JP2000314454A - ボウルミル用動力伝達装置 - Google Patents

ボウルミル用動力伝達装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い減速比と高い出力トルクを有し、構造が
簡単で組立ても容易なボウルミル用動力伝達装置を提供
する。 【解決手段】 本発明による動力伝達装置は、動力入力
部として直角配置されたベベルギア伝動段階７，８と、
ボウルミルのスラストプレート１９への動力出力部とし
ての多段階プラネタリギア伝動装置とを備えている。本
発明では、ベベルギア伝動装置７，８は、第１プラネタ
リギア伝動段階２３，１５のサンピニオン２３を経由し
て、ハウジングの上方部分１内で回転自在に支持されて
いるプラネタリギアシャフト１４に取付けられたプラネ
タリギア１５へと動力を伝達し、該プラネタリギア１５
に対して同軸離間配置されたさらなるプラネタリギア２
２は、さらなるプラネタリギア伝動段階２２，１７の環
体１７へと動力を伝達し、かつ該環体１７は、スラスト
プレート１９に非回転方式で接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提部
分に記載のボウルミル（ボウル式粉砕機）用動力伝達装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、その出発点を、直角ベベルギ
ア式伝動装置によって駆動されるボウルミルに置いてい
る。
【０００３】ベベルギア段階の出力が、固定された環体
を有するプラネタリギア式伝動装置のサンギアに伝えら
れるというタイプの駆動装置は従来技術として公知であ
る（例えばRenk Tacke社刊行のEpicyclic bevel-gear t
ransmissions for verticalroller mills参照）。ここ
で、粉砕ボウルへの動力伝達はプラネタリキャリアを介
して行われる。プラネタリキャリアは、動力伝達のため
の複数のプラネタリギアを収容している。
【０００４】このようなミルを用いた粉砕工程では、被
粉砕物への大きな動力伝達を低速かつ高トルクで行う必
要がある。この目的のために必要とされる高い減速比
は、伝動段階における実現可能な最大径、及び水平ベベ
ルギアの直径によって制限される。プラネタリギア段階
における直径は、粉砕力をミルの基礎部分に直接伝達す
る伝動装置ハウジングによって制限される。
【０００５】上記のような駆動装置は、２つのプラネタ
リギア段階を有して構成される。ここで、ベベルギア式
伝動装置が、第１プラネタリギア伝動段階の第１サンピ
ニオンを駆動する。第２プラネタリギア伝動段階は、プ
ラネタリキャリアに設けられた非回転式接続部材によっ
て駆動される。このプラネタリキャリアは、固定環体内
で回転して、第１サンギアの軸線方向上方に配置されて
いるさらなるサンギアを回転させる。この第２プラネタ
リギア段階は、第１プラネタリギア段階の軸線方向上方
に同軸配置されている。動力分配のために設けられてい
るプラネタリギアによってさらなる固定環体内で回転駆
動されるさらなるプラネタリキャリアは、粉砕ボウルへ
と動力を伝える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記タイプの動力伝達
装置は、大きな回転質量を動かすために多大な動力を消
費する。ベアリングは相当に高価であり、多数の部品を
組立てることは容易ではない。さらに、プラネタリキャ
リアを回転させるために取付けられるベアリングをモニ
ターすることは、不可能ではないが、相当に難しい。
【０００７】以上の問題を出発点として、本発明の課題
は、高い減速比によって大きなトルク出力を実現でき、
コンパクトでかつ組立てが容易な動力伝達装置を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。
【０００９】種々のサイズで実施される本発明に係る動
力伝達装置の構成によれば、従来の装置と比較して、よ
り広い動力範囲をカバーすることができ、動力パワース
ペクトルは上方まで拡大される。
【００１０】本発明に係るコンパクトなプラネタリギア
段階ユニットの特長によって、動力伝達装置のかなりの
部分を予備組立てすることができ、全体の組立作業が容
易になる。
【００１１】プラネタリギアをハウジングに対して固定
し回転させない構成の特長によって、本発明に係る伝動
装置におけるベアリング装置は、潤滑とモニターとが容
易である。加えて、ギアには跳ね掛け潤滑を行うことが
できる。
【００１２】プラネタリギアの簡単な歯合構成が奏する
特長によって、歯元部には交番曲げ応力が作用せず、従
ってギアは高い歯元耐久性を有し、あるいはその点を利
用して歯のサイズを小さくすることもできる。
【００１３】本発明による装置を用いれば、粉砕性能を
維持しながら、著しく軽量でコンパクトな設備が実現さ
れる。
【００１４】駆動形態が奏する有利な特長によって、本
発明の動力伝達装置はモジュラー方式で組立て可能であ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明による動力伝達装置の長手
方向断面図である。この動力伝達装置のハウジングの下
方部分１１は、基板９上に載置されている。動力の入力
は駆動シャフト４によって行われる。駆動シャフト４
は、その一端が、例えば電気モータに連結され、他端に
はベベルギア７を備えている。駆動用モータはここに示
していない。駆動シャフト４は駆動側において、ベアリ
ング６によってガイドされている。ベアリング６は、フ
ランジ付きハウジングの下方部分１２にカートリッジを
介して装着されている。フランジ付きハウジング内にお
いて、シャフトの他端には第２ベアリング５が設けられ
ており、これらベアリングの間にベベルギア７が支持さ
れている。水平ベベルギア８と歯合することによって、
駆動力は直立シャフトへと角度を変えて伝達される。歯
合作用に基づく軸線方向力及び半径方向力を支持するた
めに、ベベルギア８の直立シャフトは、その下端部をベ
アリングユニット１０によってガイドされている。ベア
リングユニット１０は、フランジ付きハウジングの下方
部分１２に固定されている。シャフトをいくぶん突出さ
せ、シャフトを着脱可能カップリング３を介して非回転
方式でサンピニオン２３のシャフトへと接続する形態
で、さらなるベアリング１３がシャフトの他端部に設け
られている。このカップリング３は、好ましくは歯付き
カップリングであり、第１プラネタリギア伝動段階を取
り囲むフランジ付きハウジング２内に配置されている。
サンピニオン２３の軸線方向は、ベベルギア伝動装置の
直立シャフト上に支持され、一方半径方向は、複数のプ
ラネタリギア１５の間に浮遊状態でガイドされている。
複数のプラネタリギア１５は、非回転方式でプラネタリ
ギアシャフト１４に接続されている。プラネタリギアシ
ャフト１４は、ハウジングの上方部分１内でベアリング
１６，２０によって支持されている。ベアリング１６と
ベアリング２０との間には、プラネタリギアシャフト１
４に接してプラネタリギア２２が設けられており、回転
する環体１７へと動力を伝える。環体１７はスラストプ
レート１９に直接接続され、圧入によって摩擦嵌合され
ると共に、キーを用いて係合されている。しかし、スラ
ストプレート１９と環体１７との間の非回転接続は、他
の方式で実現することもできる。プラネタリギアシャフ
ト１４はハウジングの上方部分１内で直接支持されてい
るので、動力伝達結果として生じる支持トルクは、ハウ
ジングを介して基礎部分１１へと直接伝達される。複数
のプラネタリギアシャフト１４のためのプラネタリキャ
リアは、ベアリング１８を含めて、ハウジングの上方部
分１と一体の構造部材を構成している。
【００１７】公知であるため図示していない粉砕プレー
トは、スラストプレート１９の上に設けられる。スラス
トプレート１９の軸線方向に作用する非常に大きな粉砕
力は、スラストベアリング１８を介してハウジングの上
方部分１へと伝達され、ここからさらに、ハウジングの
円筒状下方部分１１を介して基礎部分へと直接的に伝達
される。
【００１８】基礎部分９に、フランジ付きハウジング
２，１２と伝動装置とを収容する凹所を設ければ、ハウ
ジングの下方部分１１を完全に省略してもよい。このよ
うな実施形態では、動力は直接基礎部分に伝達され、振
動の面で有利である。
【００１９】スラストベアリング１８は、ミルのサイズ
及び発生する粉砕圧に応じて、動液圧式ベアリングまた
は静液圧式ベアリングを選択することが可能であり、あ
るいはそれら２種類を組合せて構成してもよい。
【００２０】付加的な出費なく、プラネタリギア伝動段
階２３，１５，２２，１７のギアに螺旋歯を形成して、
歯の耐圧強度を高めることができる。このような実施形
態では、スラストベアリング１８は、歯合によって生じ
るスラスト力に基づく力から解放され得る。第１及び第
２プラネタリギア伝動段階（２３，１５；２２，１７）
のスラスト力は、互いに相殺することができ、サンピニ
オン２３の軸方向力は、直立ベベルギアシャフトを経由
してベアリングユニット１０へと伝達することができ
る。変更形態として、駆動列におけるトルク変動を打消
すか、低減させるために、サンピニオン２３のシャフト
を、フレキシブルな支持部材を用いて直立ベベルギアシ
ャフトに接続してもよい。回転方向には拘束されたこの
ような接続方式によって、サンピニオン２３のシャフト
は、軸線方向の動きが拘束されている直立ベベルギアシ
ャフトに対して、軸線方向に、ある程度移動可能とな
る。
【００２１】さらに、サンピニオン２３のシャフトに発
生している軸線方向力を測定することによって、例えば
トルク、動力といった現在の設備稼動データに関する情
報を得ることも可能である。このような情報を得ること
によって、過負荷及び伝動装置の破損の危険が生じた場
合に、稼動状態をコントロールしたり規制（つまり作動
停止）したりして、適切な処置をとることができる。こ
のような目的で、軸線方向の弾性的移動が可能とされて
いるサンピニオン２３のシャフトと、鉛直方向に拘束支
持されているベベルギア８のシャフトとの間にセンサ２
４を取付け、軸線方向の弾性的移動が可能な状態で着座
しているサンピニオンシャフトがベベルギア８のシャフ
トへと伝達する力を記録することができる。この目的に
対して適切なセンサ２４としては、例えばロードセル
（ピエゾタイプ、誘電タイプ、またはそれに類するも
の）、あるいは、サンピニオン２３のシャフトとベベル
ギア８のシャフトとの間の相対変位を記録する変位セン
サを挙げることができる。変位センサの場合には、弾性
連結部材のばね定数を用いて、発生している力を間接的
に知ることができる。測定信号を伝達するために、ベベ
ルギア８のシャフトには貫通孔を設け、その中に測定用
電線及び信号伝達要素を収容する。
【００２２】スラストプレート１９の半径方向は、ラジ
アルベアリング２１によってガイドされている。
【００２３】他の実施形態として、下方部分１２を有す
るフランジ付きハウジング２を、基礎部分に固定された
直立ハウジングに置換えて、べべルギア伝動装置を収容
してもよい。この種の完成モジュールは、ハウジングの
下方部分１１の半径方向に形成されたトンネル部を通し
て挿入し、持ち上げられたサンピニオン２３の下方に位
置決めすることができる。サンピニオン２３を有するシ
ャフトを下降させることによって、サンギアシャフト
は、カップリング３を介してベベルギアシャフトに接続
される。この下降工程は、持ち上げ工程と同様に、ハウ
ジングの上方部分１及び他のカバープレートに形成され
た開口部を通じて昇降装置によって行われる。
【００２４】全てのハウジング実施形態において、組立
て後に、構成部材を部分的に分解することが可能とされ
ている。
【００２５】全ての回転部材は、それ自身の軸線回りに
のみ回転する。このことは、ベアリング装置に対する潤
滑及びモニターが容易であることを意味する。両プラネ
タリギア伝動段階２３，１５，２２，１７の歯合部に対
しては、跳ね掛け式潤滑を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による動力伝達装置の長手方向断面図
である。
【符号の説明】
１ ハウジング上方部分 ２ フランジ付きハウジング ３ カップリング（非回転式接続部材） ４ 駆動シャフト ５，６，１３，１６，２０ ベアリング ７，８ ベベルギア ９ 基礎部分 １０ ベアリングユニット １１ ハウジングまたは基礎部分の下方部分 １２ フランジ付きハウジングの下方部分 １４ プラネタリギアシャフト １５，２２ プラネタリギア １７ 環体 １８ スラストベアリング １９ スラストプレート ２１ ラジアルベアリング ２３ サンピニオン ２４ センサ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動力入力部として直角配置されたベベル
    ギア段階（７，８）と、ボウルミル式粉砕機のスラスト
    プレート（１９）への動力出力部としての多段階プラネ
    タリギア伝動装置（２３，１５，２２，１７）とを備え
    たボウルミル用動力伝達装置において、 前記ベベルギア伝動装置（７，８）は、動力を、第１プ
    ラネタリギア伝動段階（２３，１５）のサンピニオン
    （２３）を経由して、ハウジングの上方部分（１）内で
    回転自在に支持されているプラネタリギアシャフト（１
    ４）に取付けられたプラネタリギア（１５）へと伝達
    し、該プラネタリギア（１５）に対して同軸離間し前記
    プラネタリギアシャフト（１４）に取付けられたさらな
    るプラネタリギア（２２）は、さらなるプラネタリギア
    伝動段階（２２，１７）の環体（１７）へと動力を伝達
    し、かつ該環体（１７）は、前記スラストプレート（１
    ９）に非回転方式で接続されていることを特徴とするボ
    ウルミル用動力伝達装置。
  2. 【請求項２】 前記ベベルギア段階（７，８）は、完成
    ユニットとして、前記プラネタリギア伝動段階（２３，
    １５；２２，１７）を取外すことなく、該プラネタリギ
    ア伝動段階（２３，１５；２２，１７）へと接続可能か
    つ該プラネタリギア伝動段階（２３，１５；２２，１
    ７）から分離可能とされていることを特徴とする請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記サンピニオン（２３）と前記ベベル
    ギア（８）の前記直立シャフトとの間の非回転式接続部
    材（３）は、取外し可能とされていることを特徴とする
    請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記サンピニオン（２３）と前記ベベル
    ギア（８）の直立シャフトとの間の非回転式接続部材
    （３）は、歯付きカップリングであることを特徴とする
    請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記ベベルギア段階完成ユニット（７，
    ８）は、前記ミルの前記ハウジング下方部分（１１）に
    形成されたトンネル部へと横方向に挿入可能とされてい
    ることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記ベベルギア段階完成ユニット（７，
    ８）は、フランジ付きハウジング（２）によって、前記
    プラネタリギア伝動段階（２２，１７）の上方部分
    （１）へフランジ結合可能とされていることを特徴とす
    る請求項２に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記フランジ付きハウジング（２）は、
    複数の部材を有して構成され、部分的に分解可能とされ
    ていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記スラストプレート（１９）及び前記
    ハウジングの前記上方部分（１）には、前記サンピニオ
    ン（２３）へのアクセスを可能とするための開口部が形
    成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記環体（１７）は、前記スラストプレ
    ート（１９）に対して、圧入摩擦嵌合により非回転方式
    で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記環体（１７）は、前記スラストプ
    レート（１９）に対して、圧入に加えて形状係合により
    非回転方式で接続されていることを特徴とする請求項９
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記スラストプレート（１９）は、ラ
    ジアルベアリング（２１）によって、半径方向にガイド
    可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記プラネタリギア（１５，２２）の
    前記プラネタリキャリア及び前記スラストベアリング
    （１８）は、前記ハウジングの前記上方部分（１）に一
    体で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記プラネタリギア伝動装置（２３，
    １５，２２，１７）における歯は、螺旋歯とされている
    ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記サンピニオン（２３）は、軸線方
    向の移動が可能な状態で接続されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記サンピニオン（２３）の前記シャ
    フトの軸線方向力を記録するためにセンサ（２４）が設
    けられていることを特徴とする請求項１または１４に記
    載の装置。
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