JP2013522015A - ローラーミルおよびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】費用効率の高い研削台用の副駆動装置を備えたローラーミルと、ミルの始動を確実に行うことができて、かつ、ミルの保全を簡単に行うことのできるローラーミルの運転方法を提供すること。
【解決手段】本発明のローラーミルは実質的に、研削台（１）と、研削台と転動係合する少なくとも１つの研削ロール（２，３）と、研削ロールおよび／または研削台を駆動するための主駆動システムと、研削台を駆動するための副駆動装置（６０，６１，６２，６３，６４）とから成る。副駆動装置は、研削台を回転させるための少なくとも２つのリニア駆動装置（６１，６２，６３，６４）と、中断の無い回転運動を提供するためにリニア駆動装置を個別に制御するための制御装置（７）とを含んで成る。
【選択図】図２

Description

本発明は、研削台と、研削台と転動係合する少なくとも１つの研削ロールと、研削ロールおよび／または研削台を駆動する主駆動システムと、研削台を駆動する副駆動装置とを有するローラーミルに係る。本発明は、さらに、このようなローラーミルを駆動する方法にも係る。

縦型ローラーミルの場合、主駆動装置または副駆動装置により駆動される大型の中央歯車機構が、研削台の下方に位置するのが一般的である。ミルの始動時、副駆動装置は、主駆動装置を支援するものとして、研削台に対して高レベルのトルクを保証する。また、ミルが緊急停止した場合に、一杯になっているミルを空にして、新たにミルを始動できるようにすることができる。さらに、ミルの組立や保守の際に、研削台の回転を遅くする働きもする。

例えば、特許文献１に記載のように、ローラーミルの駆動概念を変えて、研削台を研削ロールとその駆動装置のみによって駆動するようにした場合、研削台の下方の中央主駆動装置は省略することができる。この場合、駆動機能は全く無くなり、純粋に研削台を支持するのみとなる。研削台用として別個に副駆動装置が設けられない場合、研削台は、研削路または粉砕材料に関して被駆動ローラー間の摩擦接触でしか回転することができない。従って、粒子の粗くない被研削材料を研削する場合、または、一旦空にしたミルを始動する場合、被駆動研削ロール同士が係合することはない。この場合、研削台を回転することができず、研削工程は開始されない。そのため、特許文献１では、研削台用に別途副駆動装置を設け、この装置が援助することでミルの動作信頼性を飛躍的に高めている。

この場合、副駆動装置は、ピニオン歯車を介して、研削台上の大型の内歯付きホイールに接続される。

特許文献２では、研削ロールに加えて直接的な駆動装置によって研削台を回転させる方法が提案されている。

どちらの解決策でも、研削台上で高レベルのトルクを生成することを意図するのであれば、副駆動装置や直接駆動装置にかかるコストがそれによって得られる利点に比べてて余りにも高すぎる。

さらに、特許文献３は、リニア駆動装置により調節可能なダムリングを備えた縦型ミルを開示している。さらに、特許文献４には同期リニアモータについて記載されている。

ＤＥ １９７ ０２ ８５４ Ａ１ ＤＥ ３６ ０２ ９３２ Ａ１ ＪＰ ０５ ０４９ ９６０ ＤＥ １０ ２００５ ０１７ ５０１ Ａ１

従って、本発明の目的は、費用効率の高い研削台用の副駆動装置を備えたローラーミルと、ミルの始動を確実に行うことができて、かつ、ミルの保全を簡単に行うことのできるローラーミルの運転方法を提供することにある。

本発明によると、この目的は、請求項１および７に記載の特長によって達成される。

本発明によるローラーミルは、実質的に、研削台と、研削台と転動係合する少なくとも１つの研削ロールと、研削ロールおよび／または研削台を駆動する主駆動システムと、研削台を駆動する副駆動装置とから成る。副駆動装置は、研削台を回転するための少なくとも２つのリニア駆動装置と、中断の無い、即ち連続的な回転運動を提供するためにリニア駆動装置を個別に制御する制御装置とを含む。

ローラーミル、特に、縦型ローラーミルの概念では、研削動作中に駆動されるのは研削ロールのみであるため、副駆動装置無しでローラーの駆動装置から独立して、研削台を回転させることは不可能である。この事実は、研削ロール、粉砕材料および研削台の間の摩擦だけでは、研削ロールから研削台へと十分な力を伝達するのに十分でない場合、特に有害な効果をもたらす。その結果、研削ロールがオーバーランしてローラーミルを始動できない結果となる場合もある。特に、装置の保護に関連する技術的な理由により、今日では古くなったゼロギャップストップを使用し、研削ロールと研削台との間の空隙を最小限に設定している場合、ミルを始動しても十分な材料を粉砕空隙に引き込むことができない恐れがある。従って、研削ロール用駆動装置とは独立した研削台用の駆動システムを設置するのが望ましい。研削台用の副駆動装置は、始動動作において研削ロールの前方にある十分な材料が研削ロールに向かって送られて、研削ロールが確実に粉砕材料に係合してその駆動力を伝達できるようにすることができる。特に緊急停止後にローラーミルを始動させる場合には、研削台に高トルクを印加して、研削台およびディスチャージリング（discharge ring）上の材料を解放する必要がある。このために必要なトルクは、ミルシャフトにおける設計トルクの１．７５〜２．４倍となる。

本発明の提供するリニア駆動装置を用いると、この目的を高費用効率で容易に達成することができる。始動動作を支援するだけでなく、保守や組立動作においても副駆動装置を用いることができ、それによって研削台を徐々に回転させて組立作業のための位置に設定することが可能となる。

従属請求項は、本発明のその他の構成に関するものである。

ローラーミルの始動には高いトルクが要求されるが、公知の歯車をベースとする駆動概念の場合、このことが個々の要素に関して高コストとして反映されている。特にこの場合は、強力なモータを必要とすることと、高トルク用に構成される大型の歯付きリングが決定的である。本発明によると、リニア駆動装置は、少なくとも１つの連結歯車を介して研削台に接続される。この連結歯車は、好ましくは、研削台に固定されたラチェットホイールによって構成される。さらに、リニア駆動装置は、比較的低コストでかつ出力密度の高い油圧シリンダを用いることにより、特に高い費用効率を実現するように構成することができる。リニア駆動装置は、流体動力源および対応する駆動部と連結した状態で用いることにより、研削台の基部に装着され連結歯車として構成されているラチェットホイールを介して研削台を回転させることができる。制御装置によりリニア駆動装置を合理的に論理結合または制御することにより、リニア駆動装置が交互に行う後退、伸展を、中断の無い回転運動に変換することができる。

この目的のために、リニア駆動装置は、研削台の接線に対して＋／−１０度の角度で配設するのが有利である。ラチェットホイールの基準直径が、それに応じて大きくなるのとともに、高い駆動トルクを提供できるようになる。

本発明の別の実施形態によると、リニア駆動装置を駆動位置と非駆動位置との間で調整することができ、リニア駆動装置が駆動位置にある時は、研削台、特に研削台に固定されているラチェットホイールと動作接触して研削台を回転させるのに対して、非駆動位置では研削台との接触が解消される。研削工程が中断されることはなく、副駆動装置もこの間に摩耗を受けることはない。さらに、ローラーミルの副駆動装置から主駆動装置への遷移を連続的に、かつ急激な速度変化なしに行うことができる。

少なくとも２つのリニア駆動装置を用いると、リニア駆動装置の直線運動を研削台の回転運動に転換することができる。各リニア駆動装置の前進と後進を異なる時間に行うのが有利である。例えば、少なくとも一つのリニア駆動装置をその最外端位置から後退させる一方で、少なくとももう一つのリニア駆動装置はそのまま動作運動を行うようにする。これによって中断の無い回転運動が可能となる。

言うまでもなく、制御装置は、特に組立や保守作業に際してリニア駆動装置を適宜制御して、研削台を特定の位置に停止させることができる。

本発明の別の実施形態によると、リニア駆動装置の移動速度をいろいろに調節して、研削台の速度を変えることができる。このように研削台を制御すると、例えば研削路に摩耗保護部材を溶接するために使用することも可能である。

本発明のその他の効果および実施形態について、添付図面を参照しながらより詳細に説明する。

ローラーミルの略側面図である。 副駆動装置の略平面図である。 駆動位置にある副駆動装置を示す詳細図である。 副駆動装置の押圧システムを示す略図である。 ローラーミルの副駆動装置の領域を示す側断面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿って取った断面図である。 非駆動位置にある副駆動装置を示す詳細図である。 両方向に回転する副駆動装置を示す平面図である。

図１に示すローラーミルは、実質的に、研削台１と、研削台と転動係合する少なくとも１つの研削ロール２，３と、研削ロールを駆動するための主駆動システム４，５と、研削台１を駆動するための副駆動装置６とから成る。言うまでもなく、２つ以上の研削ロール、特に３つまたは４つの研削ロールを設けてもよい。

図２および図６から分かるように、副駆動装置６は、研削台１にしっかりと連結されているラチェットホイール６０と、ラチェットホイール６０の周囲に均等に配分されるように配設された４つのリニア駆動装置６１〜６４とを備える。

ラチェットホイール６０は、相互に間隔を空けて配置された２つのラチェットプレート６０ａ，６０ｂを備え、その中にラチェットリセス６０ｃが形成されている。ラチェットホイール６０の研削台１への取り付けは、研削台軸受け１０のボールレース（ball race）１０ａへのねじ込み接続方式８により行うのが好ましい。そうすることで、完成モジュールを予め組み立てた上で、研削台１とは別個に建設現場へと配送することができる。

リニア駆動装置は、ラチェットホイール６０に対して接線方向に配設されており、好ましくは、その周囲に亘って均等に分配して配設された４本の油圧シリンダによって構成される。リニア駆動装置は、ハウジングに固定される回転ピン６５を介して、コンソール（console）６６および研削台軸受け１０ｂに回転自在に連結されている。

リニア駆動装置６１〜６４は、圧力ピン６７を備えており、圧力ピン６７は、リニア駆動装置の直線的な伸展運動が研削台１の回転運動へと変換されるように、ラチェットリセス６０ｃと係合している。リニア駆動装置が、その終端位置に達すると、そのピストンロッド６８が、元の位置まで後退させられる。リニア駆動装置が、押圧システム６９を介してミルの軸１１に向かって押圧されることにより、圧力ピン６７がラチェットホイール６０の外輪郭に沿って、常に当接を保った状態で移動する。

元の位置に達すると、リニア駆動装置は、再び伸展を開始して、圧力ピン６７は、新たなラチェットリセス６０ｃと係合して回転が継続される。制御装置７は、研削台１およびリニア駆動装置６１〜６４の位置と速度に関する情報を提供する回転式送信機等のセンサ（不図示）からの測定信号を評価する。結果として、制御装置７が、リニア駆動装置６１〜６４の運動経路を制御し、相互に連係させることにより、全てのリニア駆動装置が、異なる伸展範囲を持つようにする。その結果、リニア駆動装置の運動経路の組み合わせを行うことにより、４つのリニア駆動装置のうちの３つが常に伸張されていてラチェットホイール６０を回転させるのとともに、４つめのリニア駆動装置は高速に引き込まれて新しいラチェットリセス６０ｃに導入されるようにすることが可能になる。次のリニア駆動装置がその終端位置に達すると、その最初の位置に戻り、残りの３つは回転を続ける。このようにリニア駆動装置６１〜６４が継続的に相互作用することにより、研削台の回転も連続的かつ均等なものとすることができる。

ローラーミルの始動が終わると、全てのリニア駆動装置は、非駆動位置に戻る。圧力ピン６７は、コンソール６６により押圧システム６９の圧力に抗して外向きに押圧されるため、回転してラチェットホイール６０の係合域の外へ出る（図７のラチェットホイールとリニア駆動装置との間の空隙Ａ参照）。副駆動装置６が非駆動位置にある時、ラチェットホイール６０は圧力ピン６７がラチェットホイール６０に押圧されることなく研削台１と非接触で回転することができ、通常のミル動作時はラチェットの上を越えていく。

力の伝達を良くするためには、圧力ピン６７を２つのラチェットプレート６０ａ，６０ｂのラチェットリセス６０ｃ内に係合させると良い。この目的のために、圧力ピンのシャフト６７ａは連接ラグ６７ｂを介してピストンロッド６８に連結されており、２つのラチェットプレート６０ａ，６０ｂのラチェットリセス６０ｃの負荷が均等になるように調節される。圧力ピンシャフト６７ａ上にスリーブ６７ｃ，６７ｄがあるため、接触の相手側の材料は相互に適合させることができる。同時に、圧力ピン６７が摩耗した場合には、スリーブ６７ｃ，６７ｄの交換を容易に行うことが可能となる。

副駆動装置６による回転は、研削ロール２，３の駆動力が粉砕材料を介して確実に伝達されるようになり、研削ロール２，３が研削台の駆動を引き継ぐまで行われる。この時点で研削台の回転速度は、副駆動装置６および研削ロールの主駆動システム４，５により異なる場合があるため、これらの異なる種類の駆動の間での遷移をスムースに行う必要がある。これは、一方向クラッチやフリーホイールと同様に、ラチェットホイールが自由にオーバーランすることと、リニア駆動装置６１〜６４が押圧システム６９に抗して外向きに押圧されることによって達成される。

フライス作業が確実に達成されると、リニア駆動装置６１〜６４は、図７に示す非駆動位置へと移動し、圧力ピン６７は横方向外側に配置され、ラチェットホイール６０は、圧力ピン６７と接触することなく自由に回転可能となる。

リニア駆動装置６１〜６４と制御装置７をそれぞれ対応する構成とした場合、副駆動装置６は、ミルを始動する際の実際の機能に加えて、保守作業中にも使用することができる。そのため、ミルの据え付けおよび改装作業中に研削台１を特定の回転位置にしたり、あるいは、摩耗した研削路を溶接する際に、研削台をゆっくりと回転させるとともにこの回転を制御することが可能となる。研削台１の保守用の駆動装置は、従来は別途必要であったが、これを省略することができる。

図８は、対向するラチェット６０’ｄを有するラチェットホイール６０’の変形例を示している。上述のリニア駆動装置６１〜６４の他に、さらに少なくとも１つのリニア駆動装置６１’を反対方向に向けて配設すると、研削台１を両方向に回転することが可能になる。しかしながら、この構成では、上述のようにラチェットホイールがオーバーランしたり、圧力ピン６７がラチェットホイール６０’の縁部に沿って案内されることができなくなる。従って、少なくともこの変形例では、リニア駆動装置が積極的な制御下で半径方向の内向きと外向きの旋回運動を行うことが必須となる。

従って、上述の副駆動装置６は、適切な構成とすることで、下記の機能を実行することができる。
１）緊急停止後のディスチャージリングが材料で満たされているミルを空にするための高い研削台トルクを提供する。
２）ミルの始動時に、研削ロールに粉砕材料を供給する。
３）始動動作に際して、研削ロールの主駆動装置をサポートする。
４）組立作業および保守作業において、研削台の位置決めを行う。
５）研削路の溶接作業中に、研削台の変速駆動を行う。

Claims (10)

1. 研削台（１）と、前記研削台（１）と転動係合する少なくとも１つの研削ロール（２，３）と、前記研削ロール（２，４）および／または前記研削台（１）を駆動するための主駆動システム（４，５）と、前記研削台（１）を駆動するための副駆動装置（６）とを備えるローラーミルであって、
   前記副駆動装置（６）が、研削台（１）を回転させるための少なくとも２つのリニア駆動装置（６１〜６４）と、中断の無い回転運動を提供するために前記リニア駆動装置（６１〜６４）を個別に制御するための制御装置（７）とを含むことを特徴とするローラーミル。
2. 前記リニア駆動装置（６１〜６４）が、少なくとも１つの連結歯車を介して、前記研削台（１）に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のローラーミル。
3. 前記連結歯車が、前記研削台（１）に固定されたラチェットホイール（６０，６０’）によって構成されることを特徴とする請求項２に記載のローラーミル。
4. 前記リニア駆動装置が、駆動位置と非駆動位置との間で調整可能であり、
   前記リニア駆動装置（６１−６４）が、前記駆動位置にあるときは前記研削台（１）と動作接触してこれを回転し、前記非駆動位置では前記研削台（１）との接触が解消されることを特徴とする請求項１に記載のローラーミル。
5. 前記リニア駆動装置が、前記研削台の接線に対して＋／−１０度の角度に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のローラーミル。
6. 前記研削台（１）を選択的に反対の回転方向に駆動させるために、少なくとも１つの付加的なリニア駆動装置（６１’）が、反対方向に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のローラーミル。
7. 少なくとも１つの研削ロール（２，３）が研削台（１）と転動係合し、前記研削ロール（２，３）および／または前記研削台が主駆動システム（４，５）により駆動可能であり、前記研削台（１）は副駆動装置により駆動可能であるローラーミルの駆動方法であって、
   前記副駆動装置（６）が、前記研削台（１）を回転するために、少なくとも２つのリニア駆動装置（６１−６４）を備え、
   前記リニア駆動装置（６１〜６４）は、中断の無い回転運動を提供できるように制御装置（７）を介して個々に駆動されることを特徴とする方法。
8. 前記少なくとも２つのリニア駆動装置（６１〜６４）の前進と後進が、異なった時間に行われることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記リニア駆動装置（６１〜６４）の少なくとも１つが、その最外端位置から後退させられるとともに、他のリニア駆動装置（６１〜６４）の少なくとも１つは、その動作行程を継続することを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記リニア駆動装置（６１〜６４）の移動速度が、前記研削台（１）の速度を種々に変化させるために様々に調節可能であることを特徴とする請求項７に記載の方法。

Images