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技術 重負荷駆動装置および粉砕機

出願人 エフ・エル・スミス・エー・エス
発明者 ヤリン,フセインリトラー,シュテファン
出願日 2014年7月8日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2016-524689
公開日 2016年9月29日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2016-530081
状態 特許登録済
技術分野 油圧・電磁・流体クラッチ・流体継手 継手 破砕・粉砕(1)
主要キーワード スイベル回転 静的剛性 中央タンク 弾力性要素 歯車リング 切断軸 径方向軸受 保全作業員
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題・解決手段

本発明は、モータ(2)のピニオン(3)と噛み合う第1の歯車(4;4’、4’’)を備える第1の平歯車と、第1の平歯車に結合された歯車(8;8’、8’’)を備える第2の平歯車とを有する重負荷駆動装置(1、1’)に関する。作業設備リング歯車(10)と噛み合うように構成された少なくとも1つの駆動ピニオン(9;9’、9’’)は、第2の平歯車の歯車(8;8’、8’’)と噛み合い、ロータ軸(A)に対して実質的に平行である回転軸(E)の軸を有する。第1の平歯車および第2の平歯車は、動的継手(5;5’、5”)、好ましくは弾性または流体力学的継手を用いることによって結合される。さらに、本出願はまた、少なくとも1つの重負荷駆動装置(1、1’)を備える粉砕機(20)に関する。

概要

背景

DE3931116A1(Krupp Polysius AG)は、リング歯車および軸方向軸受を備えるローラ粉砕機のための駆動装置を開示し、この場合、軸方向軸受は、リング歯車のすぐ下に位置する。リング歯車は、付属伝動装置の2つのピニオンと噛み合う。付属の伝動装置は、さらに、前記2つのピニオンに結合された平歯車と、かさ歯車とを備え、この場合、かさ歯車は、モータのピニオンに結合される。粉砕機のそのような構成は、粉砕機の全高さの低減を可能にするが、この駆動部は、依然として、水平に装着されたモータに依存しており、故に、トルクをモータから付属の伝動装置に伝動するためにかさ歯車を必要とする。

DE102006050205B4(Gebr.Pfeiffer AG)は、キャリッジ上に装着された複数の独立した駆動ユニットを備えるローラ粉砕機のための冗長性駆動装置を開示する。各々の駆動ユニットは、モータおよび平歯車を備える。粉砕機内に設置された駆動部の数は、駆動ユニットの1つが機能不全となり、補修または取り換えが行われなければならない場合でも粉砕機が使用され得るように選択される。モータは、水平に配置されてよく、これにはトルクを平歯車に伝動するために追加のかさ歯車を必要とし、またはモータは、粉砕機の土台内に設けられた空洞内に鉛直に配置されてよい。

CH672603(Maag Zahnrader & Maschinen AG)は、ピニオンを用いることによって平歯車上に作用する鉛直駆動シャフトを備えたモータを備えるボウル粉砕機駆動部を開示する。モータは、平歯車の上方に配置される。平歯車は、複数のホイールを備え、最終的には、トルクを研削ボウルに、シャフトおよび研削ボウルの下方に配置された遊星歯車を介して伝動する。

かさ歯車の許容差は、そのような高負荷ではわずかしか許容されないので、かさ歯車を生産し装着する際に高い精度が必要とされ、その結果駆動装置の全体コストを高める。さらに、粉砕機作動中の角度振動および跳ね返りが、歯車装置またはモータに損傷を与えることがあり、または少なくともこれらの部品摩耗を増大させることがある。

概要

本発明は、モータ(2)のピニオン(3)と噛み合う第1の歯車(4;4’、4’’)を備える第1の平歯車と、第1の平歯車に結合された歯車(8;8’、8’’)を備える第2の平歯車とを有する重負荷駆動装置(1、1’)に関する。作業設備のリング歯車(10)と噛み合うように構成された少なくとも1つの駆動ピニオン(9;9’、9’’)は、第2の平歯車の歯車(8;8’、8’’)と噛み合い、ロータ軸(A)に対して実質的に平行である回転軸(E)の軸を有する。第1の平歯車および第2の平歯車は、動的継手(5;5’、5”)、好ましくは弾性または流体力学的継手を用いることによって結合される。さらに、本出願はまた、少なくとも1つの重負荷駆動装置(1、1’)を備える粉砕機(20)に関する。

目的

本発明の目的はまた、重負荷駆動装置であって、重負荷駆動部によって駆動される作業設備からモータへのあらゆる角度振動および/または跳ね返りの効率的な減衰を可能にする、重負荷駆動部を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

作業設備、特に鉛直ローラ粉砕機用の重負荷駆動装置(1、1’)であって、a)ロータ軸(A)を有し、ピニオン(3)を駆動するモータ(2)と、b)前記ピニオン(3)と噛み合う第1の歯車(4;4’、4”)を備える第1の平歯車であって、前記第1の歯車(4;4’、4”)が、前記モータ(2)の前記ロータ軸(A)に対して実質的に平行である軸(B)を有する、第1の平歯車と、c)前記第1の平歯車に結合された歯車(8;8’、8”)を備える第2の平歯車であって、前記第2の平歯車の前記歯車(8;8’、8”)が、前記モータ(2)の前記ロータ軸(A)に対して実質的に平行である軸(D)を有する、第2の平歯車と、d)前記作業設備のリング歯車(10)と噛み合うように構成された少なくとも1つの駆動ピニオン(9;9’、9”)であって、前記第2の平歯車の前記歯車(8;8’、8”)と噛み合い、前記ロータ軸(A)に対して実質的に平行である回転軸(E)を有する、少なくとも1つの駆動ピニオンとを備える、重負荷駆動装置において、e)前記第1の平歯車および前記第2の平歯車が、動的継手(5;5’、5”)、好ましくは弾性または流体力学的継手を用いることによって結合されることを特徴とする、重負荷駆動装置。

請求項2

前記モータ(2)が、前記第1の平歯車の上方に配置される、請求項1に記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項3

前記駆動装置(1、1’)が、2つの第1の平歯車と、2つの可撓性継手(5’、5”)と、2つの第2の平歯車と、2つの駆動ピニオン(9’、9”)とを備え、前記2つの第1の平歯車の各々の前記少なくとも1つの第1の歯車(4’、4”)が、前記第1のピニオン(3)および前記2つの可撓性継手(5’、5”)の1つと噛み合い、前記可撓性継手(5’、5”)の各々は、前記2つの第2の平歯車の1つの前記歯車(8’、8”)に結合され、前記2つの第2の平歯車の前記2つの歯車(8’、8”)の各々は、前記2つの駆動ピニオン(9’、9”)の1つと噛み合い、第1の平歯車、可撓性継手(5’、5”)、第2の平歯車およびピニオン(9’、9”)の各々の配列が、直線上に順々に配置され、両方の配列は、好ましくは、互いに対して実質的に平行に配置される、請求項1または2に記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項4

前記モータ(3)の前記ピニオン(3)が、前記2つの第1の平歯車の各々の前記少なくとも1つの第1の歯車(4’、4”)間の中央に配置される、請求項3に記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項5

前記2つの可撓性継手(5’、5”)が、前記2つの駆動ピニオン(9’、9”)の互いに対するタイミングが、変更され得るように構成される、請求項3または4のいずれかに記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項6

前記モータ(2)の前記ピニオン(3)が、前記ロータ軸(A)に対して垂直な少なくとも1つの方向に移動可能であるように支持される、請求項1から5のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項7

前記少なくとも1つの駆動ピニオン(9;9’、9”)が、前記少なくとも1つの駆動ピニオン(9;9’、9”)の前記回転軸(E)に対してスイベル回転するように支持される、請求項1から6のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項8

前記第1の平歯車および/または前記第2の平歯車が、1つを上回る歯車(4;4’、4”、4.1’、4.1”;8;8’、8”)、好ましくは、噛み合うように順々に配置された2つ、3つ、または4つの歯車(4;4’、4”、4.1’、4.1”;8;8’、8”)を備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置(1、1’)。

請求項9

粉砕機、好ましくは鉛直ローラ粉砕機であって、少なくとも1つの軸方向軸受(26)によって支持され、リング歯車(10)が付加された、粉砕テーブル(27)を備え、さらに、少なくとも1つ、好ましくは2つの請求項1から8のいずれか一項に記載の重負荷駆動装置(1、1’)を備え、前記少なくとも1つの重負荷駆動装置(1、1’)の各々の前記少なくとも1つの駆動ピニオン(9;9’、9”)が、前記リング歯車(10)と噛み合う、粉砕機。

請求項10

前記少なくとも1つの重負荷駆動装置(1、1’)の各々の潤滑装置潤滑剤(25)用の、好ましくは油用の中央タンク(24)が、前記粉砕テーブル(27)の下に設けられ、前記中央タンク(24)からの潤滑剤(25)は、潤滑剤供給装置(29)に与えられ、前記潤滑剤供給装置(29)は、少なくとも1つのポンプ(30.1、30.2、30.3)を備え、前記ポンプの各々は、前記少なくとも1つの重負荷駆動部(1、1’)の前記潤滑装置に供給する、請求項9に記載の粉砕機。

技術分野

0001

本発明は、作業設備、好ましくはローラ粉砕機用の重負荷駆動装置、ならびに少なくとも1つの重負荷駆動装置を備える粉砕機に関する。

背景技術

0002

DE3931116A1(Krupp Polysius AG)は、リング歯車および軸方向軸受を備えるローラ粉砕機のための駆動装置を開示し、この場合、軸方向軸受は、リング歯車のすぐ下に位置する。リング歯車は、付属伝動装置の2つのピニオンと噛み合う。付属の伝動装置は、さらに、前記2つのピニオンに結合された平歯車と、かさ歯車とを備え、この場合、かさ歯車は、モータのピニオンに結合される。粉砕機のそのような構成は、粉砕機の全高さの低減を可能にするが、この駆動部は、依然として、水平に装着されたモータに依存しており、故に、トルクをモータから付属の伝動装置に伝動するためにかさ歯車を必要とする。

0003

DE102006050205B4(Gebr.Pfeiffer AG)は、キャリッジ上に装着された複数の独立した駆動ユニットを備えるローラ粉砕機のための冗長性駆動装置を開示する。各々の駆動ユニットは、モータおよび平歯車を備える。粉砕機内に設置された駆動部の数は、駆動ユニットの1つが機能不全となり、補修または取り換えが行われなければならない場合でも粉砕機が使用され得るように選択される。モータは、水平に配置されてよく、これにはトルクを平歯車に伝動するために追加のかさ歯車を必要とし、またはモータは、粉砕機の土台内に設けられた空洞内に鉛直に配置されてよい。

0004

CH672603(Maag Zahnrader & Maschinen AG)は、ピニオンを用いることによって平歯車上に作用する鉛直駆動シャフトを備えたモータを備えるボウル粉砕機駆動部を開示する。モータは、平歯車の上方に配置される。平歯車は、複数のホイールを備え、最終的には、トルクを研削ボウルに、シャフトおよび研削ボウルの下方に配置された遊星歯車を介して伝動する。

0005

かさ歯車の許容差は、そのような高負荷ではわずかしか許容されないので、かさ歯車を生産し装着する際に高い精度が必要とされ、その結果駆動装置の全体コストを高める。さらに、粉砕機作動中の角度振動および跳ね返りが、歯車装置またはモータに損傷を与えることがあり、または少なくともこれらの部品摩耗を増大させることがある。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、最初に述べられた技術分野に関係する重負荷駆動部であって、構造を簡単に保ちながら歯車装置の全体サイズの低減を可能にし、故にコストが低下する、重負荷駆動部を作り出すことである。さらに、本発明の目的はまた、重負荷駆動装置であって、重負荷駆動部によって駆動される作業設備からモータへのあらゆる角度振動および/または跳ね返りの効率的な減衰を可能にする、重負荷駆動部を提供することである。別の目的はまた、モジュール式に使用され得る重負荷駆動装置であって、それによって作業設備に使用される駆動部の数において大きい柔軟性を可能にし、故に柔軟な動力出力変動を可能にする、重負荷駆動装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明の解決策は、請求項1の特徴によって明示される。本発明によれば、重負荷駆動装置は、ロータ軸を有し、ピニオンを駆動するモータを備える。さらに、駆動装置は、前記ピニオンと噛み合う歯車(gear wheel)を備える第1の平歯車と、第1の平歯車に結合された歯車を備える第2の平歯車とを備える。少なくとも1つの駆動ピニオンが、駆動装置内に含まれ、前記少なくとも1つの駆動ピニオンは、第2の平歯車の歯車に結合され、作業設備のリング歯車と噛み合うように適合される。第1の平歯車の第1の歯車の軸、第2の平歯車の歯車の軸、ならびに駆動ピニオンの軸は、実質的にモータのロータ軸と平行である。第1の平歯車および第2の平歯車は、動的継手(dynamic coupling)を用いることによって結合される。動的継手は、好ましくは弾性継手(elastic coupling)または流体力学的継手(hydrodynamic coupling)である。本発明による重負荷駆動装置は、作業設備、好ましくは鉛直ローラ粉砕機向けに意図される。

0008

本明細書において理解されるように、「重負荷駆動部」は、たとえば数トンの重量を有する高負荷を、かなりの時間の間、たとえば何日もの間間断なく駆動するように意図された駆動部である。

0009

さらに、本明細書において理解されるように、「平歯車(spur gear)」は、少なくとも1つの平歯車(spur gear wheel)を備える歯車である。しかし、本発明による平歯車はまた、1つを上回る歯車、たとえば2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の歯車などを備えることもでき、歯車の前記数の各々は、互いに噛み合うように配置される。

0010

本発明の重負荷駆動装置は、ロック研削機セメント粉砕機スラッグ粉砕機などの作業設備を駆動するために使用される。好ましくは、駆動装置は、ローラ粉砕機、より好ましくは採掘およびセメント工業において使用されるような鉛直ローラ粉砕機を駆動するために使用される。

0011

駆動装置の駆動ピニオンは、これが、作業設備のリング歯車と噛み合うことができるようにして適合される。当業者は、本発明の駆動装置によって駆動される作業設備のタイプおよびサイズに応じて、ピニオンの寸法および歯の外形が変わり得ることを理解する。さらに、ほとんどの用途では、駆動ピニオンはリング歯車と噛み合うが、一部の用途に関連して、駆動ピニオンは、たとえば歯車または任意の他のタイプの伝動設備と交互に噛み合うことができることに留意されたい。

0012

本明細書において理解される用語「動的継手」は、トルクを第1の平歯車から第2の平歯車に伝動しながら、両方の歯車間に何らかの滑りおよび/または減衰を可能にする継手である。本明細書において理解される「流体力学的継手」は、インペラを用いることによって動作が付与される粘性流体を介してトルクを伝動する継手である。流体の動作は、次いで、出力タービンに伝えられ、その結果、トルクをインペラと出力タービンの間に効果的に伝える。

0013

本明細書において理解される「実質的に平行」は、軸が互いに平行であること、またはこれらが互いから数度、好ましくは5度未満、より好ましくは1度未満だけそれることを意味する。

0014

平歯車は、モータなどの動力源によってもたらされた回転速度を増大させるために使用され得るが、重負荷駆動部を必要としている作業設備に関連して、動力源、すなわちモータの回転速度は、作業設備を駆動するために減速される必要があり、したがってたとえば鉛直軸ローラ粉砕機のような大型構造は、通常、高速では駆動されないことが理解される。故に、本発明による重負荷駆動装置の第1および/または第2の平歯車は、減速歯車である。たとえば、モータの入力回転速度は、たとえば1、500rpmでよく、その一方で駆動ピニオンの回転速度は150rpmでよい。

0015

モータは、好ましくは、作業設備を駆動するのに十分なエネルギー出力およびトルクを有する電気モータである。本発明による重負荷駆動装置の場合、モータは、好ましくは、少なくとも数百キロワット、またはさらにはより好ましくは数千キロワットの出力を有するが、より好ましくは、たとえば1メガワットから20メガワットまでの1メガワットを上回る出力を有する。あるいは、モータは、たとえば油圧モータでもよい。しかし、重負荷駆動部に関連して、電気モータが好ましい。

0016

第1および第2の平歯車の歯車および動的継手は、好ましくは、モータピニオンと駆動ピニオンの間に直線上に配置される。しかし、作業設備のタイプ、場所および/または利用可能な空間に応じて、平歯車および/または動的継手を、たとえば第1の平歯車と第2の平歯車の間に角度を与えることによって、互いに別の空間関係で配置することも考えられる。さらに、駆動装置の要素が、地面または支持体に関連して実質的に同じレベルで配置されることが好ましいが、特有の要素を別のレベルに配置して、これらの要素をシャフトなどを用いることによって回転可能に連結することも可能である。異なるレベル上のおよび/または一部の要素間に角度を与えることによるそのような構成は、本発明の重負荷駆動装置によって占有される空間を低減するために使用され得る。

0017

また、この重負荷駆動装置は、好ましくは、少なくとも1つの筺体によって封入されることも理解される。筺体の提供は、たとえば保全作業員に伴う事故リスクを低減し、駆動装置を外部影響から保護する。そのような筺体は、好ましくは、ハッチなどの開口部を備えて、駆動装置の一部の部分の監視または補修目的のそれへのアクセスを可能にする。

0018

追加的に、本発明による重負荷駆動装置は、さらに、保全作業または補修作業中、作業設備を駆動するために、モータのシャフトに永久的にまたは解放可能に結合された補助駆動部を備えることができる。好ましくは、補助駆動部は、モータの上部に配置され、適切な手段によってモータの軸に連結される。あるいは、補助駆動部はまた、モータの下に配置されてもよく、たとえばモータピニオンの下方のモータのシャフトに結合されてもよい。そのような補助駆動部の使用は、当技術分野で知られている。あるいは、動的継手もまた、モータシャフト上に直接的に、すなわちモータシャフトとピニオンの間、故に平歯車の配列の前に配置されてもよい。あるいは、1つまたは2つの可変周波数変換器複数可)(VFC)が、1つまたは2つのモータを駆動して作業設備を保全モードで駆動するために使用され得る。

0019

モータのロータ軸に対して実質的に平行である第1および第2の平歯車の歯車の軸の配置は、トルクをモータから駆動ピニオンに伝動するためにかさ歯車を使用する必要性を解消し、したがって駆動装置の組み立てを容易にし、コストを低減する。さらに、第1の平歯車後に動的継手を提供することで、継手に課される緊張を低減し、このとき、継手の回転速度は、たとえば750または900rpmなどの約数百rpmから3000rpmまでに容易になり得るモータの比較的高速の回転速度と比較して減速される。動的継手は、使用中、駆動ピニオンおよび平歯車を介して作業設備から伝動された捩じり振動および跳ね返りを吸収することができる。これは、歯車の摩耗、およびモータへの損傷のリスクを低減する。さらに、これは、モータと駆動ピニオンの間に何らかの緩衝を付与する。

0020

好ましくは、モータは、第1の平歯車の上方に配置される。本出願では、用語「上方」および「下方」は、重力方向に対する構成要素の水平配置を指す。
モータを第1の平歯車の上方に配置することは、平歯車の高さが低減され得るという利点を有するが、これは、モータが平歯車と同じレベルで配置される場合にそうであるようにモータの高さを埋めるためのシャフトを必要としないためである。さらに、モータが第1の平歯車の下方に配置される場合にそうであるようにモータを中に入れるために、何らかの空洞を、たとえば作業設備の土台内に設けることも必要ではない。

0021

別の利点はまた、第1の平歯車上に使用される任意の潤滑剤が、重力によって下方向に、故にモータから離れるように引き出されることである。故に、モータには、望まれない潤滑剤を外に保つための特別な封止部が提供される必要はない。

0022

追加的に、ロータ軸の軸受およびピニオンは、第1の平歯車と同じ潤滑剤によって潤滑され得る。ロータ軸およびピニオンの回転速度は、比較的高速であり、いずれも高い緊張下にあるため、潤滑剤の提供は、軸受の摩耗を大きく低減する。第1の平歯車と同じ潤滑剤が使用され得るため、別個潤滑剤供給が、前記軸受のために提供される必要はなく、それによって駆動装置の構造を容易にする。

0023

好ましい実施形態では、駆動装置は、2つの第1の平歯車、2つの可撓性継手、2つの第2の平歯車および2つの駆動ピニオンを備える。前記2つの第1の平歯車の各々の歯車は、モータのピニオンおよび2つの可撓性継手の1つ各々と噛み合う。さらに、前記可撓性継手の各々は、前記2つの第2の平歯車の1つのホイールに結合され、この場合、各々の第2の平歯車の前記ホイールは、2つの駆動ピニオンの1つと連結される。この構成では、第1の平歯車、可撓性継手、第2の平歯車およびピニオンの各々の配列は、直線上に順々に配置され、両方の配列は、好ましくは、実質的に互いに平行に配置される。

0024

そのような構成では、両方の配列間のトルク分割が実現され、故に、各々の配列の構成要素の緊張の低減を可能にする。両方の配列は、好ましくは、類似する両方の配列へのトルクのほぼ等しい分散を実現するために互いに平行に配置される。あるいは、両方の配列はまた、互いに角度を付けて配置されてもよいが、そのような場合、その配置は、一方の配列上に、他方の配列と比較してより高い緊張を与えないために、たとえば両方の配列を互いに対称的に配置することによって、トルクの等しい分割を実現するように選択されなければならない。

0025

動的継手を備える2つの配列の使用は、2つのピニオンがわずかにずらされている場合であっても、両方の配列へのトルクのほぼ等しい分散が達成されるという利点を有する。これと比較して、2つの「剛性」配列、すなわち動的継手を備えない配列に結合された2つのピニオンのずれの結果、1つの配列のみによるトルクの伝動をもたらす。ずれたピニオンを有する2つの配列によって伝動されたトルクの相違は、配列の回転角度の相違および配列の捩じり剛性の積に比例する。剛性のかなりの低減が、動的継手を前記配列内に配置することによって達成される。剛性を低減することにより、2つの配列の各々によって伝動されたトルクの相違を低減またはさらには解消することも故に可能である。流体力学的継手は、静的剛性を有さず、故に、平行な配列における流体力学的継手の使用の結果、各々の配列によって伝動されたトルクの偏差を生じさせない。

0026

トルク分割を可能にする他の装置が選択され得ることが理解される。たとえば、駆動装置は、1つの第1の平歯車と、1つの動的継手と、2つの駆動ピニオンと噛み合う1つの第2の平歯車とを備えることができる。あるいは、動的継手はまた、単一の第1の平歯車と噛み合いながら2つの第2の平歯車に結合されてもよい。基本的には、たとえば4つの駆動ピニオンを設けることによってトルクをさらに分割することがさらに可能になり得る。当業者は、本発明の原理が、任意の数の第1の平歯車、動的継手、第2の平歯車および駆動ピニオンの組み合わせで使用されてよく、唯一の限定は、機械的および構造的制約であることを認識するであろう。

0027

代替的実施形態では、動的継手はまた、モータのシャフト上に直接的に、すなわちトルク分割の前に配置されてもよい。
好ましくは、モータのピニオンは、両方の第1の平歯車のホイール間の中央に配置される。これは、両方の伝動配列間の最大の空間的分離を可能にしながら等しいトルク分割を確実にする。

0028

さらに好ましくは、2つの可撓性継手は、2つの駆動ピニオンの互いに対するタイミングの変動を可能にするように構成される。故に、減衰効果に加えて、可撓性継手は、2つの駆動ピニオンの歯と作業設備のリング歯車の歯との完全な位置合わせを可能にするために、第2の平歯車および駆動ピニオンの互いに対するわずかな捩じりを可能にする。歯のずれは、両方の駆動ピニオン間の等しくないトルク分散または1つの駆動ピニオンが歯車リングを介して他の駆動ピニオンを駆動する状況を招くことがあり、これは、駆動装置上の破壊的効果を伴ったトルク伝動の「短絡」を招き得る。

0029

さらに、トルク分割の比は、2つの駆動ピニオンのわずかなタイミングの相違による負荷の変動が補償され得るため、両方の歯車配列上で等しく保たれ得る。
別の好ましい実施形態では、モータのピニオンは、これが、ロータ軸に対して垂直な少なくとも1つの方向に移動可能であるように支持される。これは、2つの第1の平歯車の歯車間のモータのピニオンを、正確に半分のトルクが各々の第1の平歯車に伝動される場所に配置することを可能にする。故に、モータピニオンのそのような構成は、本発明による平歯車の2つの配列の等しくない摩耗の発生を低減する。ピニオンまたは歯車軸の平面内の移動を可能にする適切な手段が、当業者に知られている。

0030

好ましくは、前記少なくとも1つの駆動ピニオンは、回転軸に対してスイベル回転するようにして支持される。これは、常に、作業設備のリング歯車に対する少なくとも1つのピニオンの最適な位置合わせを確実にし、それにより、少なくとも1つのピニオンの歯は、リング歯車が作業設備の作動中に角度的に変位される場合であっても、リング歯車の歯に対して常に平行である。これは、少なくとも1つの駆動ピニオンおよびリング歯車の摩耗を大きく低減する。

0031

代替の実施形態では、少なくとも1つの駆動ピニオンは、少なくとも1つの駆動ピニオンとリング歯車との完全な位置合わせを常に可能にする湾曲した外側表面を備えるように構成され得る。

0032

第1の平歯車および/または第2の平歯車は、好ましくは、1つを上回る歯車、好ましくは噛み合うようにして順々に配置された2つ、3つ、または4つの歯車を備える。
歯車の配列を設けることは、モータピニオンと駆動ピニオンの間の距離を変化させることを可能にする。さらに、1つを上回る歯車を設けることにより、歯車の適切な直径および歯の数を選択することによって駆動装置の歯車比の変動が可能になる。

0033

代替の実施形態では、第1の平歯車および/または第2の平歯車の歯車の配列の第1の歯車のみが、モータピニオンまたは可撓性継手に対して異なる直径および/または歯の数を有し、それぞれの平歯車のすべての他の歯車は、同一であり、それにより、速度またはトルクの変化は、第1および/または第2の平歯車内では起こらない。

0034

好ましくは、本発明による重負荷駆動装置は、1つまたは複数の周波数変換器と連結して使用されるように適合される。周波数変換器の使用は、モータ速度の制御を容易にする。

0035

本発明の別の態様は、本発明による少なくとも1つの駆動装置を備えた粉砕機を提供することである。粉砕機は、少なくとも1つの軸方向軸受上に支持され、リング歯車が付加された粉砕テーブルを備える。少なくとも1つの駆動装置の少なくとも1つのピニオンは、粉砕テーブルのリング歯車と噛み合う。

0036

好ましくは、粉砕機は、本発明による2つの重負荷駆動装置を備える。これら2つの駆動装置は、好ましくは、粉砕テーブルの両側に配置される。これは、負荷の最適な分散を確実にする。さらに、1つの重負荷駆動装置が、補修または保全作業のために電源オフされなければならない場合であっても、粉砕機は依然として残りの駆動装置によって動力の半分で駆動され得る。さらに、負荷が2つのモータに広げられ得るため、2つの駆動装置の使用は、各々のモータの動力出力を、粉砕機を駆動するのに必要とされる総動力の半分に低減することを可能にする。たとえば、12メガワットの動力出力を必要とする粉砕機は、6メガワットの出力を各々が有する2つのモータによって駆動されてよく、それによってモータのサイズ、重量、および複雑性を低減する。あるいは、粉砕機は、2つを上回る本発明による重負荷駆動装置、たとえば3つ、4つ、5つ、6つ、またはそれ以上の駆動装置などを備えることができる。これは、モータの機能停止または保全作業の場合のより良好な冗長性ならびにモータサイズおよび重量のさらなる低減を可能にする。しかし、駆動装置の数を増大させることにより、粉砕機のコストならびにすべての駆動装置のタイミングを正しく合わせる上での複雑性が増大する。故に、駆動装置の数に関連する最適な妥協点が、各々の粉砕機に対して見つけられる必要があり、それにより、駆動装置の数の増大の利点および欠点のバランスがとられる。

0037

本発明による粉砕機は、好ましくは、鉛直ローラ粉砕機である。しかし、本発明の構成はまた、当技術分野で知られている任意の他のタイプの粉砕機上で使用されてもよいことが理解される。さらに、他の種類の作業設備に、本発明による2つまたはそれ以上の重負荷駆動装置が装備され得ることに留意される必要がある。

0038

粉砕機の他の部分は、より詳細には説明されていないが、当業者は、本発明による粉砕機が、たとえば粉砕ローラ、鉛直軸受、ケーシング制御ユニットなどのさらなる部分を備えることを理解するであろう。

0039

好ましくは、本発明による粉砕機は、少なくとも1つの重負荷駆動装置の各々の潤滑装置潤滑剤用中央タンクを備える。中央タンクは、好ましくは、粉砕テーブルの下に位置し、この場合、前記中央タンクからの潤滑剤は、潤滑供給装置に与えられ、この潤滑供給装置は、前記少なくとも1つの重負荷駆動部の潤滑装置に各々が供給するための少なくとも1つのポンプを備える。

0040

重負荷駆動装置だけに潤滑剤が供給されるのではなく、少なくとも1つの軸方向軸受にも供給され得ることが理解される。
そのような中央タンクの提供は、余分の潤滑剤が重負荷駆動部から流れて中央タンク内に戻ることができ、故に、たとえばポンプによって1つだけの場所から潤滑剤供給装置まで、たとえば閉回路式に引き出され得るため、重負荷駆動部に潤滑剤を供給することを極めて容易にする。重負荷駆動装置毎に専用のポンプを潤滑剤提供装置に装備することは、各々の重負荷駆動装置の潤滑剤供給装置の独立した作動が可能であるという利点を有する。

0041

本発明による重負荷駆動部のほとんどの用途では、潤滑剤は油であることが理解される。しかし、特有の用途では、他の潤滑剤の使用もまた企図され得る。
好ましくは、リング歯車は、少なくとも2つの部分、たとえば連続リングに組み立てられる2つの半体から構成される。これは、しばしば数メートルの直径、たとえば組み立てられた状態で6メートルなどの直径を有するリング歯車の輸送を容易にする。リング歯車は、好ましくは、粉砕テーブルの周囲周りに装着される。さらに好ましくは、リング歯車の歯は、対称的な側面を有し、それにより、リング歯車は、摩耗後に逆にされて歯の両側の側面を使用することができる。

0042

他の有利な実施形態および特徴の組み合わせは、以下の詳細な説明および特許請求の範囲全体から明らかになる。
実施形態を説明するために使用される図は、以下を示す。

図面の簡単な説明

0043

本発明による重負荷駆動部の実施形態の概略上面図である。
重負荷駆動装置の別の実施形態の概略上面図である。
追加の歯車を備えた重負荷駆動装置の別の実施形態の概略上面図である。
図3に示された実施形態に対応する重負荷駆動部を貫通する断面図である。
図3による実施形態の三次元図である。
本発明の粉砕機の概略断面図である。
図6に示された粉砕機の三次元図である。

実施例

0044

図内では、同じ構成要素には同じ参照記号が与えられる。
図1は、本発明による本発明の重負荷駆動装置1の第1の実施形態の概略図を示す。重負荷駆動装置1は、ピニオン3を駆動するモータ2を備える。ピニオン3は、第1の平歯車の第1の歯車4と噛み合う。前記第1の歯車4は、動的継手5の入力側ホイール6と噛み合う。この入力側ホイール6は、たとえば弾性要素を用いることによって出力側ホイール7と動的に結合される。この出力側ホイール7は、第2の平歯車の歯車8と噛み合う。第2の平歯車の前記歯車8は、作業設備のリング歯車10と噛み合うように構成された駆動ピニオン9にシャフトを介して結合される。

0045

図2は、本発明による重負荷駆動部1の別の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、第1および第2の平歯車の2つの配列が、モータ2のピニオン3の2つの側に配置される。故に、前記ピニオン3は、2つの第1の平歯車の各々の第1の歯車4’、4”と噛み合う。第1の平歯車のこれらの2つの第1の歯車4’、4”各々は、2つの動的継手5’、5”の入力側ホイール6’、6”と噛み合う。両方の動的継手5’、5”の出力側ホイール7’、7”各々は、2つの第2の平歯車の歯車8’、8”と噛み合い、第2の平歯車の前記歯車8’、8”各々は、作業設備のリング歯車10と各々が噛み合うように構成された駆動ピニオン9’、9”と噛み合う。第1の平歯車の第1の歯車4’、4”、動的継手5’、5”、第2の平歯車の歯車8’、8”、およびピニオン9’、9”を備える両方の配列は、互いに対して平行に配置されながら、モータ2のピニオン3は、第1の平歯車の第1の歯車4’、4”両方間の中央に配置され、故に両方の配列に対する等しいトルク分割を可能にする。

0046

図3に示される実施形態は、図2に示される実施形態に実質的に対応するが、唯一の相違は、第1の平歯車内に追加の第2の歯車4.1’、4.1”が存在することである。この実施形態では、第1の歯車4’、4”は、モータ2のピニオン3および第1の平歯車の第2の歯車4.1’、4.1”と噛み合う。第1の平歯車の前記第2の歯車4.1’、4.1”各々は、次いで、2つの動的継手5’、5”の入力側ホイール6’、6”と噛み合う。この実施形態では、第2の平歯車は、単一の歯車8’、8”を備える。しかし、第2の平歯車はまた、追加の歯車を備えることもできることが理解される。さらに、前記第1の平歯車はまた、第3、第4などの歯車などのさらなる歯車を備えることもできる。図示される実施形態では、第1の平歯車の第1の歯車4’、4”および第2の歯車4.1’、4.1”は、異なる直径を有するが、前記第1の平歯車の前記第1の歯車4’、4”および前記第2の歯車4.1’、4.1”はまた、前記第1の平歯車内にいかなる歯車比も呈しないように同一の直径および同一の数の歯を有することもできることが理解される。

0047

図4は、軸Xに沿った図3による重負荷駆動装置1を貫通する断面図を示す。この図に明確に見られ得るように、モータ2のロータ軸Aは、第1の平歯車の第1の歯車4’の軸Bならびに第2の歯車4.1’の軸B.1に対して平行である。さらに、動的継手5’の軸C、第2の平歯車の歯車8’の軸D、および駆動ピニオン9’の軸Eは、互いに対しておよびモータ2のロータ軸Aに対して各々平行である。図4に示される図では、モータ2のロータ軸Aは、図の方向では第1の平歯車の第1の歯車4’の軸Bの後方に位置しており、一方で第2の平歯車の歯車8’の軸Dおよび駆動ピニオン9’の軸Eは同一である。

0048

さらに、モータ2は、モータケーシング19内に配置され、重力方向に第1の平歯車の上方に置かれることに留意されたい。故に、潤滑剤は重力の作用によってモータから離れるように引き出されるため、第1の平歯車からモータ内への潤滑剤の流入を防止するためにモータシャフトの特別な封止が設けられる必要はない。

0049

さらに見られ得るように、重負荷駆動部1は、駆動装置1のさまざまな部分の取り付けのための基部をもたらすケーシング18によって封入される。第1の平歯車の第1の歯車4’および第2の歯車4.1’は、回転軸受11.1、11.2上で各々が支持され、前記回転軸受11.1、11.2は、好ましくは、転がり軸受である。

0050

動的継手5’の入力側ホイール6’は、第1の平歯車の第2の歯車4.1’と噛み合い、弾力性要素12を介して伝動シャフト13に結合される。伝動シャフト13は、動的継手5’の出力側ホイール7’に結合され、好ましくは転がり軸受である回転軸受14.1、14.2によって支持される。故に、入力側ホイール6’から弾力性要素12まで伝動されたトルクは、伝動シャフト13を介して出力側ホイール7’に伝えられる。弾力性要素12は、作業設備の作動によって駆動ピニオン9’から伝動されて戻るいかなる角度振動も減衰させ、それにより、これらの振動はモータ2に影響を与えず、またはさらには損傷を与えない。

0051

図示される実施形態では、出力側ホイール7’は、入力側ホイール6’の下に位置する。しかし、この配置は、他の実施形態では逆の方法でもよい。さらに、弾力性要素12はまた、図示される配置の代わりに、入力側ホイール6’と出力側ホイール7’間に配置されてもよい。しかし、図示される配置は、動的継手5’の他の要素の上部にあり、故に容易に接近しやすいため、弾力性要素12の交換および保全作業を容易にする。弾力性要素12は、エラストマー材料を含むことができ、または流動的でよいことが理解される。

0052

動的継手5’の出力側ホイール7’は、第2の平歯車の歯車8’と噛み合い、前記歯車8’は、駆動シャフト15上に支持される。駆動シャフト15は、2つの回転軸受16.1、16.2上に支持され、第2の平歯車の歯車8’を駆動ピニオン9’に連結する。駆動ピニオン9’は、スイベル回転装着体17を用いることによって駆動シャフト15上にスイベル回転するように支持される。スイベル回転装着体17は、回転式に剛性でありながら、その軸Eに対する駆動ピニオン9’の角度移動を可能にする。このスイベル回転動作は、駆動ピニオン9’が噛み合っている作業設備のリング歯車との自動位置合わせを可能にする。

0053

図5は、図4に示される重負荷駆動装置の三次元図を示す。重負荷駆動装置1の構成要素は、剛性ケーシング18によって封入される。モータケーシング19によって封入されたモータ2は、重負荷駆動装置1のケーシング18の上部に配置される。ケーシング18は、2つの駆動ピニオン9’、9”を作業設備のリング歯車と噛み合わせることを可能にする開口部を備える。したがって、重負荷駆動装置1は、作業設備として別の場所で装着され、次いで、単一の部片として作業設備の場所まで輸送され得る。

0054

図6は、本発明による粉砕機20の切断図である。より良好に見せるために、粉砕機の2分の1のみが示され、すなわち同一の配置が、回転軸Rまたは粉砕機20の左側で見出される。故に、本発明による粉砕機20は、本発明による2つの重負荷駆動装置1を備える。この図の切断軸は、図4の切断図に対して使用された軸Xから変位される。図6では、切断軸は、粉砕機20の回転軸Rとモータ2のロータ軸Aを接合する。

0055

補助駆動部22.1、22.2の配置が、図6上に点線で示される。第1の変形形態では、補助駆動部22.1は、保全作業中、重負荷駆動部1を駆動するためにモータ2の下に配置され、モータシャフト21に結合され得る。第2の変形形態では、付属駆動部22.2は、モータ2の上部に配置されモータシャフト21に結合され得る。

0056

この図で認識され得るように、重負荷駆動部1の駆動ピニオン9’は、粉砕機20の粉砕テーブル27に取り付けられたリング歯車10と噛み合う。粉砕テーブル27は、軸方向軸受26上に回転可能に支持される。粉砕テーブルの別の支持が、粉砕機20の軸または回転R周りに位置する径方向軸受31によって提供される。軸方向軸受26および径方向軸受31の両方は、粉砕機土台23上に支持される。粉砕テーブル27の下には、潤滑剤25のための中央タンク24が設けられる。ほとんどの用途では、潤滑剤は油である。潤滑剤供給装置29は、流体連結32(簡単にするために、流体連結は矢印を用いることによって概略的にのみ示される)を介して中央タンク24から潤滑剤25を引き出す。中央タンクの代替策として、またはこれに加えて、1つまたは2つの別個に置かれたタンクが使用され得る。潤滑剤供給装置29は、1つから3つのポンプ30.1、30.2、30.3を含む。3つのポンプが使用される場合:第1のポンプ30.1は、潤滑剤25を第1の流体連結33.1を介して重負荷駆動装置1に提供する。第2のポンプ30.2は、潤滑剤25を第2の流体連結33.2を介して軸方向軸受26に施す。図には示されない第2の重負荷駆動装置1には、第3のポンプ30.3を用いることによって潤滑剤25が与えられる。

0057

図7は、図6に関連して説明された粉砕機20の三次元図である。見られ得るように、粉砕機20は、本発明による2つの重負荷駆動装置1、1’を備える。両方の重負荷駆動装置1、1’の駆動ピニオン9’、9”は、粉砕テーブル27に連結されたリング歯車10と噛み合う。粉砕機20が、機能的になるために、たとえば粉砕機ローラ、土台、ロッカアームなどのこれ以上の要素を備えることが理解される。簡単にするために、現況技術を構成するこれらの要素は、図7に示されない。

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