JP6562949B2 - 静止アンビルと回転ハンマーアイロンを有する破砕機 - Google Patents

Description

本発明は、静止アンビルを有する破砕機のハンマーアイロン、このようなハンマーアイロンを有する破砕機、およびこのような破砕機を操作する方法に関する。

スクラップ金属またはその他の混合材料の破砕のために、現代の産業界では、たとえばハンマーミルおよびシュレッダー等の破砕機を自由に使用することができる。これらの機械は、スイベルピンによってハンマーアイロン（以下ハンマーとも呼ぶ）が旋回可能にロータに装着されるように構成され、ロータが回転すると、回転によって生じた遠心力が、マシンフレームに固定接続されている静止アンビルに向かって径方向外側にハンマーを押す。破砕された材料の細かさは、アンビルとハンマーストリップとの間に形成される隙間によって決まる。このプロセスでは、ロータがその最高速度で回転しているときに、アンビルとハンマーヘッド（すなわち最も外側に突出しているハンマーの部分）との間の距離が、確実に予め定められた最小値を下回らないようにまたは予め定められた最大値を上回らないように注意しなければならない。ハンマーヘッドとアンビルとのいかなる接触も回避しなければならない。なぜなら、この接触が発生すると、破砕機の破壊につながるからである。同様に、ハンマーヘッドとアンビルとの間の隙間または距離が、許容できる最大の隙間または距離を上回ると、破砕機の機能が著しく損なわれる。このような場合、破砕された材料のサイズはもはや所望の粒径の条件を満たさない。

したがって、このような破砕機が適切に機能するためには、ハンマーヘッドとアンビルヘッドとの間の隙間のサイズが非常に重要である。このため、たとえハンマーヘッドが磨耗してもハンマーヘッドとアンビルとの間の隙間のサイズが予め定められた許容範囲内に留まるようにしようとすると、今までは摩耗したハンマーを新たなハンマーに交換する必要があった。これは多大な時間を要する。なぜなら、今までは、そうするために新たなハンマーを調達する必要があったからである。さらに、新たなハンマーは非常に高価である。したがって、ハンマーの有効寿命（耐用年数）を延ばすことが産業界における関心の対象となっている。

本発明の目的は、破砕された製品の品質に悪影響を与えずに運転コストを下げるために耐用年数を延ばした、上記種類の破砕機のための改善されたハンマーアイロンを提供することである。

この目的は、独立請求項に明記された本発明によって達成され、本発明の実施形態は従属請求項に明記されている。

上記目的を達成するために、本発明は、静止アンビルを有する破砕機のハンマーアイロンを開示する。このハンマーアイロンは、スイベルピンによって、ロータに旋回可能に装着されている。ハンマーアイロンの中に挿入部材が設けられ、挿入部材は、スイベルピンを収容するための開口部を有し、挿入部材は第１の向きまたは第２の向きで装着することができる。収容開口部は、挿入部材の第１の向きのときのスイベルピンのための第１の軸受面と、挿入部材の第２の向きのときのスイベルピンのための第２の軸受面とを画定する。挿入部材の第１の向きのときの第１の軸受面とハンマーヘッド（したがってアンビル）との間の距離は、挿入部材の第２の向きのときの第２の軸受面とハンマーヘッド（したがってアンビル）との間の距離と異なっている。

ある実施形態において、ハンマーは、スイベルピンを収容する挿入部材を有する。単純な円筒ボアの中のスイベルピンによってハンマーは旋回可能にロータに装着される。円筒ボアは、挿入部材の長手方向軸に沿って偏心するように設けられ、互いに反対側にある軸受面を画定する。

別の実施形態において、旋回ピンが細長いスロットを通して案内され、スロットは、挿入部材の長手方向軸に沿って偏心するように配置され、互いに反対側にある軸受面を画定する。

いずれの実施形態でも、細長いまたは楕円形の挿入部材が、ハンマーの長手方向に延在するように、交換可能に装着される。スイベルピンを収容するための、挿入部材の長手方向軸に沿って偏心するように設けられたボアの位置、または、長手方向軸に沿って偏心するように設けられた細長い穴の位置は、挿入部材のそれぞれの端部にある２つのチークのさまざまな厚みを決定する。ボアまたは細長い穴の、ハンマーヘッドの方向を向いている内面が軸受面を形成し、ハンマーが回転動作状態のとき、この軸受面にスイベルピンが接触している。上記２つのチークは、長手方向における挿入部材の２つの端部にそれぞれ位置する。

偏心ボアは、ボアの内壁と、この内壁に隣接する挿入部材の端部との間の距離の大きさが、挿入部材に沿う長手方向および回転中に発生する遠心力の方向で見たときに異なるように構成される。これは細長い穴の場合も同じである。ここで重要なことは、ハンマーの中の挿入部材を１８０°回転させることで、ハンマーヘッドと軸受面との間の距離が変化するので、ハンマーが装着されたときにハンマーヘッドとアンビルとの間の距離も変化する点である。

この条件は、円筒ボアでも細長いスロットでも満たされる。この目的のために、挿入部材は、対向する端部それぞれにおいて、厚みが異なるチークを有する。遠心力によってハンマーが外向きに押出されたとき、挿入部材の一方のチークの軸受面が、スイベルピンに接触し、ハンマーヘッドとアンビルとの間の距離が決まる。挿入部材のこの一方のチークの軸受面がスイベルピンに接触することで、アンビルの方向におけるハンマーの移動が制限される。挿入部材の上記２つの対向するチークのそれぞれの厚みは、円筒形の偏心ボアの場合も細長い偏心ボアの場合も互いに異なる。このようにして、これらのチークは、挿入部材のいずれのチークにスイベルピンが接触するかによって、ハンマーヘッドとアンビルとの間の距離を変える。

挿入部材の円筒形の偏心ボアの境界も細長い偏心スロットの境界も、これら２つのチークによって定められるので、ハンマーヘッドとアンビルとの間の距離を変えるには、ハンマーの中の挿入部材を１８０°回転させるだけで十分である。よって、ハンマーが新しいときに、挿入部材の、厚みが大きい方の一方のチークの厚みが、アンビルとハンマーヘッドとの間の所望の隙間に対応する場合は、挿入部材を１８０°回転させて、スイベルピンの軸受面が他方のチークに接触するようにすると、ハンマーヘッドが磨耗したときでも、厚みが薄い方のチークがアンビルとハンマーヘッドとの間の所望の基準距離に対応する。

挿入部材は、締り嵌めによってまたは従来の固定手段を用いた装着によって、交換可能にハンマーに設けられる。新しいハンマーとこのハンマーの摩耗した状態との間で異なる要求に、スイベルピンとチークまたは軸受面との組合わせを合わせるためには、本発明に従い、挿入部材を取出し１８０°回転させてハンマーに再び装着するだけでよい。そうすれば、厚みが薄い方のチークにより、ハンマーは遠心力で押されてアンビルに十分に近づき、そのときに発生するアンビルとハンマーヘッドとの間の隙間は、新たなハンマーによって形成される基準の隙間に相当する隙間である。チークの厚みが異なる挿入部材が対応する数だけあれば、ハンマーの摩耗に十分に対応することができる。壁の厚みが異なるチークを有する挿入部材を準備しておくことで、１つのハンマーの適用領域とその耐用年数を最適活用できるようにすることが、好都合であろう。

さらに、本発明は、ハンマーの耐用年数を延ばすだけでなく、細長い穴を有する挿入部材を使用するときの機械の安全性に重要な影響を与える。この場合、破砕の対象として大き過ぎるまたは硬質の部品が機械に供給されたときに、細長い穴において案内されるハンマーは、遠心力に抗してアンビルから遠ざかるように移動することで、アンビルとハンマーヘッドとの間の隙間を大きくする。これは、ハンマーの回転の中心となるスイベルピンがハンマーの挿入部材の細長いスロットの中に配置されているときに得られるその他の利点である。

挿入部材に円筒形の偏心ボアがある場合、機械の破壊を回避するためには、すべての構成部品を極めて頑丈に設計してハンマーが遠心力に抗して後退できるようにしなければならない。この場合、機械への導入時に破砕し難い部品は決して機械に供給しないことも重要である。

以下、本発明の実施形態例を添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。

本発明に従うハンマーアイロンを使用し得る破砕機の概略設計の平面図である。 図１の破砕機のための、本発明の第１の実施形態例に従うハンマーの平面図である。 図２のハンマーの断面図である。 図１の破砕機用の本発明の第２の実施形態例に従うハンマーの断面図である。 図４のハンマーの平面図である。

図１〜図３は、破砕機のハンマーの第１の実施形態例を示す。
図１は縦型破砕機の平面図を示し、この破砕機において、ロータ３の駆動軸３ａがこの図面に対して垂直な方向に延在している。ロータの駆動軸上において、ディスク３ｂが上下に並べて配置されており、各ディスク３ｂにはスイベルピン６を設置するための開口部がある。１つ以上のハンマー４各々が、任意でスペーサリングを用いて、２つのディスクの間においてスイベルピン上で支持されている。対応する構成を、ロータの駆動軸が水平方向に配置されている破砕機でも使用することができる。

マシンフレーム１に固定装着されているアンビル２は、運転中、ハンマー４のハンマーヘッド５と協働する。図３に示されるように、隙間１０がアンビル２とハンマーヘッド５との間に形成されている。この隙間１０は、ハンマー５が摩耗するのに伴って増大する。この隙間１０は、破砕された材料の細かさに関係がある。ハンマーが新しいときに、挿入部材が、運転中、挿入部材７の、厚みが大きい方の肉厚チーク１２の内側にスイベルピン６が接するように、装着される。この場合、挿入部材７の肉厚チーク１２の反対側にある、厚みが小さい方の肉薄チーク８には何も接していない。

挿入部材７の、隣接する端部まで測定したチーク１２の厚み（ｂ）は、同様に挿入部材７のチーク８に隣接する端部まで測定した反対側のチーク８の厚み（ａ）よりも大きい。この、互いに反対側に位置する２つのチーク８、１２の厚みの違いは、ハンマー４を新しいハンマーと交換する必要性を生じさせるハンマーヘッド５の摩耗の程度に相当する。

挿入部材７は、固定手段９を介してまたは締り嵌めによって、交換が可能となるようにハンマー４に接続される。挿入部材７は、その中心線に沿って細長い穴１１を有する。この穴は、その境界が挿入部材の端部においてチーク８；１２によって定められ、スイベルピン６を収容する。スイベルピン６は、ロータ３の隣合う２つのディスク３ｂに固定装着される。ハンマーが新しいとき、スイベルピン６は、挿入部材７の、厚み（ｂ）を有する肉厚チーク１２に接触し、基準幅を有する隙間１０がハンマーヘッド５とアンビル２との間に形成される。ハンマーヘッド５が磨耗した結果として隙間１０が増した場合は、この隙間を、挿入部材７を取出し１８０°回転させて再度装着することによって、その基準幅に戻すことができる。そうすると、運転中、スイベルピン６は厚み（ａ）を有する肉薄チーク８の内側に接することになる。たとえば磨耗が０．３ｍｍである場合は、２つのチークの厚みが異なる、すなわちｂ−ａ＝０．３ｍｍである挿入部材が選択される。

図２および図３は、新たなハンマーに対応する向きの挿入部材７を示し、この場合、スイベルピンは運転中肉厚チーク１２に接触している。

図４および図５は、冒頭で説明したタイプの破砕機用の、本発明に従うハンマーの第２の実施形態例を示す。アンビル１２が、マシンフレームに固定装着され、使用中ハンマー１４のハンマーヘッド５と協働する。アンビル１２とハンマーヘッド５との間に隙間０１０が形成されている。この隙間０１０は、ハンマーヘッド５の摩耗とともに増大する。この隙間０１０は、破砕された材料の細かさに関係がある。

ハンマーが新しいとき、スイベルピン１６は、運転中挿入部材１７の肉厚チーク０１２に接触している。この場合、挿入部材１７におけるチーク０１２の反対側にあるチーク１８には何も接触しない。挿入部材１７の隣接する端部まで測定したチーク０１２の厚み（ｂｂ）は、同様に挿入部材１７の隣接する端部まで測定した反対側のチーク１８の厚み（ａａ）よりも大きい。これら２つのチーク１８；０１２の厚みの違いは、ハンマー１４を新しいハンマー１４と交換する必要性を生じさせるハンマーヘッド５の摩耗の程度に相当する。

挿入部材１７は、たとえば固定手段によって、ハンマー１４に、交換可能な状態でかつ精密嵌めによって装着される。挿入部材１７は円筒ボア０１１を有する。円筒ボア０１１は、挿入部材１７の長手方向軸に沿って偏心するように配置されている。よって、交換可能な細長い挿入部材１７を１８０°回転させたとき、厚みが異なるチーク１８、０１２によって、ハンマーヘッド５とアンビル１２との間の距離が変化する。スイベルピン１６は、円筒ボア０１１を通して案内され、ロータのロータディスク１３ｂに取付けられる。使用されているハンマーが新しいとき、スイベルピン１６は、挿入部材１７のチーク０１２の内側に接触し、ハンマーヘッド５とアンビル１２との間に隙間０１０を生じさせる。これの隙間は挿入部材１７のチークの厚み（ｂｂ）に対応する基準幅を有する。ハンマーヘッド５が磨耗した結果として隙間０１０が増した場合は、この隙間を、挿入部材１７を取出し１８０°回転させて再度装着することによって、その所望の基準幅に戻すことができる。そうすると、運転中、スイベルピン１６は、小さい方の厚み（ａａ）を有するチーク１８に接触している。ハンマーヘッドのたとえば０．３ｍｍの摩耗は、チークの厚み（ａａ）および（ｂｂ）がｂｂ−ａａ＝０．３ｍｍである挿入部材を、向きを逆にして再度装着することで、補償できる。

図４および図５は、摩耗したハンマーに対応する向きの挿入部材１７を示し、運転中スイベルピンは肉薄チーク１８に接触している。

好ましくは、挿入部材（７；１７）は高強度鋼からなる。スイベルピン（６；１６）の軸受面は先細り形状であってもよい。

好ましくは、軸受面に、中央潤滑装置に接続することができる潤滑穴が設けられる。
本発明の他の実施形態において、ハンマーにおいて回転させるときの角度が１８０°未満であってもスイベルピンに対して異なる軸受面を画定する挿入部材を使用してもよい。この挿入部材は、たとえば、スイベルピンのための偏心ボアを有する回転対称の挿入部材である。

破砕機の好都合な実施形態において、複数のハンマーアイロン４；１４が、互いの間の距離が十分近くなるようにスイベルピンに装着され、隣合うハンマーアイロン４；１４が挿入部材７；１７の脱落を防止する。

いずれの実施形態においても、厚みが異なるチーク８；１８および１２；０１２を有する複数の挿入部材７；１７を準備しておき、単に挿入部材を変えることによって、ハンマー４；１４を、最終的に磨耗するまで最適に利用することができ、それによって破砕機の運転コストを大幅に下げることができる。アンビルとハンマーヘッドとの間の隙間のサイズは、広い範囲の中で、かつ１ミリメートル未満の範囲で精密に調整することができる。本発明に従うハンマーアイロンは、ほぼ追加の費用なしで製造できる。

参照符号のリスト
１ マシンフレーム
２ アンビル
３ ロータ
３ａ ロータの駆動軸
３ｂ；１３ｂ スイベルピンを装着するためのロータディスク
４；１４ ハンマー、ハンマーアイロン
５ ハンマーヘッド
６；１６ スイベルピン
７；１７ 挿入部材
８ 挿入部材の細長い穴の一端にあるチーク
９ ハンマーの中の挿入部材のための固定手段
１０；０１０ アンビルとハンマーヘッドの間の隙間
１１ ある実施形態の挿入部材の細長い穴
１２ 挿入部材の細長い穴に対してチーク８の反対側にあるチーク
０１１ 第２の実施形態の挿入部材の円筒ボア
０１２ 挿入部材の偏心円筒ボアの一端にあるチーク
１５；０１５ ロータの回転方向
１８ 挿入部材の偏心円筒ボアに対してチーク０１２の反対側にあるチーク

Claims (7)

1. 静止アンビル（２；１２）を有する破砕機のハンマーアイロンであって、
   前記ハンマーアイロン（４；１４）は、スイベルピン（６；１６）によって、前記破砕機のロータ（３）に旋回可能に装着されており、
   前記ハンマーアイロンの中に挿入部材（７；１７）が設けられ、前記挿入部材は、前記スイベルピンのための第１の軸受面（８；１８）と前記第１の軸受面の反対側にある第２の軸受面（１２；０１２）とを有する収容開口部（１１；０１１）を含み、前記挿入部材は、第１の向きまたは前記第１の向きから１８０°回転した向きである第２の向きで前記ハンマーアイロンの中に装着することができ、
   前記第１の向きのときの前記第１の軸受面と、前記第２の向きのときの前記第２の軸受面は、ハンマーヘッド（５；１５）からの距離が異なっており、
   前記収容開口部は、前記挿入部材において偏心して形成された細長い穴（１１）であり、よって、前記ハンマーヘッドの長手方向軸に沿って互いに反対側に位置し軸受面の役割を果たす、前記挿入部材のチークは、壁の厚みが互いに異なることを特徴とする、ハンマーアイロン。
2. 前記挿入部材（７；１７）が高強度鋼からなることを特徴とする、請求項１に記載のハンマーアイロン。
3. 前記軸受面が中央潤滑装置に接続可能な潤滑穴を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のハンマーアイロン。
4. 前記挿入部材（７；１７）が締り嵌めによって前記ハンマーアイロンの中に設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハンマーアイロン。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のハンマーアイロン（４；１４）を有する破砕機であって、前記ハンマーアイロンの軸受面はそれぞれ、静止アンビル（２；１２）からの距離が定められている、破砕機。
6. 複数のハンマーアイロン（４；１４）が、互いの間の距離が十分近くなるようにスイベルピンに装着されることを特徴とする、請求項５に記載の破砕機。
7. 請求項５または６に記載の破砕機を操作する方法であって、
   各々が異なる軸受面を有する複数の挿入部材（７；１７）を準備しておくことでアンビル（２；１２）とハンマーヘッド（５；１５）との間の隙間（１０；０１０）の幅を調整できるようにし、前記軸受面は前記第１の軸受面および前記第２の軸受面の少なくとも一方であることを特徴とする、方法。

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