン（５）及びピストンロッド（６）を摺動可能に受け入れることを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項２】
請求項１のカッターハブホルダであって、前記駆動シャフト（１）は電気モータ（２）のシャフト（１）であることを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項３】
請求項１のカッターハブホルダであって、上記ブレードホルダ（２２）は、前記駆動シャフト（１）に連結されている媒介物（７）と動力伝導的に連結されている管状ヘッドピース（１６）として構成されており、
上記媒介物（７）は、ピストンロッド（６）を受け入れるべく延びている貫通孔（９Ａ）を含み、前記バネ（１８）は、上記ピストンロッド（６）と上記ヘッドピース（１６）との間に係合されており、上記媒介物（７）上に上記ヘッドピース（１６）を軸方向に移動可能に載置することを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項４】
請求項３のカッターハブホルダであって、前記ヘッドピース（１６）は除去可能且つ軸方向に移動可能に前記媒介物（７）上に載置されており、前記ヘッドピース（１６）を上記媒介物上に除去可能に載置する差込カップリング（２０；１２〜１４）を備えることを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項５】
請求項４のカッターハブホルダであって、前記差込カップリング（２０；１２〜１４）は、前記媒介物（７）内に一対の平行溝（１２、１３）を備え、一方の溝（１２）は、外端部にて開放されており、他方の溝（１３）は外端部にて閉鎖されており、上記一対の溝（１２、１３）は互いにその内端部にて半径方向の周方向溝（１４）によって連結されており、
前記ヘッドピース（１６）は、その孔（１６Ａ）内に半径方向に突出する少なくとも１のキー（２０）を有し、該キー（２０）は上記孔（１６Ａ）内で上記溝（１２〜１４）と係合し、上記キー（２０）が一対の溝の他方（１３）と係合する際に上記ヘッドピース（１６）を軸方向にシフト可能とすることを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項６】
請求項５のカッターハブホルダであって、前記媒介物（７）は、２つの直径方向に対向する一対の溝（１２、１３）を含み、前記ヘッドピース（１６）内の孔（１６Ａ）は、２つのキー（２０）を含むことを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項７】
水中ペレタイザーのダイプレートに関して作用するブレード用カッターハブホルダであって、
駆動シャフト（１）に動力伝導的に連結されたブレードホルダ（２２）を備え、
前記ブレードホルダ（２２）は、可変的制御の流体圧力にて上記ダイプレート（２８）に向かって軸方向に押圧され、且つバネ（１８）によって前記ダイプレート（２８）に向かって押圧されており、
上記バネ（１８）は、可変的制御の流体圧力により押圧されて上記ブレードホルダ（２２）にバネ力を作用させ、該ブレードホルダ（２２）を介して上記ダイプレート（２８）に対して押圧力を作用させており、
前記駆動シャフト（１）は圧力調節器によって制御された流体圧源に連結されている一端部を有する軸方向孔（３、４）を具備しており、上記軸方向孔（３、４）は対向する両端部にて、上記軸方向孔内で摺動可能で且つ前記ブレードホルダ（２２）に可変的に制御された力を与える前記バネ（１８）と係合するピストン（５）及びピストンロッド（６）を含むことを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項８】
請求項７のカッターハブホルダであって、前記ブレードホルダ（２２）を支持する管状ヘッドピース（１６）を含み、
上記管状ヘッドピース（１６）は前記駆動シャフト（１）に関して軸方向に移動可能で且つ上記駆動シャフトによって回転可能に駆動され、
前記バネ（１８）は、上記ヘッドピース（１６）内の孔に位置づけられており、上記バネの一端部は上記ヘッドピースに力をかけ、他端部は前記ピストン（５）及びピストンロッド（６）の移動により圧縮されたり拡張されたりすることを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項９】
請求項７のカッターハブホルダであって、前記駆動シャフト（１）及び前記ブレードホルダ（２２）は、クイック連結／解除カップリング（２０；１２〜１４）を具備し、上記ブレードホルダ（２２）を迅速に且つ容易に交換可能とすることを特徴とするカッターハブホルダ。
【請求項１０】
請求項９のカッターハブホルダであって、前記クイック連結／解除カップリング（２０；１２〜１４）は、前記ブレードホルダ（２２）及び前記駆動シャフト（１）の間に差込カップリング（１２〜１４）を含むことを特徴とするカッターハブホルダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動シャフトに動力伝導的に連結されており、可変的に制御された圧力にてダイプレートに向かって軸方向に押圧されているバネ負荷型ブレードホルダを含む水中ペレタイザーのダイプレートに作用するブレード用のカッターハブホルダに関する。駆動シャフトとブレードホルダとの間のカッターハブホルダの駆動連結は、クイック連結及び解除駆動カップリングを含む。
【０００２】
【従来技術】
水中ペレタイザーに関しては、以下の米国特許明細書に開示されている。すなわち、米国特許第３，１９６，４８７号、３，３１７，９５７号、４，１２３，２０７号、４，１７９，２５５号、４，５００，２７１号、４，５２９，３７０号、４，６１４，３０７号、４，７８２，２７６号、５，０５９，１０３号、５，１１０，５２３号、５，１９０，７６８号、５，４３５，７１３号、５，５２７，１７６号である。
【０００３】
上述の特許は、（ａ）ブレードの摩耗を補整して正確なダイにかかるブレードの圧力を維持するためカッター組立体の変位を手動制御する装置、（ｂ）カッター組立体とダイとの間の相対距離を検出することでブレードの摩耗を検知するセンサによって活性化されるステップモータにより自動的にブレードを推進させる装置、（ｃ）ナイフホルダ組立体に対して圧力を与えるバネ、及び（ｄ）駆動シャフトを自動的に変位させてダイにかかるブレードの圧力を制御するために油圧制御用の電気回路を開示する。しかし、上述の特許は、駆動シャフト内に組み込まれたピストン及びシリンダへ可変流体圧を与える構造物及びカッター組立体すなわちカッターハブを変位させるバネに対する力を与えてダイ面に向けられるカッターブレードの最適な圧力を維持する媒介部材を開示しない。さらに、上述の特許は、相対軸方向移動を可能とする水中ペレタイザーの駆動シャフトに対する差込カップリングカッターハブ取り付け具を開示しない。
【０００４】
１９９１年１０月２２日発行の米国特許５，０５９，１０３号明細書に概して開示されているタイプのカッターハブホルダにおいて、カッターブレードの摩耗を補整して、カッターブレードのダイプレートとの永久的な接触を確実にするために、ブレードホルダはバネによってダイプレートに押圧される。公知のカッターハブホルダにおいて、バネ圧は、ペレット化工程中のニーズを満足するために選択される。ゆえに、この圧力は、低いバネ圧で十分な工程があっても、常に作動中に要求される最高圧力にセットされている。ブレードホルダに作用するバネ圧が高いほど、ブレード及びダイプレートの摩耗は大きくなる。
【０００５】
ブレードホルダ及びブレードの手動調節方法を利用する装置は、装置の作動中に、オペレータの慎重な注意深さを要求する。ブレードが摩耗するにつれ、ペレット品質は減少し、オペレータは常に工程をモニタしてブレードを調節しなければならない。施される調節の量は、オペレータによって異なる。しばしば調節しすぎる傾向があり、ブレード及びダイプレートの摩耗を早める。圧力は要求されているように軽く又は重くセットし得るので、さらなる調節が要求されなくてもオペレータは一の設定を動かし得る。圧縮バネは、カッターヘッドに用いられて、ダイとカッターとの間の定常的な接触を保証する。
【０００６】
ブレードの調節に圧縮バネのみを利用する装置は、ダイ面に対するカッターブレードの圧力を変化させる自由度を提案しない。所望の引張り力のスプリングをセットアップ中に、カッターヘッドに組み込まなければならない。ひとたび装置が作動すると、要求される引っ張り力よりも重いか又は軽い場合でもバネの引っ張り力を変えることはできない。バネを変える場合には、切断工程をすべて中止しなければならない。本発明により提案されるように、制御可能な流体圧を用いれば、ダイに対するブレードの圧力は、簡単な空気圧調節器によって、要求されると同じ軽さ又は重さに調節可能である。
【０００７】
ブレードを調節するために油圧を利用する装置は、ダイに対するブレードの圧力を制御するために、専用の油圧ユニットの使用を必要とする。ブレードの調節を制御するために、この方法の使用は、機械的及び電気的にもっと多くの要素を含む。油圧ユニットを収納するために、装置の上又は周囲に設備を作らなければならず、空気ラインを組み込む流体設計などが要求される。この種類の設備を組み込む環境において、圧縮空気ラインは一般に入手可能である。さらに、油圧ユニット上の駆動モータ用に、油圧で調節されたユニットの上に指定の制御回路が要求される。さらに、油圧方法を用いる場合には、シールの欠陥があった場合にも処理水内に油が漏出しないように特別の注意が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、好ましくは流体圧を用いる制御された可変圧力にてダイプレートに向かってホルダを押圧することにより、すべての作動状態の完全な制御を維持しながら、ブレード及びダイプレートの摩耗を減少させることができる水中ペレタイザー用のカッターハブホルダを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本明細書で用いるように、本発明のカッターハブホルダは、カッターブレードが載置されているブレードホルダと相互連結する構成要素と、ブレードホルダ上に載置されているカッターブレードと共に回転する電気駆動モータの駆動シャフトと、を含む。
【００１０】
本発明によれば、ブレードを載置するブレードホルダは、カッターハブホルダによって、可変圧力にてダイプレートに対して押圧される。よって、作動状態に応じて最適な圧力を常に使用し得る。これは、通常の作動時に、ペレット化がより低い圧力にて行われ、作動中に生じる変化に対応してブレード圧力を短期間だけ高く変え得ることを意味する。
【００１１】
作動中のダイプレートに対するブレードホルダのかような高い圧力は、例えば、スミアリング（smearing）の結果として、ポリマー層がブレードの切断表面上に形成される際に、要求されるであろう。かような層は、切断性能及びカットペレットの品質を劣化させるであろう。よって、プラントはポリマーを取り除くためにシャットダウンされなければならず、作動中に実質的な分断及び中断をもたらす。本発明によるカッターハブホルダは、ダイプレートに対するブレードの圧力を短時間だけ増加することによって、切断表面上に形成するポリマー層の除去を可能とし、切断表面は浄化される。したがって、製造物は緩やかでより低いブレード圧力下に留まり続け得る。
【００１２】
他の例では、切断表面に対するブレードの高い圧力にて、非常に低い粘度の材料のペレット化を始めることが必要である。しかし、押し出し固定及びペレット化工程の後、切断表面に対するブレードの圧力は減少され、ブレード及びダイプレートの摩耗を最小化するであろうより低い圧力にてペレット化を行うことができる。
【００１３】
本発明のカッターハブホルダによって、ホルダの圧力、ゆえにダイプレートに対するブレードの圧力は、現在の作動要求に適するようになるので、ブレード及び切断表面及び／又はダイプレートの摩耗は必然的な量まで最小化され得る。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、ホルダはダイプレートの方向にて流体圧力的に加圧され得る。流体圧力は容易に制御可能であるので、制御設備は現在必要とされている圧力を簡単に且つ迅速に調節し得る。
【００１５】
さらに本発明によれば、電気モータなどの駆動シャフトが軸方向孔を具備する。該軸方向孔は、カッターハブホルダがシリンダ孔まで延びていることを示す端部と、ロータリトランスミッションリードスルーによって圧縮空気源に連結されている端部とを有する。シリンダ孔は、ピストン、ピストンロッドを含み、ピストンロッドはホルダに連結されているか又はホルダ上に直接的に作用する。
【００１６】
カッターハブホルダは、軸方向にシフト可能であるが回転できないシャフト又はシャフトと連結されている媒介物と連結されている管状ヘッドピースとして構成されることが好ましい。ヘッドピースは、少なくとも２の環状肩部で段状にされている貫通孔又は少なくとも１の環状肩部で段状にされているポケット状孔を有する。さらに、圧力バネは、貫通孔の外側の環状肩部又はポケット状孔の底部と、ピストンロッドと、の間に挿入される。この圧力バネにかけられる圧力は、ピストンロッドの位置を変化させることにより変えることができ、ゆえに、ダイプレートに対するブレードの現在必要とされている圧力に適するようになる。
【００１７】
作動の長期中断なしに、ブレード及びブレードホルダの迅速な交換を可能とするために、本発明は、カッターハブホルダのヘッドピースを動力伝導的且つ分離可能にシャフト又はシャフトと連結されている媒介物に、差込カップリングによって連結する。差込カップリングは、圧力バネに関連するように構成されることが好ましい。圧力バネは差込カップリングをロック位置に維持しえる。
【００１８】
差込カップリングは、シャフト内の２つの平行溝からなる。一方の溝はシャフトの端部にて開放されている。他方の溝は、シャフトの端部の内側に向かって終止し、溝は各内端部にて半径方向周方向溝によって互いに連結されている。ヘッドピースは、その孔の中に突出するキーを含む。キーは、シャフトに係合しシャフトの溝内でシフト可能である。ヘッドピースは、キーが開放端部溝の内端部に到達するまでシャフト上で軸方向に押圧され得、次いで、回転して、シャフトに対してヘッドピースをロックする作用をする他の溝内にキーが入るが、シャフトに関するヘッドピースの軸方向移動はまだ可能であるようにする。好ましくは、バネの圧力は大まかに対応するように選択され、あるいはダイプレートに対するブレードの最高圧力と等しいかより高い。ヘッドピースを取り除くために、ヘッドピースをバネに対して同じ軸方向内方に押圧し、駆動回転方向に対して反転させるだけでよい。すると、キーは差込カップリングの開放端部溝の外に引き出され得る。キー及び溝取り付け装置は、シャフト及びヘッドピースの直径方向に対向する領域に対に設けられていることが好ましい。
【００１９】
【好ましい実施形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。他の実施形態であってもよく、種々の態様で実施可能である。さらに、好ましい実施形態を記載するに際して、特定の用語を発明を明瞭にするためにのみ用いる。各特定の用語は、同様の態様にて同様の目的を達成するために作用するすべての技術的に等価なものを含むことを理解されたい。また、図面において同様の部材を示すために同様の参照番号を付した。
【００２０】
本発明のカッターハブホルダを、米国特許第５，０６９，１０３号明細書に記載されたとほぼ同様の態様にて構成された水中ペレタイザーのカッターハブホルダについて説明する。本発明のカッターハブホルダは、概して参照番号３０にて示され、以下により完全に記載する特徴において前述の米国特許とは異なっている。
【００２１】
電気駆動モータ２のモータシャフト１は、ほぼ中央の中心孔３を具備する。モータシャフト１の電力取出端部にて、中心孔３は、環状の肩部４Ａを介して、シリンダ孔４まで延びる。このシリンダ孔４は、ピストンロッド６と連結されている流体圧ピストン５を含む。
【００２２】
モータシャフト１の電力取出端部は、管状の媒介物７を具備する。管状の媒介物７の後端部は、モータシャフト１に重なりモータシャフト１に連結されているスリーブ８まで延びる。媒介物７は、スリーブ８よりも小さな直径を有する前方の円筒状部分９を具備する。この円筒状部分９は、より小さな直径の貫通孔９Ａを具備する。該貫通孔９Ａは、中心孔３及びシリンダ孔４と実質的に整合されており、ピストンロッド６に装着されている摺動部材１０を受け入れる。
【００２３】
図４に示すように、媒介物７の円筒状部分９は、差込カップリングの部分を形成する外溝を具備し、開放端部溝１２及び平行溝１３を含む。平行溝１３は、外側端部にて閉鎖されている。溝１２及び１３の内側端部は、半径方向の周方向溝１４によって、互いに連結されている。溝１２は、図４において矢印１５により示されるように、シャフトの回転方向に対して、溝１３に関してオフセットされている。溝１２及び１３は、円筒状部分９の軸にほぼ平行な円筒状部分９の表面に機械加工により設けられている。
【００２４】
媒介物７の円筒状部分９は、ヘッドピース１６を保持する。ヘッドピース１６は、図２に示すように、その内側端部にて、環状の肩部１７を有する盲孔１６Ａを備える回転対称部分を構成する。ヘッドピース１６は、円筒状部分９を入れ子式に受け入れる。圧力バネ１８は、スライドピース１０と、肩部１７を形成するほぼ中心のリセス１７Ａとの間の盲孔１６Ａ内に挿入されている。
【００２５】
ヘッドピース１６の盲孔１６Ａは、直径方向に対向するキー２０を具備する。キー２０は、盲孔１６Ａ内に半径方向に突出し、溶接等により適所に保持される。ヘッドピース１６の前方端部は、外ねじ溝２１を具備する。外ねじ溝２１の上には、図１に示すようにブレードホルダ２２がねじ込まれる。
【００２６】
ヘッドピース１６を円筒状部分９の上に置くために、キー２０は対向する差込溝すなわち開放端部溝１２内に挿入され、これらの溝の底部まで内方に押し込まれる。こうして、圧力バネ１８は圧縮され、キー２０は、半径方向に周方向溝１４を貫通して弓状にシフトすることにより、溝１３内にロックされ得る。さらに、キー２０は、図４にて矢印３１で示すように、ヘッドピース１６の軸方向移動を可能とする溝１３よりも短い長さを有することが好ましい。バネ１８に対抗するヘッドピース１６の軸方向移動は、図１に示すように、ブレードホルダ２２及びカッターブレード２３をダイ面２４に向かって移動させる。
【００２７】
モータシャフト１の外端部２５は、固定ローラリトランスミッションリードスルー(rotary transmission leadthrough)２６を具備する。固定ロータリトランスミッションリードスルー２６にて、圧縮空気ラインは、圧力調節バルブを貫通して連結され、モータシャフト１内の中心孔３に入る流体圧力を検出して制御する。米国特許第５，０５９，１０３号明細書により基本的に知られているモータハウジングに装着されているフランジ２７は、水フローライン及び水戻りライン並びにダイプレート２８を有する水箱の取り付け具として機能し、ダイプレート２８を横切って、ブレードホルダ２２のカッターブレード２３は水を拭う。
【００２８】
ブレードホルダ２２、ヘッドピース１６及び媒介物１７のクイック連結及び解除能は、キー２０と共働する差込溝１２、１４及び１３によって可能となる。構成要素が組み立てられた関係にあり、フランジ２７を水箱から分離させ、モータハウジング及び関連する構造物をダイ面から離隔するように移動させた後で、ブレードホルダ２２を迅速に解除したいときには、ブレードホルダ２２上に軸方向の力をかけて、キー２０を溝１４と整合させるに十分なほどバネ１８を圧縮して、図４において矢印１５で示す反時計回り方向にブレードホルダ２２を回転させるだけでよい。キー２０が溝１２と整合するとすぐに、ヘッドピース１６及び媒介物７を伴うブレードホルダ２２は、キー２０が溝１２から出るまで、円筒状部分９の軸方向に移動可能となる。このクイック解除能は、水中ペレタイザーの長期間にわたる作業の中断なしに、ブレードホルダ及びブレードの迅速な交換を可能とする。
【００２９】
ブレードホルダ２２、ヘッドピース１６及び媒介物７を円筒状部分９上に組み立てるために、キー２０を溝１２の開放端部に整合させ、キー２０が溝１４と整合するまでバネ１８を圧縮することによって、組立体を軸方向内方に移動させるだけでよい。次いで、ブレードホルダ２２，ヘッドピース１６及び媒介物７をキー２０が溝１４を溝１３との整合位置に貫通移動するまで、時計回り方向に部分的に回転させる。このとき、内方向への力は、ブレードホルダ２２から解放され、バネ１８はキー２０を溝１３内に維持する。しかし、キー２０は、溝１３内で軸方向に長さ方向移動がまだ可能であり、バネ１８の力及びピストン５に対してかけられている流体圧によって決定されるように、ブレードホルダ２２及びカッターブレード２３は、ダイ面２４に対して押圧されている。この構成と一緒に、カッターハブホルダ３０のクイック連結及び解除能は、ブレードホルダ２２を迅速に除去交換可能とする。さらに、制御された流体圧によるピストンの変位は、ピストン５、ピストンロッド６及び摺動部材１０を流体圧で制御して移動させることにより、ダイ面２４に対するカッターブレード２３の最適なバネ圧を与えるようバネを圧縮又は解放し得るバネ１８の弾力性により、カッターブレード２３をダイ面２４に対して押圧する力を変えるであろう。
【００３０】
上述したように、本発明のカッターハブホルダ３０は、ブレードホルダ２２をモータシャフト１と相互連結させるこれらの構成要素を含む。これらの構成要素は、ヘッドピース１６、バネ１８、摺動部材１０、媒介物７、ピストンロッド６、ピストン５、肩部４Ａを有するシリンダ孔４及び媒介物７の円筒状部分９とヘッドピース１６との間の差込カップリングを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、カッターハブホルダ及び関連する駆動組立体の断面図である。
【図２】図２は、ヘッドピースの断面図である。
【図３】図３は、ヘッドピースの端面図である。
【図４】図４は、差込カップリングを形成する溝を有するシャフトの媒介物部分の斜視図である。
【符号の説明】
１：モータシャフト
２：駆動モータ
３：中心孔
４：シリンダ孔
５：ピストン
６：ピストンロッド
７：媒介物
８：スリーブ
９：円筒状部分
１０：摺動部材
１２，１３、１４：溝
１６：ヘッドピース
１７：環状肩部
１８：バネ
２０：キー
２２：ブレードホルダ
２３：カッターブレード
２４：ダイ面
２８：ダイプレート
３０：カッターハブホルダ
【図１】
0003817048.tif 000002
【図２】
0003817048.tif 000003
【図３】
0003817048.tif 000004
【図４】
0003817048.tif 000005