AT392221B - Antriebsanordnung fuer zweirotorige prallbrecher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für Prallbrecher mit zwei wirkungsmäßig hintereinander geschalteten Rotoren, die mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufen und mit regelbaren Antrieben versehen sind.

Derartige Prallbrecher sind aus dem HAZEMAG-Prospekt H 1030.01.7039 "Compound-Brecher" bekannt. Sie werden in der Steine- und Erdenindustrie, insbesondere in Zementwerken eingesetzt und in Leistungsgrößen bis ca. 2000 t/h gebaut. Sie zerkleinern den in den Steinbrüchen durch moderne Gewinnungsverfahren grobstückig anfallenden Kalkstein, gegebenenfalls zusammen mit Zuschlagstoffen wie Mergel, in einem Arbeitsgang auf ein kugelmiihlengerechtes Endkom von ca. 95 % <25 mm. Kalkstein und Zuschlagstoffe werden getrennt aufgegeben, manchmal aber auch gemischt, z. B. wenn der Mergel sehr feucht ist In allen Fällen ist es wichtig, daß eine bestimmte Endkömung erzielt wird. Bei Abnutzung der Brechwerkzeuge wird durch Nachstellen der Prallwake und der Mahlbahn die Feinheit des Brechgutes korrigiert Die beiden Rotoren werden durch zwei Elektromotoren unabhängig voneinander angetrieben. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rotoren wird in Abhängigkeit von der Härte bzw. Zähigkeit des zu zerkleinernden Materials und des geforderten Zerkleinerungsgrades gewählt wobei die Umfangsgeschwindigkeiten beider Rotoren aufeinander abgestimmt werden in dem Sinne, daß der Primärrotor stets langsamer als der Sekundänotor umläuft Dafür gibt es verschiedene Gründe: U. a. weist das vorzubrechende Material natürliche Schwachstellen, wie Spaltrisse, auf, bricht also leichter. Die Masse selbst ist jeweils größer, die dagegen gerichteten Schläge da Schlagleisten sind intensiver. Das vorgebrochene Material aber weist neben einer kleinen Einzelkommasse ein größeres Schüttvolumen auf, und im Hinblick auf die kleineren Praltiäume der Sekundärstufe ist hier eine höhae Umfangsgeschwindigkeit erfordalich, um das Matoial nicht nur weiter zu zerkleinern, sondern auch durch diese Stufe hindurchzubringen. Die Umfangsgeschwindigkeiten liegen etwa zwischen 26 und 45 m/s.

Je nachdem ob z. B. harter bzw. zäher Kalkstein oder weicher Mergel zerkleinert werden soll, ist es erforderlich, die Rotorgeschwindigkeiten den jeweiligen Betriebsbedingungen anzupassen. Aba auch dort, wo beide Materialsorten gemeinsam zerkleinert woden, kommt es immer wieder να, daß, je nachdem aus welchem Steinbruch oder aus welcher Bruchlage das Rohgut kommt, eine Drehzahländerung der Rotoren ofordalich wird. Dabei ergibt sich, daß auch das Verhältnis da beiden Rotordrehzahlen zueinander geändert werden muß, weil erfahrungsgemäß eine Änderung der Drehzahl des ersten Rotors wegen der besseren Anfangsspaltbarkeit einen größeren Einfluß auf die Endkömung hat, als die Änderung der Drehzahl des zweiten Rotors, oda weil da eine Rotor bzw. dessen Antriebsmotor noch ahebliche Leistungsreserven hat, während der andere schon ausgelastet oder gar überlastet ist.

Aus diesen Gründen ist schon vorgeschlagen worden, auch eine so große Arbeitsmaschine wie einen zweirotorigen Prallbrecher mit speziellen Regelantrieben zu versehen. Dazu war die Entwicklung eines Motortyps erforderlich, der als Drehstrom-Asynchron-Motor durch eine Untersynchron-Stromrichterkaskade stufenlos zwischen 750 und 1500 min'1 geregelt werden kann. Da für den Antrieb da beiden Rotoren des Prallbrechers aber außer zwei solcher Motaen auch noch die entsprechenden Schalt-, Regel- und Kühleinrichtungen erforderlich sind (siehe BBC-Druckschrift CH-IG 211030 D "Brecherantrieb mit untersynchroner Stromrichterkaskade"), ist eine solche Antriebsanordnung so teuer, daß sie bisher na in einem einzigen Fall za Anwendung gekommen ist In der Regel werden die beiden Rotoren von zweirotorigen Prallbrechem durch zwei unabhängige Elektromotoren über Anlaufkupplungen und Riementriebe angetrieben, in Sonderfällen auch über getrennt angeordnete Vorgelegegetriebe (siehe HAZEMAG-Prospekt H 1030.01-7039, letzte Seite). Ergibt sich die Notwendigkeit einer Drehzahländerung, weil z., B. die Vorausüberlegungen unzutreffend waren oder sich die Materialzusammensetzung bzw. Zerkleinerbakeit oder aber auch die Anforderungen an das Endkom geändert haben, müssen bei solchem Antrieb die recht großen Riemenscheiboi ausgetauscht werden, was allein schon für einen Rotor Kosten in erheblicher Höhe verursacht Müssen gar beide Riemaischeiboi ausgetauscht werden oda sind die Vorgelegegetriebe auszuwechseln, sind die Kosten noch weit höha.

Es ist schon eine zweirotorige Hammermühle bekannt gewaden (siehe Zeitschrift Verfahrenstechnik 1 (1967 1 Nr. 1/2, S. 67), deren übereinander angeordnete Rotoren mit ihren Hämmern kammartig gegeneinander arbeiten, bei der beide Rotaen durch einai Riementrieb gekuppelt sind und na durch einen Motor angetrieben woden. Die Umfangsgeschwindigkeiten beider Rotoren sind gleich. Derartige Mühlen woden na für die Feinzerkleinaung eingesetzt, wobei das Aufgabonaterial in Zusammensetzung und Mahlbarkeit in der Regel keinen Schwankungal unterliegt, so daß das da Erfindung zugrunde liegende Problem hier nicht aufiritL Auf jeden Fall müssen die Rotoren nicht mit unterschiedlichen Drehzahlen laufen bzw. muß das Verhältnis da Drehzahlen zueinander nicht geändert werden. Eine Änderung da Drehzahlen wäre na durch Austausch der Riementriebe oder eines der Riementriebe möglich.

Die Erfindung geht von diesem Stand da Technik aus, wobei die Aufgabe darin besteht, einai Antrieb für einen zweirotorigen Prallbrecher der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der eine vollkommoie Ausnutzung da installierten Leistung, d. h. eine restlose Verteilung der gesamten za Verfügung stehenden Leistung auf beide Rotoren gestattet und der sich ändonden Betriebsbedingungen leicht und ohne zusätzliche Kosten angepaßt woden kann. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß bei bekanntem Antrieb der Rotoren durch nur einen Motor die Leistungsaufteilung über ein Verteilagetriebe erfolgt, zwischen dessen Abtriebsseiten und den Rotoren Planetengetriebe geschaltet sind, die in bekannter Weise mit Steuermitteln za Veränderung der Abtriebsdrehzahlen der Planetengetriebe versehen sind. Bekanntlich können von einem Planetengetriebe -2-

AT 392 221 B verschiedene Drehzahlen dadurch abgenommen werden, daß einzelne Bauteile wie Sonnenrad, Planetenradträger oder Außenrad mittels eines in einen vom Hauptantrieb abgezweigten Nebenantrieb eingeschalteten Schaltgetriebes oder stufenloses Getriebes angetrieben oder in anderer Weise beeinflußt, z. B. festgehalten oder im Wechsel untereinander mitlaufen gelassen werden. Gegebenenfalls sind die Planetengetriebe in ihren antriebs· und abtriebsseitigen Anschlußmaßen so bemessen, daß sie zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses gewendet werden können.

Ergibt sich bei einem so ausgestatteten zweirotorigen Prallbrecher, daß aus irgendeinem Grund, z. B. durch schubweise aufgegebenes Gut die Vorbrechstufe überlastet wird, so steht dieser automatisch, d. h. zwangsläufig die vom zweiten Rotor dem Antriebsmotor nicht abverlangte Leistung als Reserve zur Verfügung und zusätzlich bei Stoßbelastung noch das Schwungmoment des zweiten Rotors. Häufiger kommt es allerdings vor, daß in der Nachbrechstufe plötzlich große Mengen vorgebrochenen Gutes anfallen, weil in der Vorbrechstufe z. B. ein großer Brocken gut spaltbar war und sehr schnell zerfiel. In solchen Fällen würde der Antrieb der Nachbrechstufe überlastet, wenn nicht in zuvor beschriebener Weise der gemeinsame Antrieb aushelfen würde.

Da · wie eingangs schon beschrieben - Unterschiede in der Zusammensetzung des Zerkleinerungsgutes, d. h. in der Zerkleinerbaikeit, sich auf die Endkömung auswirken, ist es nicht nur erforderlich, daß die Drehzahlen der Rotoren oder das Drehzahlverhältnis zueinander änderbar sind, sondern es muß auch sichergestellt sein, daß der Antrieb leistungsmäßig solche Änderungen zuläßt. Bei den bekannten Antrieben mit zwei Antriebsmotoren müssen unter Umständen Motoren ausgetauscht werden. In solchen Fällen zeigt sich wegen der sich aus der Leistungsverteilung ergebenden Reserve besonders der Vorteil eines »findungsgemäßen einmotorigen Antriebs für eine Zweirotoren-Maschine.

Zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn das Verteilergetriebe aus Stirnrädern, gegebenenfalls unter Einschaltung von Zwischenrädem besteht, mit denen die Abtriebswellen auf den Abstand der beiden Rotorwellen des Prallbrechers gebracht sind.

Eine besonders zweckmäßige Baueinheit ergibt sich, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das den Außenring tragende Gehäuse jedes Planetengetriebes auf dem jeweiligen Abtriebswellenende des Verteilergetriebes sitzt, der Planetenradträger mit der Welle des jeweiligen Motors gekuppelt ist und das Sonnenrad mit einer Leistungsquelle verbunden ist, der eine von einer gewählten Sonnenraddrehzahl abhängige Steuerleistung zur Veränderung der Drehzahl des Planetenradträgers entnehmbar ist

Die Steuerleistung wird vorzugsweise dem Verteilergetriebe entnommen, und zwar entweder den Wellen der Abtriebsräder oder denen der Zwischenräder. Zwecks Ermöglichung verschiedener Rotordrehzahlen werden die Sonnenräder mit dem jeweiligen Verteilergetrieberad unter Zwischenschaltung je eines Vorgelegegetriebes verbunden, dessen Übersetzungsverhältnis veränderbar ist. Hiezu weisen die Vorgelegegetriebe je zwei Stirnradpaare auf, von denen das äußere, gut zugängliche Paar als Wechselräderpaar ausgebildet ist Eine einfache Möglichkeit zur Änderung der Drehzahlen eigibt sich dabei dadurch, daß jedes Wechselräderpaar gegen ein anderes ausgetauscht werden kann, oder auch dadurch, daß die beiden Räder jedes Wechselräderpaares gegeneinander getauscht werden können. Gegebenenfalls können die Wechsehädeipaaie im Antrieb des einen Rotors auch gegen die im Antrieb des anderen Rotors ausgetauscht werden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Verwendung von handelsüblich»! Antriebselementen in d» erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit nur einem großen Motor billiger ist, als ein Zweimotorenantrieb mit Riementrieben, da bei einer entsprechenden Vergleichsrechnung zu berücksichtigen ist, daß auch die elektrischen S teuerungen und hydraulischen Anlaufhilfen nur einmal nötig sind. Durch die Führung der entsprechend den Übersetzungsverhältnissen der Planetengetriebe verminderten Steuerleistung - die Leistungsverzweigung der Planetengetriebe wird dabei ausgenutzt · über Vorgelegegetriebe mit Wechselrädem ergibt sich eine kostengünstige Möglichkeit für Drehzahländerungen, weil diese Wechselräd», da sie nur einen Bruchteil der für einen Rotor vorgesehenen Gesamtleistung zu übertragen haben, verhältnismäßig klein und billig sind. Die Verwendung von Wechselräd»n ist auch dann noch kostengünstig, wenn zur Erzielung einer feineren Abstufung mehrere davon bevorratet werden. Damit ist eine Anzahl von Drehzahlvariationen in kleinen Schritten möglich. Sind die Wechselräderpaare leicht zugänglich angeordnet, so kann d» zweirotorige Prallbrecher in sehr einfach» Weise unterschiedlichen Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Kommt man für den Betrieb, für den der Brecher bestimmt ist, mit wenigen Drehzahlv»hältnissen aus, so ist eine Ausgestaltung der beschriebenen Antriebsanordnung zweckmäßig, bei der die Vorgelegegetriebe geteilt ausgeführt sind, indem die dem Verteilergetriebe zunächst gelegenen Stirnradpaare in dieses eingebaut und die äußeren Stirnradpaare als gesond»te Vorsatzgetriebe ausgebüdet sind, welche als ganzes gegen Vorsatzgetriebe mit anderem Übersetzungsverhältnis auswechselbar sind. Auch diese Anordnung ist noch kostengünstig, weil Getriebe solch geringer Größe als Serienware verhältnismäßig billig auf dem Markt zu haben sind, während Riemenscheiben der hier gefoid»ten Größenordnung Sonderanfertigungen sind.

Wird die Steuerleistung den Zwischenrädem des Verteilergetriebes entnommen, so kann das dadurch geschehen, daß die Zwischenräder über Riemen- oder Kettentriebe die Wellen der Vorgelegegetriebe antreiben, wobei die festen S timradpaare der Vorgelegegetriebe entfallen, oder ein Rad eines jeden Wechselrädetpaares sitzt jeweils auf der Welle der Zwischenräder. Allerdings weisen die Wechselräder in dem letzten Fall andere Übersetzungen auf und müssen auch etwas kräftiger ausgebildet sein.

Die Erfindung sieht gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vor, daß die Abtriebswellen des -3-

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Verteilergetriebes als Hohlwellen ausgebildet sind, durch die die Wellen der Sonnenräder geführt sind. Vorteilhaft ist es, die Planetengetriebe in das jeweilige Abtriebsstimrad des Verteilergetriebes einzubauen.

Soll auf Grund häufig wechselnder Betriebsbedingungen eine noch schnellere Anpassung der Drehzahlen und der Leistungsverteilung ermöglicht werden, so kann man statt der Vorgelegegetriebe mit auswechselbaren Räderpaaren Schaltgetriebe verwenden, die gegebenfalls femsteuerbar sind. Es können aber auch stufenlos regelbare Getriebe verwendet werden, z. B. aus Pumpen, Motoren und Regelkreisen bestehende Hydraulikgetriebe.

Eine insgesamt einfachere und daher billigere Antriebsanordnung ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Verteilergetriebe durch ein Riemengetriebe gebildet wird. Dabei ist ein von dem Motor angetriebener Hachriemen vorgesehen, der zwei den beiden Brecherrotoren zugeordnete Riemenscheiben umschlingt. Hierbei sind - ähnlich wie bei dem vorher beschriebenen Stimrad-Verteilergetriebe · die Außenringe der Planetengetriebe mit den als Antriebsseiten des Verteilergetriebes anzusehenden Riemenscheiben und die Planetenräderträger mit den Rotorwellen verbunden, während die Sonnenräder mittels von den Brecherrotoren weggeführter Wellen und auf diesen sitzender Riemenscheiben über Riemengetriebe mit zwei Leistungsquellen verbunden sind, mit deren Hilfe man über die Sonnenräder die Leistlings- bzw. Drehzahlverteilung auf die beiden Brecherrotoren beeinflussen kann.

Die Steuerung ist besonders günstig durchzuführen, wenn als Leistungsquellen - wie gegebenenfalls auch bei der vorher beschriebenen Antriebsanordnung - Hydraulikmotoren vorgesehen sind, die von ein»’ Hydraulikpumpe gespeist werden, die ihrerseits von dem für den Antrieb des Brechers vorgesehenen Motor angetrieben wird.

Steuerungsmäßig ergibt sich eine Vereinfachung, wenn die Verteilung der von dem Motor zu den Hydraulikmotoren geführten Leistung nicht hinter der Hydraulikpumpe, sondern vor ihr erfolgt, indem zwei Hydraulikpumpen vom Motor unmittelbar angetrieben werden und die beiden Pumpen getrennt regelbar sind.

Vorzugsweise wird bei allen Ausführungsbeispielen jede Sonnenradwelle mit einem Sperrtrieb versehen, gegen den sich die Steuerleistung abstützt und der als Rücklaufspene oder auch als Feststellbremse, z. B. als Scheibenbremse ausgebildet sein kann. Die Übersetzungsverhältnisse der Planetengetriebe und des Verteilergetriebes sind nämlich zweckmäßigerweise so gewählt, daß bei Stillstand der Sonnenräder die jeweils niedrigste gewünschte Drehzahl für die Rotoren des Prallbrechers erreicht wird.

Wird jede Sonnenradwelle mit einem Hydraulikmotor angetrieben und ist die dazugehörige Hydraulikpumpe auf einen Förderstrom gleich Null zurückregelbar, kann der Sperrtrieb jedoch entfallen, weil sich in diesem Fall die Steuerleistung gegen die Hydraulikpumpe abstützen kann. Vorteilhaft sind ab» auch Hydraulikpumpen, deren Förderstromrichtung umgekehrt werden kann, wie das besonders einfach mit sogenannten Axialkolbeneinheiten, die als Pumpe und Motor einsetzbar sind, durch Verschwenken des Zylindefblocks durchzuführen ist Dadurch kann auch die Drehrichtung jeder Sonnenradwelle umgekehrt werden, wodurch sich ein größerer Regelb»eich ergibt. Einer solchen Auslegung der Antriebsanordnung liegt gegebenenfalls eine andere Auswahl der Übersetzungsverhältnisse der Planetengetriebe und des Verteilergetriebes zugrunde. Es ergibt sich dadurch auch ein preislicher Vorteil, wenn die Übersetzungsverhältnisse so gewählt sind, daß die mittlere Drehzahl eines Prallbrechenotors bei Stillstand der Sonnenradwelle erreicht wird. Dabei ist nämlich jede Hydiaulikeinheit in etwa nur halb so groß gegenüber einer, die erforderlich ist, wenn bei Stillstand der Sonnenradwelle die niedrigste gewünschte Drehzahl für den jeweiligen Rotor des Prallbrechers eneicht wird. Eine solche Auslegung ist auch günstig für das Riemengetriebe, weil der Flachriemen dabei mit einer höheren Geschwindigkeit läuft und deshalb geringer dimensioniert zu sein braucht.

Hydraulische Antriebe der Sonnenradwellen haben noch den Vorteil, daß auf eine Anlaufkupplung für den Antriebsmotor, die in der Regel auch dazu vorgesehen wird, Lastspitzen von diesem femzuhalten, verzichtet werden kann. Großmotoren, wie sie für zweirotorige Prallbrecher erforderlich sind, sind Schleiftingläufermotore, die auf die Nenndrehzahl hochgeregelt werden können, so daß für den Anlauf auf Anlaufkupplungen verzichtet werden kann. Lastspitzen aber können durch die in einem Hydrauliksystem ohnehin vorhandenen Druckbegrenzungsventile abgebaut werden, und zwar für jeden Rotor des zweirotorigen Prallbrechers getrennt, was je nach Auswahl der Antriebsbauteile und der möglichen Größe der Lastspitzen, für die d» Prallbrecher ausgelegt ist, als besonder» Vorteil angesehen werden kann. Dabei können die Druckbegrenzungsventile durchaus so eingestellt sein, daß sie bei einer normalen Stoßbelastung noch nicht öffnen, der vorbeschriebene Leistungsausgleich zwischen den Rotoren also noch gegeben ist. Erst bei übergroßen, d. h. schädlichen Lastspitzen treten sie in Aktion. Daß solche Hydrauliksysteme noch über Speisepumpen und weitere Sicherheitsund Regelbauteile verfügen müssen, ist selbstverständlich, doch sind die Hydrauliksysteme als solche nicht Gegenstand der Erfindung.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ist es auch möglich, als Quelle für die Steuerleistung in der Drehzahl regelbare Antriebsmotoren vorzusehen. Da wegen der Leistungsverzweigung der Planetengetriebe nur ein Bruchteil als Steuerleistung aufgebracht werden muß, können diese Antriebsmotoren verhältnismäßig klein sein und sind deshalb, wie auch ihre elektrischen Regeleinheiten, entsprechend billig. Allerdings ist hierbei nur ein kleinerer Regelbereich möglich, weil die zusätzliche Regelleistung auf den Hauptantriebsmotor abgestimmt werden muß, der etwas kleiner gewählt werden kann, und weil bei Übersetzungen ins Schnelle die Leistungsverzweigung sich zum Ungünstigen hin verschiebt, d. h. die Regel- oder Steuerleistung dann jeweils zu groß wird.

Damit man bei dem mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung versehenen Prallbrecher die von den -4-

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Rotoren benötigte Leistung einzeln erkennen kann - im Gegensatz zu dem üblichen Antrieb ist ja nur ein Motor vorgesehen, dessen Antriebsleistung nur als Gesamtleistung ermittelt werden kann - ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung jeder Rotor mit einem Drehzahl- und einem Drehmomentenmesser ausgestattet, deren Meßsignale einem Leistungsanzeiger zugeführt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Drehmomentenmesser, z. B. als Meßwelle, in den Antrieb des Sonnenrades eingebaut ist.

Die Schlagleisten der Rotoren unterliegen einem verhältnismäßig hohen Verschleiß und müssen daher des öfteren umgedreht oder ausgewechselt werden. Bei den hier in Rede stehenden Baugrößen ist das Drehen eines Rotors von Hand in die jeweilige für das Wechseln erforderliche Drehstellung nicht möglich, und direkt auf den Rotor wirkende Hilfseinrichtungen sind teuer. Auch ist den Sicherheitsvorschriften Rechnung zu tragen.

Das Vorhandensein der Planetengetriebe in Verbindung mit den übrigen Getriebeteilen kann in sehr vorteilhafter Weise dazu benutzt werden, jeden Rotor mittels eines auf die Welle des jeweiligen Sonnenrades wirkenden Hilfsantriebes langsam zu drehen. Zweckmäßig ist es, wenn der Hilfsantrieb auf das Vorgelegegetriebe wirkt in der Weise, daß das mit dem auf der Abtriebswelle des Verteilergetriebes sitzenden Stirnrad gepaarte Stirnrad auf der Vorgelegewelle drehfest aber verschiebbar aufgebracht ist und mit einem Stirnrad des Hilfsantriebes in Eingriff und mit dem Stirnrad auf dem Abtriebswellenende des Verteilergetriebes außer Eingriff gebracht werden kann. Damit kann dann auch noch die Übersetzung ins Langsame des Vorgelegegetriebes genutzt werden.

Zum Festhalten des Rotors in der für den Schlagleistenwechsel erforderlichen Drehstellung wird dabei der Sperrtrieb des Sonnenrades genutzt. Für diesen Fall ist eine Ausbildung des Sperrtriebes als Scheibenbremse vorteilhaft, weil so eine Drehung in beide Richtungen möglich ist. Für den Fall, daß die Selbsthemmung der übrigen Teile des Antriebs und des anderen Rotors, der nicht gedreht werden soll, nicht ausreicht, ist vorgesehen, mit einem einfachen Steckbolzen den übrigen Teil des Antriebs zu blockieren.

Bei Vorhandensein zusätzlicher drehzahlgeregelter Antriebsmotoren für die Steuerleistung können diese anstelle der Hilfsantriebe verwendet werden, wenn die Antriebsdrehzahlen dieser Motoren entsprechend niedrig gewählt werden.

In der Zeichnung ist ein zweirotoriger Prallbrecher mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des zweirotorigen Prallbrechers mit davor angeordnetem Stimrad-Verteilergetriebe und Motor, Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Baueinheit, Fig. 3 in schematischer Darstellung die Antriebsanordnung mit Leistungsverzweigung, Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Teil der Antriebsanordnung mit Hilfseinrichtungen, Fig. 5 in schematischer Darstellung einen Teil einer anderen Ausgestaltung der Antriebsanordnung, Fig. 6 eine Seitenansicht des zweirotorigen Prallbrechers mit davor angeordnetem Riemen-Verteilergetriebe und Motor, Fig. 7 eine Draufsicht auf diese Baueinheit, Fig. 8 in schematischer Darstellung einen Teil der Antriebsanordnung gemäß Fig. 6 mit Hilfseinrichtungen, Fig. 9 eine Tabelle mit beispielsweisen Übersetzungsverhältnissen der Leistungsverzweigung, Fig. 10 ein Kurvenblatt mit graphischer Darstellung der den Steuertriebdrehzahlen entsprechenden Rotorumlaufgeschwindigkeiten nach dieser Tabelle.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht der zweirotorige Prallbrecher (1) aus einem Gehäuse (2) und zwei darin um waagerechte parallele Achsen (x, y) gleichsinnig umlaufende Rotoren (3) und (4) sowie mit diesen zusammenarbeitenden Prallwerken (5), (6) und (7) und einer Mahlbahn (8). Die Rotoren sind in der Höhe gestaffelt hintereinander angeordnet. Der Rotor (3) bildet mit dem Prallwerk (5) die Vorbrechstufe und der Rotor (4) mit den Prallwerken (6) und (7) sowie mit der Mahlbahn (8) die Nachbrechstufe.

Vor dem zweirotorigen Prallbrecher ist ein Verteilergetriebe (9) angeordnet, das in seinen Abmessungen so gestaltet ist, daß seine Abtriebswellen (10) und (11) mit den Achsen (x, y) des zweirotorigen Prallbrechers fluchten.

Wie Fig. 2 zeigt, sind auf die Abtriebswellenenden (10a), (11a) Planetengetriebe (12), (13) kraftschlüssig mit ihren Außenrädem (14), (15) gesteckt. Die Planetenradträger (16), (17) sind zum Ausgleich von Maßungenauigkeiten über Kupplungen (18), (19) mit den Wellen (20), (21) der Prallbrecherrotoren (3), (4) des Prallbrechers verbunden. Als Antrieb ist ein einziger Motor (22) vorgesehen, der mit einer hydraulischen Anlaufkupplung (23) versehen ist. Die Abtriebsseite der Anlaufkupplung ist mit einem Antriebsritzel (24) des Verteilergetriebes (9) verbunden, das über Zwischenzahnräder (25), (26) jeweils ein Abtriebszahnrad (27) bzw. (28) treibt, welches fest auf der jeweiligen Abtriebswelle (10/11) sitzt Das Zahnrad (28) weist weniger Zähne auf als das Zahnrad (27), so daß bei gleichen Zwischenrädem der Rotor (4) mit einer höheren Drehzahl dreht als der Rotor (3).

Die anderen Enden (10b), (11b) der Abtriebswellen (10), (11) sind jeweils mit einem Vorgelegegetriebe (29/30) verbunden. Die Vorgelegegetriebe (29) bzw. (30) weisen je zwei Räderpaare (31a, b) bzw. (32a, b) und (33a, b) bzw. (34a, b) auf, letztere als Wechselräder ausgebildet wobei das im Kraftschluß jeweils letzte Zahnrad (33b) bzw. (34b) auf einer Welle (35) bzw. (36) sitzt die durch die hohl ausgebildete Abtriebswelle (10) bzw. (11) läuft und auf dem anderen Ende das Sonnenrad (37) bzw. (38) des zugehörigen Planetengetriebes (12) bzw. (13) trägt.

Die zuvor gegebene Beispielsbeschreibung gilt auch für Fig. 3. Darüber hinaus zeigt diese Fig. die Leistungsverzweigung, und zwar wird die von dem Antriebsmotor (22) über die Anlaufkupplung (23) einfließende Leistung von dem Antriebsritzel (24) über die Zwischenräder (25), (26) auf die Abtriebszahnräder -5-

AT 392 221B (27), (28) verteilt, über deren Wellenenden (10a), (11a) ein größerer Teil der Leistung direkt dem jeweiligen Planetengetriebe (12/13) und ein kleinerer Teil als Steuerleistung von den Wellenenden (10b), (11b) über die Vorgelegegetriebe (29), (30) den Sonnenrädem (37), (38) der Planetengetriebe zugeführt wird.

Abgesehen von der reibungsbedingten Verlustleistung gelangt so die Antriebsleistung nur eines Motors von den Planetengetrieben über die Kupplungen (18), (19) auf die Rotoren (3), (4) in einem Verhältnis, das zwangsläufig dem entspricht, welches von den beiden Rotoren benötigt wird. Wird Rotor (3) weniger belastet als Rotor (4), steht letzterem eine Leistungsreserve bis zur völligen Auslastung des Antriebsmotors zur Verfügung und umgekehrt.

Fig. 4, die nur den für den Rotor (3) benötigten Teil des Antriebs darstellt, veranschaulicht beispielsweise die Meß-, Verstell- und Hilfseinrichtungen. Das außen liegende Ende der Welle (20) des Rotors (3) ist mit einem Drehzahlmesser (39) ausgestattet, während die Sonnenradwelle (35) unterbrochen ist und an der Unterbrechung einen Drehmomentenmesser (40) zwischen zwei Kupplungen (41), (42) aufweist. Die Meßwerte des Drehzahlmessers und des Drehmomentenmessers werden einem Leistungsanzeiger (43) zugeführt, von dem die tatsächlich dem Rotor zugeführte Leistung abgelesen und so ermittelt werden kann, welcher Rotor ausgelastet ist und welcher noch eine Leistungsreserve hat

Die Sonnenradwelle (35) ist mit einer Sperreinrichtung versehen, die eine Rücklaufsperre oder eine Feststellvorrichtung, z. B. eine Scheibenbremse (44) sein kann. Auf der Vorgelegewelle (29a) ist ein Stirnrad (31b) axial verschiebbar angeordnet, das z. B. mittels eines nicht dargestellten Hebels außer Eingriff von dem auf dem Abtriebswellenende (10b) sitzenden Stirnrad (31a) gebracht werden kann. In dieser Stellung wirkt die Scheibenbremse (44), so daß sich das Gegendrehmoment des Sonnenrades dagegen abstützen kann und dieses stillsteht. Das Verteilergetriebe (9) und das Planetengetriebe (12) sind beispielsweise so ausgelegt, daß der Rotor (3) mit 250 min'1 umläuft, was bei einem Rotordurchmesser von ca. 2000 mm einer Umlaufgeschwindigkeit von 26,2 m/s entspricht. Soll die Drehzahl erhöht werden, wird das Stirnrad (31b) mit dem Stirnrad (31a) in Eingriff gebracht, so daß über das Räderpaar (31a, b), die Vorgelegewelle (29a) und das Räderpaar (33a, b) sowie die Welle (35) das Sonnenrad (37) angetrieben wird, z. B. mit 100 min'1, wodurch sich die Abtriebsdrehzahl am Planetengetriebe (12) auf 267 min'1 erhöht, was einer Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit am Rotorschlagkreis um 1,7 m/s entspricht. Daß hiebei die Scheibenbremse (44) zuvor gelöst werden muß, ist selbstverständlich. Die Zahnzahl des Wechselräderpaares (33a, b) ist zweckmäßigerweise so abgestuft, daß die Räder auch gegeneinander ausgetauscht werden können.

Wie Fig. 5 zeigt, kann das Planetengetriebe (12) in das Abtriebszahnrad (27) eingebaut sein. Das ist leicht möglich, weil entgegen den schematischen Darstellungen der Fig. 1 bis 4 Planetengetriebe im Gehäusedurchmesser kleiner bauen als die zu wählenden Abtriebszahnräder. Wie diese Fig. weiter zeigt, ist es auch möglich, die Steuerleistung dem Zwischenrad (25) zu entnehmen. Die Welle des Zwischemades ist dazu mit der Welle (29a) des Vorgelegegetriebes über einen Riemen- oder Kettentrieb (48) verbunden. Drehzahländerungen sind hier durch Austausch der Wechselräder (33a, b) oder/und des Riemen- oder Kettentriebes (48) möglich. Wählt man für die Leistungsverzweigung des Planetengetriebes ein günstiges Verhältnis von z. B. i = 6 oder größer, so ergibt sich daraus ein leistungsmäßig entsprechend kleiner Riemenoder Kettentrieb.

Wie Fig. 6 und 7 erkennen lassen, besteht bei der darin dargestellten Antriebsanordnung das von dem Motor (22) angetriebene Verteilergetriebe aus einem über eine auf der Motorwelle sitzende Riemenscheibe (51) angetriebenen Flachriemen (52), der zwei Riemenscheiben (53), (54) umschlingt, und mittels einer Spannrolle (55) unter ausreichender Spannung gehalten wird. Die Spannrolle sorgt außerdem dafür, daß der Flachriemen (52) auf beiden Riemenscheiben (53), (54) mit einem genügend großen Umschlingungswinkel aufliegt.

Fig. 8 zeigt, daß wie bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im Leistungsübertragungsweg zwischen den beiden als Abtriebsseiten des Verteilergetriebes anzusehenden Riemenscheiben (53), (54) und den Brecherrotoren (3), (4) je ein Planetengetriebe (56) bzw. (57) eingeschaltet ist Dabei sind die Außenringe (58), (59) dieser Getriebe fest mit der zugehörigen Riemenscheibe (53) bzw. (54) verbunden, während die Planetenräderträger (60), (61) mit der zugehörigen Brecherrotorwelle (62) bzw. (63) gekuppelt sind. Die Sonnenräder (64), (65) sitzen auf fluchtend mit den Rotorwellen angeordneten Wellen (66), (67), auf denen auf der den Brecherrotoren (3), (4) abgewendeten Seite der Riemenscheiben (53), (54) weitere Riemenscheiben (68), (69) sitzen, die je über ein Riemengetriebe (70), (71) mit den Riemenscheiben (72), (73) von Hydraulikmotoren (74), (75) verbunden sind. Die Hydraulikmotoren sind, wie Fig. 6 und 7 erkennen lassen, auf Schwenkarmen (81), (82) gelagert und werden mit Druckflüssigkeit von Hydraulikpumpen (78), (79) versorgt, von denen die eine Hydraulikpumpe (78) mittels direkter Kupplung und die andere Hydraulikpumpe (79) über einen Riementrieb (80) von dem den Antrieb der Brecherrotoren (3), (4) besorgenden Motor (22) angetrieben werden und mit nicht dargestellten Steuerungseinrichtungen versehen sind, durch die die vom Motor (22) eingegebene Leistung in beliebiger Weise auf die beiden Hydraulikmotoren (74), (75) verteilt werden kann.

Wie die Tabelle entsprechend der Fig. 9 zeigt, können bei Ausführungsformen der Antriebsanordnung gemäß Fig. 1 bis 5 mit wenigen Wechselrädem schon ausreichende Feinabstufungen in nahezu gleichen Schritten erreicht werden. In der Tabelle bedeuten: Nr. = Benennung der Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsstufen; ΐψ = -6-

Claims (22)

1. AT 392 221B Übersetzungsverhältnis der Vorgelege; nj = Drehzahl Sonnenrad des Antriebs der Rotoren; n2 = Drehzahl der Rotoren; v=Umfangsgeschwindigkeit der Rotoren; und \ = Geschwindigkeitszunahme der Rotoren. Wie die Tabelle zeigt, sind für die Drehzahlstufe (1) keine Wechselräder erforderlich. Für die Drehzahlstufen (2) und (7) ist ein Paar und für die Drehzahlstufen (5) und (6) ist je ein weiteres Paar Wechselräder erforderlich. Mit vier Paar Wechselrädern können also sieben verschiedene Drehzahlstufen erreicht werden. Das Vorgelegegetriebe (30) des Rotors (4) entspricht zweckmäßigerweise in seinen Abmessungen und Übersetzungsverhältnissen der Wechselräderpaare dem Vorgelegegetriebe (29) des Rotors (3), so daß die Wechselräderpaare gegeneinander ausgetauscht werden können. Bei Fig. 10 handelt es sich um eine kurvenmäßige Darstellung einiger Werte aus der Tabelle der Fig. 9. Auf der Abszisse sind die Abtriebsdrehzahlen der Vorgelegegetriebe dargestellt, die den Drehzahlen der Sonnenräder entsprechen, und auf der Ordinate die Umfangsgeschwindigkeiten am Rotorschlagkreis, so daß mit Hilfe der hier eingezeichneten Kurven die Geschwindigkeitserhöhung des jeweiligen Rotors (3) bzw. (4) von Stufe zu Stufe abgelesen werden kann. In Fällen, in denen der Betrieb eines zweirotorigen Prallbrechers automatisiert werden soll, ist es ohne weiteres möglich, über femschaltbare Stufengetriebe oder stufenlos regelbare Antriebe, z. B. aus Pumpe, Regler und Motor bestehende hydraulische Getriebe die Drehzahlen der Rotoren zu verstellen und den geänderten Betriebsbedingungen in gewünschter Weise anzupassen. Diese Schalt- oder Regelgetriebe können anstelle der Wechselräderpaare (33a, b/34a, b) (Fig. 3) eingesetzt werden oder können an die Stelle der Riemen- oder Kettentriebe (48) (Fig. 5) treten. Die beschriebene Antriebsanordnung kann gemäß Fig. 4 in vorteilhafter Weise auch dazu benutzt werden, den Rotor (3) langsam in für das Auswechseln der Schlagleisten geeignete Stellungen zu drehen und dann festzuhalten. Dazu ist das Stirnrad (31b) in Eingriff mit einem Ritzel (45) zu bringen, welches auf einer nach außen geführten Welle (46) sitzt, die mit einem kleinen, langsam drehenden Getriebemotor (47) versehen ist. Für das Drehen ist es noch erforderlich, die Scheibenbremse (44) zu lösen, die aber dazu verwendet werden kann, den in die gewünschte Stellung gedrehten Rotor festzuhalten. Die Selbsthemmung der hintereinander geschalteten Zahnräder des Verteilergetriebes (9), des Antriebsmotors (22) und des Planetengetriebes (13) des anderen Rotors (4) ist so groß, daß ein unabsichtliches Verdrehen des Rotors (3), z. B. wenn eine Schlagleistenreihe ausgebaut ist und dadurch ein Drehmoment durch die gegenüberliegenden Schlagleisten wirksam wird, nicht stattfindet. Gegebenenfalls kann aber das Verteilergetriebe, damit besonders hohen Sicherheitsanforderungen genüge getan wird, mittels einer nicht dargestellten Sperreinrichtung blockiert werden. Der Antrieb des Rotors (4) ist mit den gleichen Hilfseinrichtungen versehen. In den Fällen, in denen als Quelle für die Steuerleistung zusätzliche, drehzahlregelbare Antriebsmotoren vorgesehen sind, treten diese an die Stelle eines jeden Hilfsantiiebes (47). Das Zahnrad (31a) entfällt dabei und das Zahnrad (31b) steht nur in Wirkverbindung mit dem Zahnrad (45). PATENTANSPRÜCHE 1. Antriebsanordnung für Prallbrech» mit zwei wirkungsmäßig hintereinander geschalteten Rotoren, die mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufen und deren Antriebe bezüglich Leistung und Drehzahl regelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei bekanntem Antrieb der Rotoren (3,4) durch nur einen Motor (22) die Leistungsaufteilung über ein Verteilergetriebe (9a, b) erfolgt, zwischen dessen Abtriebsseiten (10a, 11a) und den Rotoren (3, 4) Planetengetriebe (12,13) geschaltet sind, die in bekannter Weise mit Steuermitteln (29,30) zur Veränderung der Abtriebsdrehzahlen der Planetengetriebe versehen sind.
2. 2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe (9a, b) aus Stirnrädern, gegebenenfalls unter Einschaltung von Zwischenrädern (25, 26) besteht, mit denen die Abtriebswellen (10, 11) auf den Abstand der Wellen (20, 21) der beiden Rotoren (3,4) des Prallbrechers gebracht sind.
3. 3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Außenring (14/15) tragende Gehäuse jedes Planetengetriebes (12/13) auf dem jeweiligen Abtriebswellenende (lOa/lla) des Verteilergetriebes (9) sitzt; der Planetenradträger (16/17) mit der Welle (20/21) des jeweiligen Rotors (3/4) -7- AT 392 221 B gekuppelt ist und das Sonnenrad (37/38) mit einer Leistungsquelle verbunden ist, der eine von einer gewählten Sonnenraddrehzahl abhängige Steuerleistung zur Veränderung der Drehzahl des Planetenradträgers (16/17) entnehmbar ist
4. 4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme der Steuerleistung die Sonnenräder (37, 38) unter Zwischenschaltung je eines Vorgelegegetriebes (29, 30) mit den Wellenenden (10b, 11b) der Abtriebsräder (27, 28) oder denen der Zwischenräder (25,26) verbunden sind, und daß das Übersetzungsverhältnis eines jeden Vorgelegegetriebes veränderbar ist.
5. 5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegegetriebe (29, 30) je zwei Stimradpaare (31a, 31b und 33a, 33b bzw. 32a, 32b und 34a, 34b) aufweisen, von denen das jeweils äußere, gut zugängliche Paar (33a, 33b bzw. 34a, 34b) als Wechselräderpaar ausgebildet ist.
6. 6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegegetriebe (29, 30) geteilt ausgeführt und die dem Verteilergetriebe (9) zunächst gelegenen Stimradpaare (31a, 31b bzw. 32a, 32b) in das Verteilergetriebe eingebaut sind und die äußeren Stimradpaare (33a, 33b bzw. 34a, 34b) als gesonderte Vorsatzgetriebe ausgebildet sind, die als Ganzes gegen Vorsatzgetriebe mit anderem Übersetzungsverhältnis auswechselbar sind.
7. 7. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen (10,11) des Verteilergetriebes (9) als Hohlwellen ausgebildet sind, durch die die Wellen (35,36) der Sonnenräder (37,38) geführt sind.
8. 8. Antriebsanordnung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe (12/13) in das jeweilige Abtriebsstimrad (27/28) des Verteilergetriebes (9) eingebaut ist
9. 9. Antriebsanordnung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Vorgelegegetriebe (29,30) Schaltgetriebe oder stufenlos regelbare Getriebe vorgesehen sind.
10. 10. Antriebsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als stufenlose Regelgetriebe Hydraulikgetriebe vorgesehen sind.
11. 11. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe als Riemengetriebe ausgebildet ist, dessen von dem Motor (22) angetriebener Flachriemen (52) zwei den beiden Brechenotoren (3,4) zugeordnete Riemenscheiben (53, 54) umschlingt, wobei die Sonnenräder (64, 65) der Planetengetriebe (56, 57), deren Außenringe (58, 59) mit den Riemenscheiben (53, 54) und deren Planetenradträger (60, 61) mit den Rotorwellen (62, 63) gekuppelt sind, je mittels von den Brechenotoren (3, 4) weggeführter Wellen (66, 67) mit zwei weiteren Riemenscheiben (68, 69) verbunden sind, die über Riemengetriebe (70, 71) je mit einer Leistungsquelle (74, 75) verbunden sind.
12. 12. Antriebsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Leistungsquellen Hydraulikmotoren (74,75) vorgesehen sind, die von einer Hydraulikpumpe (78,79) angetrieben werden, die ihrerseits von dem Motor (22) angetrieben wird.
13. 13. Antriebsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Hydraulikmotor (74,75) eine gesonderte Hydraulikpumpe (78 bzw. 79) vorgesehen ist.
14. 14. Antriebsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hydraulikpumpen (78,79) unabhängig voneinander regelbar sind.
15. 15. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrtrieb (44) zum Festhalten des Sonnenrades (37 bzw. 38) vorgesehen ist.
16. 16. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Leistungsquelle in der Drehzahl regelbare Antriebsmotoren vorgesehen sind.
17. 17. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotor (3, 4) mit einem Drehzahlmesser (39) sowie einem Drehmomentenmesser (40) versehen ist, deren Meßsignale einem Leistungsanzeiger (43) zugeführt werden.
18. 18. Antriebsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentenmesser (40) in den Antrieb des Sonnenrades (37 bzw. 38) eingebaut ist. -8- AT 392 221B
19. 19. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Rotor ein Hilfsantrieb (47) vorgesehen ist, der mit der Welle (35 bzw. 36) des Sonnenrades (37 bzw. 38) in Eingriff bringbar ist.
20. 20. Antriebsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Vorgelegewelle (29a bzw. 30a) drehfest angeordnete Stirnrad (31b bzw. 32b) des Vorgelegegetriebes (29 bzw. 30) verschiebbar ist und dadurch mit einem Stirnrad (45) des Hilfsantriebes (47) in Eingriff und mit dem zugeordneten Stirnrad (31a bzw. 32a) auf dem Abtriebswellenende (10b bzw. 11b) des Verteilergetriebes (9) außer Eingriff bringbar ist.
21. 21. Antriebsanordnung nach Anspruch 15 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Sperrtrieb (44) eine Sperrvorrichtung, z. B. ein durch eines der Abtriebs- oder Zwischenräder (27/28 bzw. 25/26) steckbarer Bolzen, für das Verteilergetriebe (9) vorgesehen ist.
22. 22. Antriebsanordnung nach Anspruch 16 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der mit den Sonnenrädem (37,38) verbundenen, in der Drehzahl regelbaren Antriebsmotoren anstelle der Hilfsantriebe (47) nutzbar ist. Hiezu 7 Blatt Zeichnungen -9-