KR101626400B1

KR101626400B1 - 고로 내 장입 재료 분배 장치

Info

Publication number: KR101626400B1
Application number: KR1020127000394A
Authority: KR
Inventors: 가이 타일렌; 에밀리 로날디; 라이오넬 하우세멀; 크리스챤 비노이트 티스
Original assignee: 풀 부르스 에스.에이.
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2016-06-01
Also published as: CN201476526U; US8920710B2; MX2011013027A; TWI519751B; RU2519703C2; BRPI1011094B1; CN102449174B; TW201043897A; WO2010139761A1; LU91576B1; RU2011153771A; EP2438200B1; EP2438200A1; JP2012529002A; CN102449174A; JP5602846B2; BRPI1011094A2; KR20120034719A; CA2763119A1; US20120068392A1

Abstract

고로 내에 장입 재료를 분배하기 위한 장치(10)로서, 상기 장치는 메인 하우징(12), 분배 슈트, 서스펜션 로터(18) 및 실질적으로 수직인 회전 축선에 대해 회전가능한 조절 로터(26)를 포함한다. 상기 슈트(32)는 장입 재료의 원주방향 분배를 위해 회전하도록 서스펜션 로터(18)에 매달리고, 장입 재료의 반경방향 분배를 위한 상기 조절 로터(26)를 통하여 배향 조절이 가능하다. 차동 기어(72)는 상기 서스펜션 로터(18)와 상기 조절 로터(26)를 상호연결하고, 조절 구동기(80)가 조절 로터에 차동 회전을 부여하지 않는 경우, 주 회전 구동기(60)에 의해 상기 서스펜션 로터에 부여되는 회전 속도와 동일한 회전 속도를 상기 조절 로터에 전달하도록 구성된다. 본 발명에 따르면, 상기 장치는:
상기 메인 하우징(12)에 배열되고, 메인 하우징(12)내로 돌출되어 상기 서스펜션 로터(18)의 제 1 기어 링(64)과 맞물리는 기어휠(62)에 연결되는 제 1 출력 축(54)에 상기 주 회전 구동기(60)를 연결하는 기어 기구(52)를 둘러싸는 제 1 기어 케이싱(50);
상기 메인 하우징(12)에 배열되고, 상기 메인 하우징(12) 내로 돌출되어 상기 조절 로터(26)의 제 2 기어 링(84)과 맞물리는 기어휠(82)에 연결되는 제 2 출력 축(74)에 상기 조절 구동기(80)를 연결하는 상기 차동 기어(72)를 둘러싸는 제 2 기어 케이싱(70); 및
보상 커플링(92, 94, 95, 192)이 구비되고, 상기 제 2 기어 케이싱(70) 내의 차동 기어(72)를 상기 제 1 기어 케이싱(50) 내의 기어 기구(52)로 연결하는 축 배열(90; 190)을 포함한다.

Description

고로 내 장입 재료 분배 장치{DEVICE FOR DISTRIBUTING CHARGE MATERIAL INTO A SHAFT FURNACE}

본 발명은 고로용 장입 설비에 관한 것이며, 특히 노 내로 장입 재료의 원주방향 및 반경방향 분배를 위한 슈트가 구비된 분배 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 이러한 타입의 장치에 있어서 슈트를 작동시키기 위한 구동 시스템에 관한 것이다.

고로 내 장입 재료 분배 장치는 미국특허 제3,693,812호에 공지되어 있다. 미국 특허 제3,693,812호에 따른 장치는 실질적으로 수직인 회전 축선 (통상적으로는 노 축선에 해당) 에 대해 회전가능하도록 메인 하우징 내에 지지되는 서스펜션 로터와 슈트 조절 로터를 갖는다. 통상적인 방식에 있어서, 상기 슈트는 서스펜션 로터에 매달려, 장입 재료의 원주 방향 분배를 위해 서스펜션 로터와 함께 회전한다. 또한, 미국 특허 제3,693,812호에 따른 장치에 있어서, 슈트는 장입 재료의 반경 방향 분배를 위해 실질적으로 수평인 축선에 대해 피벗 조절가능하도록 매달린다. 상기 서스펜션 로터 및 조절 로터는 주 회전 구동기, 즉 전기 모터와 조절 구동기, 즉 전기 모터가 구비된 차동 구동기에 의해 구동된다. 조절 구동기는 서스펜션 로터와 조절 로터 사이의 차동 회전을 가능하게 한다. 미국 특허 제3,693,812호에 따른 장치에 있어서, 슈트의 조절을 위해 피벗팅 기구가 구비된다. 슈트에 연결되어 조절 로터에 의해 작동되는 이러한 기구는, 차동 회전으로 인한 서스펜션 로터와 조절 로터 사이의 각도 변위의 편차를 피벗 위치, 즉 두 제한 위치 사이의 슈트의 틸트각의 편차로 변환한다.

미국 특허 제3,693,812호에 따른 장입 재료 분배 장치에는, 첨부된 도 1 에 나타나 있는 바와 같이 2 개의 로터를 구동하기 위한 컴팩트 구동 유닛이 구비된다. 이 유닛은 로터와 슈트를 지지하는 메인 하우징의 상단에 배열되는 기어 케이싱 (1) 내에 둘러싸인다. 상기 기어 케이싱 (1) 은 주 입력 축 (2); 제 2 입력 축 (3); 제 1 출력 축 (4) (이하, 회전 축이라 함); 및 제 2 출력 축 (5) (이하, 조절 축이라 함) 을 갖는다. 주 입력 축 (2) 은 주 회전 구동기 (6) 에 의해 구동된다. 기어 케이싱 내부에서, 감속 기구 (7) 는 주 입력 축 (2) 을 회전 축 (4) 에 연결하여, 서스펜션 로터의 기어 링과 맞물리는 기어휠이 구비되는 메인 하우징 내부에 수직으로 연장된다. 조절 축 (5) 은 또한 조절 로터의 기어 링과 맞물리는 기어휠이 구비되는 메인 하우징 내부에 수직으로 연장된다. 구동 유닛의 기어 케이싱 내부에서, 회전 축 (4) 및 조절 축 (5) 은 유성(epicyclic) 차동 기어, 즉 태양-유성 기어 트레인 (8) 에 의해 상호 연결된다. 태양-유성 기어 트레인은 주로 회전 축 (4) 상에서 기어휠과 맞물리는 외부 치차를 갖는 수평 고리 (링 기어); 제 2 입력 축 (3) 과 연결되는 태양 기어; 고리의 내부 치차 및 태양 기어와 맞물리는 적어도 2 개의 유성 기어를 갖는 유성 기어 캐리어를 포함한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 유성 기어 캐리어는 중간 기어를 통하여 조절 축 (5) 을 구동한다.

이러한 도 1 의 태양-유성 기어 트레인 (8) 은 미국특허 제3,693,812호에 따른 회전가능하고 피벗가능한 슈트의 분배 장치의 본질적인 요소인 차동 기구를 형성한다. 차동 기구 (8) 는, 제 2 입력 축 (3) 이 고정되어 있는 경우, 즉 제 2 입력 축 (3) 에 연결된 조절 구동기 (9) 가 멈춰있는 경우, 회전 축 (4) 과 조절 축 (5) 이 동기화되어 회전하도록, 즉 주 회전 구동기 (6) 에 의해 부여되는 회전 속도와 동일한 회전 속도를 갖도록 치수가 정해진다. 차동 기구 (8) 에 의하여, 조절 구동기 (9) 는 회전 축 (4) 의 회전 속도보다 더 빠르게 및 더 느리게 조절 축 (5) 을 구동함으로써, 서스펜션 로터와 조절 로터 사이의 상대적인, 즉 차동 회전을 만들어낸다. 상기 피벗팅 기구 (도 1 에서는 도시생략) 는 그러한 차동 회전을 슈트 (도 1 에서 도시생략) 의 피벗팅 운동으로 변환한다.

차동 구동 시스템을 갖는 분배 장치는 산업계에서 매우 성공적인 것으로 입증되어왔다. 하지만, 이해될 수 있는 바와 같이, 케이싱 (1) 내의 기어 요소, 특히 태양-유성 기어 트레인 (8) 의 적절한 작동은 케이싱 (1) 의 고정밀 제조를 요한다. 사실, 다양한 회전 축선: 주 입력 축 (2) 의 축선 (A2); 유성 차동 기어 (8) 의 주 축선과 일치하는 제 2 입력 축 (3) 의 축선 (A3); 제 1 및 제 2 출력 축 (4, 5) 의 각 축선 (A4, A5); 및 감속 기어 (7) 의 축선 (A7) 은 모두 기어의 최소 마모를 보장하기 위하여, 가능한 정밀하게, 그들 사이에 적절한 거리를 두고 평행하게 이격되어 있어야 한다. 따라서, 구동 유닛의 제조는, 특히 케이싱 (1) 의 고정밀 가공으로 인하여, 차동 기구 (8) 의 이른 마모의 위험을 피하기 위해, 튼튼하고 이에 따라 상대적으로 비싼 구성이 되어, 상대적으로 비싸지는 경향이 있다. 하지만, 통상적으로 고정밀 드릴링 작업 및 다른 고정밀 제조 공정은, 다양한 축선 (A2, A3, A4, A5 및 A7) 을 규정하는 베어링 위치 및 방향에 관하여, 여전히 사소한 부정확함을 도입할 수 있어, 비용 최적인 방식에서 마모가 최소화될 수 없다. 또한, 경험상으로, 유성 차동 기구 (8) 의 고장은, 이러한 고장의 경우가 거의 없다고 해도, 구동 시스템의 정지(outage) 의 주요 원인 중 하나가 된다.

상기의 관점에서, 본 발명의 제 1 목적은 구동 시스템 요소, 특히 차동 기어의 이른 마모의 위험을 증가시키지 않으면서, 제조 정확도를 덜 엄격하게 고려하는 요구조건으로 설계되는 차동 구동 시스템을 갖는, 고로 내 장입 재료 분배 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1 에 청구된 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 고로 내 장입 재료 분배 장치는 메인 하우징, 분배 슈트, 서스펜션 로터 및 조절 로터를 포함한다. 서스펜션 로터와 조절 로터는 모두 실질적으로 수직인 회전 축선, 통상적으로는 고로의 노 축선에 대해 회전 가능하도록 메인 하우징 내에 장착되고, 로터를 구동하기 위한 기어 링을 갖는다. 또한, 공지된 방법으로, 상기 분배 슈트는 장입 재료의 원주방향 분배를 위해 회전하도록 서스펜션 로터에 매달리는 한편, 서스펜션 로터에 대한 배향 조절이 가능하며, 특히 실질적으로 수평인 피벗팅 축선에 대해 피벗 조절 가능하다. 장입 재료의 반경방향 분배에 대한 조절은 서스펜션 로터에 대한 조절 로터의 차동 회전에 의해 이루어진다. 따라서, 핵심 요소 중 하나로서, 상기 장치는 상기 서스펜션 로터에 대한 조절 로터의 차동 및, 동기화 회전을 가능하게 하도록, 상기 서스펜션 로터와 조절 로터를 상호 연결하는 차동 기구, 보다 구체적으로는 차동 기어를 갖는다. 상기 로터들을 작동시키기 위해, 상기 장치는 상기 서스펜션 로터에 회전을 부여하기 위하여 서스펜션 로터에 연결되는 주 회전 구동기, 특히 전기 모터와, 상기 조절 로터에 차동 회전을 부여하기 위한 조절 구동기, 특히 전기 모터를 포함한다.

상기 차동 기구는 두 구동기, 즉 회전 구동기 및 조절 구동기를 조절 로터에 연결한다. 보다 구체적으로, 상기 차동 기구는 회전 구동기의 작동에 따라 상기 조절 로터와 서스펜션 로터를 동기화 회전시키도록 구성되며, 조절 구동기의 작동에 의해 비동기화 회전도 가능하다. 다시 말해, 상기 차동 기구는 상기 서스펜션 로터에 대해 상기 조절 로터를 비동기화 회전시키기 위해 조절 구동기가 차동 회전을 부여하지 않는 경우, 상기 주 회전 구동기에 의해 상기 서스펜션 로터에 부여되는 회전 속도와 동일한 회전 속도를 상기 조절 로터에 전달한다.

본 발명에 따르면, 또는 제 1 목적을 달성하기 위하여, 상기 장치는 추가로,

- 상기 메인 하우징에 배열되고, 제 1 출력 축, 즉 메인 하우징 내로 돌출되어 상기 서스펜션 로터의 기어 링과 맞물리는 기어휠에 연결되는 축에 연결되는 기어 기구를 둘러싸는 제 1 기어 케이싱;

상기 메인 하우징에 배열되고, 제 2 출력 축, 즉 메인 하우징 내로 돌출되어 상기 조절 로터의 기어 링과 맞물리는 기어휠에 연결되는 축에 연결되는 상기 차동 기어를 둘러싸는 제 2 기어 케이싱; 및

보상 커플링 (항복 커플링이라고도 함) 이 구비되고, 상기 제 2 기어 케이싱 내의 차동 기어를 상기 제 1 기어 케이싱 내의 기어 로 연결하는 축 배열을 포함한다.

2 개의 별도의 기어 케이싱은, 두 그룹의 기어 요소: 다시 말해, 차동 기어에 요구되는 것, 즉 주 구동기로부터 조절 로터로의 차동 토크 전달, 및 주 회전 구동기로부터 서스펜션 로터로의 직접 토크 전달을 위해 요구되는 것 사이의 독립적인 위치 및 병렬을 가능하게 하는 독립적인 고정 장착 프레임워크를 형성한다. 따라서, 제 2 케이싱은 그러한 축들만을 포함하여, 상기 차동 기어, 및 상기 축 배열을 상기 차동 기어에 연결하기 위한 단일 축선에 대해 필요한 최소 축선을 적절히 위치 및 배향하기만 하면 되며, 이에 의해 상기 차동 기구의 내구성(durability) 에 영향을 줄 수 있는 정렬 불일치 또는 위치 어긋남의 잠재적인 원인을 저감시킨다. 제안된 설계는 (상기 로터 측의) 제 1 및 제 2 출력 축 사이, 및 (상기 구동기 측의) 제 1 및 제 2 입력 축 사이의 사소한 비-병렬 또는 위치 부정확성이 마모(wear-off)를 증가시킬 가능성을 차단한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 제안된 구성은 특히 그러한 비-병렬 또는 위치 부정확성이 상기 차동 기구의 점검-수명을 감소시킬 가능성을 차단한다.

공지된 바와 같이, 보상 커플링 (항복 커플링이라도고 함) 은 부품들 사이의 토크 전달 동안 연결하는 부품들 사이의 움직임 또는 영구적인 불일치를 허용하기 위한 수단을 갖는 커플링이다. 본 명세서에서, 보상 커플링이라는 표현은 플렉서블 커플링 뿐만 아니라 유니버셜 조인트에 기초한 커플링을 포함하는 의미이며, 두 가지 의미 모두 매뉴얼인 "Mechanical Design of Machine Elements and Machines" (J. A. Collins et al (저자) John Wiley and Sons (출판사: ISBN 9780470413036) 에 공지되어 있다. 따라서, 보상 커플링, 즉 연결하는 축들 사이의 반경방향, 축선방향 및/또는 각도의 불일치를 보상하도록 구성되는 커플링에 의해, 토크를 전달하는 동안, 상기 2 개의 그룹의 기어 요소 사이의 정렬 불일치 및 부적절한 위치에 대한 추가적인 허용성이 생긴다. 원칙적으로, 어떠한 적절한 형태의 보상 커플링 (독일어로는 "Ausgleichskupplung" 또는 "bewegliche Kupplung" 이라고 함) 도 이러한 효과에 사용될 수 있으며, 특히 비틀림 강성이지만, 반경방향, 축선방향 및/또는 각도 방향으로 플렉서블한 커플링이 사용될 수 있다. 예로서는, 부시-핀(bushed-pin) 타입 커플링; 카르단 커플링과 같은 유니버셜 커플링; 올드햄(Oldham) 커플링; 벨로우즈(bellows) 커플링; 조(jaw) 커플링; 전자기(electro-magnetic) 커플링 등이 있다. 상기 커플링은, 클러치와는 대조적으로, 작업 동안 비접촉인 타입의 커플링, 즉 "영구(permanent) 커플링" 이다. 다시 말해, 상기 커플링은, 토크가 전달될 때 풀릴 수 없으며, 이는 시스템 안전 및 신뢰도에 있어 이점이 된다. 비틀림 강성 플렉서블 커플링의 특히 바람직한 예로서는 플렉서블 디스크 커플링 (독일어로는 "Federscheibenkupplung") 또는 기어 커플링, 특히 곡선 치차(curved teeth)를 갖는 기어 커플링 (독일어로는 "Bogenzahnkupplung") 이 있다. 바람직하게는, 반경방향, 축선방향 및 각도 방향으로 플렉서블한 커플링, 즉 세 방향 모두의 불일치에 관하여 허용 오차를 제공하는 커플링이 사용된다.

구성을 용이하게 하기 위하여, 상기 축 배열은 상기 기어 기구에 연결되고 제 1 기어 케이싱으로부터 측방향으로 돌출되는 제 1 연결 축과, 상기 차동 기어에 연결되어 상기 제 2 기어 케이싱으로부터 측방향으로 돌출되는 제 2 연결 축을 포함한다. 유지보수를 용이하게 하기 위하여, 상기 보상 커플링은 제 1 기어 케이싱과 제 2 기어 케이싱 사이에 배열되어, 제 1 연결 축과 제 2 연결 축을 연결하는 것이 유리하다. 후자의 측정과 조합하여, 상기 연결 축은 상기 케이싱의 측벽에 장착된 롤러 베어링 쌍을 통하여 각각의 기어 케이싱에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.

개별 케이싱의 위치 및 배양이 비결정적(non-critical)인 경우, 상기 케이싱 사이의 연결 축은 실질적으로 정렬되고, 이 경우, 상기 보상 커플링은 충분한 허용오차를 제공하는 비용-효율적인 올드햄 커플링 또는 조 커플링일 수 있다. 하지만, 개별 케이싱의 위치 및 배향에 관한 추가적인 유연성이 요구되는 경우에는, 상기 보상 커플링은 자기활동성(homokinetic) 유니버셜 조인트 배열, 특히 자기활동성 트랜스미션이 가능한 2 개의 이중 카르단 조인트를 포함하는 이중 카르단 축인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 길이 보상을 갖는 이중 카르단 축, 예컨대, 길이-연장가능 중간 축을 갖능 이중 카르단 축이 추가적인 위치 허용오차를 제공하기 위해 사용된다. 구성을 용이하게 하고 상기 이중 카르단 축의 설치에 관한 추가적인 요구조건을 회피하기 위하여, 상기 2 개의 카르단 조인트 각각은 중심 이중 카르단 조인트(centered double Cardan joint)인 것이 바람직하다.

상기 주 회전 구동기 및 조절 구동기가 다른 방식으로, 예컨대 둘 모두 제 2 기어 케이싱 상에 배열되는데 반해, 상기 주 회전 구동기는 제 1 기어 케이싱에 의해 지지된다. 그러한 경우, 상기 주 구동기는, 서스펜션 로터를 회전시키기 위해 상기 기어 기구를 통하여 상기 제 1 출력 축에 연결되는 한편, 상기 조절 로터와 동기화 회전을 위해 상기 기어 기구, 축 배열에 의해, 또한 상기 차동 기어에 의해 추가로 연결된다. 결과적으로, 상기 조절 구동기는 나머지, 즉 제 2 기어 케이싱에 의해 지지되고, 서스펜션 로터에 대하여 차동, 즉 비동기화 회전을 상기 조절 로터에 부여하기 위하여, 차동 기어를 통하여 제 2 출력 축에 연결된다.

상기 축 배열은, 예컨대, 각각의 베벨 기어 쌍에 의하여, 제 1 케이싱에서 상기 기어 기구에 연결되고, 별도의 제 2 케이싱에서 차동 기어에 연결될 수 있다. 상기 서스펜션 로터 및 조절 로터에 대한 각각의 출력 축은 축선방향으로 이격된 롤러 베어링 쌍에 의해 제 1 및 제 2 케이싱에 각각 지지될 수 있다.

실제 유용하다고 입증된 구성에 있어서, 상기 차동 기구는 태양-유성 기어 트레인과, 바람직하게는 상기 조절 구동기에 연결된 태양 기어, 상기 제 2 출력 축에 고정된 유성 기어 캐리어, 및 축 배열을 통하여 상기 보상 커플링과 함께 주 회전 구동기에 연결되는 고리를 포함한다. 다른 실시형태가 배제되는 것은 아니지만, 상기 구동 시스템은 통상적으로 분배 슈트를 조절 로터에 연결하는 피벗팅 장치를 포함한다. 상기 피벗팅 장치는 바람직하게는, 상기 서스펜션 로터에 대한 슈트의 경사각을 조절하기 위하여, 상기 서스펜션 로터에 대한 조절 로터의 차동 회전을, 실질적으로 수평인 피벗팅 축선에 대해 상기 슈트의 피벗 위치의 오차로 변환하도록 구성된다.

이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명은, 고로 장입 설비, 특히 용광로 상단 장입 설비의 설치 및 업그레이드 목적으로 산업상 이용가능하다.

본 발명의 추가적인 세부사항 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이고, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 은 종래 기술인 미국특허 제3,693,812호에 따른, 고로 내 장입 재료 분배 장치의 컴팩트 구동 유닛의 수직 단면도이다.
도 2 는 구동 시스템의 제 1 실시형태가 구비된 분배 장치를 나타내는 개략적인 수직 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 구동 시스템을 더욱 상세히 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 4 는 도 2 에 따른 분배 장치 설치용 구동 시스템의 제 2 실시형태를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

도면에 있어서, 동일한 도면부호는 동일하거나 유사한 부분을 나타내며, 백단위로 증가하는 도면부호는 구조적으로 다른 실시형태에 있어서 기능적으로 유사한 부분을 나타낸다.

도 2 는 고로 내 벌크 장입 재료 ("장입물") 를, 특히 용광로의 스톡라인 상으로 분배하기 위한 장치 (10) 를 나타낸다. 상기 장치 (10) 는 장입 설비의 일부로서 설계되며, 그 전체가 도시되어 있지는 않다. 상기 장치는, 노의 목부에 배열되고 수직 이송 채널 (16) 을 한정하는 고정 이송 스파우트 (14) 를 포함하는 메인 하우징 (12) 을 포함한다. 서스펜션 로터 (18) 는, 실질적으로 수직인 회전 축선에 대해 회전가능하도록, 제 1 대직경 환형 롤러 베어링 (20) 에 의해 메인 하우징 (12) 내부에 매달린다. 서스펜션 로터 (18) 는 일반적으로 하부에, 메인 하우징 (12) 의 내부와 노의 내부 사이에 스크린을 형성하는 디스크형 수평 보호 플랜지 (24) 가 구비된 원통형 몸체를 포함한다. 제 2 로터 (이하, 조절 로터 (26) 라 함) 는 서스펜션 로터 (18) 를 둘러싸고, 제 2 대직경 환형 롤러 베어링 (28) 에 의해 메인 하우징 (12) 내부에 매달리며, 조절 로터 (26) 의 회전 축선이 서스펜션 로터 (18) 의 회전 축선과 실질적으로 동축선이 되도록 배열된다.

도면부호 "32" 는 이송 채널 (16) 을 통하여 이송되는 벌크 재료용 분배 슈트를 나타낸다. 상기 슈트 (32) 는 2 개의 측방향 서스펜션 아암 (34, 34') 을 포함하며, 이에 의해 서스펜션 로터 (18) 에 매달린다. 조절 로터 (26) 에 의해 작동되는 피벗팅 장치는 서스펜션 로터 (18) 에 대한 슈트 (32) 의 배향, 보다 구체적으로는 실질적으로 수평인 축선에 대해 상기 슈트의 피벗 위치 또는 틸트각을 조절한다. 이러한 효과를 위하여, 상기 피벗팅 장치는 상기 분배 슈트 (32) 를 조절 로터 (26) 에 연결하여, 조절 로터 (26) 의 차동 회전을 상기 슈트 (32) 의 피벗 위치의 편차로 변환한다. 도시된 장치 (10) 에 있어서, 상기 피벗팅 장치는, 상기 슈트 (32) 의 각 서스펜션 아암 (34, 34') 에 대하여, 서스펜션 로터 (18) 상에서 직경방향으로 반대 위치에 있는 피벗팅 기구 (36, 36') 를 포함한다. 각각의 피벗팅 기구 (36, 36') 는 각각 수직인 입력 축 (38, 38'), 중간 기어 시스템 및 수평인 서스펜션 트러니언 (44, 44') 을 갖는다. 입력 축 (38, 38') 은 로터 (18, 26) 모두의 회전 축선에 평행이며, 조절 로터 (26) 의 하부 기어 링 (42) 과 맞물리는 기어휠 (40, 40') 에 연결된다. 각각의 기어 시스템은 각 입력 축 (38, 38') 의 회전을 각 서스펜션 트러니언 (44, 44') 의 회전으로 변환한다. 이하 언급되는 바와 같이, 두 피벗팅 기구 (36, 36') 모두는 분배 슈트 (32) 의 중앙 평면에 대해 대칭이며, 즉, 조절 로터 (26) 의 하부 기어 링 (42) 에 의해 입력 축 (38, 38') 의 회전은, 서스펜션 트러니언 (44, 44') 의 (중앙 평면으로부터 보았을 때) 반대편의 회전을 일으켜, 슈트 (32) 를 피벗시킨다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 측방향 서스펜션 아암 (34, 34') 은 서스펜션 트러니언 (44, 44') 에 장착되어, 슈트 (32) 에 대해 실질적으로 수평인 피벗 축선을 한정한다.

이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 상기의 피벗팅 기구에 적용하는 것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 서스펜션 로터 (18) 에 대한 슈트 (32) 의 위치를 조절하기 위하여 다양한 다른 조절 가능한 기구를 갖는 실시예에 적용될 수 있다. 예컨대, 미국특허 제4,941,792호는 2 개의 서스펜션 트러니언을 상기 조절 로터 (26) 에 연결하는 분기된(forked) 피벗팅 레버를 갖는 피벗팅 기구로서, 각각 2 개의 슈트 트러니언 중 하나에 고정되는 치차 섹터와 협동하는 환형 치차 세그먼트를 개시하고 있다. 한편, 미국특허 제5,002,806호는 구형 조인트를 갖는 로드 링크 장치에 의해 슈트 트러니언중 하나 상의 크랭크에 조절 로터 (26) 를 연결하는 방법을 제안한다. 상기 조절 기구는 서스펜션 로터 (18) 에 대한 조절 로터 (26) 의 차동 회전을, 슈트 (32) 의 틸트각의 편차로 변환하지만, 다른 조절 가능성이 배제되는 것은 아니다. 추가적인 대안에 있어서, 슈트는 피벗가능한 슈트가 아니고, 노 중심 축선에 대하여 서스펜션 로터와 함께 일체로 형성되어 회전하는 상부 부분, 및 중심 축선으로부터 측방향으로 오프셋된 제 2 수직 회전 축선에 대해 회전하는 하부 슈트 부분을 갖는 일종의 2 피스 슈트이다. 그러한 분배 장치 및 오프셋 하부 슈트 작동용 대응 조절 기구의 예가 일본특허출원 JP 63 096205호, JP 02 022409호, 또는 소비에트 연방 발명자증(Soviet Union Inventor's Certificate) SU 1669988호에 개시되어 있다.

도 2 에 있어서, 도면부호 "50"은 메인 하우징 (12) 의 상단에 배열된 제 1 기어 케이싱을 나타낸다. 제 1 기어 케이싱 (50) 은 기어 기구 (52) 를 포함하며, 고정된 프레임워크를 갖는 기어 기구 (52) 를 제공한다. 기어 기구 (52) 는 기어 케이싱 (50) 으로부터 메인 하우징 (12) 내로 하부로 돌출되는 실질적으로 수직인 제 1 출력 축 (54) 에 연결된다. 기어 기구 (52) 는 출력 축 (54) 에 대해 직각으로 제 1 기어 케이싱 (50) 으로부터 측방향으로 돌출되는 수평인 제 1 연결 축 (56) 에 제 1 출력 축 (54) 을 연결한다. 또한, 기어 기구 (52) 는 상기 출력 축 (54) 을 제 1 케이싱 (50) 상에 지지되는 주 회전 구동기 (60), 바람직하게는 전기 모터에 연결하며, 유압 또는 공압 구동기와 같은 다른 구동기가 배제되는 것은 아니다. 상기 출력 축 (54) 의 하부 단부에는 서스펜션 로터 (18) 상에서 제 1 기어 링 (64) 과 맞물리는 기어 휠 (62) 이 구비된다. 따라서, 상기 출력 축 (54) 은 구동 축으로서 작용하여, 주 회전 구동기 (60) 로부터의 토크를, 기어 기구 (52) 를 통하여 서스펜션 로터 (18) 에 전달한다.

도 2 에 있어서, 도면부호 "70" 은 메인 하우징 (12) 의 상단에 배열된 별도의 제 2 기어 케이싱을 나타낸다. 이러한 제 2 기어 케이싱 (70) 은 차동 기구, 특히 차동 기어 (72) 를 포함하며, 차동 기어 (72) 의 고정 프레임워크를 형성한다. 차동 기어 (72) (이하, 차동 기구 (72) 라고 함) 는 실질적으로 수직인 제 2 출력 축 (74) 을 실질저그로 수평인 제 2 연결 축 (76) 에 연결하며, 제 1 기어 케이싱 (50) 의 측부에서 제 2 기어 케이싱 (70) 으로부터 측방향으로 돌출된다. 또한, 상기 차동 기구는 제 2 기어 케이싱 (70) 상에 개별적으로 지지되는 조절 구동기 (80) 에 제 2 출력 축 (74) 을 연결한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 제 2 기어 케이싱 (70) 으로부터 메인 하우징 (12) 내로 돌출되는 제 2 출력 축 (74) 은 상기 제 2 케이싱 (70) 에 의해 지지되고, 제 1 출력 축 (54) 과는 독립적이다. 상기 출력 축 (74) 의 하부 단부는 하부 기어 링 (42) 상부에서, 조절 로터 (26) 의 상부 영역에 고정되는 제 2 기어 링 (84) 과 맞물리는 기어휠 (82) 을 포함한다. 따라서, 조절 구동기 (80) 는 차동 기구 (72) 를 통하여 조절 로터 (26) 에 연결되어, 조절 로터 (26) 의 차동 회전을 부여한다.

도 2 에 추가로 도시된 바와 같이, 축 배열 (90) 은 제 2 기어 케이싱 (70) 내부에 위치한 차동 기구 (72) 를 제 1 기어 케이싱 (50) 내부에 위치한 기어 기구 (52) 에 연결한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 축 배열 (90) 에는, 제 1 연결 축 (56) 과 제 2 연결 축 (76) 사이의 반경방향, 축선방향 및 각도방향의 불일치를 보상하도록 구성되는 적절한 타입의 보상 커플링이 구비된다. 예컨대, 도 2 에 개략적으로 도시된 실시형태에 있어서, 축 배열 (90) 은 자기활동성 유니버셜 조인트 배열, 특히 보상 커플링을 형성하기 위해, 2 개의 카르단 조인트 (92, 94) 를 갖는 이중 카르단 축을 포함하며, 상기 보상 커플링은 어떤 적절한 타입이라도 좋지만, 비틀림 강성인 보상 커플링인 것이 바람직하다.

도 3 은 도 2 의 구동 시스템을 더욱 상세하게 나타낸다. 제 1 출력 축 (54) 은 제 1 케이싱 (50) 내의 구멍(bore) 내에 장착되는 축선방향으로 이격된 롤러 베어링 쌍에 의해, 제 1 기어 케이싱 (50) 에 의해 지지된다. 상기 제 1 출력 축 (54) 은 보조 축 (104) 에 의해 지탱되는 하부 소직경 기어휠 (102) 과 맞물리는 대직경 기어휠 (98) 을 지탱한다. 보조 축 (104) 은 주 구동 모터 (60) 의 구동 축 (110) 상에서 기어휠 (108) 과 맞물리는 상부 소직경 기어휠 (106) 을 지탱한다. 보조 축 (104) 은 또한 축선방향으로 이격된 롤러 베어링 (112) 의 쌍에 의해 제 1 케이싱 (50) 에 의해 지지된다. 제 1 케이싱 (50) 내의 기어 기구 (52) 는 보조 축 (104) 을 축 배열 (90) 의 제 1 연결 축 (56) 에 연결하는 베벨 기어 쌍을 추가로 포함한다. 상기 베벨 기어 쌍은 보조 축 (104) 에 고정되는 대직경의 제 1 베벨 기어 (114), 및 제 1 연결 축 (56) 에 고정되고 제 1 베벨 기어 (114) 와 맞물리는 제 2 베벨 기어 (116) 에 의해 형성된다. 도 3 에 추가로 도시된 바와 같이, 제 1 연결 축 (56) 은, 일반적으로 제 2 케이싱 (70) 을 향하는 제 1 케이싱 (50) 의 측벽 상의 구멍 내에 장착되는 롤러 베어링 (118) 쌍을 통하여 회전가능하도록 지지된다. 이에 의해 제 1 케이싱 (50) 은, 주 회전 구동기 (60) 를, 한편으로는 슈트 (32) 에 회전을 부여하기 위하여 서스펜션 로터 (18) 상의 제 1 기어 링에 연결하고, 다른 한편으로는 축 배열 (90) 에 연결하여, 이하에 설명하는 바와 같이, 주 회전 구동기 (60) 를 상기 차동 기구 (72) 에 연결한다.

도 3 에 추가로 도시된 바와 같이, 제 2 기어 케이싱 (70) 은 차동 기구 (72), 보다 구체적으로는 유성의 태양-유성 기어 기구 ("유성 기어"라고도 함) 를 포함한다. 유성의 차동 기구 (72) 는 이에 의해, 태양 기어 (120), 유성 기어 캐리어 (122) 및 고리 (124) 를 포함한다. 유성 기어 캐리어 (122) 는 태양 기어 (120) 및 고리 (124) 의 내부 기어링과 맞물리는 적어도 2 개의 유성 기어를 지탱하여, 태양 기어 (120) 와 고리 (124) 의 공통의 중심 축선에 대해 회전하여 유성 기어 캐리어 (122) 를 구동한다. 태양 기어 (120) 는 감속 기어 (130) 를 통하여 조절 모터 (80) 에 의해 구동되는 보조 축 (128) 에 고정되며 (도 3 에 개략적으로만 도시되어 있음), 조절 모터 (80) 의 구동 축 (132) 을 보조 축 (128) 에 연결한다. 도 3 에 추가로 도시된 바와 같이, 유성 기어 캐리어 (122) 는 제 2 출력 축 (74) 의 상부 단부에 고정된다. 이후 고리 (124) 에는 제 2 연결 축 (76) 에 고정된 베벨 기어 (136) 와 맞물리는 원주상의 베벨 기어링 (134) 이 구비되어, 축 배열 (90), 및 이에 따른 주 회전 구동기 (60) 를 유성의 태양-유성 기어 기구 (72) 에 연결하는 베벨 기어 쌍을 형성한다. 제 1 케이싱 (50) 의 제 1 연결 축 (56) 과 유사하게, 제 2 연결 축 (76) 은, 일반적으로 제 1 케이싱 (50) 을 향하는 제 2 케이싱 (70) 의 측벽에 장착된 롤러 베어링 (138) 의 쌍을 통하여 제 2 케이싱 (70) 에 의해 회전가능하도록 지지된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 2 출력 축 (74) 은 제 2 케이싱 (70) 내의 구멍 내에 장착된 축선방향으로 이격된 롤러 베어링 (142) 쌍을 통하여 별도의 제 2 기어 케이싱 (70) 에 의해 회전가능하도록 지지된다. 보조 축 (128) 은 제 2 케이싱 (70) 내의 구멍 내에 장착되는 부싱 (144) 내부에 장착된 롤러 베어링에 의해 지지된다. 제 2 케이싱 (70) 은 또한 상기 부싱 (144) 상에 외측방향으로 장착된 롤러 베어링 쌍에 의해 상기 고리를 지지한다.

제 2 기어 케이싱 (70) 내의 차동 태양-유성 기어 기구 (72) 는, 보조 축 (128), 즉 조절 구동기 (80) 의 구동 축이 회전하지 않는 경우, 즉 조절 구동기 (80) 가 멈춰있는 경우 (N3 = 0), 기어 기구 (52) 를 통하여 주 회전 구동기 (60) 에 의해 부여되는 제 1 출력 축 (54) 의 회전 속도 (N1), 및 제 2 출력 축 (74) 의 회전 속도 (N2) 가 동일하도록 치수가 정해진다. 다시 말해, 상기 차동 기구 (72) 는 조절 구동기 (80) 가 서스펜션 로터 (18) 에 대한 조절 로터 (26) 의 차동 회전을 부여하지 않는 경우, 주 회전 구동기 (60) 에 의해 서스펜션 로터 (18) 에 부여되는 회전 속도와 동일한 회전 속도를 상기 조절 로터 (26) 에 전달하도록 구성된다. 따라서, 상기 조절 구동기 (80) 는, 한편으로 보조 축 (128) 을 회전 속도 (N3) (≠ 0) 로 회전시키도록 작동되며, 제 2 출력 축 (74) 의 회전 속도 (N2) 는 제 1 출력 축 (54) 의 회전 속도 (N1) 와 보조 축 (128) 의 회전 속도 (N3) 을 더한 후 적절한 기어 비 (상기 차동 태양-유성 기어 기구 (72) 의 설계에 따른 값) 를 곱한 값에 해당한다. 한편, 조절 구동기 (80) 가 회전 속도 (N3) 로 보조 축 (128) 을 회전시키는 경우, 제 2 출력 축 (74) 의 회전 속도 (N2) 는 제 1 출력 축 (54) 의 회전 속도 (N1) 에서 회전 속도 (N3) 를 뺀 후, 적절한 기어비로 곱한 값에 해당한다. 이후, 요구에 따라 조절 구동기 (80) 를 작동시킴으로써, 상기 차동 태양-유성 기어 기구 (72) 는 서스펜션 로터 (18) 와 조절 로터 (26) 사이의 각도 변위를 증가, 감소 또는 제거하도록 한다. 따라서, 상기 차동 기구 (72) 는, 조절 로터 (26) 에 대한 서스펜션 로터 (18) 의 차동 회전이 일어나는 방식으로, 서스펜션 로터 (18) 와 조절 로터 (26) 을 상호연결한다. 한편, 차동 기구 (72) 는, 조절 구동기 (80) 의 작동 없이, 즉 조절 구동기 (80) 가 멈춰있는 경우에도 두 로터 (18, 26) 가 동일한 회전 속도를 유지하도록 한다. 상술한 바와 같은 어떠한 적절한 조절 기구라도 서스펜션 로터 (18) 와 조절 로터 (26) 사이의 각도 변위의 편차를, 슈트 (32) 의 위치, 특히 도 2 의 경우 피벗팅 위치 / 틸트각의 대응하는 편차로 변환한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 조절 구동기 (80) 의 회전 속도는 슈트 (32) 의 피벗팅 속도 조절을 결정한다. 슈트 (32) 가 (서스펜션 로터 (18) 에 대해) 제 위치에 유지되어야 하는 경우, 조절 구동기 (80) 를 멈추는 것으로 충분하다. 조절 구동기 (80) 는 전기적으로 멈출 수 있다. 조절 구동기 (80) 의 멈춤 (정지) 후, 조절 구동기 (80) 의 회전은 기계적으로, 예컨대, 감속 기어 (130) 의 자기 차단 구성에 의해 차단될 수 있다. 상기의 기능적인 설명에 있어서, 제 1 기어 링 (64) 과 기어 휠 (62) 사이의 기어비는 제 2 기어 링 (84) 과 기어휠 (82) 사이의 기어비와 동일한 것으로 가정한다. 후자의 기어비가 다른 경우, 차동 태양-유성 기어 기구 (72) 의 내부 기어비는 주 회전 구동기 (60) 의 단일 작동에 의하여 로터 (18, 26) 의 동기화 회전을 달성하도록 적절히 조절되고, 보조 구동기 (80) 의 작동에 의해 차동 회전을 허용하도록 조절된다.

이해될 수 있는 바와 같이, 축 배열 (90) 은 제 1 케이싱 (50) 으로부터 제 2 케이싱 (70) 으로, 보다 구체적으로는, 주 회전 구동기 (60) 로부터, 기어 기구 (52) 를 통하여, 별도의 제 2 케이싱 (70) 내의 차동 기구 (72) 로 토크를 전달하기 위한 기계적인 연결을 제공하여, 서스펜션 로터 (18) 과 조절 로터 (26) 의 동기화 화전을 달성한다. 연결 축 (56; 76) 외에, 한편으로 차동 기구 (72) 의 축들 (74, 128) 사이, 다른 한편으로 기어 기구 (52) 의 축들 (54, 104) 사이, 특히 제 1 출력 축 (54) 과 제 2 출력 축 (74) 사이의 정렬 및 위치에 있어서의 잠재적인 부정확성에 관한 추가적인 허용오차를 제공하기 위하여, 축 배열은 보상 커플링, 예컨대 도 3 에 도시된 바와 같은 카르단 축을 포함한다. 별도의 기어 케이싱 (50, 70) 및 보상 커플링으로 인한 추가적인 허용오차에 의해 제공되는 다른 이점은, 기어 (62, 82) 와 관련 링 기어 (64, 84) 사이의 적절한 체결을 위해, 출력 축 (54, 74) 이 로터 (18, 26) 각각의 회전 축선에 평행하게 독립적으로 장착될 수 있다는 점이다. 또한, 축 배열 (90) 은 제 2 출력 축 (74) 에 대한 제 1 출력 축 (54) 의 독립적인 위치선정을 가능하게 하고, 조절 구동기 (80) 에 대한 주 회전 구동기 (60) 의 독립적인 위치선정이 가능하도록 하여, 구조적인 공간 제약에 적응이 용이하도록 한다.

도 3 은 보상 커플링이 2 개의 카르단 조인트 (92, 94) 및 길이-연장가능 중간 축 (95) 에 의해 형성된 이중 카르단 축에 의해 형성되는 축 배열 (90) 을 나타낸다. 상기 길이-연장가능 중간 축 (95) 은, 제1 및 제 2 부분이 포지티브 끼워맞춤 연결 (positive fit connection), 예컨대 프로파일-스플라인의 (profile-splined) 제 1 부분이 제 2 부분 내의 접합 구멍을 체결하는 방식에 의해 신축가능하게 (telescopically) 연결되는 비틀림 강성인 2 피스의 축이다. 각각의 카르단 조인트 (92, 94) 는 제 1 연결 축 (56) 과 중간 축 (95) 사이, 또는 제 1 연결 축 (56) 과 중간 축 (95) 사이의 각도 불일치에 관계없이 자기활동성 트랜스미션을 유지하는 중심 이중 카르단 조인트인 것이 바람직하다. 사용된 타입의 보상 커플링에 무관하게, 상기 커플링은, 축 배열 (90) 을 통하여 균일한 토크 전달이 가능하도록 비틀림 강성이어야 한다.

도 4 는 도 2 에 따른 분배 장치 (10) 에 사용되는 대안적인 구동 시스템을 나타낸다. 도 4 에 있어서, 동일한 도면부호는 도 3 에 대하여 동일한 부분을 나타내며, 주된 차이는 다른 축 배열 (190) 을 사용한다는 점이다. 도 4 의 실시형태에 있어서, 대안적인 축 배열 (190) 은, 수평 축선에 대해 실질적으로 동축선상으로 배열되는 (정확히 동축선상으로 배열되어야 하는 것은 아님) 제 1 및 제 2 연결 축 (156, 176) 을 포함한다. 도 4 에 추가로 도시된 바와 같이, 축 배열 (190) 은 덜 비싸고, 비교적 단순한 보상 커플링 (192), 예컨대 조 커플링 또는 올드햄 커플링을 포함한다. 올드햄 커플링은 더 큰 반경방향 불일치의 조절이 가능하고, 조 커플링은 조 커플링의 허브 (193, 194) 가 중간 부분의 고장 시에 스스로 체결되기 때문에 고장이 없다(fail-safe)고 여겨진다. 둘 중 하나의 타입의 커플링에 대하여, 각각의 커플링 허브 (193, 194) 는 각 연결 축 (156, 176) 의 인접한 단부 상에 구비된다. 커플링 허브 (193, 194) 모두는 약간 탄성이 있는 중간 부분 (상세 도시 생략) (통상적으로 스파이터(spider) 또는 중간 디스크라고 함) 을, 포지티브 락킹 체결 (positive locking engagement) ("form-fit"이라고도 함) 에 의해 체결한다. 그러한 단순한 보상 커플링은, 연결축 (156, 176) 사이의 축선방향, 각도 및 반경방향 불일치의 보상 성능은 덜하지만, 그 성능은, 도 3 의 유니버셜 조인트 배열과는 반대로, 기어 케이싱 (50, 70) 의 위치 및 배향의 추가적인 자유도가 필요없는 경우, 기어 케이싱 (50, 70) 의 통상적인 제조 허용오차의 관점에서는 일반적으로 충분하다. 또한, 올드햄 또는 클로(claw) 커플링 타입의 보상 커플링 (192) 은, 기술적으로 비틀림 강성 및 자기활동성으로 선택되는 경우라도, 회전 및 피벗팅을 위한 2 개의 토크 전달 경로 사이의 특정 댐핑 수준을 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 변형례에 있어서 (상세 도시 생략), 상기 보상 커플링 (192) 은 비틀림 강성의 플렉서블 커플링이다. 특히, 플렉서블 커플링의 바람직한 실시예는 플렉서블 디스크 커플링 또는 기어 커플링이다. 플렉서블 디스크 커플링은 금속 또는 합금 재료, 통상적으로는 특수강으로 이루어진 디스크형 박층(lamellae) 등과 같은 하나 이상의 탄성 부재를 포함한다. 상기 커플링 축선에 반경방향으로 배열되고 전단하중이 가해지는(shear-loaded) 상기 탄성 부재는, 유연성(flexibility)으로 인하여, 반경방향, 축선방향 및 각도방향 허용오차를 제공한다. 추가적인 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 보상 커플링 (192) 은 이중 카르단 축이 직렬로 연결되는 2 개의 플렉서블 디스크를 포함할 수 있다. 한편, 플렉서블 기어는 외부 기어 치차를 갖는 2 개의 장착 허브와, 2 개의 허브 모두에 들어맞는 슬리브를 포함한다. 상기 슬리브는 상기 허브의 외부 치차와 체결되는 내부 치차를 갖는다. 상기 허브 상에 곡선 외부 치차를 갖는 기어 커플링의 사용은 보다 큰 각도 불일치를 허용하기에 바람직하다. 더 큰 각도 불일치 허용오차, 및 통상 충분한 축선 불일치 허용오차를 제공하는데 반해, 기어 커플링은 통상 반경방향 불일치의 관점에서는 허용오차가 작다.

10 분배 장치 12 메인 하우징
14 이송 스파우트 16 이송 채널
18 서스펜션 로터 20 롤러 베어링
24 보호 플랜지 26 조절 로터
28 롤러 베어링 32 분배 슈트
34, 34’ 서스펜션 아암 36, 36’ 피벗팅 기구
38, 38’ 입력 축 44, 44’ 서스펜션 트러니언
40, 40’ 기어휠 42 하부 기어 링
50 제 1 기어 케이싱 52 기어 기구
54 제 1 출력 축 56 제 1 연결 축
60 주 회전 구동기 62 기어휠
64 제 1 기어 링 70 제 2 기어 케이싱
72 차동 기어 74 제 2 출력 축
76 제 2 연결 축 80 조절 구동기
82 기어휠 84 제 2 기어 링
90 축 배열 92, 94 카르단 조인트
95 길이-연장가능 중간 축 96 롤러 베어링
98; 102; 106 기어휠 104 보조 축
110 구동 축 112 롤러 베어링
114 대직경 베벨 기어 116 베벨 기어
118 롤러 베어링 120 태양 기어
122 유성 기어 캐리어 124 고리
128 보조 축 130 감속 기어
132 구동 축 134 베벨 기어
136 베벨 기어 138 롤러 베어링
142 롤러 베어링 144 부싱
156; 176 연결 축(제2실시형태) 190 축 배열(제2실시형태)
192 보상 커플링 (제2실시형태)
193; 194 커플링 허브 (제2실시형태)

Claims

고로 내에 장입 재료를 분배하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
메인 하우징;
장입 재료를 분배하기 위한 분배 슈트;
수직인 회전 축선에 대해 회전가능하도록 상기 메인 하우징 내에 장착되며, 제 1 기어 링이 구비된 서스펜션 로터;
수직인 회전 축선에 대해 회전가능하도록 상기 메인 하우징 내에 장착되며, 제 2 기어 링이 구비되는 조절 로터;
상기 서스펜션 로터에 대한 상기 조절 로터의 차동 회전이 가능하도록 상기 서스펜션 로터와 상기 조절 로터를 상호연결하는 차동 기어;
상기 서스펜션 로터에 회전을 부여하기 위해 상기 서스펜션 로터에 연결되고, 상기 조절 로터에 회전을 부여하기 위해 상기 차동 기어를 통하여 상기 조절 로터에 연결되는 주 회전 구동기;
상기 서스펜션 로터에 대해 상기 조절 로터에 차동 회전을 부여하기 위하여, 상기 차동 기어를 통하여 상기 조절 로터에 연결되는 조절 구동기; 를 포함하며,
상기 분배 슈트는 장입 재료의 원주방향 분배를 위해 회전하도록 서스펜션 로터에 매달리고, 장입 재료의 반경방향 분배를 위한 상기 조절 로터를 통하여 상기 서스펜션 로터에 대한 배향 조절이 가능하고,
상기 차동 기어는, 상기 조절 구동기가, 상기 차동 기어를 통하여, 상기 서스펜션 로터에 대해 상기 조절 로터에 차동 회전을 부여하지 않는 경우, 상기 주 회전 구동기에 의해 상기 서스펜션 로터에 부여되는 회전 속도와 동일한 회전 속도를 상기 조절 로터에 전달하도록 구성되며;
상기 메인 하우징에 배열되고, 메인 하우징 내로 돌출되어 상기 서스펜션 로터의 기어 링과 맞물리는 기어휠에 연결되는 제 1 출력 축에 상기 주 회전 구동기를 연결하는 기어 기구를 둘러싸는 제 1 기어 케이싱;
상기 메인 하우징에 배열되고, 상기 메인 하우징 내로 돌출되어 상기 조절 로터의 기어 링과 맞물리는 기어휠에 연결되는 제 2 출력 축에 상기 조절 구동기를 연결하는 상기 차동 기어를 둘러싸는 제 2 기어 케이싱; 및
보상 커플링이 구비되고, 상기 제 2 기어 케이싱 내의 차동 기어를 상기 제 1 기어 케이싱 내의 기어 기구로 연결하는 축 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 보상 커플링은 비틀림 강성 플렉서블 커플링인 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 플렉서블 커플링은 플렉서블 디스크 커플링인 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 플렉서블 커플링은 곡선 외부 기어 치차를 포함하는 기어 커플링인 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축 배열은, 상기 기어 기구에 연결되고, 상기 제 1 기어 케이싱으로부터 측방향으로 돌출되는 제 1 연결 축과, 상기 차동 기어에 연결되고, 상기 제 2 기어 케이싱으로부터 측방향으로 돌출되는 제 2 연결 축, 및 상기 제 1 기어 케이싱과 상기 제 2 기어 케이싱 사이에 배열되어, 상기 제 1 연결 축을 상기 제 2 연결 축에 연결하는 보상 커플링을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 연결 축은 상기 제 1 기어 케이싱의 측벽에 장착된 롤러 베어링 쌍을 통하여 상기 제 1 기어 케이싱에 의해 회전가능하도록 지지되고,
상기 제 2 연결 축은 상기 제 2 기어 케이싱의 측벽에 장착된 롤러 베어링 쌍을 통하여 상기 제 2 기어 케이싱에 의해 회전가능하도록 지지되는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 연결 축 및 상기 제 2 연결 축은 정렬되고, 상기 보상 커플링은 올드햄 커플링 또는 조 커플링인 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보상 커플링은 자기활동성 유니버셜 조인트 배열인 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 보상 커플링은 2 개의 카르단 조인트, 및 상기 2 개의 카르단 조인트를 상호연결하는 길이-연장가능 중간 축을 포함하고, 상기 2 개의 카르단 조인트 각각은 이중 카르단 조인트인 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 회전 구동기는 상기 제 1 기어 케이싱에 의해 지지되고,
상기 조절 구동기는 상기 제 2 기어 케이싱에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기어 케이싱은 상기 제 1 출력 축이 상기 제 1 기어 케이싱으로부터 상기 메인 하우징으로 돌출되도록, 상기 제 1 출력 축을 지지하는 롤러 베어링 배열을 포함하고,
상기 제 2 기어 케이싱은 상기 제 2 출력 축이 상기 제 2 기어 케이싱으로부터 상기 메인 하우징으로 돌출되도록, 상기 제 1 출력 축에 무관하게 상기 제 2 출력 축을 지지하는 롤러 베어링 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차동 기어는, 고리, 태양 기어, 및 상기 고리와 상기 태양 기어와 맞물리는 적어도 2 개의 유성 기어를 지탱하는 유성 기어 캐리어를 포함하는 태양-유성 기어 트레인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 태양 기어는 상기 조절 구동기에 연결되고,
상기 유성 기어 캐리어는 상기 제 2 출력 축에 고정되며,
상기 고리는, 상기 보상 커플링을 갖는 상기 축 배열과, 상기 제 1 기어 케이싱 내의 상기 기어 기구를 통하여, 상기 주 회전 구동기에 연결되는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 출력 축은 상기 제 1 기어 케이싱에 의해 회전가능하도록 지지되고, 상기 제 1 기어 케이싱으로부터 상기 메인 하우징 내로 돌출되며,
상기 제 2 출력 축은 상기 제 2 기어 케이싱에 의해 회전가능하도록 지지되고, 상기 제 2 기어 케이싱으로부터 상기 메인 하우징 내로 돌출되는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 상기 분배 슈트를 상기 조절 로터에 연결하는 피벗팅 장치를 추가로 포함하며, 상기 피벗팅 장치는 상기 서스펜션 로터에 대한 상기 조절 로터의 차동 회전을 상기 서스펜션 로터에 대한 상기 슈트의 경사각을 조절하기 위하여 수평인 피벗팅 축선에 대하여 상기 슈트의 피벗 위치의 편차로 변환하는 것을 특징으로 하는, 고로 내 장입 재료 분배 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 장입 재료 분배 장치를 포함하는 고로 장입 설비.
제 16 항에 따른 장입 설비를 포함하는 용광로.