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Walzenbrecher mit einer zur Sicherung gegen Überlastungen im
Maschinengestell verschiebbar gelagerten Brechwalze
Die Erfindung bezieht sich auf einen Walzenbrecher mit einer zur Sicherung gegen Überlastungen im Maschinengestell verschiebbar gelagerten Brechwalze, deren Walzenlager mit je einer hydraulischen Abstützung ausgestattet sind.
Bei Walzenbrechern ist es bekannt, mindestens eine Brechwalze im Maschinengestell verschiebbar anzuordnen und mit ihren Walzenlagern an Überdruckelementen abzustützen, um bei Überbeanspruchungen der Brechwalzen, die beispielsweise durch übermässig harte oder grosse, in den Brechspalt gelangende Gutteile auftreten, durch ein Verschieben der Brechwalze ein Vergrössern des Brechspaltes zu ermöglichen und auf diese Weise Beschädigungen insbesondere der Walzenlager, zu vermeiden. Die Walzenlager der verschiebbaren Brechwalze stützen sich zu diesem Zwecke gegen Stahlfedern ab, welche die Brechwalze zur Bildung eines Brechspaltes in einem vorbestimmten Abstand von der andern Brechwalze halten und einen so grossen Federweg aufweisen, dass sie beim Überschreiten eines vorgegebenen Betriebsdruckes ein genügend grosses Verschieben der Brechwalze ermöglichen.
Da jedoch bei Federn dieser Art die Federkraft etwa proportional dem Federweg ansteigt und, wie schon gesagt, zur genügenden Erweiterung des Brechspaltes ein verhältnismässig grosser Federweg erforderlich ist, müssen dem grossen Federweg entsprechend starke Federn verwendet werden. Hieraus ergibt sich der Nachteil, dass das Maschinengestell und die Walzenlager wie auch die an die Federn angrenzenden Brecherteile so kräftig auszubilden sind, dasssie den grössten auftretenden Federkräften gewachsen sind.
Andere bekannte Walzenbrecher sind mit einer Hydraulikeinrichtung ausgestattet, welche die auf die verschiebbaren Walzenlager einwirkenden Brechkräfte aufnimmt und beim Überschreiten eines vorgegebenen Druckes ein Verschieben der Brechwalze gestattet. Hier hat sich als nachteilig herausgestellt, dass die beim Betrieb des Brechers auftretenden ständigen kleinen Bewegungen der verschiebbaren Brechwalze einen aussergewöhnlich grossen Verschleiss der Hydraulikteile hervorrufen, so dass schon nach verhältnismässig kurzer Betriebszeit Leckverluste auftreten, die Instandsetzungsarbeiten erforderlich machen.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass die hydraulischen Abstützungen je eine hohle, den Druckzylinder auf beiden Stirnseiten durchsetzende Kolbenstange aufweisen und dass die Lager der verschiebbaren Brechwalze zu ihrer Parallelführung im Maschinengestell mit je einer Stossstan- ge verbunden sind, welche durch die hohle Kolbenstange hindurchgeführt ist, wobei die beiden Stossstangen mit ihren von den Lagern abgekehrten Enden in zwangsläufiger Verbindung stehen. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung werden die Lager derverschiebbaren Brechwalze zusätzlich durch je eine mechanische Feder abgestützt, wobei die Stossstangen ebenfalls durch die Federn hindurchgeführt sind.
Hiedurch wird der Vorteil erzielt, dass die beim Betrieb des Brechers vorkommenden kleinen Verschiebebewegungen der Brechwalze ausschliesslich von den Federn aufgenommen und dass die hydraulischen Abstützungen nur dann in Bewegung gesetzt werden. wenn eine grössere Überbeanspruchung der Brechwalze eintritt und dadurch eine Erweiterung des Brechspaltes erforderlich ist. Der Verschleiss der hydraulischen Abstützungen ist daher äusserst gering. Die Federn brauchen nur die beim Normalbetrieb des Brechers vorkommenden Kräfte aufzunehmen und sind derart ausgebildet, dass sie einen nur geringen Federweg aufweisen. Hieraus ergibt sich der weitere Vorzug der Erfindung, dass die Federn und die sie umgebenden Brecherteile verhältnismässig leicht und demzufolge werkstoff- sowie raumsparend
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ausgebildet werden können.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist mit dem Maschinengestell ein die Oberseite der Walzenlager abdeckender Oberteil mittels eines Zwischenstückes und zweier Abstandsstäcke verbunden, wobei die hydraulischen Abstützungen je eine Kolbenzylinderanordnung aufweisen, deren Zylinder als Abstandstücke ausgebildet sind. Dadurch wird eine besonders gedrungene und vorteilhafte Bauweise des erfindungsgemässen Walzenbrechers erzielt.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines auf der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die Seitenansicht eines Walzenbrechers, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Walzenbrecher nach Fig. 1, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Walzenbrecher nach der Linie 111-111 in Fig. 2, Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch den Walzenbrecher nach der Linie IV-IV in Fig. l, Fig. 5 eine Ansicht des Schlepp getriebes in vergrössertem Massstab, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Abstützung nach der Lmie VI- VI in Fig. 1 in vergrössertem Massstab, Fig. 7 eine Ansicht der Windkessel gemäss Pfeilrichtung A in Fig. l, Fig. 8 ein Diagramm der federnden und hydraulischen Abstützung.
Der Walzenbrecher weist ein aus Doppel- T- Trägern bestehendes Maschinengestell l auf. in welchem zwei Brechwalzen 2, 3 angeordnet sind. Diese sind an ihrer Oberfläche mit austauschbaren. mit grossen und kleinen Brechzähnen 4, 5 besetzbaren Brechsegmenten 6 ausgestattet und ruhen mit verschiebbaren Walzenlagern 7, 8, 9, 10 auf ebenen Gleitschienen 11 des Maschinengestelles 1 (Fig.
3). Oberhalb der Brechwalzen ist auf dem Maschinengestell eine Walzenverkleidung 12 mit einer Einfüllöffnung 13 für das zu zerkleinernde Gut vorgesehen, wobei für den Austritt des zerkleinerten Gutes in der Mitte des Maschinengestelles eine untere Austrittsöffnung 14 dient (Fig-4). Seitlich oberhalb jeder Brechwalze befinden sich in der Walzenverkleidung zur Wartung des Brechers Klappen 15, 16.
Die linke Brechwalze 2 in den Fig. 1 und 2 trägt auf dem einen über das Maschinengestell hinausragenden Ende ihrer Achse 17 eine als Schwungmasse ausgebildete Riemenscheibe 18 (Fig. 2). Diese ist mittels nicht dargestellter Keilriemen mit einem ebenfalls nicht gezeichneten Antriebsmotor verbunden. Auf dem andern, gleichfalls über das Maschinengestell hinausragenden Ende der Walzenachse 17 ist ein Zahnrad 19 eines Schleppgetriebes angeordnet. Am Zahnrad 19 ist mittels Wälzlagern 20 eine zweiteilige, durch Schraubenbolzen 21 zusammengehaltene Schwinge 22 drehbar gelagert (Fig. 2).
Diese trägt ein Zwischenrad 23, das in das Zahnrad 19 und in ein weiteres, gleichfalls in der Schwinge 22 auf einer Achse 24 gelagertes Zwischenrad 25 eingreift (Fig. 5). Die Brechwalze 3 weist eine Walzenachse 26 auf, die an ihrem dem Schleppgetriebe zugekehrten Ende ein Zahnrad 27 trägt. An diesem Zahnrad ist eine weitere zweiteilige, durch Schraubenbolzen 28 zusammengehaltene Schwinge 29 mittels nicht gezeichneter Wälzlager drehbar gelagert. Mit dieser Schwinge ist die Achse 24 des Zwischenrades 25 so verbunden, dass das Zwischenrad 25 mit dem Zahnrad 27 im Eingriff steht. Finden nun Verschiebungen der Walzenlager 8, 10 statt, so gewährleistet das in der obenbeschriebenen Weise ausgebildete Schleppgetriebe einen ständigen, zwängungsfreien Eingriff der Zahnräder und damit einen ungestörten Antrieb des Brechers.
Das Schleppgetriebe ist von einer Schutzverkleidung 65 umgeben (Fig. 3). Die Walzenachsen können aber auch mit je einem gesonderten Antrieb ausgestattet sein, so dass das Getriebe erübrigt wird.
Die Walzenlager sind in Längsrichtung des Maschinengestelles verschiebbar und an ihrer Unterseite mit Führungsleisten 66 versehen (Fig. 3), die in entsprechende Nuten 67 der Gleitschienen 11 eingreifen und auf diese Weise die Walzenlager gegen Verschieben quer zur Längsrichtung des Maschinengestelles sichern. An beiden Längsseiten des Maschinengestelles liegt auf der Oberseite der Walzenlager je ein Oberteil 30, der über die Länge des Maschinengestelles reicht und durch je zwei Abstandsstücke 31, 32 und ein Zwischenstück 33 mittels Keilen 34 und Schrauben 35 mit dem Maschinengestell lösbar verbunden ist.
Die Walzenlager 7, 9 der linken Brechwalze 2 in den Fig. 1 und 2 liegen an je einer Gewindespindel 36 an, die in einer Gewindebohrung der Abstandsstücke 31 ruhen und mit Stell- und Gegenmuttern 37, 38 ausgestattet sind. Durch entsprechendes Verstellen der Gewindespindeln wird die gewünschte Breite des zwischen den Brechwalzen befindlichen Brechspaltes 39 erzielt.
Die Walzenlager 8, 10 der rechten Brechwalze 3 in den Fig. 1 und 2 liegen an der rechten Seite des Zwischenstückes 33 an und sind zur Aufnahme der betriebsmässig auftretenden Kräfte und kleinen Überbeanspruchungen an ihrer dem Zwischenstück 31 gegenüberliegenden Seite mittels Stahlfedern 40 abgefedert. Zur Sicherung gegen grössere Überbeanspruchungen der Brechwalzen sind die Walzenlager 8,10 der rechten Brechwalze 3 zusätzlich mit je einer in den rechten Abstandsstücken 32 untergebrachten hydraulischen Abstützung ausgestattet.
Die Anordnung der Stahlfedern 40 ist so getroffen, dass diese mit einem Federteller 41 an einer Kolbenstange 42 der hydraulischen Abstützung anliegen und zum Schutz gegen Berühren und Verschmutzen vorteilhaft von einer teils am Federteller 41 und teils am Walzenlager 8 bzw. 10 befestigten teleskopartigen Verkleidung 43,64 umgeben sind (Fig. 6).
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Jede der hydraulischen Abstützungen (Fig. 6) weist die bereits erwähnte Kolbenstange 42 auf, die mit einem Ringkolben 44 ausgestattet ist. Dieser ist mittels einer Dichtung 45 in einem hydraulischen Zylinder 46 gleitend geführt. Die rechte Öffnung des hydraulischen Zylinders ist durch eine Ringmutter 47 verschlossen, die mittels einer Ringdichtung 48 gegenüber dem hydraulischen Zylinder 46 und mittels einer Stopfbüchsdichtuag 49 gegenüber der vorteilhaft hohl ausgebildeten Kolbenstange 42 abgedichtet ist.
Die Kolbenstange ist an der linken Öffnung des hydraulischen Zylinders in einem Ring 50 geführt und mittels einer weiteren Ringdichtung 51 abgedichtet. An ihrem aus dem hydraulischen Zylinder herausragenden Teil ist die Kolbenstange zum Schutz gegen Verschmutzung mit einem am hydraulischen Zylinder und am Federteller dichtend befestigten Faltenbalg 52 ausgestattet. Jeder der hydraulischen Zylinder ist über eine Leitung 53 bzw. 54 mit einem Windkessel 55 bzw. 56 verbunden (Fig. 7).
Die Walzenlager 8. 10 der rechten Breclwalze 3 sind zu ihrer Parallelführung im Maschinengestell mittels je eines Bolzens 62 mit je einer Stossstange 57 bzw. 58 und einem mit dieser über je einen wei- teren Bolzen 63 gelenkig verbundenen Hebelarm 59 bzw. 60 ausgestattet. Diese Hebelarme sind auf einer am Maschinengestell gelagerten, vorteilhaft als Torsionsfeder wirkenden Drehachse 61 befestigt, z. B. an dieser angeschweisst. Die Stossstangen 57,58 sind vorteilhaft durch die hohle Kolbenstange 42 der zugehörigen hydraulischen Abstützung geführt und ermöglichen somit eine gedrängte und dennoch kräftige Bauweise.
Das zu zerkleinernde Gutwird im Brecher durch die Einfüllöffnung 13 aufgegeben und gelangt in den Brechspalt 39, der zwischen den in den Pfeilrichtungen a und b umlaufenden Brechwalzen vorgesehen ist.
Beim Brechvorgang stützen sich die Walzenlager 7,9 der in den Fig. l und 2 linken Brechwalze 2 an den Gewindespindeln 36 ab, wogegen bei den Walzenlagern 8,10 der rechten Brechwalze 3 die betriebsmässig auftretenden Kräfte und kleinen Überbeanspruchungen durch die Stahlfedern 40 aufgenommen werden. Zur Sicherung gegen grössere Überbeanspruchungen der Brechwalzen, die z. B. durch ein übermässig hartes oder
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den Teil 64 der teleskopartigen Verkleidungen findet ein weiteres Verschieben der Brechwalze 3 statt und und wird dadurch der Brechspalt 29 derartig vergrössert, dass Überbeanspruchungen der Brechwalzen vermieden werden.
Dieses Verschieben wird dadurch ermöglicht, dass eine in den hydraulischen Zylindern 46 und in den Leitungen 53, 54 sowie auch in den Windkesseln 55, 56 befindliche Flüssigkeit ein m den Windkesseln vorgesehenes, aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Luftpolster zusammendrückt. Dieser pneumatische Polster kann z. B. aus Stickstoff bestehen, der mit einem vorbestimmten Druck in die Windkessel eingefüllt wird. Beim Verschieben werden die Walzenlager mittels der mit der Drehachse verbundenen Stossstangen im Maschinengestell parallel geführt, so dass in vorteilhafter Weise Verkantungen der Walzenlager verhindert werden. Solche Verkantungen können durch die an den umlaufenden Teilen, d. h. an den Brechwalzen und Zahnrädern, auftretenden Corioliskräfte zu erheblichen Beschädigungen des Brechers führen.
Sobald die auf die verschobene Brechwalze einwirkende Verschiebekraft nachlässt, wird die Brechwalze von den hydraulischen Abstützungen zur Bildung des die vorbestimmte Breite aufweisenden Brechspaltes in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt. Um das Zurückgleiten der Brechwalze zu dämpfen, können mit Vorteil in den Leitungen 53,54 Drosselrilckschlagventile vorgesehen sein, mit denen das Zurückfliessen der Flüssigkeit verzögert wird.
Die hydraulischen Zylinder 46 können auch eine kleine Bohrung besitzen, durch die beim Ausweichen der Brechwalze der Ringkolben Luft in den hydraulischen Zylinder saugt, die beim Rückgang des Ringkolbens auf dessen Bewegung durch ihr verzögertes Entweichen aus dem hydraulischen Zylinder dämpfend wirkt.
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gebildet sein, dass die Stahlfedern nur einen bestimmten, der Normalbeanspruchung der Brechwalzen entsprechenden Federweg aufweisen und bei Überbeanspruchungen der Brechwalzen in zusammengedrücktem Zustand, ohne dass dabei die verschiebbaren Walzenlager an einem Anschlag zur Anlage gelangen, die Verschiebebewegung auf die hydraulischen Abstützungen übertragen.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Einrichtung ist in Fig. 8 in einem Diagramm veranschaulicht.
Dort zeigt der erste steilansteigende Teil d der Linie den Verlauf der betriebsmässig auftretenden Kräfte, die von den Stahlfedern aufgenommen werden und bei einer Belastung von 20 bis 40 t einen Federweg von 0 bis 35 mm aufweisen. Der anschliessend flach ansteigende Teil f der Linie symbolisiert die Wirkungsweise der hydraulischen Abstützungen. Bei diesen ist bei einer Belastung von 40 bis 60 t ein Federweg bis zu 140 mm vorhanden. Das Diagramm lässt erkennen, dass bei den Stahlfedern die Federkraft im Verhältnis zum Federweg sehr stark ansteigt, wogegen mit den hydraulischen Abstützungen bei der
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gleichen Belastungszunahme eine auf einen weit grösseren Ausweichweg wirkende elastische Gegenkraft erzielt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Walzenbrecher mit einer zur Sicherung gegen Überlastungen im Maschinengestell verschiebbar gelagerten Brechwalze, deren Walzenlager mit je einer hydraulischen Abstützung ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Abstützungen je eine hohle, den Druckzylinder (46) auf beiden Stirnseiten durchsetzende Kolbenstange (42) aufweisen, und dass die Lager der verschiebbaren Brechwalze zu ihrer Parallelführung im Maschinengestell mit je einer Stossstange (57 bzw. 58) verbunden sind, welche durch die hohle Kolbenstange (42) hindurchgeführt ist, wobei die beiden Stossstangen (57, 58) mit ihren von den Lagern abgekehrten Enden in zwangsläufiger Verbindung stehen.