JP6433596B2 - 複数の破砕プロセス及び研削プロセスを実行するためのモジュラーシステム - Google Patents

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Description

本発明は、複数の交換可能なミリングヘッドを含む、複数の破砕・製粉プロセス及び研削（グラインド）プロセスを実行するためのモジュラーシステムに関するものである。
ミリングプロセスを実行するための、複数のミリングヘッドを含むモジュラーシステムは既に知られている。例えば、様々なサイズの骨粉を得るため、及び破砕ヘッドの殺菌を容易にするために複数のヘッドを有する、骨を破砕するための装置が特許文献１から知られている。
特許文献２には、最適な粒度を提供するよう破砕ヘッドが交換可能な破砕ミルが開示されている。交換可能なハンマ破砕ヘッドを含む破砕ミルは、特許文献３にも記載されている。特許文献４には、ハンマ破砕及び円すい破砕を提供する複数のミリングディスクを含むミルが開示されている。
米国特許第５９１８８２１号明細書 独国特許発明第１９７２３７０５号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０１８１６５号明細書 英国特許第７５８８１３号明細書
ミリングプロセスのためのこのようなモジュラーシステムは、ミリングヘッドの選択において限られているとともに、単一のミリングプロセスより多くを提供するものではない。公知のシステムにおいて用いられる駆動モータは、ミリングヘッド及びミリングプロセスの限られたタイプについてのみ許容する特性の範囲を有している。
本開示は、複数の破砕プロセス及び研削プロセスを実行するためのモジュラーシステムであって、駆動時にそれぞれ前記複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうち１つを実行するように構成されたミリング機構を含む、複数の交換可能なミリングヘッドと、モータ特性の範囲を有する駆動モータを含む駆動ユニットと、接続されているときに前記複数の交換可能なミリングヘッドのうち１つが前記複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうち１つを実行できるように、前記交換可能なミリングヘッドのうち１つを前記駆動モータへ機能的に接続するよう構成された接続ユニットとを含み、前記複数の交換可能なミリングヘッドのそれぞれが、前記ミリングヘッドを前記接続ユニットへ接続するように構成されているとともに前記駆動モータのモータ特性の範囲を接続された前記交換可能なミリングヘッドのミリング駆動特性へ変換するためのアダプタユニットを更に含んでいるものに関するものである。
複数の交換可能なミリングヘッドは、円すいふるいミリングヘッド、円筒ふるいミリングヘッド、ハンマミリングヘッド、揺動及び回転ふるいミリングヘッド、凝塊物粉砕ミリングヘッド、ふるいミリングヘッドのうち少なくとも１つを含むことができる。
本発明は、図による例及び図示による実施例の説明を用いてより良好に理解される。
本発明による、複数の破砕プロセス及び研削プロセスを実行するためのモジュラーシステムを示す図である。 本発明による、複数のミリングヘッドのうち１つを接続する図１のモジュラーシステムを示す図である。 本発明による、モジュラーシステムのミリングヘッド及び接続ユニットの詳細を示す図である。 本発明による、モジュラーシステムのミリングヘッド及び接続ユニットの詳細を示す図である。 本発明による、モジュラーシステムのミリングヘッド及び接続ユニットの詳細を示す図である。 本発明による、モジュラーシステムのミリングヘッド及び接続ユニットの詳細を示す図である。 本発明による、モジュラーシステムのミリングヘッド及び接続ユニットの詳細を示す図である。
図１及び図２には、複数の破砕プロセス及び研削プロセスを実行するためのモジュラーシステム１が示されている。モジュラーシステム１は、駆動ユニット３に機能的に結合されるべき、交換可能なミリングヘッド２（図２参照）を含んでいる。交換可能な各ミリングヘッド２は、駆動ユニット３によって駆動されるときに、上記複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうち１つを実行するように構成されたミリング機構２１を含んでいる。
駆動ユニット３は、モータ特性のあらかじめ規定された範囲を提供するように設定された駆動モータ３１を含んでいる。好ましくは、モータ３１は、高速ブラシ電気モータ又はサーボモータのような電気モータである。有利には、サーボモータは、モジュラーシステムのコストを制限しつつモータ特性のあらかじめ規定された必要な範囲を提供することが可能である。モータ特性は、複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうちいずれかを実行するための交換可能な複数のミリングヘッド２のうちいずれかを駆動するために適した、駆動モータ３１のいかなる特性も含むことが可能である。例えば、モータ特性は、トルク、出力、回転速度、揺動運動などの範囲を含むことが可能である。
交換可能な各ミリングヘッド２は、接続ユニット４を有する駆動ユニット３へ機能的に接続されることが可能である。特に、接続ユニット４は、接続されたときに交換可能な複数のミリングヘッド２のうち１つが前記複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうち１つを実行できるように、交換可能なミリングヘッド２のうち１つを駆動モータ３１へ機能的に接続するように構成されている。
交換可能な複数のミリングヘッド２は、ミリングヘッド２を接続ユニット４へ接続するように構成されたアダプタユニット２２を更に含んでいる。アダプタユニット２２は、更に、駆動モータ３１のモータ特性の範囲を、接続された交換可能なミリングヘッド２のミリング駆動特性へ変換するように設定されている。
考えられる交換可能なミリングヘッド２の例は、円すいふるいミリングヘッド、円筒ふるいミリングヘッド、ハンマミリングヘッド、揺動及び回転ふるいミリングヘッド、凝塊物粉砕ミリングヘッド、ふるいミリングヘッド又は他の適当なミリングヘッドを含むことが可能である。
１つの実施例では、アダプタユニット２２が駆動モータ３１のモータ特性の範囲を前記ミリング機構２１のミリング駆動特性へ変換するように構成された歯車対（不図示）を含んでいる。したがって、歯車対を含むアダプタユニット２２は、ミリングヘッド２を接続ユニット４へ接続した後、ミリングヘッド２が特定のプロセスを実行することができるように、駆動モータ３１のモータ特性の範囲を特定のミリングヘッド２に対応するミリング駆動特性へ変換することが可能である。
例えば、歯車対を含むアダプタユニット２２は、接続ユニット４を介して駆動モータ３１へ接続されたミリングヘッド２に依存して回転角速度を低減又は上昇するように配置されることができる。
例えば、歯車対を含むアダプタユニット２２は、モータ特性を１０００ｒｐｍと２００００ｒｐｍの間又は１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍの間の回転角速度へ変換することがでる。ここで、ｒｐｍは、毎分の回転数を意味し、すなわち、１ｒｐｍ＝６ｒａｄ／ｓである。
歯車対を含むアダプタユニット２２は、トルクを増大又は減少させるために、駆動モータ３１へ接続されるミリングヘッド２に適したトルクの値を得るように、モータ特性を変換することが可能である。
例えば、駆動モータ３１は、０．２〜２０Ｎｍ（Ｎｍはニュートンメートルを意味する）の範囲における大きさを有する回転トルクを提供するためにモータ特性を有することが可能である。このような範囲は、ミリングヘッド２の多くの選択物を駆動するために適したものであり得る。
図１を参照すれば、駆動モータ３１は、接続ユニット４を含むケーシング５０内に配置されている。
１つの実施例では、モジュラーシステム１は、ミリングヘッド２への電気信号及び／又は通信信号及び／又は給電信号を提供するために配置されている。さらに、モジュラーシステム１は、ミリングヘッド２からの通信信号又は電気信号を収集するように配置されることができる。そのために、電気モジュール５をケーシング５０内に含むことが可能である。ミリングヘッド２からの、又はミリングヘッド２への給電信号及び通信信号若しくは電気信号は、接続ユニット４を介して電気モジュール５によって供給されることができる。電気信号又は通信信号は、ミリングヘッド２に含まれたプローブ、センサ又はアクチュエータ（不図示）と通信するために用いられることができる。
１つの実施例では、モジュラーシステム１は、駆動モータ３１に接続されるミリングヘッド２に従ってミリングプロセスをコントロールするために用いられることが可能なコントロールユニット５１を含んでいる。モジュラーシステム１は、ユーザがコントロールユニット５１と相互に作用することを可能とするユーザインターフェースを更に含むことができる。コントロールユニット５１は、ＰＣ又はＰＣに類するマザーボードと、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ又はマイクロコントローラのようなプログラム可能な回路又はデバイスを備えた、カスタマイズされた電子回路を含むことが可能である。
アダプタユニット２２は、接続ユニット４との組合せにおいて歯車対を含んでおり、したがって、ミリングヘッド２が駆動されるときに、駆動モータ３１に接続されるミリングヘッド２によって必要とされる機械的な運動も、また電気信号又は通信信号も提供するように配置されている。ミリングヘッド２とモジュラーシステム１の電気モジュール５の間を接続するための追加のケーブルは不要である。
図３〜図７には、駆動ユニット３の接続ユニット４及びミリングヘッド２のうち１つのコネクタ２３の接続ユニットの詳細が示されている。
図６には、１つの実施例による接続ユニット４及びコネクタ２３の断面図が示されている。コネクタ２３は、ミリングヘッド２が駆動ユニット３に機能的に接続されているときに接続ユニット４の収容部４１内で駆動され得る係合部２９を含んでいる。係合部２９及び収容部４１は、接続ユニット４に対して角度をもって及び軸方向にミリングヘッド２を案内する。
図６の特有の例では、係合部２９と収容部４１の両方がチューブ状であり、係合部２９は、収容部４１の内径に適合する外径を有している。
収容部４１の内壁部４６は、係合部２９が収容部４１に係合するときに係合部２９を径方向に案内し、センタリングするために斜縁部４２を含んでいる。収容部４１は、その内壁部４６に位置するピン４５を更に含んでいる。ピン４５は、係合部２９が収容部４１に係合するときに収容部４１に対して角度をもって係合部２９を案内するために、係合部２９に設けられた溝２６と協働するように配置されている。溝２６は、係合部２９が収容部４１へ挿入されるときにピン４５を溝２６内で角度をもってガイドするためのテーパ開口部２７を含むことができる。
コネクタ２３は、係合部２９が収容部４１内へあまりにも遠くに挿入されないように、軸方向の当接部として用いられるように構成されたフランジ２４を含んでいる。フランジ２４は、係合部２９と収容部４１の間の接触面を大きくするように、斜縁部４２に適合する斜縁部２５を含むことができる。
係合部２９が収容部４１へ挿入されると、係合部２９のフランジ２４及び収容部４１のフランジ４３がリングラッチ２８（図３参照）又は他の適当な固定手段を用いて取り付けられることが可能である。
接続ユニット４と交換可能なミリングヘッド２の間の気密性を提供するために、Ｏリング４４を係合部２９のフランジ２４と収容部４１のフランジ４３の間に含むことが可能である。
歯車対（不図示）は、交換可能なミリングヘッド２のコネクタ２３の内部に配置されることが可能である。有利には、アダプタユニット２２全体が交換可能なミリングヘッド２のコネクタ２３のハウジングの内部に配置されている。
モジュラーシステム１は、限られた空間において多くのミリングプロセスを選択できるという柔軟性を組み合わせる必要がある生産だけでなく、実験室向けにも用いられることが可能である。
１ モジュラーシステム
２ 交換可能なミリングヘッド
２１ ミリング機構
２２ アダプタユニット
２３ コネクタ
２４ フランジ
２５ 斜縁部
２６ 溝
２７ テーパ開口部
２８ リングラッチ
２９ 係合部
３ 駆動ユニット
３１ モータ
４ 接続ユニット
４１ 収容部
４２ 斜縁部
４３ フランジ
４４ Ｏリング
４５ ピン
４６ 内壁部
５ 電気モジュール
５０ ケーシング
５１ コントロールユニット

Claims (9)

  1. 複数の破砕プロセス及び研削プロセスを実行するためのモジュラーシステムであって、 駆動時にそれぞれ前記複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうち１つを実行するように構成されたミリング機構を含む、複数の交換可能なミリングヘッドと、
    モータ特性の範囲を有する駆動モータを含む駆動ユニットと、
    接続されているときに前記複数の交換可能なミリングヘッドのうち１つが前記複数の破砕プロセス及び研削プロセスのうち１つを実行できるように、前記交換可能なミリングヘッドのうち１つを前記駆動モータへ機能的に接続するよう構成された接続ユニットと
    を含み、
    前記複数の交換可能なミリングヘッドのそれぞれが、前記ミリングヘッドを前記接続ユニットへ接続するように構成されているとともに前記駆動モータのモータ特性の範囲を接続された前記交換可能なミリングヘッドのミリング駆動特性へ変換するためのアダプタユニットを更に含んでいること、及び
    前記ミリングヘッドが、前記ミリングヘッドが前記駆動ユニットに接続されているときに前記接続ユニットの収容部内で駆動されることができる、係合部を含むコネクタを含んでおり、前記係合部及び前記収容部が、前記接続ユニットに対して角度をもって及び軸方向に前記ミリングヘッドを案内すること
    を特徴とするモジュラーシステム。
  2. 前記アダプタユニットが、前記駆動モータのモータ特性の範囲を前記ミリング機構のミリング駆動特性へ変換するために構成された歯車対を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のモジュラーシステム。
  3. 前記係合部及び前記収容部がチューブ状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモジュラーシステム。
  4. 前記収容部が、前記係合部が前記収容部に係合しているときに前記係合部を径方向において案内及びセンタリングするための斜縁部を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のモジュラーシステム。
  5. 前記係合部が前記収容部と係合しているときに前記係合部を前記収容部に対して角度をもって案内するために、前記収容部が、前記係合部に設けられた溝と協働するように配置されたピンを更に含んでいることを特徴とする請求項４に記載のモジュラーシステム。
  6. 前記溝が、前記係合部が前記収容部に挿入されているときに前記溝内で前記ピンを角度をもって案内するためのテーパ開口部を更に含んでいることを特徴とする請求項５に記載のモジュラーシステム。
  7. 前記アダプタユニットが、前記駆動モータのモータ特性の範囲を前記ミリング機構のミリング駆動特性へ変換するように構成された歯車対を含んでいることを特徴とする請求項６に記載のモジュラーシステム。
  8. 前記アダプタユニットが、前記駆動モータに接続された前記ミリングヘッドに依存して回転角速度を低減又は増大するように配置された歯車対を含んでいることを特徴とする請求項７に記載のモジュラーシステム。
  9. 前記複数の交換可能なミリングヘッドが、円すいふるいミリングヘッド、円筒ふるいミリングヘッド、ハンマミリングヘッド、揺動及び回転ふるいミリングヘッド、凝塊物粉砕ミリングヘッド、ふるいミリングヘッドのうち少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のモジュラーシステム。
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