JP5258718B2 - ブレーキの使用方法 - Google Patents

Description

本願発明は、電気式ブレーキ、流体力学式ブレーキ（hydrodynamic brake）、又は電磁気式ブレーキの使用方法に関する。

ハンマーミル（ハンマー粉砕機）などの工業的な粉砕装置は、高速の回転で操作されるロータを有する。ロータは、例えば、シャフトに回転している高質量の工具を備える。

粉砕装置は、例えばモータを介して駆動され、その駆動側のシャフトがカップリングに延在し、そこからギア機構内に延在する。該ギア機構において、駆動エネルギーは、粉砕装置のロータの一部である出力側のシャフトに伝達される。

ロータの高い慣性（inertia）は、作業装置の回転速度を減少するために、適切な場合に回転速度をゼロへ減少するために、多くの時間がかかることを意味する。

例えば、２０，０００ｋｇから１００，０００ｋｇの質量のロータを有している、産業廃棄物を粉砕するために使用されるようなハンマーミルにおいて、例えば６００ｒｐｍからゼロへ回転速度を減少させるために必要とされる減速時間は、３０分以上とされる場合がある。

この種類の運転時間が作業装置の生産能力に悪影響を有することは、容易に明白である。

特許文献１は、液圧式の配置構成によってロータにブレーキをかけることを提案しており、この配置構成は、ロータのシャフトに機械的に結合されている。

この種類のブレーキは、第１にその設計において複雑であり、且つ高い摩擦熱の欠点を有する。さらに、ブレーキ時間は、所望される範囲まで減少させることができない。

独国特許第１９９ １１ ７７２ Ｃ２号明細書

本願発明は、限りなく短い時間で、高質量のロータを有している粉砕装置の回転速度を減少させる、好ましくは、ゼロまで回転速度を減少させることの可能性を開示することの目的に基づく。

この目的を達成するために、本願発明は、以下の考慮に基づく。関連した駆動装置を有している作業装置の基本的な構成は、以上に述べられるように、好結果で証明され、且つ維持されることもできる。

機械的なブレーキ手段は、高い摩擦熱及び同様に高い磨耗に起因して機能させる。

しかしながら、駆動ギアシャフトに対するトリガー方法で作動するブレーキ手段が存在するが、実質的に磨耗の影響がなく、低い摩擦であり、且つ高いブレーキ効果を有する。

それらは、電気式ブレーキ、流体力学式ブレーキ、又は電磁気式ブレーキを含む。電気式ブレーキのグループは、渦電流ブレーキとして周知であるものを含む。これは、非接触式で作用している電気式ブレーキであり、該電気式ブレーキは、金属の塊内で、渦を通じて機械エネルギーを熱に変換する。渦電流ブレーキは、内部極型の直流装置（internal pole-type DC machine）である。静止の内部リングは、コイルを保持し、該コイルを通じで電流を向け、且つ同極の磁場を発生する。電気的な導電性材料、例えば鉄からなる電機子リングは、ロータの可動部分を形成する。ロータがステータに対して回転するにつれて、ステータフィールドとともにステータブレーキモーメントを生成し、且つその範囲が励磁電流及びスリップ速度に依存する渦電流は、電機子リング内で誘起される。

流体力学式ブレーキのグループは、流体式ブレーキとして周知であるもの、同様にターボブレーキ又はリターダとして周知であるものを含む。リターダは、ブレーキさせるためのエネルギーを、剛体に対する摩擦を介して熱ではなく、液体の運動エネルギーに変換し、且つ次いで熱に変換する。リターダは、ブレードが設けられるロータと、関連したハウジング内のステータと、からなる。ブレーキプロセス中に、ハウジングは、液体で満たされ、例えば流体オイルで満たされる。回転しているロータは、液体を動き出させ、固定したステータでブレーキをかけられる。ブレーキ力は、オイルの量を調節することによって変化されることができる。加熱された液体は、ファンを介して冷却されることができる。

それらの主な考慮を根幹として、本願発明は、その最も一般的な実施形態において、特定の構成、すなわち、駆動装置の下流側に配置されたカップリングと、工業的な粉砕機のシャフトに対して力及びモーメントを伝達するための、前記カップリングに関連したギア機構との間の、電気式ブレーキ、流体力学式ブレーキ、又は電磁気式ブレーキの使用方法において、前記ギア機構の駆動側のシャフトの回転速度を減少させるための使用方法に関する。

それ故に、本願発明は、上記の用途（作業装置、すなわち粉砕機）の目的のために特定のブレーキの選択だけではなく、ブレーキの特定の配置構成においても、それ自体を明示する。

機能的には、これは、以下の関係を有する。モータは、作業装置にブレーキをかけるためにスイッチを切られる。モータの下流側に接続されたカップリング、例えば、ターボカップリングは、オイルが吸い出されると、その後に非結合にされる。これは、ほとんど遅延することなく起こる。従って、駆動装置は、スイッチを切られる。動力は、それ以上駆動装置から作業装置に伝達されない。

同時に又はその僅か後に、ブレーキ、例えば、リターダは、オイルがその内部に注入されて駆動される。同時に、作業装置の、回転し続けるロータの回転エネルギーがほとんど遅延することなく同様にブレーキをかける結果として、流体力学式ブレーキは、ギア機構の駆動側のシャフトに作用する。

ブレーキ力／ブレーキ効果は、オイルの量及びオイルの圧力を調節することによって変化されることができる。

ブレーキは、ロータのシャフトの回転速度を減少するのに単に役立ち、ホールディングブレーキでもなく、「停止ブレーキ（stop brake）」でもない。

一の実施形態によれば、ブレーキの配置構成は、ブレーキがギアシャフトに作用するような方法で設けられる。該ギアシャフトは、カップリングの反対側のギア機構側に、ギア機構を通じて案内される。言い換えれば、駆動装置から延在しているシャフトであって、カップリングを介して一般的に案内されているシャフトは、ギア機構を通じて案内され、反対側にギア機構を越えて突出する。そして、次いで、その反対側に、ブレーキが作用される。

この実施形態は、得策であり、とりわけ、空間の理由のために役立ち、さらに、例えば、シャフトを駆動するのに役立つ補助ユニットにブレーキを結合する可能性を与える。ブレーキは、ギア機構において段階的に増大した後に、作業装置の接続されたシャフト、例えば、カルダンシャフト（cardan shaft）が回転されることができるように、ブレーキをかける場合にシャフトに作用する。

作業装置のシャフトのこの回転、且つそれ故に、ついに作業装置のロータの回転は、単に組立の目的又は修理の目的のためではなく、例えば、ハンマー粉砕機からハンマーを交換するために、作業装置を通常の作業モードに置かないのに役立つ。この目的のために、組立部位をアクセス可能にさせるために、２〜３°の角度を通じてロータを移動させることは、しばしば必要とされる。これは、ブレーキを介して駆動装置に間接的に作用する補助ユニットの目的であり、低速の回転速度で操作することができる。

本願発明のさらなる特徴は、従属請求項の特徴から明らかになり、且つ他の出願の書類から明らかになる。これはまた、一般的に有効な特徴も具備する例示的な実施形態の後成の説明を含む。それ故に、例示的な実施形態に基づいて表示された装置の部分は、例えば、本願発明を実施するために、個々に、又は任意に所望される組み合わせで使用されることもできる。

本願発明の実施形態を示す図である。

図１は、駆動装置としてのモータ１０を示し、駆動シャフト１２がモータ１０からターボカップリング１４へ延在し、且つターボカップリング１４からギア機構１６に延在する。

ターボカップリング１４は、ポンプ及びタービンの相互作用の結果として、流体力の伝達の原理に従う。ターボカップリングの場合において、これは、２つのブレードホイールによって達成される。ハウジングとともに、ブレードホイールは、作業空間を形成し、該作業空間内で、作動流体、この場合、作動油が循環する。

ポンプホイールは、駆動装置、すなわちモータ１０に接続される一方、タービンホイールがギア機構１６と関連するカップリングの側に配置される。循環している作動油は、ポンプからタービンへ機械的な力を伝達する。これは、磨耗することなく、実質的に行われる。

駆動シャフト１２は、ギア機構１６を通じて案内され、且つ背面側（後方）１６ｒに前記ギア機構を超えて突出する。

その設計が前述されたリターダ（retarder）は、流体力学式ブレーキとして駆動シャフト１２のこの部分１２ｒに配置される。

リターダ１８のステータは、ギア機構１６から離れた側に延在し、ブレードを有するロータは、ギア機構の後方１６ｒに面している側に延在する。

作業装置２２、この場合、ハンマーヘッドが打撃工具として配置されるロータ２４を有する工業的なハンマー粉砕機のための駆動シャフトを形成する出力シャフト２０はまた、ギア機構１６から延在する。

モータ１０がスイッチを切られるとすぐに、ターボカップリング１４が開く。

しかしながら、ロータ２４の高質量のせいで、シャフト２０、且つそれ故に、駆動シャフト１２の一部１２ｒは、回転し続ける。

回転速度を低減するために、リターダ１８は、次いで、例えば、オイルで満たされて、駆動される。回転しているロータは、固定したステータで、再びブレーキをかけられるオイルを作動させ、且つそれ故に、ギア機構１６を介して接続されるシャフト２０に回転速度の減少効果を有する。

典型的な用途のために、停止までのロータ２４の減速時間が３０分以上のオーダーとされる場合があるのに、停止までのロータ２４の減速時間は、本願発明によるブレーキの使用及び配置構成の結果として、約５分に減少する。

ロータ２４が停止する場合に、例えば、点検の目的のために、２〜３°の角度を通じて、ロータ本体を回転することは、必要とされる場合がある。レバー２６によって図面に図式的に象徴される補助ユニットは、この目的のために設けられる。レバー２６は、補助ユニットを介して、駆動シャフト１２の一部１２ｒが、リターダ１８を介して、回転し出すことを示すように意図される。回転エネルギーは、ロータ２４を所望される位置にさせるために、可能な限り、２〜３°の角度を通じて、低回転速度でギア機構１６からシャフト２０へ伝達される。

粉砕装置は、例えば、以下の機械、ハンマーミル、回転シュレッダー、ハンマー粉砕機、インパクトミル、インパクト粉砕機のうちの１つとされる場合がある。

１０ モータ
１２ 駆動シャフト
１２ｒ 一部
１４ ターボカップリング
１６ ギア機構
１６ｒ 背面（後面）側
１８ リターダ
２０ 出力シャフト
２２ 作業装置
２４ ロータ
２６ レバー

Claims (6)

1. ａ）駆動装置（１０）の下流側に配置されたカップリング（１４）と、
   ｂ）工業的な粉砕装置（２２）のシャフト（２０）に力及びモーメントの伝達のための前記カップリング（１４）と関連したギア機構（１６）と、の間の電気式ブレーキ、流体力学式ブレーキ、又は電磁気式ブレーキ（１８）の使用方法であって、
   前記ギア機構（１６）の駆動シャフト（１２ｒ）の回転速度を減少させるという使用方法において、
   前記ブレーキ（１８）が駆動シャフト（１２ｒ）に作用し、前記カップリング（１４）の反対側のギア機構側（１６ｒ）に前記ギア機構（１６）を通じて案内されることを特徴とする使用方法。
2. 前記ブレーキが渦電流ブレーキであることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
3. 前記ブレーキ（１８）が流体ブレーキであることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
4. 前記ブレーキが電磁気ブレーキであることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
5. 前記粉砕装置は、ハンマーミル、回転シュレッダー、ハンマー粉砕機、インパクトミル、及びインパクト粉砕機からなるグループから選択される１つの装置とされることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
6. 前記ブレーキ（１８）は、前記ギア機構（１６）の前記シャフト（１２ｒ）を駆動するための補助ユニット（２６）に結合されることができることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。

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