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Die Erfindung betrifft einen Werkzeugeinsatz für einen Rotor eines Rotationsprallbrechers mit einem Schlegel, der einen Kopf mit einem Arbeitsteil und einen Befestigungsfuß aufweist, wobei der Befestigungsfuß eine in Vorschubrichtung weisende vordere Spannfläche und eine entgegengesetzt zur Rückseite gerichtete hintere Spannfläche aufweist.
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Ein derartiger Rotor ist aus der
DE 38 07 176 A1 bekannt. Dabei ist der Rotor an seinem Außenumfang mit vier zueinander um 90° versetzt angeordneten Werkzeugaufnahmen ausgestattet. In diesen Werkzeugaufnahmen sind Werkzeugeinsätze auswechselbar befestigt. Die Werkzeugeinsätze umfassen Schlegel und Klemmelemente. Zur Montage werden die Werkzeugeinsätze in die Werkzeugaufnahmen eingestellt und mittels der Klemmelemente darin verspannt. Die Schlegel sind hierzu im Bereich ihrer Befestigungsfüße mit Aussparungen versehen. In diese Aussparungen greifen die Klemmelemente mit nasenförmigen Keilvorsprüngen ein. Während des Betriebseinsatzes wirken teilweise erhebliche Kräfte auf die Schlegel ein. Dabei werden diese im Bereich ihrer Werkzeugfüße stark auf Biegung beansprucht. Bei übermäßiger Beanspruchung, beispielsweise, wenn Armierungsstahlteile oder dergleichen in dem zu zerkleinernden Gesteinsmaterial enthalten sind, können die Beanspruchungen so hoch werden, dass ein Schlegelbruch auftritt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit eines Rotationsprallbrechers zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Bereich der hinteren Spannfläche ein Ansatz rückwärtig über die hintere Spannfläche vorsteht, wobei der Ansatz zwischen zwei in Radialrichtung zueinander versetzten Spannflächenteilen der hinteren Spannfläche angeordnet ist.
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Mit dem vorstehenden Ansatz wird die Querschnittsfläche und damit das äquatoriale Widerstandsmoment gegen Biegung vergrößert. Damit lassen sich auch außergewöhnlich starke Belastungsspitzen sicher abtragen.
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Dadurch, dass der Ansatz zwischen den beiden Spannflächenteilen der hinteren Spannfläche angeordnet ist, wird er funktionsoptimiert in einem Fußbereich positioniert, der besonders hohen Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Erfindungsgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Ansatz entgegengesetzt zur Vorschubrichtung hinter der vorderen Spannfläche angeordnet ist. Dann kann der Schlegel zwischen zwei Funktionsflächen des Rotors derart eingespannt werden, dass der "Momentenpol", um den der Schlegel beansprucht wird, in den Bereich des Ansatzes oder in dessen Nähe verlagert werden kann.
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Eine einfach fertigbare Schlegelgestaltung ergibt sich dann, wenn vorgesehen ist, dass die vordere und die hintere Spannfläche zueinander parallel stehen.
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Um eine zentrierte Ausrichtung des Schlegels erreichen zu können, kann es vorgesehen sein, dass der Ansatz keilförmig ausgebildet ist.
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Gemäß einer denkbaren Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass der Kopf im Bereich seiner in Vorschubrichtung weisenden Frontseite eine Ableitfläche bildet, die mit einer zahnförmigen Konturierung versehen ist und/oder dass der Kopf entgegen der Vorschubrichtung hinter dem Arbeitsteil eine Freifläche mit einer zahnförmigen Konturierung aufweist. Die zahnförmigen Konturierungen bilden geneigte Prallflächen, an denen die Aufprallkraft auftreffender Gesteinselemente in Kraftkomponenten zerlegt wird. Hierdurch wird der Verschleiß des Schlegels optimiert.
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Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Konturierung der Ableitfläche und/oder der Freifläche in zahnartige Flächenteile des Arbeitsteils übergehen, um hier eine weitere Verschleißoptimierung zu erreichen. Zudem wird über diese Geometrie der Arbeitsteile eine aggressivere Schneidengeometrie mit verbesserter Zerkleinerungswirkung erreicht.
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Eine mögliche Erfindungsvariante ist dergestalt, dass der Kopf einen Vorsprung aufweist, der entgegengesetzt zur Vorschubrichtung über die Spannfläche vorsteht. Auf diese Weise wird mit dem Vorsprung die Spannfläche überdeckt, sodass ein Eindringen von zerkleinertem Material in die Befestigungsstelle zwischen dem Schlegel und der Werkzeugaufnahme behindert ist. Dann kann der Schlegel ungehindert von übermäßiger Verschmutzung leicht gewechselt werden. Zudem schützt der Vorsprung die Schnittstelle zwischen Rotor und Schlegel vor dem abrasiven Angriff des vorbeifließenden Gesteinsmaterials.
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Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante ist dergestalt, dass an der vorderen Spannfläche ein Spannteil abgestützt ist, und dass das Spannteil an seiner der Spannfläche gegenüberliegenden Vorderseite zwei im Winkel zueinander stehende Keilflächen aufweist. Über die beiden Keilflächen kann eine eindeutig geführte Stellbewegung in das Spannteil mit hohen Spannkräften eingebracht werden. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Klemmelement verwendet ist, das zwei Keile aufweist, wobei die Keile mit einer Stelleinrichtung gegeneinander verstellbar sind, und dass jeweils ein Keil an einer Keilfläche anliegt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst mit einem Rotor für einen Rotationsprallbrecher mit einem oder mehreren Werkzeugträgern, die mit Werkzeugaufnahmen zur Aufnahme von Werkzeugeinsätzen versehen sind, wobei die Werkzeugträger Flächenabschnitte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenabschnitte zumindest bereichsweise mit Verschleißschutzelementen bestückt sind, die zueinander beabstandet angeordnet sind und die über die Flächenabschnitte vorstehen oder zumindest teilweise in den/die Flächenabschnitte eingesetzt sind. Die Verschleißschutzelemente schützen die Flächenabschnitte vor dem abrasiven Verschleißangriff des Zerkleinerungsmaterials. In den Abstandsräumen zwischen den Verschleißschutzelementen kann sich feines Gesteinsmaterial auf den Flächenabschnitten sammeln und bildet dort einen "natürlichen" Verschleißschutz.
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Eine denkbare Konstruktionsvariante ist dabei derart, die Werkzeugträger als scheibenförmige Elemente ausgebildet sind, die zwischen den Werkzeugaufnahmen die in Umfangsrichtung verlaufenden Flächenabschnitte aufweisen, und/oder dass den Werkzeugaufnahmen Querträger zugeordnet sind, die den/die Flächenabschnitte aufweisen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
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1 in perspektivischer Ansicht einen Rotor eines Rotationsprallbrechers;
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2 den Rotor gemäß 1 in Seitenansicht;
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3 eine dem Rotor gemäß 1 entnommene Bauteilgruppe in perspektivischer Ansicht;
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4 die Darstellung gemäß 3 im Vertikalschnitt;
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5 einen Schlegel der Baueinheit gemäß den 3 und 4 in perspektivischer Ansicht von unten; und
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6 den Schlegel gemäß 5 in perspektivischer Rückansicht.
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1 zeigt den Rotor eines Rotationsprallbrechers. Dieser weist mehrere scheibenförmige Werkzeugträger 10 aus Stahlwerkstoff auf, die zueinander parallel beabstandet angeordnet sind. Jeder Werkzeugträger 10 besitzt an seinem Außenumfang Einschnitte, die Werkzeugaufnahmen 11 bilden. Die beiden außenliegenden Werkzeugträger 10 sind mit Flanschabschnitten 12 und die dazwischen liegenden Werkzeugträger 10 mit Durchbrüchen ausgerüstet. Durch die Flanschabschnitte 12 und die Durchbrüche kann eine Antriebswelle des Rotationsprallbrechers hindurchgeschoben und diese an den Flanschabschnitten 12 drehfest angekoppelt werden. Die Werkzeugträger 10 weisen zwischen den Werkzeugaufnahmen 11 Flächenabschnitte 13 auf, die mit Verschleißschutzelementen 14 bestückt sind. Diese Verschleißschutzelemente 14 sind zueinander beabstandet angeordnet und stehen über die Flächenabschnitte 13 vor. Die Verschleißschutzelemente 14 weisen einen Stahlgrundkörper auf, mit dem sie auf die Flächenabschnitte 13 aufgeschweißt sind. Die Stahlgrundkörper tragen den Flächenabschnitten 13 abgekehrt Hartstoffelemente, vorzugsweise Hartmetallteile.
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Zur Verbindung der einzelnen Werkzeugträger 10 sind Querträger 20, 70 sowie eine Stützleiste 60 verwendet. Diese Bauteile sind barrenartig ausgebildet und mit den Werkzeugträgern 10 verschweißt. Auf diese Weise ergibt sich eine stabile Baugruppe.
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2 lässt die Zuordnung der Querträger 20, 70 sowie der Stützleiste 60 näher erkennen. Mit Bezugnahme auf die 3 und 4 werden nachfolgend diese Bauteile näher erläutert.
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Der Querträger 20 weist eine Frontfläche 21 auf, die rechtwinklig in einen Boden 25 und eine Oberseite 22 übergeht. An die Oberseite 22 und den Boden 25 schließen sich in stumpfen Winkeln Keilflächen 23, 24 an. Der Querträger 20 ist mit seiner Frontfläche 21 und dem Boden 25 mit den Werkzeugträgern 10 verschweißt.
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Die Stützleiste 60 ist entgegengesetzt zur Vorschubrichtung V hinter dem Querträger 20 angeordnet. Sie besitzt eine bodenseitige Befestigungsfläche 62, an die sich rückseitig eine Befestigungsfläche 61 anschließt. Mit diesen Befestigungsflächen 61, 62 ist die Stützleiste 60 auf korrespondierende Flächen der Werkzeugträger 10 aufgesetzt und hier mit diesen verschweißt. Frontseitig weist die Stützleiste 60 einen Anlageabschnitt 63 auf, in den eine nutförmige Aufnahme 64 eingetieft ist. Oberseitig weist die Stützleiste 60 eine Deckfläche 66 auf.
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Der Querträger 70 besitzt eine untere und eine hintere Befestigungsfläche 72, 73, die ebenfalls auf entsprechende Gegenflächen der Werkzeugträger 10 aufgesetzt und mit diesen hier verschweißt sind. Frontseitig ist in den Querträger 70 eine Ausnehmung mit einer Stützfläche 71 eingearbeitet.
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Wie die 3 und 4 weiter zeigen, kann mit der Stützleiste 60 ein Schlegel 50 verbunden werden. Der Schlegel 50 besitzt einen Kopf 51, an den einteilig ein Befestigungsfuß 52 angeformt ist. Der Kopf 51 ist mit einer Aufnahme 57 ausgerüstet, in die ein Arbeitsteil 56, beispielsweise ein Hartmetallelement oder dergleichen Hartstoffelement, eingesetzt ist. Dieses Arbeitsteil 56 kann in geeigneter Weise mit dem Kopf 51 verbunden, beispielsweise verlötet, verschweißt, verklebt oder dergleichen, sein.
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Die Gestaltung des Schlegels 50 lässt sich näher den 5 und 6 entnehmen. Wie diese Darstellungen zeigen, besitzt der Schlegel 50 im Bereich seines Befestigungsfußes 52 eine rückseitige, entgegengesetzt zur Vorschubrichtung V weisende, Spannfläche 59, die in zwei Spannflächenteile 59.1, 59.2 unterteilt ist. Dabei sind die Spannflächenteile 59.1, 59.2 in Radialrichtung zueinander beabstandet angeordnet. Zwischen den beiden Spannflächenteilen 59.1, 59.2 steht ein Ansatz 53 rückseitig vor. Dabei ist der Ansatz 53 schmaler als die Gesamtbreite des Schlegels 50, sodass sich Absätze 53.1 ergeben. Auf der Frontseite bildet der Schlegel 50 eine in Vorschubrichtung V weisende Spannfläche 54. Diese ist mithin entgegengesetzt zu der Spannfläche 59 orientiert. 5 lässt erkennen, dass der Kopf 51 frontseitig und radial über der Spannfläche 54 eine Arbeitsfläche aufweist, die mit einer Konturierung versehen ist. Dabei bildet die Konturierung zahnförmige Erhebungen, die mit zwei zueinander im Winkel stehenden Zahnflanken jeweils einen Zahn bilden. Ebenso weisen die Arbeitsteile 56 frontseitig eine entsprechende Konturierung auf, wobei die Konturierung der Arbeitsteile 56 in die der Arbeitsfläche 55 übergeht.
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6 lässt erkennen, dass der Schlegel 50 im Bereich der Rückseite des Kopfes 51 ebenfalls eine Konturierung aufweist. Auch hier wird die Konturierung von zahnartigen Erhebungen gebildet, die jeweils von zwei zueinander im Winkel stehenden Zahnflanken gebildet ist. Die Konturierung ist von zwei zueinander im Winkel stehende Konturierungsabschnitte gebildet, wobei der erste Konturierungsabschnitt sich unmittelbar an die Arbeitsteile 56 anschließt. Die Arbeitsteile 56 weisen radial außenliegend eine dachförmige Geometrie auf, die bündig in den ersten Konturierungsabschnitt übergeht. Der zweite Konturierungsabschnitt schließt sich winklig abfallend an den ersten Konturierungsabschnitt an, wie dies 6 deutlich erkennen lässt. Beide Konturierungsabschnitte bilden eine Freifläche 51.1.
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Der Schlegel 50 kann derart in die Werkzeugaufnahme 11 eingesetzt werden, dass der Ansatz 53 in die Aufnahme 64 der Stützleiste 60 eingreift, wie dies 4 erkennen lässt. Diese Einsetzbewegung wird mittels der Spannflächenteile 59.1, 59.2 begrenzt, die an dem Anlageabschnitt 63 der Stützleiste 60 anschlagen. Im eingesetzten Zustand überragt ein Vorsprung 58 des Kopfes 51 des Schlegels 50 die zwischen der Spannfläche 59 und dem Anlageabschnitt 63 gebildete Schnittstelle und verhindert hier ein Eindringen von Gesteinsmaterial.
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Zur Befestigung des Schlegels 50 ist ein Klemmelement 30 verwendet. Dieses Klemmelement 30 weist zwei Keile 31 auf, die jeweils zwei im Winkel zueinander stehende Spannflächen 32 aufweisen. Die beiden Keile 31 sind mit Bohrungen versehen, durch die eine als Schraube ausgebildete Stelleinrichtung 33 hindurchgesteckt ist. Um die beiden Keile 31 gegeneinander unverlierbar zu halten, ist eine Mutter 34 auf das freie Ende der Schraube aufgeschraubt. Zur Befestigung des Schlegels 50 wird weiterhin ein Spannteil 40 eingesetzt, das zwei zueinander im Winkel stehende Keilflächen 41, 42 aufweist. Rückseitig ist das Spannteil 40 mittels einer Stützfläche 44 begrenzt. Schließlich weist das Spannteil 40 auch eine Bodenfläche 43 auf, die auf der Stützfläche 71 des Querträgers 70 aufgesetzt ist.
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Wie 4 erkennen lässt, liegen die beiden Keile 31 mit ihren Spannflächen 32 flächig auf den Keilflächen 23, 24 des Querträgers 20 und den Keilflächen 41, 42 des Spannteils 40 auf. Wird nun die Stelleinrichtung 33 angespannt und dabei in die Mutter 34 eingeschraubt, so bewegen sich die Keile 31 aufeinander zu und rutschen auf den Keilflächen 23, 24, 41, 42 ab. Dabei wird das Spannteil 40 in 4 nach rechts, also entgegengesetzt zur Vorschubrichtung V, verschoben. Das Spannteil 40 presst sich dabei gegen die Spannfläche 54 des Schlegels 50. Hierdurch wird der Schlegel 50 mit seinen Spannflächenteilen 59.1, 59.2 gegen den Anlageabschnitt 63 der Stützleiste 60 gepresst. Auf diese Weise wird eine stabile Verspannung des Schlegels 50 möglich. Bei der Spannbewegung gleitet das Spannteil 40 mit seiner Bodenfläche 43 geführt über die Stützfläche 71. Aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung der Keile 31 und der symmetrischen Anordnung der Keilflächen 23, 24, 41, 42 wird eine lineare Bewegung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung V in das Spannteil 40 eingebracht. Auf diese Weise wird eine reproduzierbare Verspannung des Schlegels 50 möglich.
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Wie 1 erkennen lässt, ist pro Schlegel 50 jeweils ein Spannteil 40 und ein Klemmelement 30 verwendet. Auf diese Weise kann individuell jeder Schlegel 50 einzeln ausgetauscht werden, wodurch sich eine deutliche Arbeitserleichterung ergibt. Weiterhin muss im Falle einer Werkzeugschädigung lediglich der jeweils betroffene Schlegel 50 ausgetauscht werden.
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Die 1 und 2 lassen erkennen, dass die jeweils außenliegenden Schlegel 50 zusätzlich noch mit einem plattenförmigen Sicherungselement 67 gesichert sind. Dieses Sicherungselement 67 ist mit Schrauben 68 mit der Stützleiste 60 verschraubt (siehe Schraubaufnahmen 69 gemäß 3).
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3 veranschaulicht, dass der Querträger 70 Wangen 74 aufweist, die die Spannteile 40 in Achsrichtung des Rotors lagerichtig positionieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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