JP2013532245A - 作業機のためのふるい分けバケット - Google Patents

Abstract

ふるい分けバケット（１；１００）は、作業機械の可動アームに固定され得る支持構造体と、回転軸（Ｘ）の周りに回転するように前記構造体（２）に固定されるふるい分けドラム（５；５０）と、ふるい分けドラム（５；５０）のための回転ユニットと、回転ユニットのための切り替え手段（１２）を備え、切り替え手段（１２）は、ふるい分けドラム（５；５０）が実質的に一定の所定の動作速度での回転に設定される第一の運転モードと、ふるい分けドラム（５；５０）の回転速度が低減される第二の運転モードの間で回転ユニットを切り替えることができる。回転ユニットはさらに、ドラム（５；５０）の角度位置を検出するための検出器手段（１５，１６）を備えており、それは、ドラム（５；５０）が回転の少なくとも一つの所定の部分（Ａ）の領域に位置するときに回転ユニットが第二の運転モードに自動的にもたらされるように切り替え手段（１２）と共働する。

Description

本発明は、主請求項の前段部に説明される特徴を有しているタイプのふるい分けバケットに関する。

前述のタイプのバケットは、作業機械のアームの端に装着され、掘削または破壊から生じる石様材料を一つの山から選別および分離することを可能にすることができる。

一般に、ふるい分けバケットは、作業機械アームの端に接続され得る外側構造体と、固定構造体内で回転するドラムからなり、ドラムは、作業機械の油圧システムによって供給される減速ギヤと油圧モーターを備えているシステムから回転駆動を受ける。

ドラムは、その最も外側の部分に、所定のサイズよりも小さい寸法の材料の通過だけを許すように適切に選択された寸法の開口をもつメッシュを備えている。

ドラムの回転のあいだ、その内側の材料も、メッシュと接触させられ、材料自体の寸法にしたがって分離されるような回転に設定され、ドラムメッシュのサイズよりも小さいサイズの材料はバケットを通って落下し、大きいサイズの材料はドラムの内側に残る。

ふるい分けが完了したとき、ドラムの内側に残っている材料は放出され、機械は、新しいサイクルの準備が整えられる。

ふるい分けバケットの一例は、特許出願EP 0284 643に説明されている。

そのような装置と関連する問題の一つは、ドラムの側壁の領域中の材料の蓄積に関連し、それは後者の回転の結果として生じる。ドラムの回転速度を上げることによって、一方では、単位時間あたりにふるい分けられる材料の量として理解されるより高い生産性が得られ、他方では、ドラムの側壁の領域中の大きいサイズの材料の多くの蓄積になることは明らかである。この過度の蓄積は、小さいサイズの材料の正確な出現を妨げる傾向があり、実際、システムの生産性の限界を表わす。したがって、ドラムの回転速度は、この蓄積現象を制限するために、ある範囲内に維持されなければならない。

そのようなバケット・システムのほかに、たとえばヨーロッパ特許出願EP 1 577 023に説明されるような他のふるい分けシステムも知られている。

特に、その特許出願は、可動手段に装着された円筒形状の回転可能なふるい分けドラムを説明している。

この装置もまた、ふるい分けバケットに関連して説明された同じ蓄積問題にさらされる。

したがって、一般に、既知のふるい分けバケットは、機能的であり、市場要求を満たすけれども、特にふるい分け作業の効率に関して、改善され得る計略が用いられる。

EP 0284 643 EP 1 577 023

既知のふるい分けバケットに関連して述べられたすべての欠点を解決することを可能にするように構造的および機能的に設計された前述のタイプのふるい分けバケットを提供することが本発明の目的である。

この課題は、このおよび他のねらいとともに、添付の請求項にしたがって作り出されるふるい分けバケットによる本発明によって達成される。

本発明の特徴および利点は、添付の図面に関連する非限定的な例を通して説明される、好適だが非排他的な例の詳細な説明から明りょうになるであろう。
・図１は、本発明によるふるい分けバケットの側面図である。 ・図２は、図１の詳細部ＩＩの図である。 ・図３は、異なる動作形態における図２の詳細部の側面図である。 ・図４は、図２および３の詳細部のそれぞれの二つの軸測投影図法図である。 ・図５は、図２および３の詳細部のそれぞれの二つの軸測投影図法図である。 ・図６は、図１のバケットの背面図である。 ・図７は、図６の詳細部ＶＩＩの図である。 ・図８は、図１のバケットの詳細の背面図である。 ・図９は、本発明によるふるい分けバケットの代替実施形態の側面図である。 ・図１０は、図９のバケットの詳細の分解組立図である。

添付の図１〜８に最初に関連して、参照１は、本発明にしたがって作り出される、砕石や同様の材料などの自動力のない材料をふるい分けるためのバケットを示している。

バケット１は、ほぼシャベル形状の外側構造体２を備えており、その中に、ふるい分けられる材料を入れるための、またふるい分けの後にバケット内に保たれた材料の放出するための入口開口３が定められる。

外側構造体２の上部には、作業機械のアーム（図示せず）の自由端にバケット１を引っ掛けるための取り付けシステム４が設けられている。

バケット１はさらに、対称軸Ｘに軸対称なふるい分けドラム５を備えている。ふるい分けドラム５は、互いに隣接しており対称軸として軸Ｘを共に有している第一の側面円筒状部分６と第二の円錐台状ベース部分７を備えている。第二の部分７は、それぞれ副および主である二つの円形ベース２０ｂ，ａを備えており、主ベース２０ａは第一の円筒状部分６に隣接し、後者と同じ直径を有している。

第一および第二の部分６，７は、二つのそれぞれの金属壁６ａ，７ａによって構成され、それらは、その周辺にふるい分けドラム５を接合するに適しており、金属壁６ａ，７ａを通しての所定のサイズの石様材料の通過を許すような寸法のメッシュ１１に整列された複数の穴１０を備えている。

ふるい分けドラム５は、第一の部分６を入口開口３に向け、第二の部分７を入口開口３の反対側の構造体２のベース８に向けて、構造体２の内側に収納される。

ふるい分けドラム５は、ふるい分けドラム５の内側の石様材料のふるい分けを促進するように、その対称軸Ｘの周りに回転するように、構造体２に固定される。

バケット１は、その回転軸Ｘの周りのドラム５の回転運動を与えるために、ふるい分けドラム５のための、図中に示されない回転ユニットを備えている。特に、回転ユニットは、実質的に一定の所定の動作速度での回転にふるい分けドラム５が設定される第一の運転モードと、ドラム５の回転速度が低減される第二の運転モードにしたがって選択的に動作し得る。第一および第二の運転モードの間の切り替えは、この形の実施形態では、回転ユニットの機能を二つのモード間で交替させてドラムの回転速度を所定の間隔で低減させる切り替え手段１２によっておこなわれる。

より詳しく、この形の実施形態では、ふるい分けドラムの回転ユニットは、作業機械のメイン油圧システムに接続され得るとともに軸Ｘの周りのふるい分けドラム５を作動させるためにそれに接続され得る油圧回路によって作動される油圧モーターによって形成される。

油圧回路は、他の方法で知られており、したがって説明も図示もされないが、作業機械の油圧システムから来る、可変流量の作動流体を油圧回路の油圧モーターに供給するためのバルブ１２を備えている。バルブ１２は、以下に説明されるアクチュエーター手段およびカウンター手段と一緒に、この形の実施形態での回転ユニットのための切り替え手段を提供する。

バルブ１２は、複数のねじ１４（図面の例では三本のねじ１４）によって、回転軸Ｘから径方向に離れた位置にあるベース８の領域において、構造体２に固定される。

バルブ１２が開かれたとき、ふるい分けドラム５は、油圧回路が希望の回転速度でふるい分けドラムに運動を伝達できるように油圧回路に接続される。他方では、バルブ１２が少なくとも部分的に閉じられたとき、より少ない流体流量が、ふるい分けドラム５のモーターに供給され、したがってその回転速度を低減させる。さらに、バルブ１２が完全に閉じられたとき、モーターは油圧回路から遮断され、この点で、ふるい分けドラム５はそれ自体の慣性によってのみ回転することができ、したがってその回転速度を低減させることが明白である。この場合、ふるい分けドラム５の完全な停止の前に、バルブ１２が再び開かれ、その第一の運転位置にそれを戻す。より明白に以下に理解されるように、この形の実施形態では、バルブ１２の運転位置は、その回転軸Ｘの周りのドラム５の角度位置に依存し、もしバルブ１２が閉じられた角度位置にドラムが止まれば、もはや手動の動作による以外は回転を再開することができないであろう。

バルブ１２はシャッター１３を備えており、それは、シャッター１３が延ばされ（図３および５）バルブ１２が開かれた第一の位置と、バルブ１２を部分的に閉じるようにシャッター１３がバルブ２の内側の部分的に引き込まれた（図２および４）第二の位置の間を移動する。

回転ユニットはさらに、ドラム５の角度位置を検出するための検出器手段１５，１６を備えており、回転ユニットがドラム５の回転のレボルーションの少なくとも一つの部分の領域内では第二の運転モードへ自動的に切り替えられ、次にドラムの回転がレボルーションのその部分を越えたときに再び第一のモードに入れられるように切り替え手段１２と共働する。

この形の実施形態によれば、検出器手段と切り替え手段は、回転ユニットの作動のための前述のアクチュエーター手段１５とカウンター手段１６によって提供され、その回転軸Ｘの周りのふるい分けドラム５の回転のレボルーションのそれぞれの部分のあいだにシャッター１３を第一および第二の位置に入れるために互いと共働する。

アクチュエーター手段１５は、シャッター１３の一つの端１５ａを備え、端１５ａに回転可能に固定されたローラー１７が設けられ、バルブ１２が少なくとも部分的に閉じられた第二の位置にシャッター１３を付勢するためにアクチュエーター・カウンター手段１６に当接することができる。

アクチュエーター手段１５は、バルブ１２が開かれた第一の位置にシャッター１３を付勢するためにそれに作用する弾力リコール手段（図示せず、バルブの内部にある）をさらに備えている。

カウンター手段１６は、円錐台状部分７の副ベース２０ｂの領域内に、ローラー１７に当接することができるように回転軸Ｘに対する径方向に突出している、ふるい分けドラム５と共に硬質である少なくとも一つのフランジ１８（添付の図面の代表的実施形態では二つのフランジ）を備えている。フランジ１８は、バルブ１２の部分的閉鎖の第二の位置にシャッターを保持するようにフランジ１８がローラー１７と接触して端１５ａを付勢するふるい分けドラム５の回転の一つのレボルーションの一つの部分に対応する角度で軸Ｘの周りの周辺に延ばされている。ふるい分けドラム５の回転のレボルーションの残りの部分の領域では、フランジ１８はローラー１７と接触せず、アクチュエーターの弾力手段１５は、バルブ１２が開かれた第一の位置にシャッター１３を入れるようにそれに作用する。

添付の図面の代表的実施形態では、二つのフランジ１８は直径の反対側にあり、おのおのは、ほぼ９０°の角度Ａに等しい軸Ｘの周りの角度的広がりを有し、フランジのない二つの角度的区域の間に位置し、それらはほぼ９０°の角度Ｂに等しい角度的広がりを有している。このように、本例において、二つの部分Ａは、シャッター１３が第二の運転位置に位置する内側に定められる。

一般に、本発明の目的ためには、いかなる数のフランジが使用されてもよく、それらは３６０°未満の角度で全体に延びて設けられ、それにより、ふるい分けドラム５の回転の各レボルーションは、バルブ１２が第一の開かれた位置にある少なくとも一つの第一の部分と、バルブ１２が閉じられた第二の位置にある少なくとも一つの第二の部分に細分割される。

各フランジ１８は、二つの反対側の平坦表面２１ａ，ｂを備えており、ｂ、それらは、角度Ａに等しい角度的広がりの円弧部分の形をしており、それぞれ、シャッター１３と反対側に面している。各フランジ１８の反対端には、二つの平らな径方向表面によって構成された二つのフランク２２ａ，ｂが定められる。

フランジ１８は、カム・タイプのカップリングによってローラー１７と相互作用する。

実際、ローラー１７が、フランジ１８の一つとフランク２２ａ，ｂの一つの領域で接触したとき、それは、後者の上を、それから平坦面２１ａの上を回転し、シャッター１３をバルブ１２の第二の閉鎖位置に入れる。ふるい分けドラム５が、Ａに等しい角度を通過した後、ローラー１７は、フランク２２ａ，ｂの他方に到達し、これが通過された後に、アクチュエーター１５の弾力手段は自由になり、ローラー１７とフランジ１８の間の次の接触まで、シャッター１３をバルブ１２の第一の開かれた位置に入れる。

本発明は、油圧システムのパラメーターと無関係にある、フランジ１８の数とそれらの角度的広がり（角度Ａ）の選択によって、バルブ１２の開いている時間をコントロールすること、したがってふるい分けドラム５の速度を調整することを可能にする。

したがって、本発明は、運転効率、すなわち、ふるい分けバケット１によって所定の時期に処理される材料の量を最大にするようにできるだけ高い回転速度を課すために油圧システムのパラメーターを処置することを可能にする。遠心効果の欠点、すなわち、穴１０の寸法を下回るサイズの材料の穴１０の通過を妨げるであろう金属壁６ａ，７ａを通る材料の詰まりを避けるように、所定の回転速度は、ドラムがレボルーションの前述の部分Ａの外側に位置するときだけ維持され、バルブ１２の開閉代替によって、不連続に与えられるが、特に周期的に低減される。

しかしながら、回転ユニットと検出器手段は、実施形態の先の形態を参照して説明されたものとは異なるシステムによって提供されてもよいことは明白である。

特に、ドラムの角度位置の検出は、エンコーダや他の同様のセンサー、特に電気機械タイプによって果たされてもよく、それは、ドラムがレボルーションの所定の部分内にあるときに、それの切り替えを果たすために回転ユニットと共働する。

この解決策は、油圧式駆動の代わりに電気モーターが使用される場合に特に有利である。

図９〜１０に示される本発明のさらなる代替の実施形態によれば、ふるい分けバケット１００はふるい分けドラム５０を備えており、それは、構造体２に固定されることができ、ドラム５の形状に似た形状をしている。したがって、以下では、可能なところで、ふるい分けドラム５０を説明する際に、ふるい分けドラム５に使用されるように、同様の参照番号が使用される。

ふるい分けドラム５０において、円筒状部分６と円錐台状部分７は互いに分離されることができ、互いに面する二つのそれぞれのフランジ２６，２７の領域で互いに固定され、それらは、それぞれ円錐台状部分７の主ベース２０ａと、入口開口３の方に面している第二のベース２５ｂの反対側の円筒状部分６の第一のベース２５ａの領域内に置かれている。

フランジ２６，２７は、それぞれ、回転軸Ｘに対して径方向に延びている複数の突起２８，２９を備えている。各突起２８，２９は、それぞれの穴３０，３１が設けられており、フランジ２６の穴３０のおのおのは、フランジ２７のそれぞれの穴３１に整列される。互いに整列された各ペアの穴３０，３１は、それぞれのペアの両方の穴３０，３１の中を通るボルト（図示せず）によって形成されたそれぞれのねじ込みカップリングによって係合される。

円筒状部分６と円錐台状部分７は、互いに独立な構造体２に固定されてもよい。特に、本発明による組み立て方法は、構造体２のベース８に円錐台状部分７を固定し、それから円筒状部分６を挿入し、それを円錐台状部分７にフランジ２６，２７を固定することによって固定することを提供する。

これは、外側構造体２の寸法と同等に、より大きいふるい分けドラム５を構築し、これにより、各ふるい分けサイクルで作業され得る材料の量を増大させ、したがって、ふるい分けバケットの運転効率を増大させることを可能にする。

本発明の別の代替実施形態によれば、ふるい分けドラム５０は、アクチュエーター手段とカウンター手段１５，１６と組み合わせてふるい分けバケット１の中で使用される。この組み合わせは、このように得られるふるい分けバケットの運転効率の一層の改善と共に、プラスの相乗効果を可能にする。

このように本発明は、多数の利点を同時に得るとともに、従来技術と関連して述べられた欠点を改善することができるふるい分けバケットを得ることを可能にする。

これらは、ふるい分けドラム５０の使用の場合、よりコンパクトで、したがって、より操作しやすいふるい分けバケットを得ることができるという事実を含む。この場合、ふるい分けドラムの寸法と同等に、一部品のふるい分けドラムを挿入するために、ドラムと外側構造体の間により大きいクリアランスを設けることが必要であるので、先行技術によって一般に提供されるものよりも小さい外側構造体２を使用することが可能である。

Claims (18)

1. ふるい分けバケット（１，１００）であり、
   ・作業機械の可動アームに固定され得る支持構造体（２）と、
   ・前記構造体（２）に対して回転軸（Ｘ）の周りに回転するように前記構造体（２）に固定されるふるい分けドラム（５，５０）を備え、前記ドラム（５，５０）は、所定のサイズの石様材料の通過の許すような寸法の貫通穴（１０）が設けられた少なくとも一つの金属壁（６ａ，７ａ）を備えており、また、
   ・回転軸（Ｘ）の周りに前記ドラム（５；５０）に回転運動を与えるための前記ふるい分けドラム（５；５０）のための回転ユニットと、
   ・前記ふるい分けドラム（５；５０）が実質的に一定の所定の動作速度での回転に設定される第一の運転モードと、ふるい分けドラム（５；５０）の回転速度が低減される第二の運転モードの間で前記回転ユニットを切り替えることが可能である回転ユニットのための切り替え手段（１２）を備えているふるい分けバケットにおいて、
   ・前記回転ユニットはさらに、前記ドラム（５；５０）の角度位置を検出するとともに、前記ドラム（５；５０）がレボルーションの少なくとも一つの所定の部分（Ａ）の領域内にあるときに前記回転ユニットが前記第二の運転モードに自動的に入れられ、前記ドラム（５；５０）の回転がレボルーションの少なくとも一つの部分（Ａ）を越えたときに前記第一の運転モードに戻される方法で切り替え手段（１２）と共働するための検出器手段（１５，１６）を備えていることを特徴とするふるい分けバケット。
2. 前記回転ユニットは、軸（Ｘ）の周りの前記ドラム（５，５０）の回転を作動させるために前記ふるい分けドラム（５，５０）に接続され得る油圧回路を備えている、請求項１に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
3. 前記切り替え手段はバルブ（１２）を備えており、それは、前記油圧回路と関連づけられ、前記油圧回路を前記ふるい分けドラム（５，５０）に接続し、それの回転を所定の動作速度で作動させるために前記バルブ（１２）が開かれた第一の位置と、前記ふるい分けドラム（５，５０）の回転速度を低減するように前記油圧回路から出る作動流体流量を少なくとも制限するために前記バルブ（１２）が少なくとも部分的に閉じられた第二の位置の間を移動するシャッター（１３）を備えている、請求項２に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
4. 前記切り替え手段および前記検出器手段は、前記バルブ（１２）のためのアクチュエーター手段およびカウンター手段（１５，１６）を備えており、それらは、互いに共働して、回転軸（Ｘ）の周りの前記ドラム（５；５０）の回転のレボルーションのそれぞれの部分（Ａ，Ｂ）のあいだに前記シャッター（１３）を前記第一および第二の位置に入れる、請求項３に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
5. 前記アクチュエーター手段およびカウンター手段（１５，１６）はカム・タイプである、請求項４に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
6. 前記シャッター（１３）の作動のための手段（１５）は、前記シャッター（１３）を前記第二の位置に付勢するために前記アクチュエーター・カウンター手段（１６）に当接し得る前記シャッター（１３）の一つの端（１５ａ）と、前記シャッター（１３）を前記第一の位置に付勢するために前記シャッター（１３）に作用する弾力リコール手段を備えている、請求項４または５に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
7. 前記アクチュエーター・カウンター手段（１６）は、前記ふるい分けドラム（５，５０）と共に硬質であり、前記アクチュエーター手段に当接し得る少なくとも一つのフランジ（１８）を備えている、請求項４〜６のいずれか一つに記載のふるい分けバケット（１，１００）。
8. 前記少なくとも１のフランジ（１８）は、前記ドラム（５，５０）の回転のレボルーションの少なくとも一つの第一の部分にわたって周辺に延びており、前記フランジ（１８）は、前記シャッター（１３）を前記第二の位置に保持するように前記アクチュエーター手段（１５）を付勢する、請求項７に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
9. 前記手段は、回転軸（Ｘ）の周りの前記ドラム（５；５０）の位置を検出し得る電気機械タイプの角度位置センサーを備えている、請求項１〜３のいずれか一つに記載のふるい分けバケット（１，１００）。
10. 前記回転ユニットは、前記ふるい分けドラム（５，５０）がレボルーションの少なくとも一つの所定の部分の領域内に位置するときにその回転速度が低減される電気モーターを備えている、請求項１に従属する請求項９に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
11. 前記ドラム（５；５０）は、第一の側面円筒状部分（６）と、前記第一の円筒状部分（６）に隣接した第二の円錐台状ベース部分（７）を備えており、これらの第一および第二の部分（６，７）は、互いに面する二つのそれぞれのフランジ（２６，２７）の領域で互いに固定されている、先行請求項の一つ以上に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
12. 前記フランジ（２６，２７）は、少なくとも一つのねじ込みカップリングによって互いに接続される、請求項９に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
13. 前記フランジは、それぞれ、多数の穴（３０，３１）を備えており、各フランジ（２６，２７）の各穴は、他のフランジ（２６，２７）のそれぞれの穴と整列され、整列された穴（３０，３１）は、それぞれのねじ込みカップリングによって係合される、請求項１０に記載のふるい分けバケット（１，１００）。
14. 作業機械の可動アームに固定され得る構造体（２）と、前記構造体（２）に対して回転軸（Ｘ）の周りに回転するように前記構造体（２）に回転可能に接続されるふるい分けドラム（５；５０）を備えているふるい分けバケット（１；１００）によって掘削または破壊から生じる石様材料をふるい分けるための方法であり、前記ふるい分けドラム（２）の内側の石様材料を整えるステップと、前記ドラムを所定の速度での回転に設定するステップを備えている方法において、軸（Ｘ）の周りの前記ドラムのレボルーションの少なくとも一つの部分（Ａ）のあいだに前記ドラムの回転速度を低減するステップと、前記ドラムがレボルーションの少なくとも一つの部分（Ａ）を越えて通過したときに前記ドラムを所定の速度での回転に戻すステップをさらに備えていることを特徴とする方法。
15. 前記ふるい分けドラム（５；５０）は、油圧回路による作動流体流量が供給される油圧モーターによって回転に設定され、前記ドラム（５；５０）の回転速度は前記作動流体流量の変更によって変更される、請求項１４に記載の石様材料をふるい分けるための方法。
16. 前記油圧回路のモーターはバルブ（１２）を備えており、それは、前記油圧回路を前記ふるい分けドラム（５；５０）に接続するために前記バルブ（１２）が開かれた第一の位置と、前記作動流体流量を少なくとも制限するために前記バルブ（１２）が少なくとも部分的に閉じられた第二の位置の間を移動するシャッター（１３）を備えており、前記流量を変更するステップは、前記シャッター（１３）を前記第二の位置に入れることによって実行される、請求項１５に記載の石様材料をふるい分けるための方法。
17. 前記ドラム（５；５０）は、前記ドラム（５；５０）がレボルーションの少なくとも一つの部分（Ａ）内に位置するときに前記シャッター（１３）を第二の位置に入れるように当接するフランジ（１８）を備えている、請求項１６に記載の石様材料をふるい分けるための方法。
18. 前記ふるい分けドラム（５；５０）は電気モーターによって回転に設定され、前記ドラム（５；５０）の回転速度は可変比トランスミッションによって変更される、請求項１４に記載の石様材料をふるい分けるための方法。

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