JPH0832309B2 - 製品自動供給装置および製粉用ローラミルの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、機械式センサと製品供給装置とを具備し、
この製品供給装置が供給ローラのための調節可能な駆動
手段と、粉砕ローラを相互近接および離隔させるための
手段とを備えている、製粉用ローラミルのための製品自
動供給装置、並びに製粉用ローラミルの粉砕を制御する
ための方法に関する。

技術水準 製粉用ローラミルへの製品の供給を調節するために
は、予め定められた一定の限定条件を満たさなければな
らない。この条件は次の点にある。

− 製品を粉砕ローラの全長に均一に分配する。

− その都度ローラミルに流入する製品量を或る変動幅
で処理しなければならなず、かつ、一時的な供給変動を
できるだけならして粉砕ローラに配量し供給しなければ
ならない。

− ローラミルの製品供給を中断する際、粉砕ローラへ
の製品の供給を遅れずに停止し、同時に粉砕ローラを開
くようにしなければならない。

数十年前から装置に関連して、分配ローラ、供給ロー
ラおよび機械的な探触子のようないろいろな基本要求が
適していることが実証された。この機械的な探触子は粉
砕ローラへの流入を微調節するためのセンサである。粉
砕ローラに流入する製品量の瞬間的な調節は、基本的に
は二つの方法によって、すなわち供給ローラの回転数の
調節あるいは配量スライダと供給ローラの間の配量隙間
の調節によって行うことができる。この配量隙間の調節
はセグメント調節とも呼ばれる。

今日実際に、両方法すなわち回転数調節とセグメント
調節が実施されている。

回転数調節のための例はドイツ連邦共和国実用新案登
録第8614505号明細書に記載され、若干の用途では非常
に良好であることが実証された。勿論、回転数調節はセ
グメント調節に比べて実施が少なかった。ヨーロッパ特
許第38054号明細書には、本出願人による配量隙間の調
節が開示されている。配量すべき製品が粉末状または細
粒状の特性を有すると、実際にはセグメント調節が多く
の製粉業者に好まれる。これに対して、粗びきの穀物の
配量のような綿状の製品の場合には、例えばミルの２回
目の通過の前に、セグメント調節よりも回転数調節がす
ぐれていることが判った。

この場合に発生する問題点は、各ローラミルについ
て、供給制御をどのような計画で行うかを予め決めなけ
ればならないことにある。後の変更は往々にして不可能
であるので、個々の粉砕体通過が最適に供給調節されな
いということが起こり得る。

粉砕は各ミルにとって最も重要である。或る数のパラ
メータが粉砕作業の質に影響を与える。特に、粉砕ロー
ラへの製品供給の調節およびそのために必要な要素の故
障のない運転が重要である。最近のミルの自動化率は今
日既にかなり高いレベルに達している。特に品質を確保
するために、自動化を一層高めることが要求される。そ
のために、人による介入またはプロセスの管理によって
容易に取り組むことができるように、装置技術的に影響
を与えるパラメータを利用可能である。

その際、ロールミルに関連して、目的の相反性が生じ
る。その一部はほとんどイデオロギー的な先入観が原因
となっている。機械は今日古くなっており、電子装置ま
たはセンサ技術、例えば光学式の容量性赤外線測定技術
のような最新の技術は、電気−電子的な信号を直接発生
するので有利である。コンピュータ技術は、強い依存ま
たは自己満足的な仮定により、多くの専門化にとってほ
とんど意味や価値が不可解である。その結果、多数の解
決策が提案される。この場合例外なく、受け入れられる
ものは制限される。

本発明の開示 本発明の課題は、この欠点の少なくとも一部を除去す
ることである。その際、上位の制御によってあるいは上
位の制御なしに、課題を解決することができるようにす
べきであり、かつコストのかかる装備変更作業を必要と
せずに、上記のコンピュータ制御に対して即座にあるい
は後で統合することができるようにすべきである。

４本ローラ型または８本ローラ型製粉用ローラミルの
ための本発明による製品自動供給装置は、機械式センサ
と製品供給装置とを具備し、この製品供給装置が供給隙
間を調節するための供給ローラまたは供給セグメント用
の調節可能な駆動手段と、粉砕ローラを相互近接および
離隔させるための手段とを備え、デジタル信号のための
第１の機械的な信号発信器と、アナログ信号のための第
２の機械的な信号発信器を備え、供給ローラの回転数ま
たは供給セグメントの位置がアナログ信号を介して調節
可能であり、ローラの相互近接および離隔がデジタル信
号を介して制御可能であることを特徴とする。

新しい発明思想は、二つの異なる信号発信器の選択に
よって、機械式センサから出発して同時に少なくとも三
つの作用を生じ、すべての関与人を驚かせた。この三つ
の作用は次の通りである。

− 機構は依然として、他のすべてのセンサ技術に比べ
て低価格である。

− 機構は信頼性が高く、メンテナンスのために特別な
専門教育を必要としない。

− 機構はいかなる運動のときにも摩擦力を有する。

摩擦力によって自然の緩衝、特にアナログ信号のため
の自然の緩衝が発生し、（対応する電子的な緩衝の場合
のように）コストをかけずに、製品供給の調節のための
優れた安定化作用が生じる。期待されなかった最大の利
点は、いろいろな解決方法の多数の例が得られると共
に、構成部品がそれ自体公知のものによって制御または
調節可能であるかあるいは最高の程度まですべての自動
化段階を同様に実現可能であり、かつ後で組み込むこと
ができることにある。後者の点はまさに、近いうちに重
要になると予想される。というのは、製粉設備のうち依
然として、数十年間良好な保守と経済的な使用が可能で
あることが期待されるからである。これに対して、最新
のコンピュータ技術の多くの部品の寿命は７〜10年であ
る。

本発明では更に、供給ローラの回転数または供給セグ
メントの位置がアナログ信号を介して調節可能であり、
ローラの相互近接および離隔がデジタル信号を介して制
御可能である。このように分離することにより、実際の
調節と、ローラの相互近接や離隔のような製品供給の制
御を、互いに別個に行うことができるというすぐれた利
点がある。供給ローラのための駆動手段または駆動モー
タは、アナログ信号によって、電気的な変換ユニットを
介して無段階に調節可能である。

アナログ信号は供給セグメントの位置の調節を行う。
セグメント調節自体はヨーロッパ特許第38054号明細書
に対応して行うことができる。この場合、それ自体公知
の態様で機械的に働くことができるセンサが、付勢ばね
の力を受けて製品流れの方向に延びる探触子（例えばク
リスマスツリーまたは穴あき板）として形成され、信号
発信器がセンサによって移動する接触要素として形成さ
れていると有利である。探触子にはそれぞれ、アナログ
信号のためあるいはデジタル信号のための信号発生器と
しての各１個の接触要素が、好ましくはローラミルの外
側の端側に付設されている。アナログ信号のための信号
発信器には、機械的な信号をアナログ電気信号に変換す
るための近接スイッチが付設されている。デジタル信号
のための信号発信器には、ローラの相互近接および離隔
のための電気的な弁の接触スイッチが付設されている。

他の実施形の場合には、アナログ信号のための信号発
信器に、電圧変換ユニットと電流変換ユニットがローラ
ミル内で直接付設されている。少なくとも２個または多
数の供給ローラの回転数を調節するための周波数変換ユ
ニットがローラミルから離して設けられていると有利で
ある。他の実施形では、駆動モータが供給ローラおよび
平行に設けられた分配ローラのための回転方向逆転装置
に直接フランジ止めされている。回転方向逆転装置は1:
5〜1:20の変速比、好ましくは1:10の変速比を有する。
この場合、回転方向逆転装置は３個の歯車対によって形
成可能である。

非常に有利な他の実施形では、駆動モータと、調節装
置と、供給ローラの異なる回転数段を選択するための制
御ユニットが、供給ローラに付設され、アナログ信号が
供給セグメントを調節し、ローラ相互近接および離隔装
置がデジタル信号を介して制御される。

本発明は更に、機械式センサと、製品供給装置と、製
品供給を調節するための手段とを備えた、４本ローラ型
または８本ローラ型製粉用ローラミルのための製品自動
供給装置に関する。この場合、センサと機械的な信号発
信器とを介してアナログ信号を発生可能であり、更に、
調節装置の異なる位置を選択するために、制御−および
記憶ユニットが製品自動供給装置に付設されている。

その際、ローラミルに供給された製品の量に対応し
て、アナログ信号を介して供給ローラの回転数が調節さ
れ、供給セグメントのいろいろな位置が制御−および記
憶ユニットを介して調節される。

この両方の場合、アナログ信号から例えば限界値スイ
ッチを経てデジタル信号を発生可能であり、それによっ
てローラの相互近接および離隔装置が制御可能である。

電気的な信号を、直列に接続された２個のデジタル切
換要素を経て案内し、その後初めてアナログ信号として
利用することができる。更に、制御ユニットが記憶−お
よび計算手段を含み、粉砕隙間調節のための制御信号と
調和して、予め定めることができるプログラムに従って
使用可能である。

本発明は更に、粉砕ローラのためおよび製品流入セン
サを介して制御される粉砕ローラの製品供給のための調
節装置と相互近接および離隔装置とを備えた４本ローラ
型または８本ローラ型製粉用ローラミルの粉砕を制御す
るための方法に関する。この方法は、機械式センサから
アナログ信号が発生し、この信号により、ローラミルに
供給された製品量に依存して製品供給が調節され、更
に、独立して調節可能な少なくとも一つのデジタル信号
が発生し、このデジタル信号が粉砕ローラの相互近接お
よび離隔装置を制御するかまたはまたはローラミルの出
力や製品の品質に依存して製品供給のいろいろな基本調
節を制御することを特徴とする。

本発明は初めて、次のような認識をもたらした。すな
わち、アナログ信号とそれに依存せずに調節可能なデジ
タル信号の発生が、粉砕に影響を与えるために最大の選
択自由度を許容し、これによって初めていかなる用途の
場合にも、包含されるパラメータを介して最適の粉砕条
件を可能にするという認識をもたらした。特に、簡単で
低コストの手段により、すべての機能を独立して保証す
ることができる。

これは一方では、 − 製品の量の調節 − ローラの相互近接および離隔 に関する。

他方では、手動制御または計算−および記憶手段によ
って少ないコストで、製品供給のためのいろいろな基本
設定を選択することができる。そして、この基本設定に
従って製品供給が調節される。

二つのデジタル信号が発生し、機械式センサの第１の
デジタル信号が製品流入の関数により粉砕ローラの相互
近接および離隔を制御し、互いに無関係の制御ユニット
から発生する第２のデジタル信号が製品供給の基本設定
を制御すると非常に有利である。

これにより、製品の種類に応じて、供給ローラのため
の所定の回転数が予選択されるかあるいはこの回転数が
製品交換の場合にいかなるときでも調節可能である。も
しくは、セグメントまたは配量隙間のために基本設定を
選択することができるし、製品交換時に調節可能であ
る。製品供給調節はいかなる場合でも、機械式センサか
ら発生したアナログ信号を経て、独立してまたは自動的
に行われる。

この新しい解決方法は高度の自動化率を有する設備に
とって非常に有利である。その際、制御ユニットが記憶
−および計算手段を含み、粉砕隙間調節のための制御信
号と調和して予め定めたプログラムに従って使用可能で
ある。

これにより、基本的な両方法は自動化されるだけでな
く、最適化される。

− 配量隙間を空気圧で調節する例えば特公昭61−0127
45号公報に記載のセグメントを調節することにより、製
品量を調節する際に、粉砕条件に応じて、最適の供給ロ
ーラ回転数が調節可能である。

− ドイツ連邦共和国実用新案登録第8614505号明細書
記載の供給ローラ回転数の調節により、製品量を調節す
る際に、制御ユニットのデジタル信号によって配量隙間
を最適値に調節することができる。

従って、最も良好な製品調節が達成され、いかなる場
合でも供給ローラの製品排出の所望の比が調節可能であ
るだけでなく、粉砕全体のための安定化作用が得られ
る。というのは、各々のローラミルの製品供給が均一に
なればなるほど、粉砕全体が安定するからである。

続いて、複数の実施例に基づいて本発明を一層詳細に
説明する。

図面の簡単な説明 第１図は製粉用ローラミルの製粉の基本要素を概略的
に示す。

第２図はアナログ信号変換器とデジタル接触スイッチ
を備えた例を示す。

第３図は粉砕ローラの相互近接および離隔のための電
空式弁を備えた第１図の特別な実施例を示す。

第４図は回転ポテンショメータを備えた機械−電気式
変換ユニットの製作を概略的に示す。

第５図は供給ローラを運転するための伝動装置を概略
的に示す。

第６図はセグメントスライダの空気圧調整および供給
ローラのいろいろな回転数段の制御による供給調整の例
を示す。

第７図は８本ローラ型ローラミルの断面図である。

本発明を実施するための形態 続いて、製粉用ローラミル１を示す第１図を参照す
る。ローラミルは通常は二つの半部が隣り合わせて配置
され、そのうちの一方の半部だけが第１図に示してあ
る。製品流入は供給シリンダ２を経て製品供給室３へ行
われる。この製品供給室はその下側部分に、分配ローラ
４と供給ローラ５を備えている。この両ローラは伝動装
置６、特に回転方向逆転および減速装置と駆動手段７を
介して同じ方向に回転運動させることが可能である。

供給シリンダ２内には機械式センサ８が設けられてい
る。このセンサ８は製品が流入しないときに付勢ばね10
によってその最高位置に保持されている。流入する製品
はセンサ８を下方へ押圧する。この場合、信号発信器９
はセンサ８と類似の運動を行い、それ自体公知のごとく
アナログ信号を変換ユニット11に伝える。供給隙間12は
供給セグメント13によって形成されている。この場合、
供給セグメント調節装置14が概略的に示してある。第１
図には二つの基本的な可能性が記入してある。この場
合、センサ８と変換装置（S/R）15の信号から出発し
て、破線の接続線16または16´を経て、供給ローラ５の
回転数あるいは供給セグメント13の位置に影響を与え
る。

供給ローラ５内に達した物質は矢印17に沿って粉砕ロ
ーラ対18に供給される。この粉砕ローラ対は固定ローラ
19と遊動ローラ20からなっている。遊動ローラ20にはロ
ーラ相互近接および離隔装置21が付設されている。この
装置はセンサ８の制御信号に依存して制御導線22を介し
て制御される。更に、遊動ローラ20には穀粉隙間調節装
置23が付設されている。この装置は場合によっては手動
であるいはモータ手段24および電子式記憶−計算ユニッ
ト25によって調節可能である。これは特有の粉砕作業ま
たは粉砕製品品質に関連してあるいはローラミル１への
物質装入量に関連して行われる。

第２図には、第１図の有利な実施形が制御要素および
調整要素に関して一層詳細に示してある。この場合、２
個の信号発信器が示してある。第１の信号発生器９のア
ナログ信号は、カムディスク30の運動または位置によっ
て発生し、アナログ信号変換器31を介して電気的なアナ
ログ式電圧信号として制御導線32を経て電子評価装置33
に伝えられる。

デジタル信号用の第２の信号発信器34によって、接触
スイッチ35と制御導線36を経て、デジタル信号が同様に
電子評価装置33に伝えられる。この電子評価装置から、
デジタル信号が制御導線37を経てローラ相互近接および
離隔装置21に与えられる。アナログ信号は周波数変換装
置または電流変換器38において駆動モータ39のために直
接変換される。この駆動モータを介して、供給ローラ５
の回転数が調節される。

第３図は幾分簡略化された構造の他の実施例を示して
いる。その際、アナログ信号変換器31のアナログ信号は
特別な運転位置のためのデジタル信号を介して過変調可
能である。デジタル信号は電空式弁40を直接制御する。
この電空式弁は粉砕ローラの相互近接および離隔のため
の２個の空気圧シリンダ41,42を制御する。手動スイッ
チ43により、その都度所望される運転状態のためのいろ
いろな基本位置（手動操作、自動操作等）を現場で選択
することができる。

第４図にはアナログ信号の処理が回転ポテンションメ
ータによって変更されてかつ一層簡略化されて図示して
あり、機械的なアナログ信号から電気的なアナログ信号
への変換を示している。付勢ばね10はいろいろな位置に
もたらすことができ、製品の品質や流入条件に応じて、
締付けねじ51を介していろいろな引張り応力を加えるこ
とができる。

第５図は非常に簡単な減速歯車装置を示している。こ
の装置は供給ローラ５と分配ローラ４上にそれぞれ１個
の歯車セットと、変速ローラ60または61の１セットだけ
を備えている。この形成により、供給ローラから分配ロ
ーラへの変速のために必要な変速歯車装置が同時に、駆
動モータから供給ローラへの減速歯車装置であるという
利点がある。

第６図には、アナログ信号を介しての製品供給の完全
な自動調整のための非常に有利な他の実施形と、手動入
力装置70により制御装置71を介して行われる供給ローラ
回転数段のモータ式予備調節の例を示している。その
際、多段変速機72、切換レバー73および自動調節手段74
を介して一つの回転数段1,2,3,4または５にもたらすこ
とができる。しかし、計算−記憶手段75と予め定めたプ
ログラムを介して多重デジタル信号によって変速機72を
所望の段にもたらすようにすることもできる。

第６図において、デジタル信号は外部のパラメータに
従い制御装置を介して持ち込まれる。同時に、アナログ
信号変換器を経て機械的な信号発生器９からアナログ信
号が制御装置に与えられる。これは特に、監視のために
適切な位置信号が計算機で利用可能であり、かついろい
ろな制御装置を調和可能であるという利点がある。

本来の供給調整は特公昭61−012745号公報によって知
られている技術、すなわち供給セグメントまたは供給隙
間12の空気圧調節によって行われる。ローラの相互近接
および離隔は、空気圧のアナログ信号によって複写され
たデジタル信号によって制御される。このデジタル信号
は閾値制御弁76を経て形成される。

第７図には、８本ローラ型製粉用ローラミルの隣り合
っている両方の半部が示してある。ここでは垂直に設け
られた穴あき板として形成された各センサに、各々１つ
の垂直な半部、すなわち上方に設けられた２個のローラ
対19/20,19´/20´が付設されている。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機械式センサ（８）と製品供給装置とを具
   備し、この製品供給装置が供給隙間を調節するための供
   給ローラ（５）または供給セグメント（13）用の調節可
   能な駆動手段と、粉砕ローラを相互近接および離隔させ
   るための手段（21）とを備えている、４本ローラ型また
   は８本ローラ型製粉用ローラミル（１）のための製品自
   動供給装置において、デジタル信号のための第１の機械
   的な信号発信器（34）と、アナログ信号のための第２の
   機械的な信号発信器（９）を備え、供給ローラ（５）の
   回転数または供給セグメント（13）の位置がアナログ信
   号を介して調節可能であり、ローラの相互近接および離
   隔（21）がデジタル信号を介して制御可能であることを
   特徴とする製品自動供給装置。
2. 【請求項２】供給ローラ（５）のための駆動モータ（7,
   39）がアナログ信号により電子的な変換ユニット（38）
   を介して無段階で調節可能であることを特徴とする請求
   の範囲第１項記載の製品自動供給装置。
3. 【請求項３】可動の機械式センサ（８）が、付勢ばね
   （10）の力を受けて製品流れの方向に延びる穴あき板と
   して形成され、信号発信器がセンサによって移動する接
   触要素（9,34）として形成されていることを特徴とする
   請求の範囲第１項記載の製品自動供給装置。
4. 【請求項４】アナログ信号またはデジタル信号のための
   信号発信器としての各々１個の接触要素（９または34）
   が、ローラミルの外側の端側において、センサに付設さ
   れていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の製品
   自動供給装置。
5. 【請求項５】アナログ信号のための信号発信器に、機械
   的な信号をアナログ電気信号に変換するための近接スイ
   ッチ（31）が付設されていることを特徴とする請求の範
   囲第１項記載の製品自動供給装置。
6. 【請求項６】デジタル信号のための信号発信器に、ロー
   ラの相互近接および離隔（21）のための電気的な弁の接
   触スイッチ（35）が付設されていることを特徴とする請
   求の範囲第１項記載の製品自動供給装置。
7. 【請求項７】アナログ信号のための信号発信器に、電圧
   変換ユニット（31）と電流変換ユニット（38）がローラ
   ミル（１）内で直接付設されていることを特徴とする請
   求の範囲第１項記載の製品自動供給装置。
8. 【請求項８】少なくとも２個または多数の供給ローラ
   （５）の回転数を調節するための周波数変換ユニット
   （33）がローラミル（１）に対して離して付設されてい
   ることを特徴とする請求の範囲第７項記載の製品自動供
   給装置。
9. 【請求項９】駆動モータ（７）が供給ローラ（５）およ
   び平行に設けられた分配ローラ（４）のための回転方向
   逆転装置（６）に直接フランジ止めされていることを特
   徴とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一
   つに記載の製品自動供給装置。
10. 【請求項１０】回転方向逆転装置が1:10の変速比を有す
    ることを特徴とする請求の範囲第９項記載の製品自動供
    給装置。
11. 【請求項１１】回転方向逆転装置（６）が３個の歯車対
    からなっていることを特徴とする請求の範囲第９項また
    は第10項記載の製品自動供給装置。
12. 【請求項１２】アナログ信号が供給セグメントを調節
    し、デジタル信号を介してローラの相互近接および離隔
    装置が制御可能である、請求の範囲第１項記載の製品自
    動供給装置において、駆動モータ（７）と、調節装置
    （73,74）と、供給ローラ（５）の異なる回転数段を選
    択するための制御ユニット（71,75）が、供給ローラ
    （５）に付設されていることを特徴とする製品自動供給
    装置。
13. 【請求項１３】電気的な信号が直列に接続された２個の
    デジタル式の切換要素を通って導かれ、その後初めてア
    ナログ信号として使用されることを特徴とする請求の範
    囲第１項または第２項記載の製品自動供給装置。
14. 【請求項１４】機械式センサと、製品供給装置と、製品
    供給を調節するための手段とを備えた４本ローラ型また
    は８本ローラ型の製粉用ローラミルのための製品自動供
    給装置において、センサ（８）と機械的な信号発信器と
    を介してアナログ信号を発生可能であり、更に、調節装
    置（72,73）の異なる位置を選択するために、制御−お
    よび記憶ユニット（71,75）が製品自動供給装置に付設
    されていることを特徴とする製品自動供給装置。
15. 【請求項１５】ローラミル（１）に供給された製品の量
    に対応して、アナログ信号を介して供給ローラ（５）の
    回転数が調節可能であり、供給セグメント（13）のいろ
    いろな位置が制御−および記憶ユニットを介して調節可
    能であることを特徴とする請求の範囲第14項記載の製品
    自動供給装置。
16. 【請求項１６】アナログ信号からデジタル信号を発生可
    能であり、それによってローラの相互近接および離隔装
    置（21）が制御可能であることを特徴とする請求の範囲
    第14項記載の製品自動供給装置。
17. 【請求項１７】制御ユニット（71）が記憶−および計算
    手段（75）を含み、粉砕隙間調節のための制御信号と調
    和して、予め定めることができるプログラムに従って使
    用可能であることを特徴とする請求の範囲第14〜16項の
    いずれか一つに記載の製品自動供給装置。
18. 【請求項１８】粉砕ローラのためおよび製品流入センサ
    を介して制御される粉砕ローラの製品供給のための調節
    装置と相互近接および離隔装置とを備えた、４本ローラ
    型または８本ローラ型の製粉用ローラミルの粉砕を制御
    するための方法において、機械式センサ（８）からアナ
    ログ信号が発生し、この信号により、ローラミルに供給
    された製品量に依存して製品供給が調節され、更に、独
    立して調節可能な少なくとも一つのデジタル信号が発生
    し、このデジタル信号が粉砕ローラの相互近接および離
    隔装置を制御するかまたはローラミルの出力や製品の品
    質に依存して製品供給のいろいろな基本設定を制御する
    ことを特徴とする方法。
19. 【請求項１９】二つ以上のデジタル信号が発生し、機械
    式センサ（８）の第１のデジタル信号が製品流入に応じ
    て粉砕ローラの相互近接および離隔装置を制御し、互い
    に無関係の制御ユニットから発生する二つ以上のデジタ
    ル信号が製品供給の基本設定を制御することを特徴とす
    る請求の範囲第18項記載の方法。