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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Brechspalts einer Zerkleinerungseinrichtung, insbesondere eines Prallbrechers, sowie eine Zerkleinerungseinrichtung.
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Zerkleinerungseinrichtungen, wie beispielsweise Prallbrecher, werden zur Zerkleinerung von Brechgut, insbesondere Gestein oder Erze verwendet. Bei einem Prallbrecher wird das Brechgut in einem zwischen Prallplatten und einem mit Schlagleisten ausgestatteten Rotor ausgebildeten Brechspalt zerkleinert. Die umfangsmäßig an dem Rotor angebrachten Schlagleisten, sowie die Prallplatten sind im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung einem hohen Verschleiß ausgesetzt, sodass sich der Brechspalt bei voran schreitendem Verschleiß vergrößert. Zur Einstellung eines gewünschten Brechspalts ist das Prallwerk, an dem die Prallplatten angebracht sind, mittels eines Hydraulikaktuators relativ zu dem Rotor bewegbar, sodass der Brechspalt und somit eine gewünschte Korngröße des zu zerkleinernden Materials einstellbar ist.
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Die aus einem fortschreitenden Verschleiß resultierende Vergrößerung des Brechspalts erschwert die genaue Einstellung eines gewünschten Brechspalts erheblich, da zunächst der Verschleiß oder die Geometrie des Brechspalts ermittelt werden muss.
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Es ist ferner aus der
DE 195 11 097 C1 bekannt, den Brechspalt einer Zerkleinerungseinrichtung einzustellen, indem zunächst die Nullstellung ermittelt wird, bei der die Schlagleisten die Prallplatten berühren und der Brechspalt einen Wert von Null annimmt. Diese Nullstellung wird in der
DE 195 11 097 C1 bestimmt, indem das Prallwerk in Richtung des rotierenden Rotors bewegt wird, bis diese die Schlagleisten berühren. Dabei werden die Schwingungen des Prallwerks gemessen und die Nullstellung wird bei Überschreiten eines vorgebbaren Schwingungsschwellwertes identifiziert.
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In der Praxis ist die Ermittlung der Nullstellung anhand der Schwingungen des Prallwerks allerdings sehr aufwendig. Beim Bewegen des Prallwerkes in Richtung des Rotors besteht die Gefahr der Zerstörung des Prallwerks, wenn dieses zu weit in Richtung des Rotors bewegt wird und die Nullstellung überschreitet. Daher wird das Prallwerk üblicherweise schrittweise in Richtung des Rotors bewegt, wodurch es in Schwingungen versetzt wird. Beim Erreichen des Rotors steigt die Schwingungsamplitude an, wobei dieser Anstieg schwer von den vorherigen Schwingungsamplituden zu unterscheiden ist. Zur Identifizierung der Nullstellung sind in der Praxis die voran auftretenden Schwingungen des Prallwerkes zu berücksichtigen, wobei eine komplexe Berechnung notwendig ist, die eine genaue Identifizierung der Nullstellung erschwert.
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Einstellung des Brechspalts einer Zerkleinerungseinrichtung bereitzustellen, das einfach und zuverlässig durchführbar ist. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Zerkleinerungseinrichtung bereitzustellen, bei welcher der Brechspalt einfach und zuverlässig einstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1, sowie durch eine Zerkleinerungseinrichtung gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung umfasst nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Einstellung eines Brechspalts einer Zerkleinerungseinrichtung insbesondere eines Prallbrechers, wobei die Zerkleinerungseinrichtung einen um seine Mittelachse rotierbaren Rotor mit umfangsmäßig daran angeordneten Prallelementen und ein Prallwerk umfasst, das mittels eines Hydraulikaktuators relativ zu dem Rotor bewegbar angebracht ist. Der Hydraulikaktuator ist mit einem adaptiven Druckbegrenzungsventil verbunden und zwischen dem Prallwerk und den Prallelementen ist ein Brechspalt ausgebildet. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- a) Rotieren des Rotors,
- b) Bewegen des Prallwerks in Richtung des Rotors,
- c) Ermitteln des Druckverlaufs in dem Hydraulikaktuator
- d) Einstellen des Ventilschwellwertes des adaptiven Druckbegrenzungsventils, bei dem sich das adaptive Druckbegrenzungsventil in eine geöffnete Position bewegt, in Abhängigkeit des Drucks an dem Hydraulikaktuator,
- e) Detektieren der Nullstellung, bei der das Prallwerk mit zumindest einem Prallelement in Kontakt kommt, wenn das adaptive Druckbegrenzungsventil in die geöffnete Position bewegt wird oder wenn die Steigung des Druckverlaufs an dem Hydraulikaktuator einen vorbestimmten Steigungsschwellwert überschreitet, und
- f) Bewegen des Prallwerks in der zu Schritt b) entgegengesetzten Richtung, sodass ein gewünschter Brechspalt eingestellt wird.
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Zur Einstellung des Brechspalts der Zerkleinerungseinrichtung wird insbesondere zunächst die Nullstellung ermittelt. Bei der Nullstellung handelt es sich um die Position des Prallwerks, in welcher das Prallwerk zumindest ein Prallelement des Rotors berührt, sodass der Brechspalt in dieser Stellung einen Wert von Null annimmt. Ausgehend von der ermittelten Nullstellung wird der Brechspalt eingestellt, wobei das Prallwerk von dem Rotor weg bewegt wird, sodass der gewünschte Brechspalt eingestellt wird. In der Nullstellung berührt eines der Prallelemente in Rotation des Rotors das Prallwerk, wobei insbesondere das Prallwerk mit einer Schlagkraft beaufschlagt wird, was in einem Druckanstieg in dem Hydraulikaktuator resultiert.
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Der Hydraulikaktuator weist insbesondere einen Hydraulikzylinder mit einem darin beweglich angeordneten Kolben auf. Der Kolben teilt den Hydraulikzylinder in zwei Kammern und ist mit seinem einen Ende mit dem Prallwerk verbunden, sodass eine Bewegung des Kolbens in einer Bewegung des Prallwerkes resultiert. Wird die dem Prallwerk abgewandte Zylinderkammer mit Druck beaufschlagt, bewegt sich das Prallwerk in Richtung des Rotors. In der Nullstellung wird insbesondere die dem Prallwerk abgewandte Zylinderkammer mit einem Druck beaufschlagt.
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Bei den Prallelementen handelt es sich beispielsweise um Schlagleisten, Brecherzähne oder Hammerwerkzeuge, die umfangsmäßig an einem Rotor angebracht sind.
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Der Hydraulikaktuator ist insbesondere mit einer Druckmesseinrichtung verbunden, die den Druckverlauf in den Zylinderkammern des Hydraulikzylinders über die Zeit ermittelt.
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Vorzugsweise wird der mit der Druckmesseinrichtung ermittelte Druckverlauf an das adaptive Druckbegrenzungsventil übermittelt.
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Das adaptive Druckbegrenzungsventil weist vorzugsweise einen Ventilschwellwert auf, der einem vorbestimmten Differenzdruck an dem adaptiven Druckbegrenzungsventil entspricht. Bei Erreichen des Ventilschwellwertes wird das adaptive Druckbegrenzungsventil in eine geöffnete Position bewegt, in welcher Hydraulikflüssigkeit durch das adaptive Druckbegrenzungsventil strömt und der Druck an dem Hydraulikaktuator, insbesondere in der dem Prallwerk abgewandten Zylinderkammer, verringert wird. Das adaptive Druckbegrenzungsventil ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sich der Ventilschwellwert in Abhängigkeit des Drucks an dem Hydraulikaktuator, insbesondere in den Zylinderkammern, einstellt.
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Das adaptive Druckbegrenzungsventil weist insbesondere zumindest zwei Flächen auf, die mit Druck beaufschlagt werden. Die erste Fläche wird mit dem an dem Hydraulikaktuator, insbesondere in der dem Prallwerk abgewandten Zylinderkammer, anliegenden Druck beaufschlagt, wobei die zweite Fläche von einem Referenzdruck, insbesondere dem mittels einer Hydraulikpumpe des Hydrauliksystems aufgebrachten Druck, beaufschlagt wird. Übersteigt die Differenz aus dem an dem Hydraulikzylinder anliegenden Druck und dem Referenzdruck den Ventilschwellwert, wird das adaptive Druckbegrenzungsventil in die geöffnete Position bewegt. Der Ventilschwellwert ist insbesondere ein Schwellwert der Druckdifferenz aus dem an dem Hydraulikzylinder anliegenden Druck und dem Referenzdruck.
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Beispielsweise beträgt der Ventilschwellwert etwa 5–10 bar, insbesondere 7 bar, sodass das adaptive Druckbegrenzungsventil in die geöffnete Position bewegt wird, wenn der Druck an dem Hydraulikaktuator etwa 5–10 bar, insbesondere 7 bar höher als der Referenzdruck ist. Der Referenzdruck ist vorzugsweise unabhängig von dem Erreichen der Nullstellung des Prallwerks, sodass sich dieser durch einen Schlag auf das Prallwerk gar nicht oder nur durch das anschließende Öffnen des adaptiven Druckbegrenzungsventils ändert.
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Das adaptive Druckbegrenzungsventil weist beispielsweise eine Feder veränderlicher Federkonstante auf, über welche der Ventilschwellwert einstellbar ist. Vorzugsweise beaufschlagt die Feder das adaptive Druckbegrenzungsventil in Richtung der geschlossenen Position.
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Die Anordnung eines solchen adaptiven Druckbegrenzungsventils bietet den Vorteil einer einfachen und zuverlässigen Bestimmung der Nullstellung des Prallwerks, wobei der Druck in dem Aktuator bei Erreichen der Nullstellung automatisch abgesenkt wird und ein weiteres Verfahren des Prallwerks in Richtung des Rotors zuverlässig verhindert wird.
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Der Schritt d) des Einstellens des Ventilschwellwertes des adaptiven Druckbegrenzungsventils, bei dem sich das adaptive Druckbegrenzungsventil in eine geöffnete Position bewegt, in Abhängigkeit des Drucks an dem Hydraulikaktuator, ermöglicht, dass das Erreichen des Ventilschwellwertes beim Bewegen des Prallwerks in Richtung des Rotors vor dem Erreichen der Nullstellung verhindert wird, obwohl der Druck in dem Aktuator beispielsweise leicht ansteigt. Bei einem hohen Druckanstieg in dem Aktuator, bei dem der Steigungsschwellwert gemäß Schritt e) überschritten wird, insbesondere um etwa 5 bar/sec, wird der Ventilschwellwert erreicht und das adaptive Druckbegrenzungsventil wird geöffnet.
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Durch diese Abhängigkeit des Ventilschwellwertes von dem Druck, insbesondere dem Druckverlauf, an dem Aktuator wird eine zuverlässige Detektion der Nullstellung und eine anschließende automatische Bewegung des Prallwerks weg von dem Rotor ermöglicht, wobei lediglich eine Berührung des Prallwerks mit den Schlagleisten ausreichend ist, um das adaptive Druckbegrenzungsventil in die geöffnete Position zu bewegen. Die Messung einer gesamten Schwingung oder sogar mehrerer Schwingungen und somit auch mehrerer Berührungen des Prallwerks mit dem Rotor sind daher nicht notwendig. Dies ist insbesondere materialschonend, da lediglich ein Schlag der Prallelemente des Rotors auf das Prallwerk notwendig ist, um die Nullstellung zu detektieren.
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Insbesondere wird der Ventilschwellwert derart eingestellt, dass das adaptive Druckbegrenzungsventil in der geschlossenen Position ist, wenn der Druckverlauf des Hydraulikaktuators den Steigungsschwellwert unterschreitet und das adaptive Druckbegrenzungsventil in der geöffneten Position ist, wenn der Druckverlauf des Hydraulikaktuators den Steigungsschwellwert übersteigt.
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Die Position des Prallwerks wird gemäß einer ersten Ausführungsform über die Zeit ermittelt und daraus wird die Position des Prallwerks in der in Schritt e) detektierten Nullstellung bestimmt. Insbesondere wird der Schritt f) des Bewegens des Prallwerks weg von dem Rotor in Abhängigkeit der ermittelten Position des Prallwerks in der Nullstellung durchgeführt, sodass ein gewünschter Brechspalt relativ zu der ermittelten Nullstellung eingestellt wird. Die Ermittlung der Position des Prallwerks in der Nullstellung bietet die Möglichkeit einer Einstellung des Brechspalts mit Bezug auf die Nullstellung. Des Weiteren ist es möglich, im weiteren Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung, den Verschleiß des Prallwerks und der Prallelemente am Rotor zu ermitteln, wobei über die Zeit ermittelte Positionen des Prallwerks in der Nullstellung verglichen werden.
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Das Prallwerk wird gemäß einer weiteren Ausführungsform mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Rotors bewegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Schritt f) nach der ersten Berührung des Prallwerks mit einem Prallelement des Rotors, sodass das Prallwerk und das Prallelement genau einen Kontakt aufweisen.
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Der Steigungsschwellwert des Druckanstiegs in dem Aktuator weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Wert von etwa 3–8 bar/sec, insbesondere etwa 4–6 bar/sec, vorzugsweise etwa 5 bar/sec auf. Insbesondere wird die Nullstellung des Prallwerks detektiert, wenn die Steigung des Druckverlaufs an dem Aktuator den Steigungsschwellwert für einen Zeitraum von < 1 Sekunde übersteigt.
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Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Zerkleinerungseinrichtung aufweisend einen um seine Mittelachse rotierbaren Rotor mit umfangsmäßig daran angeordneten Prallelementen, ein Prallwerk, das mittels eines Hydraulikaktuators relativ zu dem Rotor bewegbar angebracht ist, einen zwischen dem Prallwerk und den Prallelementen ausgebildeten Brechspalt und eine Druckmesseinrichtung zum Ermitteln des Druckverlaufs in dem Hydraulikaktuator, wobei der Hydraulikaktuator mit einem adaptiven Druckbegrenzungsventil verbunden ist.
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Die voran mit Bezug auf das Verfahren zur Einstellung eines Brechspalts einer Zerkleinerungseinrichtung genannten Vorteile treffen in vorrichtungsmäßiger Entsprechung auf die Zerkleinerungseinrichtung zu.
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Insbesondere ist das adaptive Druckbegrenzungsventil mit der Druckmesseinrichtung verbunden. Die Druckmesseinrichtung übermittelt insbesondere den ermittelten Druckverlauf an dem Hydraulikaktuator an das adaptive Druckbegrenzungsventil, sodass beispielsweise der Ventilschwellwert entsprechend dem ermittelten Druck eingestellt wird. Beispielsweise wird das adaptive Druckbegrenzungsventil in Abhängigkeit des ermittelten Druckverlaufs geöffnet oder geschlossen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das adaptive Druckbegrenzungsventil derart ausgebildet, dass sich der Ventilschwellwert, bei dem sich das adaptive Druckbegrenzungsventil in eine geöffnete Position bewegt, in Abhängigkeit des Drucks, insbesondere des Druckverlaufs in dem Hydraulikaktuator einstellt.
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Der Ventilschwellwert ist gemäß einer weiteren Ausführungsform in etwa 5–10 bar, insbesondere 7 bar.
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Die Zerkleinerungseinrichtung umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Wegmesseinrichtung zum Ermitteln der Position des Prallwerkes und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Hydraulikaktuators, die derart ausgebildet ist, dass sie die Steigung des Druckverlaufs ermittelt und eine Nullstellung des Prallwerks detektiert, bei welcher das Prallwerk ein Prallelement des Rotors berührt, wenn das adaptive Druckbegrenzungsventil in die geöffnete Position bewegt wird oder wenn die Steigung des Drucks in dem Hydraulikaktuator den Steigungsschwellwert übersteigt.
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Der Hydraulikaktuator weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Hydraulikzylinder und einen darin angeordneten Kolben auf, wobei der Kolben mit dem Prallwerk verbunden ist und die Wegmesseinrichtung an dem Kolben angebracht ist.
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Die Druckmesseinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform derart angeordnet, dass sie den Druck in der dem Prallwerk abgewandten Zylinderkammer des Hydraulikaktuators ermittelt.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer möglicher Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt ein Diagramm eines Druckverlaufs an einem Hydraulikzylinder der Zerkleinerungseinrichtung gemäß 1.
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In 1 zeigt eine Zerkleinerungseinrichtung 10, insbesondere einen Prallbrecher, mit einem Rotor 14 und einem Prallwerk 12. Der Rotor 14 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und um seine Mittelachse rotierbar. An seiner Mantelfläche weist der Rotor 14 eine Mehrzahl von umfangsmäßig angeordneten Prallelementen 16 auf. Insbesondere handelt es sich in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bei den Prallelementen 16 um Schlagleisten. Die Prallelemente 16 sind in radialen Aussparung in der Mantelfläche des Rotors 14 angeordnet und erstrecken sich in radialer Richtung zu in etwa der Hälfte ihrer Länge aus dem Rotor 14 heraus. Die Rotationsrichtung ist mit einem Pfeil in 1 gekennzeichnet.
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Das Prallwerk 12 ist neben dem Rotor 14 angeordnet und weist eine Mehrzahl von Prallplatten 34 auf, die in Richtung des Rotors 14 weisend angeordnet sind. Zwischen den Prallplatten 34 des Prallwerks 12 und den Prallelementen 16 des Rotors 14 ist ein Brechspalt 38 ausgebildet. Die Prallplatten 34 des Prallwerks 12 sind in Rotationsrichtung hintereinander angeordnet, wobei sich der Abstand der Prallplatten 34 zu den Schlagleisten 16 des Rotors 14 in Rotationsrichtung verringert bis die in 1 unterste der Prallplatten 34 mit den rotierenden Prallelementen 16 den Brechspalt 38 ausbildet. Das Prallwerk 12 ist drehbar um eine Schwenkachse 32 angebracht, sodass die Prallplatten 34 relativ zu dem Rotor 14 ausgerichtet werden können. Ferner ist das Prallwerk 12 über die Schwenkachse 32 mit einem Hydraulikaktuator 18 in Richtung des Rotors 14 bewegbar angeordnet. Der Hydraulikaktuator 18 weist einen Hydraulikzylinder 40 mit einem darin bewegbaren Kolben 20 auf, der den Hydraulikzylinder 40 in zwei Zylinderkammern teilt. Der Kolben 20 ist mit seinem einen Ende an dem Prallwerk 12 angebracht und weist eine Wegmesseinrichtung 22 auf zur Ermittlung der Bewegung des Kolbens 20 in dem Hydraulikzylinder 40. An dem Aktuator 18 ist ferner eine Druckmesseinrichtung 24 angebracht, die den Druck in der dem Prallwerk 12 entfernten Zylinderkammer des Aktuators ermittelt.
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Der Aktuator 18 ist mit einem adaptiven Druckbegrenzungsventil 26 verbunden. Ferner ist der Aktuator 18 über ein Wegeventil 42 mit einer Hydropume 30 verbunden. Zwischen dem Wegeventil 42 und dem adaptiven Druckbegrenzungsventil 26 ist ein entsperrbares Rückschlagventil 27 angeordnet. Das Rückschlagventil 27 verhindert einen Hydraulikstrom von dem adaptiven Druckbegrenzungsventil 26 zurück zu dem Wegeventil 42. Bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks in der Leitung B von dem Hydraulikaktuator 18 zu dem Wegeventil 42 wird das Rückschlagventil 27 entsperrt.
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Das adaptive Druckbegrenzungsventil 26 weist in dem Ausführungsbeispiel der 1 einen bewegbaren Kolben auf, der vier Flächen A, B, AP und BP umfasst. Die Flächen A und B weisen in Richtung der mit dem Hydraulikaktuator verbundenen Leitungen, wobei die Flächen AP und BP in Richtung einer mit unterbrochenen Linien dargestellte Steuerleitung weisen, die von dem adaptiven Druckbegrenzungsventil zu der Leitung zwischen dem Wegeventil 42 und der Pumpe 30 führt. Die Fläche AP abzüglich der Fläche BP entspricht in etwa der Fläche A zusammen mit der Fläche B. Die Fläche AP wird mit einer Feder in Richtung der geschlossenen Position beaufschlagt.
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Im Betrieb des Prallbrechers rotiert der Rotor 14 in Pfeilrichtung, wobei Brechgut auf den Rotor 14 aufgegeben wird, das durch die Rotation des Rotors 14 gegen die Prallplatten 34 des Prallwerkes 12 geschleudert werden. Zum Einstellen des Brechspalts 38 wird das Prallwerk 12 in Richtung des Rotors 14 oder von dem Rotor 14 weg bewegt. Dazu wird das Wegeventil 42 in die links dargestellte Stellung, in der das Wegeventil 42 geöffnet ist, bewegt, sodass über die Pumpe 30 Hydraulikflüssigkeit in die dem Prallwerk 12 entfernt angeordnete Zylinderkammer des Aktuators 18 gedrückt wird, wodurch sich der Kolben 20 in Richtung des Rotors 14 bewegt und der Brechspalt 38 verkleinert wird. Zur Bewegung des Prallwerks 12 von dem Rotor 14 weg, um den Brechspalt 38 zu vergrößern, wird das Wegeventil 42 in die in 1 rechte Stellung bewegt, in der das Ventil derart geöffnet ist, dass die Vor- und Rücklaufleitung gekreuzt werden, sodass der Kolben 20 in die Richtung von dem Rotor 14 weg bewegt wird. In der in 1 dargestellten Ventilstellung wird der Kolben 20 nicht bewegt.
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Das Druckbegrenzungsventil 26 ist mit beiden Zylinderkammern des Aktuators 18 verbunden. Übersteigt der Druck an dem Druckbegrenzungsventil 26 einen vorbestimmten Ventilschwellwert, öffnet das Druckbegrenzungsventil 26 und die Hydraulikflüssigkeit strömt von Leitung A über den geöffneten Sitz des Druckbegrenzungsventils in die Leitung B. Der Ventilschwellwert des Druckbegrenzungsventils 26, ab dem das Druckbegrenzungsventil 26 öffnet, ist abhängig von dem an dem Hydraulikaktuator 18, anliegenden Druck. Liegt an dem Hydraulikaktuator 18 und der mit der Pumpe 30 verbundenen Steuerleitung der gleiche Druck an, so liegt an den Flächen A, B, AP und BP des Zylinders des adaptiven Druckbegrenzungsventil 26 ein Kräftegleichgewicht an, sodass der Kolben durch die Feder in die geschlossenen Position beaufschlagt wird. Der in der Steuerleitung anliegende Druck wird auch als Referenzdruck bezeichnet. Bei einem an dem Kolben des adaptiven Druckbegrenzungsventils 26 anliegenden Kräftegleichgewicht wird der Ventilschwellwert durch die Federkraft bestimmt, sodass dieser immer um die Federkraft höher ist als der an dem Hydraulikaktuator anliegende Druck. Der Ventilschwellwert ist beispielsweise in etwa 5–10 bar, insbesondere 7 bar höher ist als der an dem Aktuator 18 anliegende Druck.
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Steigt der Druck in dem Aktuator 18 bedingt durch einen Schlag auf das mit dem Kolben 20 verbundene Prallwerk 12, allerdings stark an, wird die Fläche A mit einem höheren Druck beaufschlagt als die mit dem Druck der Pumpe 30 beaufschlagten Flächen AP und BP. Der Druck auf Fläche B ist dabei vorzugsweise sehr gering oder nahezu Null. Übersteigt diese Druckdifferenz die Federkraft, wird das adaptive Druckbegrenzungsventil 26 in eine geöffnete Position bewegt.
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Zur Einstellung des Brechspalts 38 wird der Rotor 14 um seine Rotationsachse rotiert, wobei während der Einstellung des Brechspaltes kein zu brechendes Material in den Brechspalt aufgegeben wird. Anschließend wird die Pumpe 30 gestartet und das Wegeventil 42 in die linke, parallele Stellung bewegt, sodass die dem Prallwerk 12 abgewandte Zylinderkammer mit Druck beaufschlagt wird und sich der Kolben 20 mit in etwa konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Rotors 14 bewegt. Zwischen der Hydropumpe 30 und dem Wegeventil 42 ist ein Drosselrückschlagventil 29 angeordnet, über welches die Geschwindigkeit des Kolbens 20 eingestellt wird, sodass der Kolben 20 mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung des Rotors 14 bewegt wird. Zur Absicherung des maximalen Systemdrucks ist parallel zu dem Drosselrückschlagventil 29 ein weiteres Druckbegrenzungsventil 36 angeordnet. Des Weiteren ist zwischen der Pumpe 30 und dem Drosselrückschlagventil 29 ein als Puffer dienender Speicher 28 angeordnet. Die Druckmesseinrichtung 24 ermittelt den Druck an dem Aktuator 18, insbesondere in der dem Prallwerk 12 abgewandten Zylinderkammer, über die Zeit, wobei die Wegmesseinrichtung 22 die Position des Kolbens 20 über die Zeit ermittelt. Beim Kontakt zumindest einer der Prallplatten 34 des Prallwerks 12 mit einer der Schlagleisten 16, steigt der Druck in dem Aktuator 18 derart an, dass das adaptive Druckbegrenzungsventil 26 öffnet, sodass sich der Kolben 20 in entgegengesetzte Richtung weg von dem Rotor 14 bewegt. Mittels des von der Druckmesseinrichtung 24 ermittelten Druckverlaufs wird der Zeitpunkt des Kontakts zwischen der Prallplatte 34 des Prallwerks 12 mit der Schlagleiste 16 ermittelt. Die Position der Nullstellung des Prallwerkes 12 wird mittels der von der Wegmesseinrichtung 22 ermittelten Position des Kolbens 20 zum Zeitpunkt des Druckanstiegs ermittelt. Übersteigt die Steigung des Druckverlaufs einen bestimmten Steigungsschwellwert, wird die Nullstellung des Prallwerks 12 detektiert. Die Nullstellung wird beispielsweise auch dann detektiert, wenn das adaptive Druckbegrenzungsventil 26 in die geöffnete Position bewegt wird.
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2 zeigt den mit der Druckmesseinrichtung 24 ermittelten Druckverlauf während des Verfahrens zur Einstellung des Brechspaltes 38, wobei das Prallwerk 12 in Richtung des Rotors 14 bewegt wird, während der Rotor 14 um seine Rotationsachse rotiert. Mit der durchgezogenen Linie ist der Druck an dem Aktuator 18, insbesondere in der dem Prallwerk 12 abgewandten Zylinderkammer, über die Zeit dargestellt. Die unterbrochene Linie zeigt den an dem adaptiven Druckbegrenzungsventil 26 eingestellten Ventilschwellwert über die Zeit. Während des Verfahrens zur Einstellung des Brechspaltes 38 ermittelt der Wegmesssensor die Position des Kolbens 20 in dem Hydraulikzylinder 40 über die Zeit. Bei 0 Sekunden wird die Pumpe 30 eingeschaltet, während das Wegeventil 42 in der in 1 dargestellten gesperrten Stellung ist und der Druck in dem Aktuator 18 konstant verläuft. Nach etwa 3 Sekunden wird das Wegeventil 42 in die parallele Stellung bewegt, sodass die dem Prallwerk 12 abgewandte Zylinderkammer mit Druck beaufschlagt wird und der Kolben 20 sich mit in etwa konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Rotors 14 bewegt. Der Druck an dem Aktuator 18, insbesondere in der dem Prallwerk 12 abgewandte Zylinderkammer, steigt in etwa linear an, wobei die Steigung beispielhaft etwa 2–3 bar pro Sekunde beträgt. Der Ventilschwellwert des adaptiven Druckbegrenzungsventils 26 verläuft in etwa parallel zu dem Druckverlauf des Aktuators 18, wobei der Ventilschwellwert um etwa 5 bar höher als der Aktuatordruck ist. Der Druckanstieg in dem Aktuator 18 ist beispielsweise dadurch begründet, dass das Prallwerk 12 gegen die Schwerkraft angehoben wird. Nach etwa 11 Sekunden berührt eines der Prallelemente 16 eine Prallplatte 34 des Prallwerkes 12 und der Druckverlauf weist eine Steigung auf, die deutlich größer ist als die Steigung des Druckverlaufs während des Bewegens des Prallwerks 12 in Richtung des Rotors 14. Beispielhaft beträgt die Steigung etwa 100 bar pro Sekunde. Der Druck an dem Aktuator 18 steigt auf einen Wert von etwa 70 bar an, wobei der Ventilschwellwert des adaptiven Druckbegrenzungsventils 26 überschritten und das Druckbegrenzungsventil 26 geöffnet wird, sodass sich der Kolben 20 in entgegengesetzter Richtung weg von dem Rotor 14 bewegt. Der Druck in dem Aktuator 18 verringert sich auf einen Wert, der in etwa dem Ausgangsdruckwert in dem Aktuator 18 entspricht, wobei das Druckbegrenzungsventil 26 geschlossen ist und einen Schwellwert aufweist, der um etwa 5 bar höher als der Aktuatordruck ist.
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Der Druck an dem Aktuator 18 steigt bei einer Berührung einer der Prallelemente 16 mit einer Prallplatte 34 signifikant an, sodass der Zeitpunkt des Kontaktes der Schlagleiste 16 mit der Prallplatte 34 eindeutig aus dem Druckverlauf ermittelbar ist. In dem in 2 dargestellten beispielhaften Druckverlauf ist der Zeitpunkt des Kontaktes 11 Sekunden. Insbesondere wird ein Kontakt zwischen einer der Schlagleisten 16 mit einer Prallplatte 34 erkannt, wenn der Druckanstieg des Aktuatordrucks einen vorbestimmten Wert überschreitet. Insbesondere beträgt dieser Steigungsschwellwert etwa 5 bar/sec.
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Zur Ermittlung der Nullstellung des Kolbens, bei welcher eines der Prallelemente 16 mit einer Prallplatte 34 im Kontakt ist, wird die mittels der Wegmesseinrichtung 22 ermittelte Position des Kolbens 20 in dem Zylinder 40 bei 11 Sekunden bestimmt. Bei bekannter Nullstellung des Kolbens wird anschließend der Brechspalt 38 eingestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zerkleinerungseinrichtung
- 12
- Prallwerk
- 14
- Rotor
- 16
- Prallelemente Schlagleisten
- 18
- Hydraulikaktuator
- 20
- Kolben
- 22
- Wegmesseinrichtung
- 24
- Druckmesseinrichtung
- 26
- adaptives Druckbegrenzungsventil
- 27
- entsperrbares Rückschlagventil
- 28
- Hydrospeicher
- 29
- Drosselrückschlagventil
- 30
- Hydropumpe
- 32
- Schwenkachse
- 34
- Prallplatten
- 36
- Druckbegrenzungsventil
- 38
- Brechspalt
- 40
- Hydraulikzylinder
- 42
- Wegeventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19511097 C1 [0004, 0004]
