DE102012110336A1 - Walzenbrecher - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Walzenbrecher mit einem Gehäuserahmen, mit einer drehbaren Walze, mit einer an einer Schwingenachse an dem Gehäuse gelagerten Schwinge, mit einem Brechraum zwischen Walze und Schwinge und mit einer Verstelleinrichtung, die in einem Abstand zu der Schwingenachse zwischen der Schwinge und einem mit dem Gehäuserahmen ortsfesten Widerlager angeordnet ist, um eine Drehung der Schwinge um die Schwingenachse zu ermöglichen.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Walzenbrecher, bei denen das zu zerkleinernde Brechgut zwischen einer Walze und einer seitlich dazu angeordneten Schwinge gebrochen wird. Ein solcher Walzenbrecher kann insbesondere als Exzenter-Walzenbrecher oder als Walzenbrecher mit direkt angetriebener Walze ausgestaltet sein.
- Exzenter-Walzenbrecher, die auch als "Rotex-Brecher" bezeichnet werden, sind beispielsweise aus der Zeitschrift "Aufbereitungs-Technik, Zeitschrift für die Aufbereitung fester Rohstoffe", Jahrgang 5 (1964), Heft 5, Seiten 242 bis 247 sowie "Aufbereitungs-Technik, Zeitschrift für die Aufbereitung fester Rohstoffe", Jahrgang 6 (1966), Heft 3, Seiten 166 bis 174 bekannt. Die Schwinge ist bei den bekannten Ausgestaltungen von Exzenter-Walzenbrechern schräg oberhalb der Walze aufgehängt und verschwenkbar, um sowohl den Eintrittsspalt als auch den Austrittsspalt verstellen zu können. Während des Betriebs des Walzenbrechers wird die Schwinge jedoch in ihrer Position fixiert, um das Brechgut, insbesondere Gestein, zerkleinern zu können. Um den Spalt zu verstellen, ist zunächst eine Spalteinstellvorrichtung vorgesehen. Darüber hinaus kann es im Betrieb aber auch vorkommen, dass Fremdstoffe in das Brechgut gelangen, die zu hart sind und nicht gebrochen werden können. Es besteht dann die Gefahr, dass der Brechspalt verstopft oder sogar die üblicherweise mit Brechbacken besetzte Walze und die mit Brechbacken besetzte Schwinge beschädigt werden. Es ist deshalb bekannt, Exzenter-Walzenbrecher mit einer Überlastsicherung auszurüsten, die zwischen der Schwinge und einem mit dem Gehäuserahmen ortsfesten Widerlager angeordnet sind. Die Vorspannkraft der Federn ist so gewählt, dass diese bei normaler Brechbeanspruchung nicht durchfedern. Wenn dagegen eine Überbelastung der Brechbacken droht, kann die Schwinge gegen die Kraft der Federn zurückweichen und somit den Brechraum erweitern, um gegebenenfalls Fremdkörper ausschleusen zu können. Als nachteilig hat sich jedoch erwiesen, dass sehr große, stabile Federn zu Abstützung eingesetzt werden müssen, welche bei der normalen Brechbeanspruchung nicht durchfedern. Des Weiteren ist auch der Übergangsbereich aufgrund der typischen Federcharakteristik nur schwer einzustellen. Es besteht auch der Nachteil, dass bei dem Zurückfedern weiterhin sehr große Federkräfte wirken, so dass Beschädigungen nicht ausgeschlossen werden können. Schließlich kann bei dem Einsatz von Federn auch ein undefinierter Übergangsbereich vorhanden sein, bei dem die Federn nur zum Teil komprimiert werden, wobei dann ein undefinierter Betriebszustand resultiert, der beispielsweise über einen längeren Zeitraum zu einer fehlerhaften Korngröße des gebrochenen Brechgutes führen kann.
- Bei Exzenter-Walzenbrechern kann an beiden Seiten der Walze eine Schwinge vorgesehen sein. Die entsprechende Überlastsicherung ist dann auch an beiden Schwingen vorzusehen.
- Exzenter-Walzenbrecher mit einer Federn aufweisenden Überlastsicherung sind auch aus der
DE 1 257 004 und derDE 2 733 379 A1 bekannt. - Die
DE 1 889 686 offenbart einen Exzenter-Walzenbrecher, bei dem eine Verstellung der beiden seitlich der Walze angeordneten Schwingen über eine einfache Stellspindel erfolgt, so dass sich eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt. Eine Überlastsicherung ist jedoch nicht verwirklicht. - Die
DE 1 875 346 beschreibt einen Exzenter-Walzenbrecher, bei dem die Schwingen jeweils über eine Verstelleinrichtung abgestützt sind, die mit einer Hydraulik und einer Feder ausgerüstet sind. Auch hier wird die gesamte auf das Ende der Schlinge wirkende Kraft über die Feder bzw. die Hydraulik abgestützt, so dass eine entsprechend stabile Ausgestaltung notwendig ist. - Aus der
WO 2007/01946 A2 - Die
DE 2 747 257 A1 beschreibt einen Exzenter-Walzenbrecher, bei dem die Schwinge eine Überlastsicherung in Form eines Elektromagnets aufweist. Um ausreichende Haltekräfte zu erreichen, muss der Elektromagnet entsprechend groß dimensioniert sein und mit großen Strömen versorgt werden. Es ergibt sich allerdings der Vorteil, dass bei einer Überlastung der Schwinge kein weiterer Kraftanstieg bei dem Zurückweichen erfolgt. Vielmehr kann die Schwinge durch ein Abschalten des Elektromagneten ohne eine wesentliche Gegenkraft freigegeben werden. Schließlich besteht auch nicht die Gefahr unkontrollierter Schwingungen, wie sie bei Federn auftreten können. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Ausgestaltung des Walzenbrecherrs als Exzenter-Walzenbrecher beschränkt. So zeigen die
US 1 141 643 und dieDE 1 077 037 gattungsgemäße Walzenbrecher mit einer direkt rotierend angetriebenen Walze. Diese Walze wirkt mit einer Schwinge zusammen, die von einer mit Federn ausgerüsteten Überlastsicherung gehalten ist. - Vor dem Hintergrund des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion und die Funktionalität einer Verstelleinrichtung zwischen Schwinge und ortsfestem Widerlager zu verbessern.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verstelleinrichtung einen zwischen der Schwinge und dem Widerlager angeordneten Keil aufweist, der einen Spalt zwischen einer an einer Schwingenrückseite angeordneten Anlagefläche und einer dem Widerlager zugeordneten Gegenfläche überbrückt, wobei in einer zweiten Position des Keils in dem Spalt der zwischen der Schwinge und der Walze gebildete Abstand größer ist als in einer ersten Position. Bei der ersten Position und der zweiten Position kann es sich insbesondere um eine erste Endposition und eine zweite Endposition handeln, zwischen denen der Keil verstellbar ist. Durch den Einsatz eines Keils kann erreicht werden, dass ein Großteil der auf die Schwinge wirkenden Kraft über den Keil auf das ortsfeste Widerlager übertragen wird, ohne dass die Kräfte in gleichem Maße in einer Verstellrichtung des Keils wirken. Erfindungsgemäß unterscheidet sich also der Weg zwischen der ersten Position und der zweiten Position von der Richtung der Krafteinleitung von der Schwinge zu dem ortsfesten Widerlager.
- Die Verstelleinrichtung kann dazu genutzt werden, den Abstand zwischen der Schwinge und der Walze und damit auch den für das Brechen relevanten Brechspalt einzustellen. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung weist die Verstelleinrichtung einen Keilantrieb auf, mit dem der Keil zwischen der ersten Position und der zweiten Position kontinuierlich oder in mehreren Zwischenpositionen einstellbar ist.
- Des Weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung mit dem Keil auch die Realisierung einer Überlastsicherung, wobei dann bei einer vorgegebenen Krafteinwirkung auf die Schwinge der Keil in Richtung der zweiten Position verschoben wird, um den Abstand zwischen Schwinge und Walze und damit den zwischen Schwinge und Walze gebildeten Brechraum zu erweitern. Üblicherweise sind beide Funktionen, nämlich die Einstellung des Abstandes zwischen Schwinge und Walze sowie die Bereitstellung einer Überlastsicherung in einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung kombiniert.
- Ausgehend von dem beschriebenen Grundkonzept der vorliegenden Erfindung ergeben sich verschiedene bevorzugte Weiterbildungen.
- So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Keil durch eine angepasste Keilform des Spaltes zwischen der Anlagefläche und der Gegenfläche stets in Richtung der zweiten Position gedrängt wird.
- Wenn ausgehend von einer solchen Ausgestaltung die Haltekräfte des Keils an der Anlagefläche sowie an der Gegenfläche kleiner sind als die Kräfte, welche den Spalt in Richtung der zweiten Position drängen, bewegt sich der Keil nach einer Entkopplung von einem Keilantrieb oder einer Halteeinrichtung selbsttätig in Richtung der zweiten Position. Im Falle einer solchen Entkopplung, die beispielsweise auf eine Störung oder eine Überlast zurückzuführen ist, öffnet die Schwinge dann selbsttätig, wodurch unter allen Umständen eine Beschädigung vermieden werden kann.
- Wie bereits zuvor erläutert, kann durch die Keilform erreicht werden, dass die Haltekräfte, welche erforderlich sind, um den Keil in einer vorgegebenen Position innerhalb des Spaltes zu halten, deutlich geringer als die von der Schwinge über den Keil auf das Widerlager übertragenen Kraft ist. Die Haltekraft kann beispielsweise weniger als 20 % der von der Schwinge über den Keil auf das Widerlager übertragenen Kraft betragen. Der Antrieb für den Keil kann damit entsprechend klein dimensioniert werden, wobei gleichzeitig eine besonders gute Funktionalität erreicht wird. Im Vergleich zu bekannten Verstelleinrichtungen ergibt sich zusammen mit der Reduzierung der auf die Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte ein größerer Stellweg, um die Schwinge zu bewegen, wodurch der Abstand zwischen Walze und Schwinge mit einer größeren Genauigkeit eingestellt werden kann.
- Der Keil ist entlang einer je nach Ausgestaltung im Wesentlichen geraden oder leicht gekrümmten Verstellrichtung zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschiebbar. Vorzugsweise schließt die Verstellrichtung gegenüber einer Verbindungslinie zwischen der Schwingenachse und dem Keil in der zweiten Position einen Winkel von weniger als 30° ein. Die Verstellung erfolgt also bezogen auf die Schwingenachse dann also in etwa in radialer Richtung.
- Um eine gute Beweglichkeit des Keils in dem Spalt zwischen Anlagefläche und Gegenfläche zu ermöglichen, kann der Spalt auch mit einer Gleitbeschichtung oder mit Gleitelementen ausgerüstet sein. Das Gleiche gilt auch für die Anlagefläche und die Gegenfläche, wobei die Reibungseigenschaften der ausgewählten Materialkombination ausschlaggebend sind.
- Die Verstelleinrichtung kann rein mechanisch oder rein hydraulisch ausgestaltet sein, wobei aber auch mechanische und hydraulische Komponenten miteinander kombiniert werden können. Wenn der Keil beispielsweise hydraulisch angetrieben wird, kann der Keil bei einer Überlast mit einem Bypassventil sofort vollständig freigegeben werden, so dass die Schwinge dann ohne eine wesentliche Gegenkraft vollständig öffnet. Alternativ kann auch ein Überdruckventil eingesetzt werden, wobei die Schwinge dann zumindest gegen eine im Wesentlichen konstante Gegenkraft öffnet.
- Alternativ kann der Keilantrieb auch mechanisch ausgeführt sein. Der Keil kann beispielsweise mittels einer Stellspindel, einem Stellmotor oder dergleichen verschoben werden, wobei eine Freigabe des Spaltes bei einer Überlast durch eine mechanische Entkopplung von dem Keilantrieb erfolgt. Im Rahmen einer besonders einfachen Ausgestaltung kann eine mechanische Sollbruchstelle vorgesehen sein, wobei dann das Teil, beispielsweise eine Verbindungsstange oder eine Stellspindel, bei der erneuten Inbetriebnahme zu ersetzen ist. Grundsätzlich können auch verschiedene Überlastsicherungen miteinander kombiniert werden, um eine doppelte oder zweistufige Absicherung zu ermöglichen.
- Im Rahmen der Erfindung ist zu berücksichtigen, dass sich bei einer Verstellung der Schwinge auch die Ausrichtung der an der Schwingenrückseite gebildeten Anlagefläche verändert. Um einer unterschiedlichen Ausrichtung der einander zugewandten Flächen folgen zu können, ist gemäß bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Widerlage von einer Drehachse gebildet ist, auf der ein Gegenelement mit der daran gebildeten Gegenfläche frei drehbar ist. Auch die Verstelleinrichtung mit dem Keil kann drehbar aufgehängt sein.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1a einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Walzenbrechers, -
1b der Walzenbrecher gemäß1a mit einer anderen Stellung einer Schwinge, -
2 eine Detailansicht einer in1a und1b dargestellten Verstelleinrichtung. - Die
1a zeigt in einem schematischen Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Walzenbrecher, der exemplarisch als Exzenter-Walzenbrecher ausgestaltet ist. Der Walzenbrecher umfasst einen Gehäuserahmen1 , eine drehbare Walze2 , eine an einer Schwingeachse3 an dem Gehäuserahmen1 gelagerte Schwinge4 , einen Brechraum5 zwischen Walze2 und Schwinge4 und eine Verstelleinrichtung6 , die in einem Abstand zu der Schwingenachse3 zwischen der Schwinge4 und einem mit dem Gehäuserahmen1 ortsfesten Widerlager7 angeordnet ist, um eine Drehung der Schwinge4 um die Schwingenachse3 zu ermöglichen. Die1b unterscheidet sich von der1a lediglich in der Stellung eines Keils8 , wobei der Keil8 in der1a sich in einer zweiten Position P2 und in der1b in einer ersten Position P1 befindet. - Erfindungsgemäß weist die Verstelleinrichtung
6 den Keil8 auf, der in einem Spalt zwischen einer an der Schwingenrückseite gebildeten Anlagefläche9 und einer dem Widerlager7 zugeordneten Gegenfläche10 angeordnet ist. Der Keil8 kann innerhalb des Spaltes mit einem Keilantrieb11 der Verstelleinrichtung6 positioniert werden, um den Abstand zwischen Schwinge4 und Walze2 und damit den effektiven Brechspalt zu verändern. Wenn der Keil8 nach unten in Richtung einer zweiten Position bewegt wird, vergrößert sich der Abstand zwischen Walze2 und Schwinge4 . Wenn der Keil8 dagegen nach oben in Richtung einer ersten Position P1 bewegt wird, verringert sich der Spalt zwischen Walze2 und Schwinge4 . - Der Keil
8 , die Anlagefläche9 und die Gegenfläche10 sind so zueinander ausgerichtet, dass der Keil8 durch die auf die Schwinge4 wirkenden Kräfte nach unten also in Richtung der zweiten Position P2 gedrängt wird. Insbesondere kann der Keil8 dazu eingerichtet sein, sich nach einer Entkopplung von dem Keilantrieb11 selbsttätig in Richtung der zweiten Position P2, also nach unten, zu bewegen. Es ergibt sich bei der dargestellten konstruktiven Ausgestaltung auch der Vorteil, dass die Bewegung des Keils8 in Richtung der zweiten Position P2 durch die Gewichtskraft des Keils8 unterstützt wird. - In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein hydraulischer Keilantrieb
11 vorgesehen, der insbesondere auch in der2 dargestellt ist. Der Keilantrieb11 umfasst einen hydraulischen Druckzylinder12 , der mit einem Bypass-Ventil ausgerüstet ist. Mit dem zuvor beschriebenen Entkoppeln von dem Keilantrieb11 ist es gleichzusetzen, wenn das Bypass-Ventil des Druckzylinders12 bei einem voreingestellten Druck öffnet und damit eine Bewegung des Keils8 freigibt, wodurch dieser selbsttätig in Richtung der zweiten Position P2 bewegt wird. - Der
2 ist in diesem Zusammenhang auch zu entnehmen, dass der Keil8 mit Gleitelementen13 ausgerüstet ist, wobei die Gleitelemente13 an der Anlagefläche9 sowie an der Gegenfläche10 anliegen. - Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auch ein rein mechanischer Keilantrieb vorgesehen sein, wobei dann eine Überlastsicherung beispielsweise durch eine mechanische Sollbruchstelle bereitgestellt wird.
- Durch die in der
1a dargestellte Ausgestaltung wird erreicht, dass die Haltekraft, die erforderlich ist, um den Keil8 in einer vorgegebenen Position des Spaltes zu halten, deutlich kleiner als die von der Schwinge4 über den Keil8 auf das Widerlager7 übertragene Kraft ist. Die Haltekraft kann beispielsweise weniger als 20 % der übertragenen Kraft betragen. Es ist damit ersichtlich, dass im Vergleich zum Stand der Technik eine erheblich kleinere Auslegung der gesamten Verstelleinrichtung6 möglich ist. - Zu erkennen ist auch, dass eine Verstellrichtung zwischen der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 ausgehend von der Schwingenachse
3 im Wesentlichen in radialer Richtung verläuft. Vorzugsweise schließt die Verstellrichtung zwischen der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 gegenüber einer Verbindungslinie zwischen der Schwingenachse3 und dem Keil8 in der zweiten, von der Schwingenachse3 entfernten Position P2 einen Winkel α von weniger als 30° ein. - Aus der
1a ergibt sich auch, dass bei einer Drehung der Schwinge4 um die Schwingenachse3 die Ausrichtung der Anlagefläche9 verändert wird. Um dieser Veränderung der Ausrichtung folgen zu können, ist das Widerlager7 von einer Drehachse gebildet, auf der ein in2 dargestelltes Gegenelement14 frei drehbar ist, wobei die Gegenfläche10 ein Abschnitt des Gegenelementes14 ist. - Gemäß der
1a ist schließlich auch der Keilantrieb11 mit dem daran angeschlossenen Keil8 um eine Kippachse15 beweglich. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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-
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-
- "Aufbereitungs-Technik, Zeitschrift für die Aufbereitung fester Rohstoffe", Jahrgang 5 (1964), Heft 5, Seiten 242 bis 247 [0003]
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Claims (10)
- Walzenbrecher mit einem Gehäuserahmen (
1 ), mit einer drehbaren Walze (2 ), mit einer an einer Schwingenachse (3 ) an dem Gehäuserahmen (1 ) gelagerten Schwinge (4 ), mit einem Brechraum (5 ) zwischen Walze (2 ) und Schwinge (4 ) und mit einer Verstelleinrichtung (6 ), die in einem Abstand zu der Schwingenachse (3 ) zwischen der Schwinge (4 ) und einem mit dem Gehäuserahmen (1 ) ortsfesten Widerlager (7 ) angeordnet ist, um eine Drehung der Schwinge (4 ) um die Schwingenachse (3 ) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6 ) einen zwischen der Schwinge (4 ) und dem Widerlager (7 ) angeordneten Keil (8 ) aufweist, der einen Spalt zwischen einer an einer Schwingenrückseite angeordneten Anlagefläche (9 ) und einer dem Widerlager (7 ) zugeordneten Gegenfläche (10 ) überbrückt, wobei in einer zweiten Position (P2) des Keils (8 ) in dem Spalt der zwischen der Schwinge (4 ) und der Walze (2 ) gebildete Abstand größer ist als in einer ersten Position (P1). - Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (
8 ) durch eine angepasste Keilform des Spaltes in Richtung der zweiten Position gedrängt wird. - Walzenbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (
6 ) eine Überlastsicherung aufweist. - Walzenbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastsicherung eine mechanische Sollbruchstelle aufweist.
- Walzenbrecher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastsicherung ein hydraulisches Ventil aufweist.
- Walzenbrecher nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (
8 ) dazu eingerichtet ist, sich nach einer Entkopplung von einem Keilantrieb (11 ) oder einer Halteeinrichtung selbsttätig in Richtung der zweiten Position zu bewegen. - Walzenbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (
6 ) einen Keilantrieb (11 ) aufweist, mit dem der Keil (8 ) zwischen der ersten Position und der zweiten Position kontinuierlich oder in mehreren Zwischenpositionen einstellbar ist. - Walzenbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (
8 ) entlang einer Verstellrichtung zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschiebbar ist, wobei die Verstelleinrichtung (6 ) gegenüber einer Verbindungslinie zwischen der Schwingenachse (3 ) und dem Keil (8 ) in der zweiten Position einen Winkel von weniger als 30° einschließt. - Walzenbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft, die erforderlich ist, um den Keil (
8 ) in einer vorgegebenen Position innerhalb des Spaltes zu halten, weniger als 20 % der von der Schwinge (4 ) über den Keil (8 ) auf das Widerlager (7 ) übertragenen Kraft beträgt. - Walzenbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (
7 ) von einer Drehachse gebildet ist, auf der ein Gegenelement (14 ) mit der daran gebildeten Gegenflächen (10 ) frei drehbar ist.
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