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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen Brecher zur Zerkleinerung von Schüttgut, aufweisend wenigstens einen Antriebsmotor zum rotierenden Antrieb wenigstens einer Brecherwalze, weiterhin umfassend ein Getriebe mit einer Eingangswelle zur Anbindung des Antriebsmotors und mit einer Ausgangswelle, mit der die Brecherwalze in Wirkverbindung gebracht ist.
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Antriebseinheiten für Brecher müssen hohen Stoßbelastungen standhalten, beispielsweise wenn große und harte Bestandteile des Schüttgutes zwischen die Brecherwalzen gelangen, was zu einer abrupten Verzögerung der Rotationsbewegung in den Brecherwalzen führen kann. Die schlagartige Verzögerung der Rotationsbewegung in den Brecherwalzen kann über die Wirkverbindung in das Getriebe und sogar bis in den Antriebsmotor übertragen werden, und durch die Stoßbelastung können das Getriebe und der Antriebsmotor Schaden nehmen. Der Antriebsmotor kann durch einen Elektromotor oder durch einen Verbrennungsmotor gebildet sein, wobei die Eingangswelle des Getriebes die schnell laufende Seite des Getriebes wiedergibt, und die Ausgangswelle in Wirkverbindung mit der Brecherwalze bildet die langsam laufende Ausgangsseite des Getriebes. Wird die langsame Rotationsbewegung der Ausgangswelle des Getriebes und der Brecherwalze schlagartig verzögert, so ergeben sich für die schnell laufende Seite mit dem Antriebsmotor und der Eingangswelle des Getriebes eine sogar noch höhere Stoßbelastung durch die Rotationsverzögerung.
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Durch eine abstrahierte Betrachtung kann der Antriebsmotor mit dem Getriebe als eine erste Rotationsmassenträgheitseinheit betrachtet werden, wohingegen die Brecherwalze eine zweite Rotationsmassenträgheitseinheit bilden kann. Bei einer idealisierten Betrachtung der beiden Rotationsmassenträgheitseinheiten wird verständlich, dass bei stoßartigen Verzögerungen in der Rotationsbewegung der zweiten Rotationsmasse, die durch die Brecherwalze gebildet ist, eine erhebliche Torsionsbelastung durch den gesamten Antriebsstrang verläuft, die zu dauerhaften Schäden und frühzeitigen Betriebsausfällen der Antriebseinheit führen kann. Bei idealisierter Betrachtung eines voll elastischen Stoßes zwischen den Brecherwalzen kann mit grundsätzlicher Betrachtung der Energieerhaltung sogar angenommen werden, dass die Rotation der Brecherwalze von einer ersten Drehbewegung in eine gegenläufige Drehbewegung übergeht, die die gleiche Rotationsgeschwindigkeit in Gegenrichtung annehmen kann.
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In der vorliegenden Bezeichnung des Brechers werden sämtliche Bearbeitungsvorrichtungen zur Zerkleinerung von Schüttgut betrachtet, sodass auch sogenannte Sizer, Prallbrecher oder Hammerbrecher vorgesehen sein können, die mit einer Antriebseinheit der vorliegenden Art betrieben werden können. Brecherwalzen können einen größeren Durchmesser mit kleinerer Verzahnung aufweisen, wo hingegen Sizer einen kleineren Walzendurchmesser besitzen, auf der größere Zahnelemente zur Zerkleinerung des Schüttgutes oder sonstigen Gegenständen angeordnet sind und beispielsweise gegeneinander rotieren können. Auch bei Sizern können eine schlagartige Verzögerungen in der Rotationsbewegung der Walze entstehen, die eine ebensolche Belastung der Antriebseinheit hervorrufen.
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STAND DER TECHNIK
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Beispielsweise zeigt die
DE 1 903 340 U eine Bruchsicherung für die Antriebseinheit eines Brechers mit einer zwischen einem Schwungrad und einer Brechachse angeordneten Lamelle, die in ihrem Bruchquerschnitt so vorbestimmt ist, dass diese als Sicherungskupplung dienen kann.
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Weiterhin bekannt sind Antriebseinheiten mit Transmissionsriemen, und Drehstöße in den Brecherwalzen können über die Transmissionsriemen zwischen dem Antriebsmotor und den Brecherwalzen die Drehstöße dämpfen, sodass diese nicht mit voller Höhe in den Antriebsmotor übertragen werden, indem die Stoßenergie dissipiert wird. Nachteilhafterweise sind Transmissionsriemen in der Antriebseinheit zum Betrieb von Brecherwalzen durch die hohe Nachgiebigkeit und geringe Dauerfestigkeit und entstehende Schwingungen jedoch möglichst zu vermeiden.
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Aus der
DE 601 27 732 T2 ist beispielhaft eine Antriebseinheit für einen Brecher zur Zerkleinerung von Schüttgut gezeigt, und zwischen dem Antriebsmotor und der Brecherwalze ist ein Transmissionsriemen, bezeichnet als V-Riemen, angeordnet. Ein solcher Riemen dient zur Übertragung der Antriebsleistung vom Antriebsmotor an die Eingangswelle der Brecherwalze, zur hinreichenden Energieaufnahme, um das System aus zwei Rotationsmassenträgheitseinheiten vor Beschädigungen zu schützen, kann ein solcher V-Riemen jedoch nicht dienen.
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Aus der
EP 1 593 435 A1 ist eine Antriebseinheit für einen Brecher zur Zerkleinerung von Schüttgut gezeigt zeigt, und über ein Getriebe, das eine Synchronstufe aufweist, werden zwei Brecherwalzen U1 und U2 gegensinnig synchron zueinander rotierend angetrieben. Der Antrieb erfolgt über mehrere Motoren, und zwischen den Motoren und den Brecherwalzen ist ein Getriebe angeordnet, das eine starre, unelastische Verbindung darstellt. Durch die Getriebe wird eine langsam laufende Seite, wiedergegeben durch langsam laufende Brecherwalzen, von einer schnell laufenden Seite, wiedergegeben durch die Motoren, getrennt, wobei zwischen der langsam laufenden Seite und der schnell laufenden Seite ausschließlich starre Komponenten im Kraftfluss des Getriebes vorgesehen sind.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist damit die Aufgabe der Erfindung eine Antriebseinheit für einen Brecher zur Zerkleinerung von Schüttgut zu schaffen, der eine hohe Leistungsfähigkeit des Brechers bei einer langen Betriebsdauer ermöglicht, und es ergibt sich die Aufgabe, Mittel zum Schutz der Antriebseinheit vorzusehen, durch die eine Beschädigung der Antriebseinheit bei Stoßbelastungen in der Rotation der Brecherwalzen möglichst vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Wirkverbindung zwischen der Ausgangswelle des Getriebes und der Brecherwalze wenigstens ein elastisches Koppelglied aufweist, mit dem Torsionsstöße zwischen der Einheit aus Antriebsmotor und dem Getriebe als eine erste Rotationsmassenträgheitseinheit und der Brecherwalze als eine zweite Rotationsmassenträgheitseinheit elastisch aufnehmbar sind.
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Durch die erfindungsgemäße Einbindung eines elastischen Koppelgliedes als Wirkverbindung zwischen der Ausgangswelle des Getriebes und der Brecherwalze wird der Vorteil erreicht, dass Torsionsstöße zwischen der Einheit aus Antriebsmotor und dem Getriebe als eine erste Rotationsmassenträgheitseinheit und der Brecherwalze als eine zweite Rotationsmassenträgheitseinheit elastisch und insbesondere vollelastisch aufnehmbar sind. Das erfindungsgemäße elastische Koppelglied bildet dabei im Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor und der Brecherwalze zunächst keinen Schwingungstilger, wie beispielsweise ein gummielastischer V-Riemen, sondern das elastische Koppelglied ist so ausgeführt, dass durch eine Drehelastizität Torsionsstöße zwischen den Rotationsmassenträgheitseinheiten schadenfrei aufgenommen werden können,
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ohne dass Bestandteile der Antriebseinheit Schaden nehmen können. Blockieren beispielsweise die Brecherwalzen plötzlich, so wird hierdurch ein Torsionsstoß hervorgerufen, und um Drehmomentspitzen im Antriebsstrang vom Antriebsmotor bis hin in die Brecherwalzen zu vermeiden, kann das elastische Koppelglied eine Energiemenge durch drehelastische Speicherung aufnehmen, die hinreichend ist, um Spitzenwerte des Torsionsstoßes zu glätten. Weiterhin kann wenigstens ein weiteres elastisches Koppelglied zwischen dem Getriebe und dem Antriebsmotor angeordnet sein und in ihrer Dimensionierung auf gleichen Überlegungen beruhen.
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Im Betrieb des Brechers kann in einer der Rotationsmassenträgheitseinheiten eine kleinere und in einer der Rotationsmassenträgheiten eine größere Rotationsenergie kinetisch gespeichert sein, hervorgerufen durch unterschiedliche Massenträgheitsmomente und/oder durch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten. Erfindungsgemäß ist das elastische Koppelglied zur Aufnahme einer Verformungsenergie so ausgebildet, dass eine Verformungsenergie aufgenommen werden kann, die wenigstens dem einfachen, vorzugsweise dem zweifachen, besonders bevorzugt dem dreifachen und am meisten bevorzugt dem vierfachen Wert der kleineren Rotationsenergie in den Rotationsmassenträgheitseinheiten entspricht. Dieser Wert ergibt sich, wenn idealisiert angenommen wird, dass bei einem vollelastischen Stoß einer Brecherwalze mit einem Körper des Schüttgutes diese von einer ersten Drehrichtung mit einer ersten Drehgeschwindigkeit in die entgegengesetzte Drehrichtung mit der gleichen Drehgeschwindigkeit beschleunigt wird. Aufgrund der Rotation beider Rotationsmassenträgheitseinheiten vor dem Stoß in eine erste Drehrichtung und einer vollelastischen Umkehr der Rotationsbewegung beider Rotationsmassenträgheitseinheiten in die entgegengesetzte Drehrichtung kann das elastische Koppelglied erfindungsgemäß wenigstens den vierfachen Wert der Rotationsenergie aufnehmen, die als kleinere von zwei Rotationsenergien in den Rotationsmassenträgheitseinheiten gespeichert ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die vorgenannten Überlegungen bevorzugt für die Nenndrehzahl oder für den bevorzugten Nenndrehzahlbereich bzw. für die Drehzahl bzw. den Drehzahlbereich des stationären, dauerhaften Betriebes des Brechers gelten.
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Erfindungsgemäß ist hierfür das elastische Koppelglied im langsam laufenden Teil des Antriebsstrangs der Antriebseinheit eingebaut, nämlich zwischen der Ausgangswelle des Getriebes und der wenigstens einen Brecherwalze. Durch die vorgenannte Dimensionierung des elastischen Koppelgliedes wird ermöglicht, dass der wesentliche Teil der gesamten kinetischen Energie der kleineren der voneinander getrennten Trägheiten, beispielsweise der Brecherwalze, als elastische Verformungsenergie zerstörungsfrei im elastischen Koppelglied ohne bleibende Verformungen und somit ohne Schäden aufgenommen werden können. Eine Unterbringung von hoch elastischen Komponenten im schnell laufenden Antriebsstrang, das heißt auf der Seite des Antriebsmotors und der Eingangswelle des Getriebes, um den erfindungsgemäßen Effekt zu erreichen, ist zwar erfindungsgemäß ebenfalls möglich, aus technischen Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsgründen jedoch nicht sinnvoll umsetzbar.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Brechvorgänge auf typischen festen Materialien sehr kurzfristig ablaufen, beispielsweise von einem Bruchteil bis einige Millisekunden, und für die Erregung der typischen Antriebsschwingungsformen mit Frequenzen im Bereich deutlich weniger als 100 Hz als eine Schockbelastung zu betrachten sind. Dank wenigstens eines hoch elastischen Koppelgliedes werden die niedrigen Eigenschwingungsfrequenzen im Antriebsstrang deutlich herabgesetzt und die maximalen Ausschlagwerte insbesondere für die erste Überschwingungsamplitude nach einem Brechvorgang deutlich reduziert. Dadurch ergibt sich auch im gewöhnlichen Betrieb des Brechers durch das elastische Koppelglied ein deutlicher Vorteil.
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Nach einer ersten möglichen Ausführungsform kann das elastische Koppelglied durch eine Torsionswelle gebildet sein, die insbesondere ein Längen-Durchmesser Verhältnis von 5 bis 50, bevorzugt von 15 bis 25 und besonders bevorzugt von 10 bis 20 aufweist. Beispielsweise kann der Durchmesser der Torsionswelle ca. 20 cm betragen, und die Länge der Torsionswelle beträgt etwa 4 m, vorzugsweise 4,50 m. Die Torsionswelle kann aus einem Stahlrohr oder aus einer massiven Stahlstange hergestellt sein, und durch die Länge der Torsionswelle ist eine besonders große Energie drehelastisch in der Torsionswelle insbesondere kurzfristig speicherbar.
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Um die Antriebseinheit für den Brecher kompakt und mit kleineren Gesamtabmessungen zu bauen, kann das Getriebe so ausgeführt sein, dass wenigstens ein Teil der Torsionswelle durch das Getriebe und/oder durch eine hohl ausgebildete Brecherwelle hindurchgeführt ist.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das elastische Koppelglied durch eine elastische Kupplung gebildet sein. Diese kann sich erfindungsgemäß zwischen der Ausgangswelle des Getriebes und der Brecherwalze, beispielsweise der Hauptwelle der Brecherwalze, befinden. Das wenigstens eine weitere elastische Koppelglied zwischen dem Getriebe und dem Antriebsmotor kann ebenfalls durch eine Torsionswelle und/oder auch durch eine elastische Kupplung gebildet sein.
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Die Antriebseinheit für einen Brecher kann beispielsweise wenigstens zwei Brecherwalzen aufweisen, die von einem Antriebsmotor und vorzugsweise über ein gemeinsames Getriebe angetrieben werden. Jeder Brecherwalze kann zum Antrieb ein elastisches Koppelglied, also beispielsweise eine Torsionswelle und/oder eine elastische Kupplung, zugeordnet sein, über das das Antriebsdrehmoment auf die zugeordnete Brecherwalze übertragen wird. Beispielsweise können zwei Brecherwalzen gegensinnig zueinander laufen und derart miteinander wirken, dass Schüttgut zwischen den Brecherwalzen zerkleinert wird. Hierfür kann das Getriebe eine Synchronstufe aufweisen, durch die zwei sich parallel erstreckende und gegensinnig rotierende Torsionswellen mit einem Antriebsmotor zum Antrieb zugeordneter Brecherwalzen antreibbar sind. Die Torsionswellen können sich parallel zueinander verlaufend vom Getriebe zu den Brecherwalzen erstrecken, sodass auch die Torsionswellen jeweils gegensinnig zueinander rotieren.
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Mit weiterem Vorteil kann die Anbindung des Antriebsmotors an die Eingangswelle des Getriebes eine Momentenbegrenzungskupplung aufweisen. Somit wird eine weitere Begrenzung maximaler Torsionsmomente in der Antriebseinheit des Brechers erreicht, und die Momentenbegrenzungskupplung kann beispielsweise als Rutschkupplung, als Trennkupplung oder alternativ oder zusätzlich als Schlupfkupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordnet sein. Eine Schlupfkupplung kann beispielsweise eine Fluid- Turbokupplung oder eine Magnetkupplung sein, die eine Drehmomentübertragung durch eine Drehzahldifferenz, den sogenannten Schlupf, zwischen der Eingangswelle des Getriebes und der Motorwelle des Antriebsmotors voraussetzen. Im Falle eines Arbeitsstoßes gegen eine Brecherwalze trennt sich die Trägheits- Federkette des Antriebsstranges bei einem Schlupf in zwei schwingungsunabhängige Einheiten. Für die Betrachtung der maximal im elastischen Koppelglied aufnehmbaren Energie bedeutet das, dass dann statt der rotierenden Teile des Antriebsmotors die Trägheit bzw. die kinetische Energie des Abtriebsrades der Schlupfkupplung bestimmt werden muss. Gleiches gilt dabei für jede weitere mögliche Ausführung einer Momentenbegrenzungskupplung. Auch sollte die Trägheit der Momentenbegrenzungskupplung, die direkt auf der Eingangswelle des Getriebes zum Einsatz kommen kann, in jedem Fall bei der Bestimmung der Rotationsenergie der Rotationsmassenträgheitseinheit Berücksichtigung finden. Zum Ausgleich axialer und/oder radialer Verschiebungen im Hochgeschwindigkeitsstrang zwischen dem Antriebsmotor und der Eingangswelle des Getriebes kann zusätzlich eine elastische Verbindungskupplung vorgesehen sein, die auch als bauliche Einheit mit der Momentenbegrenzungskupplung ausgeführt sein kann.
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Mit weiterem Vorteil kann die Torsionswelle mit der Ausgangswelle des Getriebes eine Verbindung aufweisen, die durch eine Welle-Nabe-Verbindung oder eine Flanschverbindung gebildet ist, wobei die Ausgangswelle als Hohlwelle ausgebildet sein kann und wobei sich die Torsionswelle durch die Hohlwelle hindurch erstrecken kann, um zu erreichen, dass sich wenigstens ein Teil der Torsionswelle durch das Getriebe hindurch erstreckt, in dem die Hohlwelle aufgenommen ist. Die Flanschverbindung kann auch durch jede weitere Welle-Nabe-Verbindung gebildet sein.
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Mit noch weiterem Vorteil kann die Verbindung der Torsionswelle mit der Brecherwalze eine Kupplung aufweisen, die insbesondere als eine Tonnenkupplung, als eine Schnelllösekupplung, als eine Flanschkupplung und/oder als eine Zahnkupplung ausgebildet ist. Insbesondere kann die Torsionswelle in einer Tonnenkupplung aufgenommen sein, und zwischen der Tonnenkupplung und der Brecherwalze kann sich neben einer Lagerung der Walzenachse eine Schnelllösekupplung befinden. Diese Konfiguration erlaubt eine große Toleranz bei der Ausrichtung des Walzenbrechers zum Getriebe. Durch die Schnelllösekupplung zwischen der Tonnenkupplung und den Brecherwalzen kann eine schnelle An- und Abkopplung des Walzenbrechers und gleichzeitig die Möglichkeit der Fixierung zweier Brecherwalzen zueinander erlaubt werden.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht einer Antriebseinheit mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung und
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2 eine detaillierte Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Antriebseinheit mit doppeltem Triebstrang.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinheit 1 für einen Brecher zur Zerkleinerung von Schüttgut, wobei die Antriebseinheit 1 zum rotierenden Antrieb einer Brecherwalze 11 dient. Hierzu weist die Antriebseinheit 1 einen Antriebsmotor 10 auf, wobei weiterhin ein Getriebe 12 vorgesehen ist, das eine Eingangswelle 13 aufweist und zur Anbindung des Antriebsmotors 10 ausgebildet ist, weiterhin weist das Getriebe 12 eine Ausgangswelle 14 auf, mit der die Brecherwalze 11 in Wirkverbindung gebracht ist.
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Erfindungsgemäß umfasst die Wirkverbindung zwischen der Ausgangswelle 14 des Getriebes 12 und der Brecherwalze 11 ein elastisches Koppelglied, wobei in dem schematischen Beispiel das elastische Koppelglied sowohl als Torsionswelle 15 als auch als elastische Kupplung 16 gezeigt ist. Das elastische Koppelglied 15, 16 ist folglich sowohl durch eine Torsionswelle 15 als auch durch eine elastische Kupplung 16 gebildet, wobei auch nur eine Torsionswelle 15 oder nur eine elastische Kupplung 16 zwischen der Ausgangswelle 14 des Getriebes 12 und der Brecherwalze 11 vorgesehen sein kann.
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Der gezeigte Triebstrang ist beispielhaft aufgeteilt in zwei Rotationsmassenträgheitseinheiten J1 und J2, und die Rotationsmassenträgheitseinheit J1 ist durch die schnell laufende Seite des Triebstrangs gebildet, nämlich durch den Antriebsmotor 10 und das Getriebe 12. Die Rotationsmassenträgheitseinheit J2 ist durch den langsam laufenden Teil des Triebstrangs gebildet, nämlich durch die Brecherwalze 11. Dabei kann entweder die erste Rotationsmassenträgheitseinheit J1 oder die zweite Rotationsmassenträgheitseinheit J2 eine kleinere Rotationsenergie im Betrieb der Antriebseinheit beinhalten. Durch die beispielhaft mit gestrichelten Hüllen angedeuteten Rotationsmassenträgheitseinheiten J1 und J2 wird in abstrakter Betrachtung ein Zwei-Massen-Schwinger gebildet, und zwischen den beiden Massen des Zwei-Massen-Schwingers befindet sich erfindungsgemäß das elastische Koppelglied 15, 16.
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Durch die gezeigte Anordnung des elastischen Koppelgliedes 15, 16 kann die gesamte Trägheit des Brecherantriebs in wenige gegenseitig schwingende Trägheitsanteile aufgeteilt werden, nämlich mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel in eine schnell drehende Rotationsmassenträgheitseinheit J1 und in eine langsam drehende Rotationsmassenträgheitseinheit J2. Blockiert die Rotationsbewegung der Brecherwalze 11, beispielsweise durch einen harten Körper im Schüttgut, so kann das elastische Koppelglied 15, 16 so ausgelegt sein, dass wenigstens die kleinere Rotationsenergie, die in den Rotationsmassenträgheitseinheiten J1 oder J2 gespeichert ist, im elastischen Koppelglied 15, 16 aufgenommen werden. Dadurch kann zerstörungsfrei und ohne bleibende Verformungen ein vollelastischer Stoß in der Brecherwalze 11 aufgenommen werden, sodass insbesondere die erste Rotationsmassenträgheitseinheit J1 aus dem Antriebsmotor 10 und dem Getriebe 12 unbeschadet bleibt.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Brechvorgänge an typischen festen Materialien sehr kurzfristig, von einem Bruchteil einer Millisekunde bis einige Millisekunden, ablaufen und für die Erregung der typischen Antriebsschwingungsformen mit Frequenzen im Bereich deutlich weniger als 100 Hz als eine Schockbelastung zu betrachten sind. Dank der hoch elastischen Antriebskomponenten, insbesondere des elastischen Koppelgliedes 15, 16, werden die niedrigsten Eigenschwingungsfrequenzen in Antriebssträngen deutlich herabgesetzt und die maximalen Ausschlagwerte insbesondere für die erste Überschwingungsamplitude nach dem Stoß der Brecherwalze 11 durch den harten Körper im Schüttgut deutlich reduziert.
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Die Voraussetzung für die erfindungsgemäße Reduzierung der Torsionsmomente im Brecherantriebsstrang durch das elastische Koppelglied 15, 16 ist, dass die elastische Verformungsenergie, die im elastischen Koppelglied 15, 16 speicherbar ist, dem einfachen, vorzugsweise dem zweifachen, besonders bevorzugt dem dreifachen und am meisten bevorzugt dem vierfachen Wert der kleineren Rotationsenergie in den Rotationsmassenträgheitseinheiten J1 oder J2 entspricht.
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Die Verbindung des Getriebes 12 mit dem elastischen Koppelglied 15, 16, beispielhaft gezeigt mit der Torsionswelle 15, ist durch eine Flanschverbindung 17 gebildet, die auch als Welle-Nabe-Verbindung ausgeführt sein kann. Die Verbindung des elastischen Koppelgliedes 15, 16, insbesondere der Torsionswelle 15 mit der Brecherwalze 19 umfasst eine Kupplung 19, die zum Beispiel als Tonnenkupplung ausgeführt sein kann. Weiterhin kann eine Schnelllösekupplung zwischen der Kupplung 19 und der Brecherwalze 11 vorgesehen sein, die jedoch nicht näher gezeigt ist.
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Zwischen dem Antriebsmotor 10 und der Eingangswelle 13 des Getriebes 12 ist eine Momentenbegrenzungskupplung 20 gezeigt, die als Rutschkupplung und/oder als sonstige Sicherheitskupplung gebildet sein kann, die ebenfalls flexibel ist. Somit kann auch eine Drehschwingung zwischen dem Antriebsmotor 10 und der Eingangswelle 13 des Getriebes 12 eine Nachgiebigkeit aufweisen, um auch innerhalb der schnell laufenden Rotationsmassenträgheitseinheit J1 eine weitere Drehelastizität vorzusehen.
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Die Torsionswelle 15 ist in einer alternativen Ausgestaltung mit zwei Teilen 15’ und 15’’ ausgebildet, die sich durch das Getriebe 12 bzw. durch eine hohl ausgeführte Brecherwelle 25 der Brecherwalze 11 hindurch erstrecken. So ist rein schematisch ein Teil 15’ der Torsionswelle 15 gezeigt, der sich durch das Getriebe 12 und damit durch eine hohl ausgebildete Ausgangswelle 14 hindurch erstreckt, und ein weiterer Teil 15’’ der Torsionswelle 15 erstreckt sich durch die ebenfalls hohl ausgebildete Brecherwelle 25. Entsprechend dieser Ausführungsvariante ergeben sich alternative Anordnungen der Flanschverbindung 17’ und der Kupplung 19’, wodurch die Gesamtbaumaße der Antriebseinheit 1 trotz einer lang ausgeführten Torsionswelle 15 kleiner ausfallen können.
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2 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit 1 mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung, wobei als elastische Koppelglieder 15 Torsionswellen 15 vorgesehen sind. Die Antriebseinheit 1 besteht aus einem doppelten Triebstrang, und mit einem Antriebsmotor 10 können mit einem zugeordneten Getriebe 12 zwei gegensinnig rotierende Brecherwalzen 11 betrieben werden. Da die Antriebseinheit 1 als doppelter Triebstrang ausgeführt ist, sind insgesamt zwei Antriebsmotoren 10 mit zwei etwa baugleich ausgeführten Getrieben 12 gezeigt, die über vier parallel verlaufende Torsionswellen 15 vier Brecherwalzen 11 antreiben.
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Der Antriebsmotor 10 ist über eine Momentenbegrenzungskupplung 20 mit der Eingangswelle 13 des Getriebes 12 verbunden, und die Eingangswelle 13 treibt über eine erste Getriebestufe 21 eine Zwischenwelle 22 an, wobei die Drehzahl der Zwischenwelle 22 durch die Auslegung der ersten Getriebestufe 21 niedriger ist als die Drehzahl des Antriebsmotors 10. Die Zwischenwelle 22 treibt über eine weitere Getriebestufe eine Synchronstufe 18 an, die durch die Verzahnung zweier parallel laufender Ausgangswellen 14 gebildet ist. Jeweils in einer Ausgangswelle 14 ist über eine Flanschverbindung 17 eine Torsionswelle 15 verbunden, wobei sich ein Teil der Torsionswelle 15 durch die Ausgangswelle 14 hindurch erstreckt. Damit wird erreicht, dass die maximale Baugröße der Antriebseinheit 1 trotz lang ausgeführter Torsionswellen 15 begrenzt bleibt. Durch die Synchronstufen 18 der doppelten Triebstränge laufen die Torsionswellen 15 und damit die Brecherwalzen 11, die paarweise durch jeweils ein Getriebe 12 angetrieben werden, gegensinnig zueinander.
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Die Verbindung der Torsionswellen 15 mit den Brecherwalzen 11 ist durch eine Kupplung 19 und eine Schnelllösekupplung 23 gebildet. Weiterhin schematisch gezeigt ist eine Lageranordnung 24, in der die Brecherwellen 25 gelagert sind, wobei die Lageranordnung 24 lediglich beispielhaft als einseitige Lagerung der Brecherwalzen 11 gezeigt sind, die auch im freien, hinteren Ende ebenfalls eine weitere, nicht gezeigte Lageranordnung aufweisen können.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene lediglich beispielhaft gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere kann das elastische Koppelglied 15 auch ausschließlich aus einer elastischen Kupplung 16 gebildet sein, die sich zwischen der Flanschverbindung 17 mit der Ausgangswelle 14 und der Kupplung 19 mit der Brecherwalze 11 befinden kann oder die eine direkte Verbindung zwischen dem Getriebe 12 und der Brecherwalze 11 bildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinheit
- 10
- Antriebsmotor
- 11
- Brecherwalze
- 12
- Getriebe
- 13
- Eingangswelle
- 14
- Ausgangswelle
- 15
- elastisches Koppelglied, Torsionswelle
- 15’
- Teil der Torsionswelle
- 15’’
- Teil der Torsionswelle
- 16
- elastisches Koppelglied, elastische Kupplung
- 17
- Flanschverbindung
- 17’
- Flanschverbindung in alternativer Anordnung
- 18
- Synchronstufe
- 19
- Kupplung
- 19’
- Kupplung in alternativer Anordnung
- 20
- Momentenbegrenzungskupplung
- 21
- erste Getriebestufe
- 22
- Zwischenwelle
- 23
- Schnelllösekupplung
- 24
- Lageranordnung
- 25
- Brecherwelle
- J1
- erste Rotationsmassenträgheitseinheit aus Antriebsmotor und Getriebe
- J2
- zweite Rotationsmassenträgheitseinheit aus der Brecherwalze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1903340 U [0005]
- DE 60127732 T2 [0007]
- EP 1593435 A1 [0008]
