DE10311918A1

DE10311918A1 - Vorrichtung zum Brechen und Sieben oder Fräsen

Info

Publication number: DE10311918A1
Application number: DE2003111918
Authority: DE
Inventors: Heiinz Backers
Original assignee: BACKERS MASCHB GmbH; BACKERS MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: BACKERS MASCHB GmbH; BACKERS MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brechen und Sieben oder Fräsen mit einer Brecherwalze (17), einer Siebwalze (18) und einem Siebspalt zwischen den beiden Walzen, wobei die Brecherwalze mit Brechelementen (31) und die Siebwalze ggf. mit Siebelementen (Scheibenringe 27) bestückt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brechen und Sieben oder Fräsen.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE-U 93 04 186 ist ein Siebbrecher für Erdmaterial bekannt, bei dem in einem Kübel einer Erdbewegungsmaschine mehrere rotierende Wellen mit Brechelementen im Bereich einer Kübelrückwand angeordnet sind. Im Kübel befindliches Erdmaterial wird von den Brechelementen zerkleinert und ausgesiebt. Nur nicht zerkleinerbare und für die Zwischenräume zwischen den Brechelementen zu große Teile können nicht passieren und werden im Kübel zurückgehalten. Eine ähnliche Vorrichtung zeigt die DE-A 198 52 583 . Hier sind zwei parallele Wellen mit Brechschlegeln im Bereich einer Behälterrückwand bzw. innerhalb des Behälters angeordnet. Der Antrieb der Wellen erfolgt unter Nutzung der vom zugehörigen Bagger oder Radlader bereitgestellten hydraulischen Energie.

Mit der vorliegenden Endung soll eine weitere Vorrichtung zum Brechen und Sieben bzw. Fräsen bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Brecherwalze, eine Siebwalze und einen Siebspalt zwischen den beiden Walzen auf, wobei die Brecherwalze mit Brechelementen bestückt ist und die Siebwalze mit Siebelementen bestückt sein kann.

Die Walzen sind im Wesentlichen achsparallel zueinander angeordnet. Die Brechelemente der Brecherwalze kämmen mit den ggf. vorhandenen Siebelementen der Siebwalze. Als Siebelemente können Ringscheiben vorgesehen sein, die mit axialem Abstand zueinander auf dem Umfang der Siebwalze sitzen. Siebelemente können auch auf der Brecherwalze angeordnet sein, etwa derart, dass in Umfangsrichtung Brechelemente mit Siebelementen abwechseln, ebenso in axialer Richtung. Die Brechelemente sind vorteilhafterweise als Schlegel ausgeführt, die das zu siebende Material anschlagen und so die Siebwalze oder Zwischenräume auf der Siebwalze reinigen oder freihalten.

Vorzugsweise sind Brecherwalze und Siebwalze so eng angeordnet, dass sich in axialer Richtung kein durchgehender Siebspalt ergibt. Vielmehr verläuft der Siebspalt mehrfach abgewinkelt oder mäanderförmig zwischen den Brech- und Siebelementen beider Walzen. Die Brecherwalze hat in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Brech- und Siebfunktion, während die Siebwalze siebt und/oder als Anschlag für das zu brechende Gut dient.

Der Antrieb der Walzen erfolgt gegensinnig. Die Siebwalze hat dann zugleich Einzugsfunktion. Die Brechelemente können stumpf oder mit Messerschneiden ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall kann mit der Vorrichtung auch gefräst werden. Der Siebspalt kann dann auch als Frässpalt bezeichnet werden.

Vorteilhafterweise weist die Brecherwalze einen größeren Durchmesser auf als die Siebwalze. Besonders vorteilhaft ist eine Differenz der Durchmesser von mehr als 25% (ausgehend vom kleineren Durchmesser). Die größere Brecherwalze bekommt dadurch eine größere Trägheit und damit mehr Wucht für den Brechvorgang. Die Siebwalze kann ohne nachteilige Effekte zur Einsparung von Kosten und Raum kleiner ausfallen.

Vorzugsweise ist die Drehzahl der Siebwalze höher als die Drehzahl der Brecherwalze. Besonders vorteilhaft ist eine um mindesten 25% höhere Drehzahl (ausgehend von der kleineren Drehzahl). Auch können Drehzahl und Durchmesser so aufeinander abgestimmt sein, dass gleiche Umfangsgeschwindigkeiten vorliegen. Insbesondere in diesem Fall kann auch die Siebwalze mit (zusätzlichen) Brechelementen versehen sein, auch an Stelle der Siebelemente. Die Brechelemente der Brecherwalze einerseits und der Siebwalze andererseits kreisen dann auf einander genau abgestimmten Bahnen ohne sich zu behindern. In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist die Brecherwalze doppelt so viele Brechelemente auf wie die Siebwalze, beispielsweise 12 Brechelemente entlang einer Umfangslinie der Brecherwalze gegenüber 6 Brechelementen entlang einer Umfangslinie der Siebwalze, bei insbesondere gleichen Umfangsgeschwindigkeiten.

Vorteilhaft können auch unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen sein. Zwischen den Siebelementen der Siebwalze können sich Reste festsetzen. Diese werden bei geeigneter Ausbildung und Anordnung der Brechelemente (der Brecherwalze) und Eintreten derselben in Zwischenräume auf der Siebwalze nahezu restlos entfernt. Unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten haben demnach Einfluss auf die Selbstreinigung der Vorrichtung. Je nach Anwendung und Material können die Siebwalze oder die Brecherwalze eine höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweisen als die jeweils andere Walze.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weisen die Walzen einen gemeinsamen Antrieb auf. Hierfür kann eine gemeinsame Kette vorgesehen sein. Bei Anordnung der Walzen übereinander ist vorzugsweise oberhalb beider Walzen ein Antriebsmotor vorgesehen, etwa ein Hydraulikmotor. Wegen der besseren Kraftübertragung ist ein Kettenrad der Brecherwalze möglichst von der Kette umschlungen, insbesondere mit einem Bogen von mehr als 180°. Ein Kettenrad der nur mit geringerer Kraft anzutreibenden Siebwalze kann so angeordnet sein, dass nur ein relativ kleinerer Umfangsteil von der Kette beaufschlagt ist. Beispielsweise läuft die Kette um das Kettenrad der Brecherwalze einerseits und ein Antriebskettenrad des Motors andererseits. Das Kettenrad der Siebwalze ist außen oder innen an den von der Kette gebildeten Kettenkreis nur angelegt.

Vorteilhafterweise sind die Walzen beidseitig angetrieben, insbesondere durch zwei Kettenantriebe. Als Antriebsaggregat sind dann zwei Motoren oder ein Motor mit Kraftübertragung auf beide Seiten der Walzen vorgesehen.

Vorteilhafterweise ist der Brecherwalze mindestens auf einer Seite ein Kettenrad, z.B. als Zahnkranz zugeordnet, an dem eine Antriebskette anliegt, wobei das Kettenrad im Wesentlichen in Flucht mit einem Drehlager der Brecherwalze liegt. Analog kann dies auch für die Siebwalze gelten. Der Platzbedarf für diese Konstellation ist äußerst gering.

Möglich ist eine Anordnung innen in einer Schaufel eines Erdbewegungsberätes, auch mit beidseitig der Brecherwalze bzw. Siebwalze angeordnetem Kettenrad. Kettenräder und Lager sind dann innerhalb der Schaufel zur Vermeidung von Verschmutzungen hinter einer geeigneten Abdeckung verborgen.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die Brecherwalze ein Rohr mit außen auf dem Rohr angeordneten Brechelementen auf. Das Rohr ist in dieser Konstellation der Walzenkörper. Die Stirnseiten sind mit Stirnwandungen und Wellenstummeln für korrespondierende Wellenlager versehen. Im Bereich der Stirnseiten können auch geeignete Mittel zur Übertragung von Antriebskräften mit dem Rohr oder den Stirnwandungen verbunden sein, etwa ein Ketterad oder nur ein Zahnkranz.

Auf dem Außenumfang des Rohres sind sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung mehrere Brechelemente angeordnet. In Umfangsrichtung sind zwischen den einzelnen Brechelementen jeweils Ringsegmente vorgesehen. Diese erhöhen die Siebwirkung der Brechwalze bzw. der Vorrichtung insgesamt und schützen zugleich die Brechelemente gegen zu starke Kräfte während des Brechens. Die Ringsegmente weisen in Umfangsrichtung einen kleineren Querschnitt und eine geringere radiale Höhe auf als die Brechelemente und sind vorzugsweise auf das Rohr aufgeschweißt.

Vorteilhafterweise sind die Brechelemente lösbar an Haltern angeordnet. Die Halter sind mit der Brecherwalze insbesondere möglichst fest verbunden, etwa verschweißt. Vorzugsweise sind die Brechelemente an die Halter anschraubbar. Die Halter können in Umfangsrichtung wirksame Profilenden aufweisen, sodass die Ringsegmente einerseits und die Brechelemente andererseits in Umfangsrichtung passend und nahezu nahtlos aufeinanderfolgen. Die Ringsegmente weisen dann hierzu korrespondierende Profilenden auf.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weisen die Brechelemente mindestens zwei Brecherfronten auf und sind in verschiedenen Positionen an der Brecherwalze oder am jeweiligen Halter fixierbar. In einer Position weist die erste Brechfront in Umfangsrichtung der Brecherwalze, in der anderen Position die zweite Brechfront. Dadurch müssen die Brechelemente nach Abnutzung der ersten Brechfront nicht ausgetauscht sondern nur anders positioniert werden. Vorzugsweise sind die Brechelemente an der Brecherwalze radial abstehend angeordnet. Nach Lösen eines Befestigungsmittels kann eine Drehung des einzelnen Brechelements um eine insbesondere relativ zur Brecherwalze radiale Achse erfolgen. Vorteilhaft ist eine Anordnung der Brechfronten derart, dass eine Drehung der Brechelemente um 180° zum Wechseln der Brechfronten ausreichend ist.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weisen die Brechelemente Messerschneiden auf. Die Vorrichtung kann dann zum Fräsen verwendet werden. Die Messerscheiden sind an Stelle der zuvorgenannten Brechfronten vorgesehen und analog hierzu angeordnet. Auch hier ist die Einnahme einer zweiten Position zur Vermeidung einer kompletten Auswechslung der Brechelemente vorteilhaft. Andere Ausführungen der Brechelemente mit Messerschneiden oder Brechfronten sind aber nicht ausgeschlossen.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Walzen in eine Schaufel eines Erdbewegungsgeräts, etwa eines Baggers oder eines Radladers integriert sind. Konkret sind die Walzen im Wesentlichen im Inneren der Schaufel angeordnet und durch deren Wandungen zumindest seitlich, also im Bereich der Stirnseiten, geschützt. Mit der Schaufel kann Material wie Bodenaushub, Holzspäne, Torf usw. gesiebt und gebrochen werden. Das in der Schaufel verbleibende grobe Material wird dabei gut gereinigt. Anhaftende Schmutzteile werden vom Grobkorn abgeschlagen. Bei Ausführung der Brechelemente bzw. Schlegel der Brechennralze als Messer dient die Vorrichtung als Fräse.

Vorteilhafterweise ist die Siebwalze in Ladestellung der Schaufel – mit seitlich einsehbarer Schaufelöffnung und untenliegendem Schaufelboden – oberhalb der Brecherwalze angeordnet. Eine Schaufelrückwand erstreckt sich dann im Wesentlichen aufrecht, gegebenenfalls mit einer Neigung gegenüber der senkrechten Position. Die Walzen sind im Bereich der Schaufelrückwand angeordnet, die der Schaufelöffnung gegenüberliegt. Die Brecherwalze nimmt das Material besser mit als die Siebwalze. Da das Material zunächst im Bereich des Schaufelbodens zu liegen kommt, ist eine Anordnung der Siebwalze oberhalb der Brecherwalze und damit mit größerem Abstand zum Schaufelboden vorteilhaft.

Vorzugsweise ragt die Brecherwalze in Ladestellung der Schaufel teilweise (mit einem Teil ihres Querschnitts im Bereich des Schaufelbodens und der Schaufelrückwand aus der Schaufel heraus. Die Brecherwalze erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Übergang zwischen Schaufelboden und Schaufelrückwand. Da die Schaufelrückwand im Bereich der Brecherwalze offen ist, kann sich hier kein Schmutz festsetzen. Eventuell (an der Brecherwalze) anhaftende Materialklumpen werden teilweise im Bereich des Eintritts der Brecherwalze in den Schaufelboden weiterzerkleinert.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist unterhalb der Schaufelbodenwand ein Gegenhalter angeordnet. Dieser wirkt mit der Brecherwalze zusammen. Zwischen dem Gegenhalter und der Brecherwalze ist ein Spalt gebildet. Bei dieser Ausführungsform sind die Brechelemente vorzugsweise mit Messerschneiden versehen. Die Vorrichtung ist insbesondere als Fräse einsetzbar. Der Gegenhalter ist vorzugsweise eine ohne Antrieb drehbare Walze, die parallel zur axialen Erstreckung der Brecherwalze verläuft.

Der Einheit aus Siebwalze und Brecherwalze kann ein Siebrost zum Sieben des die Walzen passierenden Gutes zugeordnet sein. Der Siebrost kann vor dem Siebspalt – auf einer Abgabeseite der Walzen – angeordnet sein, insbesondere außerhalb der ggf. vorgesehenen Schaufel. Möglich ist auch die Anordnung auf einer Einzugsseite der Walzen. Bei Anordnung an der Abgabeseite hat der Siebrost zugleich die Funktion eines Schutzgitters.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Sieben oder Brechen, mit einer ersten Walze, einer Siebwalze und einem Siebspalt zwischen den beiden Walzen, wobei die Siebwalze mit Siebelementen bestückt ist und die erste Walze glatt oder mit Siebelementen bestückt ist. Demnach können auch beide Walzen nur mit Siebelementen versehen sein, insbesondere in Gestalt umlaufender Scheibenringe oder Siebscheiben. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft für die Handhabung von sehr hartem Material. Dieses wird in erster Linie gesiebt und kaum gebrochen. Größere Stücke bleiben unversehrt, ohne den Siebspalt zu passieren.

Eine vereinfachte Ausführung der zuletzt genannten Gestaltung besteht darin, dass nur die Siebwalze mit Siebelementen bestückt ist und demgegenüber die erste Walze außen glatt ist bzw. eine ebene Umfangsfläche ohne Erhebungen aufweist. Die Einwirkung auf das Material ist dadurch noch geringer. Gleichwohl ist mit einfachsten Mitteln eine Siebung möglich.

Die beiden zuvor genannten Alternativen – zwei Walzen mit Siebelementen oder eine Siebwalze und eine glatte Walze – sind mit allen im Übrigen in der Beschreibung und in den Patentansprüchen genannten Merkmalen kombinierbar. Insbesondere betrifft dies die Anordnung der Vorrichtung in einer Schaufel eines Erdbewegungsgerätes, die Dimensionierung der Walzen, die Anordnung und Auslegung (Drehzahl usw.) der Antriebe für die Walzen.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Vorrichtung zum Fräsen, mit einer Messerwalze, einem Gegenhalter und einem Frässpalt zwischen beidem. Bei dieser Vorrichtung kann auf eine Siebwalze verzichtet werden. Wie oben bereits ausgeführt ist der Gegenhalter vorzugsweise eine drehbare Walze, die im Wesentlichen achsparallel zur Messerwalze verläuft. Bei der Messerwalze kann es sich um eine Brecherwalze handeln, deren Brechelemente Messerschneiden aufweisen.

Messerwalze und Gegenhalter können (entsprechend den voranstehenden Ausführungen) in eine Schaufel eines Erdbewegungsgerätes, etwa eines Radladers oder Baggers integriert sein, wobei der Gegenhalter benachbart zu einer Schaufelwandung und außerhalb der Schaufel angeordnet ist, etwa unterhalb des Schaufelbodens.

Zur Erfindung gehört auch ein Erdbewegungsgerät – etwa ein Bagger oder Radlader – mit einer Vorrichtung in einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen.

Sämtliche beschriebenen Ausführungsformen sind einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Übrigen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1a einen Bagger mit in eine Schaufel integrierter Vorrichtung zum Brechen und Sieben oder Fräsen, und zwar in Ladestellung,
1b den Bagger gemäß 1a mit der Schaufel in Brech-Sieb-Stellung,
2 die Schaufel in Ladestellung mit Brechwalze, Siebwalze und Antriebskette in teilweise aufgeschnittener seitlicher Darstellung analog den 1a und 1b,
2a ein Detail der 2, nämlich ein Ringsegment in vergrößerter Darstellung,
2b ein Detail der 2, nämlich ein Brechelement mit Halter in vergrößerter Darstellung,
2c eine Abwandlung des Brechelements gemäß 2b, nämlich mit Messerschneiden,
3 die Schaufel entsprechend 2 in einem Längsschnitt durch die beiden Walzen entsprechend der Linie A-A in 4,
4 eine Seitenansicht der Schaufel ähnlich 2,
5 eine Seitenansicht der Schaufel in Ladestellung analog 4, jedoch mit durchsichtig dargestellter Seitenwand,
6 eine Darstellung analog 3, jedoch mit zwei Siebwalzen, und in einem Längsschnitt durch die Walzen entsprechend der Linie A-A in 7,
7 eine Seitenansicht der Schaufel in Ladestellung mit durchsichtig dargestellter Seitenwand und entsprechend der in 6 dargestellten Ausführungsform.
Als Beispiel für eine Erdbewegungsmaschine zeigt 1a einen Bagger 10 mit Schaufel 11 in Ladestellung. Dabei erstreckt sich eine Seitenwand 12 der Schaufel parallel zur Bildebene. Eine Schaufelöffnung 13 ist dem Bagger zugewandt. Ein Schaufelboden 14 erstreckt sich horizontal, während eine Schaufelrückwand 15 – der Schaufelöffnung 13 gegenüberliegend – fast senkrecht zum Schaufelboden verläuft und geringfügig gegenüber einer Senkrechten in Richtung auf den Bagger geneigt ist. Geführt und gehalten ist die Schaufel 11 im Bereich ihrer Oberwand 16 an einem hydraulisch bewegbaren Tragarm des Baggers.
1b zeigt den Bagger beim Brechsieben. Die Schaufel 11 ist gegenüber der Position in 1a angehoben und zugleich um etwa 60° aufwärts gedreht, sodass die Schaufelöffnung 13 aufwärts zeigt bzw. nur von oben einsehbar ist. Das in der Schaufel 11 vorhandene Material wird gebrochen, gesiebt und im Bereich der Schaufelrückwand 15 ausgegeben.
In die Schaufel 11 integriert sind eine Brecherwalze 17 und eine Siebwalze 18. Letztere ist in den 1a und 1b nicht erkennbar. In 1b ist aber deren Drehsinn eingezeichnet, erkennbar anhand der gekrümmten Pfeile auf der Seitenwand 12. Danach drehen Brecherwalze und Siebwalze gegensinnig, sodass zwischen beiden ein Siebspalt 19 gebildet ist, aus dem (und zugleich aus der Schaufel) das gebrochene und gesiebte Material austritt. Die Brecherwalze 17 ist im Bereich des Übergangs zwischen Schaufelrückwand und Schaufelboden 14 angeordnet. In der Lagerstellung gemäß 1a ist die Siebwalze 18 oberhalb der Brecherwalze 17 angeordnet.
Gemäß 1a kann der Schaufelboden 14 an seiner Unterseite noch einen Gegenhalter 20 aufweisen. Dabei handelt es sich um eine antriebslos drehbare Walze parallel zur Brecherwalze 17. Zwischen dem Gegenhalter 20 und der Brecherwalze 17 ist ein schmaler Spalt gebildet. Dieser kann auch als Frässpalt 21 bezeichnet werden.
Siebwalze 18 und Brecherwalze 17 werden beidseitig angetrieben und zwar über je eine gemeinsame Antriebskette 22, die um ein Antriebsritzel 23 geführt ist, ebenso um einen der Brecherwalze 17 zugeordneten Zahnkranz 24. Antriebsritzel 23 und Zahnkranz 24 sind demnach von der Antriebskette 22 um etwa 180° oder mehr umschlungen.
Der Siebwalze 18 ist ein Kettenrad 25 zugeordnet, das zwischen Antriebsritzel 23 und Zahnkranz 24 außen an der Antriebskette 22 mit einem relativ kurzen Umschlingungswinkel von 90° oder weniger anliegt.
Das Antriebsritzel 23 ist in der Position der Schaufel 11 gemäß den 2–5 oberhalb der beiden Walzen 17, 18 angeordnet. Gegenüber einer gedachten mittigen Verbindungslinie zwischen dem Antriebsritzel 23 und der Brecherwalze 17 ist die Siebwalze 18 etwas in die Schaufel 11 hineinversetzt, siehe insbesondere 2 und 5.
Die beidseitig angeordneten Antriebsritzel 23 werden durch jeweils zugeordnete Hydraulikmotoren 26 angetrieben. Die Antriebsritzel 23 sitzen unmittelbar auf Wellenstummeln der Hydraulikmotoren 26. Letztere erstrecken sich jeweils nur ein kurzes Stück in die Schaufel hinein und sind mit dem Hydrauliksystem des Baggers verbunden.
Die Durchmesser der Walzen 17, 18 einerseits und die Zähnezahlen der beteiligten Zahnräder 23, 24, 25 andererseits sind je nach Anwendungszweck aufeinander abgestimmt. Gemäß 2 weist die Brecherwalze 17 einen Durchmesser auf, der mehr als doppelt so groß ist wie der Durchmesser der Siebwalze 18. Das Trägheitsmoment bzw. die Wucht der Brecherwalze 17 ist dadurch wesentlich größer. Das Verhältnis der Zähnezahlen zueinander ist etwas anders. Das Kettenrad 25 weist hier 25 Zähne auf, 40 Zähne der Zahnkranz 24. Dadurch ergibt sich eine höhere Umfangsgeschwindigkeit der Brechennralze 17 gegenüber der Siebwalze 18. Dies begünstigt eine Reinhaltung der Siebwalze 18. Anhaftende Verschmutzungen werden von der mit der Siebwalze 18 kämmenden Brecherwalze 17 abgestreift.
Die Siebwalze 18 ist an ihrem Außenumfang mit Siebelemente, hier mit mehreren (nämlich 12) Scheibenringen 27 versehen, die zueinander (in Axialrichtung) gleiche Abstände aufweisen unter Bildung von Zwischenräumen 28, siehe 3. In der einfachsten, hier nicht gezeigten Ausführung, ist die Siebwalze lediglich eine einfache angetriebene Walze ohne zusätzliche Siebelemente.
Die Brechennralze 17 weist an ihrem Außenumfang ebenfalls umlaufende Ringe auf. Diese sind gebildet aus Scheibenringelementen 29, die in Umfangsrichtung mit Abstand aufeinander folgen. Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Scheibenringelementen 29 ist jeweils ein Halter 30 für ein Brechelement 31 vorgesehen. Scheibenringelemente 29 und Halter 30 sind auf ein Rohr 32, welches die Funktion eines Tragkörpers hat, aufgeschweißt. Dabei greifen in Umfangsrichtung weisende Vorsprünge 33 bzw. Nasen der Scheibenringelemente 29 in korrespondierende Vertiefungen 34 der Halter 30. 2 zeigt in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend auf der Brecherwalze 17 acht Scheibenringelemente 29 mit acht jeweils dazwischen eingesetzten Haltern 30 bzw. Brechelementen 31. In Axialrichtung sind ebenfalls mehrere, nämlich Anzahl Scheibenringe minus eins, Scheibenringelemente 29 bzw. Halter 30 vorgesehen, siehe 3. Dabei sind in Axialrichtung zueinander benachbarte Scheibenringe 27 und Halter 30 in Umfangsrichtung zueinander versetzt, sodass in Axialrichtung nicht zwei Halter 30 nebeneinander angeordnet sind. Vielmehr folgt in Axialrichtung auf einen Halter 30 stets ein Scheibenringelement 29 und umgekehrt.
Die Brechelemente 31 können auf unterschiedliche Weise gestaltet sein. Gemäß 2b handelt es sich um im Wesentlichen quaderförmige Elemente, jeweils mit einer vorderseitigen Brechfront 35 und einer rückseitigen Brechfront 36, entsprechend der in der 2 angegebenen Drehrichtung der beiden Walzen 17, 18. Die Brechfronten 35, 36 sind im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, können scharte Kanten aufweisen und erstrecken sich in axialer Richtung beidseitig und in radialer Richtung über die in Umfangsrichtung benachbarten Scheibenringelemente 29 hinaus, siehe 3. Die in axialer Richtung wirksame Abmessung der Brechelemente 31 ist so bemessen, dass die Zwischenräume 28 zwischen den Scheibenringen 27 der Siebwalze 19 teilweise oder ganz ausgefüllt werden. Auch soll der Abstand der Brechelemente 31 in radialer Richtung gegenüber der Siebwalze 18 möglichst klein sein, siehe ebenfalls 3. Die Reinigungswirkung ist dann am größten.
Die Brechelemente bzw. Schlegel der Brechwalze schlagen das Material in der Schaufel an und reinigen es. Feines Material wird in Zwischenräumen zwischen den Brechelementen und ggf. Scheibenringelementen der Brechwalze mitgenommen. Auch in Zwischenräumen der Siebwalze wird feines Material mitgenommen. Dieses gelangt durch den Raum zwischen den beiden Walzen – Siebspalt 19 – nach außen. Das grobe Material bleibt gereinigt in der Schaufel. Mehrere Brechelemente bzw. Schlegel schlagen bei einer Umdrehung der Brechwalze durch die Zwischenräume der Siebwalze und halten die Zwischenräume auch bei sehr bindigem Material sauber, sodass stets eine gute Siebleistung erhalten bleibt.
Die Brechelemente 31 sind um eine radiale Achse drehbar und hierzu entsprechend lösbar am Halter 30 befestigt. Nach Abnutzung der vorderen Brechfront 35 kann jedes Brechelement 31 nach Lösen einer Schraube 37 um 180° gedreht werden, sodass dann die Brechfront 36 zum Einsatz kommt. Nach Abnutzung beider Brechfronten können die Brechelemente 31 auf einfache Weise durch Lösen der radialgerichteten Schraube 37 ausgetauscht werden. Der Halter 30 weist ein radial ausgerichtetes Gewinde zur Aufnahme der Schraube 37 auf. Letztere ist im Bauelement versenkt angeordnet.
2c zeigt eine besondere Ausführung der Brechelemente 31. Hier sind keine Brechfronten vorhanden. Stattdessen weisen die Brechelemente in Umfangsrichtung weisende Schneiden 38 auf. Bei Verwendung derartiger Brechelemente kann die Vorrichtung auch als Fräse eingesetzt werden, entweder im Zusammenwirken mit der Siebwalze 18 durch Einziehen des zu fräsenden Gutes aus der Schaufel 11, oder durch zusammenwirken mit dem frei drehenden Gegenhalter 20 durch Aufsetzen des Frässpalts 21 auf einem zu fräsenden Gut, etwa einem Baumstumpf oder dergleichen. Die Frässpäne werden dann durch den Frässpalt 21 in das Innere der Schaufel 11 gefördert.
Die Lagerung der Walzen 17, 18 ist besonders raumsparend ausgeführt. In beiden Fällen sind die zugehörigen Zahnräder (Zahnkranz 24, Kettenrad 25) etwa radial um ein der jeweiligen Walze zugeordnetes Drehlager angeordnet. Gemäß 3 ist ein Drehlager 39 der Siebwalze 18 genau radial innerhalb des Kettenrades 25 vorgesehen, und zwar beidseitig. Ein Drehlager 40 für die Brecherwalze 17 ist gegenüber dem Zahnkranz 24 etwas aus dessen radialer Ebene nach außen herausgerückt, ohne diese Ebene ganz zu verlassen.
Die Brecherwalze 17 ist gebildet durch das bereits genannte Rohr 32, welches stirnseitig jeweils durch Stirnflächen 41 verschlossen ist. Auf jeder Stirnfläche 41 ist außenseitig der Zahnkranz 24 angeordnet und außerdem zentrisch je ein Wellenstummel 42. Dieser wird gehalten von den Lagern 40, welche innenseitig an den Seitenwänden 12 befestigt sind.
Die Siebwalze 18 weist ebenfalls ein Rohr auf, hier mit der Ziffer 43 bezeichnet. Stirnseitig ist das Rohr 43 von den beiden Kettenrädern 25 bedeckt. Durch das Rohr 43 läuft mittig eine Achse 44, die an beiden Enden in innenseitigen Aufnahmen 45 der Seitenwände 12 gehalten ist. Die Lager 39 sitzen in den Kettenrädern 25 und zugleich auf der Achse 44 nahe den Aufnahmen 45.
Am Schaufelboden 14 ist beidseitig, d.h. nahe den Seitenwänden 12 je ein Lagerauge 46 zur Aufnahme des walzenförmigen, frei drehbaren Gegenhalters 20 vorgesehen.
In der gezeigten Ausführungsform, siehe insbesondere 4, ist die Schaufelrückwand 15 zumindest im Bereich der Brecherwalze 17 und des Siebspalts 19 offen. Aus der durch die Seitenwände 12 gebildeten Silhouette tritt die Brecherwalze 17 etwas nach außen hervor, und zwar im Wesentlichen im Bereich des Übergangs zwischen Schaufelrückwand 15 und Schaufelboden 14. Die Siebwalze 18 und die Antriebsritze) 23 mit den Hydraulikmotoren 26 sind hinter der Silhouette der Seitenwand 12 gemäß 4 verborgen.
Im Bereich der Schaufelrückwand 15 kann eine sieb- oder gitterartige Abdeckung vorgesehen sein, auch um den in 4 sichtbaren Teil der Brecherwalze 17 herum. Letztgenannte erweiterte Abdeckung (um die Brecherwalze herum) ist vorzugsweise abnehmbar um das Fräsen durch das Zusammenspiel zwischen Brecherwalze 17 und Gegenhalter 20 zu ermöglichen.
Zum Schutz der Antriebskette 22 und der Lager 39, 40 können in der Schaufel nicht gezeigte Abdeckungen beidseitig der Walzen 17, 18 vorgesehen sein. Beispielsweise können Abdeckungsbleche mit passenden Ausnehmungen zwischen den Zahnkränzen 24 und den Stirnflächen 41 bzw. den Kettenrädern 25 und den jeweils äußersten Scheibenringen 27 angeordnet sein. Auch können die Antriebsritzel 23 mit den Hydraulikmotoren 26 abgedeckt sein. Die Schaufel mit Abdeckungen stellt für die Walzen 17, 18 einen doppelten Rundum-Rahmen dar.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind Brecherwalze 17 und Siebwalze 18 jeweils mit Brechelementen 31 bzw. Brechschlegeln bestückt. Vorzugsweise sind dann die Umfangsgeschwindigkeiten aufeinander abgestimmt, ebenso jeweils die Anzahl der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Brechelemente. Beispielsweise weist die Siebwalze in Umfangsrichtung jeweils sechs Brechelemente auf, während die Brecherwalze mit zwölf Brechelementen versehen ist. Die Siebwalze läuft dann mit doppelter Drehzahl relativ zur Brecherwalze, sodass die Brechelemente der beiden Walzen nicht miteinander kollidieren.
Eine Ausführungsform mit zwei Siebwalzen zeigen die 6 und 7. Gegenüber den 3 und 5 ist an Stelle der Brecherwalze 17 eine erste Walze 47 mit Siebelementen, nämlich Scheibenringen 48 vorgesehen. Letztere sind auf dem glatten Außenumfang der Walze 47 angeordnet und erstrecken sich in Umfangsrichtung. Dabei kämmen die Scheibenringe 48 mit den Scheibenringen 27 der Siebwalze 18. Diese kann hier auch als zweite Walze bezeichnet werden.
Der Siebspalt 19 zwischen den beiden Walzen 18, 47 ist abhängig vom Abstand der Walzen zueinander und von der Ausbildung der Scheibenringe 27, 48. Gemäß 6 greifen die Scheibenringe 27, 48 ineinander und weisen jeweils nur einen geringen kleinsten Abstand zum Umfang der benachbarten Walze auf. Zwischen den in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Scheibenringen liegen im Bereich des Siebspalts 19 jeweils gleiche axiale Abstände.
Im Übrigen weist die Ausführungsform der 6 und 7 dieselben Merkmale auf wie die Ausführungsform der 3 und 5, natürlich ohne die dort gezeigten Brechelemente am Umfang der größeren Walze.
In einer Abwandlung der Ausführungsform der 6 und 7 fehlen der ersten Walze 47 die Scheibenringe 48. Der Umfang der Walze 47 ist demnach glatt und Erhebungen ausgebildet.
Eine weitere Ausführungsform – die nicht gezeigt ist – stellt einen Kompromiss der Ausführungsformen der 3 und 6 dar. Die größere Walze ist mit Scheibenringelementen 29 und Haltern 30 bestückt. An Stelle der Brechelemente 31 sind aber keinerlei Elemente oder quer zur Umfangsrichtung nur sehr schmale Elemente eingesetzt, sodass die Walze als Siebwalze wirkt.

10: Bagger
11: Schaufel
12: Seitenwand
13: Schaufelöffnung
14: Schaufelboden
15: Schaufelrückwand
16: Oberwand
17: Brechennralze
18: Siebwalze
19: Siebspalt
20: Gegenhalter
21: Frässpalt
22: Antriebskette
23: Antriebsritzel
24: Zahnkranz
25: Kettenrad
26: Hydraulikmotoren
27: Scheibenringe
28: Zwischenräume
29: Scheibenringelemente
30: Halter
31: Brechelemente
32: Rohr
33: Vorsprünge
34: Vertiefungen
35: vorderseitige Brechfront
36: rückseitige Brechfront
37: Schraube
38: Messerschneiden
39: Drehlager
40: Drehlager
41: Stirnfläche
42: Wellenstummel
43: Rohr
44: Achse
45: Aufnahmen
46: Lagerauge
47: erste Walze
48: Scheibenringe

Claims

Vorrichtung zum Brechen und Sieben oder Fräsen, mit einer Brecherwalze (17), einer Siebwalze (18) und einem Siebspalt (19) zwischen den beiden Walzen (17, 18), wobei die Brecherwalze (17) mit Brechelementen (31) bestückt ist und die Siebwalze (18) mit Siebelementen bestückt sein kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brecherwalze (17) einen größeren Durchmesser aufweist, als die Siebwalze (18).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Siebwalze (18) höher ist als die Drehzahl der Brecherwalze (17).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Siebwalze (18) und Brecherwalze (17) mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten drehen bzw. angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (17, 18) zumindest einseitig von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (17, 18) beidseitig angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brecherwalze (17) mindestens auf einer Seite ein Zahnrad bzw. Zahnkranz (24) zugeordnet ist, an dem eine Antriebskette (22) anliegt, und dass das Zahnrad im Wesentlichen in Flucht mit einem Drehlager (38) der Brecherwalze (17) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brecherwalze (17) ein Rohr (32) mit außen auf dem Rohr angeordneten Brechelementen (31) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechelemente (31) lösbar an Haltern (30) gehalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechelemente (31) mindestens zwei Brechfronten (35, 36) aufweisen und in verschiedenen Positionen relativ zur Drehrichtung der Brecherwalze (17) fixierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechelemente (31) Messerschneiden (37, 38) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (17, 18) in eine Schaufel (11) eines Erdbewegungsgerätes, insbesondere eines Baggers oder Radladers integriert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebwalze (18) in Ladestellung der Schaufel (11) – Schaufelöffnung (13) seitlich einsehbar – oberhalb der Brecherwalze (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Brecherwalze (17) in Ladestellung der Schaufel – Schaufelboden (14) horizontal – teilweise (mit einem Teilquerschnitt) im Bereich des Schaufelbodens (14) und einer Schaufelrückwand (15) aus der Schaufel herausragt.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Schaufelbodens (14) ein Gegenhalter (20) benachbart zur Brecherwalze (17) angeordnet ist unter Bildung eines Frässpalts (21).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Siebrost zum Sieben des die Walzen (17, 18) passierenden Gutes.
Vorrichtung zum Sieben oder Brechen, mit einer ersten Walze, einer Siebwalze (18) und einem Siebspalt (19) zwischen den beiden Walzen, wobei die Siebwalze (18) mit Siebelementen bestückt ist und wobei die erste Walze glatt oder mit Siebelementen bestückt ist.
Vorrichtung zum Fräsen, mit einer mit Messern (37, 38) versehenen Walze (17), einem Gegenhalter (20) und einem Frässpalt (21) zwischen beidem.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze mit den Messern (37, 38) und der Gegenhalter (20) in eine Schaufel (11) eines Erdbewegungsgerätes – etwa eines Radladers oder Baggers – integriert sind, wobei der Gegenhalter (20) benachbart zu einer Schaufelwandung und insbesondere außerhalb der Schaufel angeordnet ist.
Erdbewegungsgerät – etwa Bagger oder Radlader – mit einer Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche.