JPH03183391A - 多重ピニオン駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に１つの大歯車に作用する４つのピニオ
ンと、目Ｉｌｉ値特性曲線を介してトルク調節され、バ
ックラッシの無衝撃補償のために逆転または始動の際に
は少なくとも部分的に反対方向に、逆転または始動の後
には同一方向に作用する駆動電動機とを有する、たとえ
ば鉱山−露天掘り装置、コンバーター−傾斜駆動などの
ための遊びのない多重ピニオン駆動装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

大形機械の駆動のために、たとえばドイツ連邦共和国特
許出願公告第１２９０３２３号明細書から、個々のピニ
オンが電気的に連結されている多重ピニオン駆動装置は
知られている。この公知の２ピニオン駆動＠置では、伝
動ゆるみの排除のために、個々の駆動ピニオンのトルク
が、各作動状態で歯車の歯面が大歯車を逆方向に回転さ
せようと試みるように大歯車の歯面に接するように調節
される。

駆動装置がいま１つの方向に加速されるへきであれば、
一方の電動機のトルクは高められ、他方の電動機のトル
クは一定に保たれるか減ぜられる。

こうして大歯車は大きいほうのトルクを有する駆動電動
機または群の方向に遊びなしに動き出すにの解決策にお
ける欠点は、再駆動電動機の永続する反対動作により損
失が生ずること、また電動機が大きい定格に設計されな
ければならないことである。

これらの欠点を回避するため、ヨーロッパ特許第００７
６３５９ＡＩ号明細書から複巻電動機による駆動装置を
有するテーパ付き平歯車伝動機構に対して、その電機子
および分巻巻線を２象限電力操作端を介して、電動機が
伝動ゆるみの排除のために、小さい相駆動トルクでは少
なくとも部分的に逆方向に作用し、大きい相駆動トルク
では同一方向に作用するように制御することは知られて
いる。これにより確かにドイツ連邦共和国特許出願公告
第１２９０３２３号明細書から公知の駆動装置にくらべ
てかなりの改善が達成されるが、得られる電動機トルク
の最適な利用および大形駆動装置の動的特性の顧慮は達
成されない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、特に大形伝動機構に対する多重ピニオ
ン駆動装置であって、大形伝動機構の動特性を顧慮して
始動または回転方向切換を、得られる個別電動機トルク
の最適な利用のもとに可能にする多重ピニオン駆動装置
を提供することであ〔課題を解決するための手段〕 この課題は、個々の、好ましくは２つよりも多いピニオ
ン駆動電動機が反転または始動の間に個々のピニオン駆
動電動機に歯面切換を異なった時点で、また予め定めら
れたトルクで行わせる目標値特性曲線を介してのトルク
および回転数調節を有することにより解決される。この
解決策により、伝動ゆるみの排除のもとに最大可能なト
ルクによる無衝撃の始動に通ずる個々のピニオンの時間
的に制御されるトルク授受が達成される。同時に伝動機
構の動的特性が顧慮され得る。

本発明の構成では、歯面切換を行うピニオンのトルク目
標値が歯面切換の間は一定に保たれ、ピニオンが歯面切
換を行わない駆動電動機に補償する補助目標値が与えら
れる。これにより有利に、電動機の短時間の負荷耐量の
利用のもとに、電気的連結の後にまたはトルク反転の際
に駆動装置の最高トルクによる始動が可能である。

本発明の別の構成では、個々のピニオンまたはピニオン
群のトルク特性曲線が相異なる傾斜を有し、個々のトル
ク特性曲線の傾斜変更および（または）経過変更が予め
定められた目標値の到達の際に行われる。それによって
有利に、電動機に対する特性曲線の予め定め得るスプレ
ッディングおよびピニオン歯の時間的に段階付けられた
歯面切換が行われ得る。

本発明による駆動装置は、ピニオン駆動電動機が周波数
変換装置により給電される三相電動機であり、そのトル
クおよび回転数調節がディジタルに行われることにより
特に有利に実現される。こうして有利に簡単に迅速な切
換過程が実現可能である。

本発明の他の利点および詳細は、図面によりまた他の従
属請求項と結び付けて以下の実施例の説明で明らかにな
る。

〔実施例〕

第１図には個々の駆動電動機のトルク特性曲線が参暉符
号１．２．３および４を付して示されている。明らかな
ように、それぞれ２つの電動機の個別トルクは目標値零
通過の際に等大であり、また逆向きである。駆動システ
ムが正または負のトルクを必要とすると、既に正しい符
号のトルクを発生する群のトルクは高められる。図には
さらに、本発明により導入される歯面切換が行われる制
限値±ｍ、ｉも記入されている。第１図および第２図で
は通常のようにｍ　＝　Ｍ　／　Ｍ□、である。

２つの駆動群または２つの個別電動機に対して当てはま
る第２図によるトルク図には、どのようにして両駆動群
または個別電動機が未発明により共同動作するかが示さ
れている。両駆動群または個別電動機の特性曲線６およ
び７はそれぞれ、回転数ｇＪｉ１節が予め定められたト
ルク目標値、たとえばＱ、５ｍ、、、を予め定めるとき
に最初に去られる一定のトルクを有する範囲を有する。

相駆動モーメントは線８に相応して生ずる。（直０．５
　ｍ　ｓ。、は任意に選ばれており、また駆動装置のそ
のつどの動特性に関係してかなり小さくされ得るが分る
。

トルク図にはさらに、本発明により導入される歯面切換
が行われる制限値±ｍ１１も記入されていバノクラッシ
の通過の際の過度に高い回転数上昇を避けるため、トル
ク目ＰＪ値はそのつどの特性曲線の零通過の後に一時的
にｍ目、に制限される。

このトルクにより電動機が加速される。バックランンの
補償の後にトルク制限は再び解除される。

この瞬間に生ずる目標値は、ランプ関数を介して所属の
トルク調節器にあらかしめ与えられる。そうしている間
に残りの駆動電動機には、電動機がバンクラッシの補償
の後に再びそのトルクをビルドアップし終わるまで対応
する補助値が予め与えられる。

前記の措置により有利に個々の駆動または駆動群の動的
な個別挙動が考慮に入れられ、また駆動歯の過負荷が確
実に回避される。このことは特に、ピニオンが回転数調
節される電動機から直接に駆動される伝動機構に当ては
まる。これらの駆動は特に臨界的である。なぜならば、
ここではバックラッシの通過の際に自動的に減衰される
面切換に通ずる中間接続される減速伝動機構の弾性が省
略されているからである。

調節技術的に通常の機能シンボルで機能ブロックが示さ
れている第３図のブロック回路図で、１０は回転数調節
器、１９は加速モーメント発生器、２９は回転数目標値
発生器である。回転数目標値は、ユニット２日のなかで
形成される回転数平均値と同じく回転数調節器１０に、
また有利に加速モーメント発生器１９に与えられる。回
転数平均値は電動機２０〜２３の電気的な個別値からそ
れらの回転数発生器２４〜２７と結び付いて形成される
。個々のトルク目標値は、所望の特性曲線が入力されて
おり、有利に切換論理回路をも好ましくはプロセッサ形
態で含んでいる調節ユニット１１〜１４の信号から生ず
る。調節ユニット１１〜１４から、電動機２０〜２３の
調節ユニット１５〜１８に与えられるトルクに対する個
別目標値が生ずる。

本発明による調節はディジタル手段により特に簡単かつ
効率的に実現することができる。しかし又アナログに動
作する解決策およびハイブリッドな解決策も可能である
。本発明による解決策の決定的な利点、減ぜられた機械
的負荷および過度に太き（ない駆動電動機によるピニオ
ンおよび大歯車歯の制御された歯面切換の利点はすべて
の場合に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は４つの原理的に公知の仕方で連結された駆動電
動機を有する駆動のトルク線図、第２図は２つの駆動群
を有する本発明による駆動装置のトルク線図、第３図は
４つの駆動電動機を有する本発明による駆動装置のブロ
ック回路図である。 １〜４・・・トルク特性曲線 ６．７・・・トＪレク目標（直 １０・・・回転数調節器 １１〜１８・・・調節ユニット １９・・・調節ユニット ２０〜２３・・・駆動電動機 ２４〜２７・・・回転数発生器 ２９・・・回転数目標値発生器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）大歯車に作用するピニオンと、目標値特性曲線を介
   してトルクを調節され、バックラッシの無衝撃補償のた
   めに逆転または始動の際には少なくとも部分的に反対方
   向に、逆転または始動の後には同一方向に作用する駆動
   電動機とを有する遊びのない多重ピニオン駆動装置にお
   いて、個々のピニオン駆動電動機（２０、２１、２２、
   ２３）が逆転または始動の間に個々のピニオン駆動電動
   機に歯面切換を異なった時点で、また予め定められたト
   ルクで行わせるトルクおよび回転数調節を有することを
   特徴とする多重ピニオン駆動装置。 ２）歯面切換を行うピニオンのトルク目標値（６、７）
   が歯面切換の間は一定に保たれることを特徴とする請求
   項１記載の多重ピニオン駆動装置。 ３）ピニオンが歯面切換を行わない駆動電動機（２０、
   ２１、２２、２３）が補償する補助目標値を与えられる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の多重ピニオン
   駆動装置。 ４）個々のピニオンまたはピニオン群のトルク特性曲線
   （６、７）が相異なる傾斜を有することを特徴とする請
   求項１ないし３の１つに記載の多重ピニオン駆動装置。 ５）個々のトルク特性曲線（６、７）の傾斜変更または
   経過変更が予め定められた目標値の到達の際に行われる
   ことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の多重
   ピニオン駆動装置。 ６）電動機からそのつどのピニオンまでの駆動構成要素
   の動的な影響の補償のためにトルク調節器に補助目標値
   が調節ユニット（１９）を介して与えられることを特徴
   とする請求項１ないし５の１つに記載の多重ピニオン駆
   動装置。 ７）傾斜または経過変更が駆動の慣性モーメントから指
   令量として導かれることを特徴とする請求項１ないし６
   の１つに記載の多重ピニオン駆動装置。 ８）駆動電動機とピニオンとの間のトルク伝達が伝動機
   構なしで行われることを特徴とする請求項１ないし７の
   １つに記載の多重ピニオン駆動装置。 ９）ピニオン駆動電動機（２０、２１、２２、２３）が
   周波数変換装置により給電される三相電動機であること
   を特徴とする請求項１ないし８の１つに記載の多重ピニ
   オン駆動装置。 １０）トルクおよび回転数調節がディジタルに行われる
   ことを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載の多重
   ピニオン駆動装置。