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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kreiselbrecher zur Zerkleinerung von Bruchmaterial, aufweisend einen Brechkegel und ein Brechergehäuse, wobei sich zwischen dem Brechkegel und dem Brechergehäuse ein umlaufender Brechraum erstreckt und wobei der Brechraum in ein nach oben offenes Brechmaul mündet, über das das Bruchmaterial in den Brechraum eingegeben werden kann und wobei der Brechraum sich bis in einen Brechspalt hinein nach unten verjüngt, durch den das zerkleinerte Bruchmaterial aus dem Brechraum austreten kann.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 1 107 052 A ist ein Kreiselbrecher zur Zerkleinerung von Bruchmaterial bekannt und der Kreiselbrecher weist einen Brechkegel auf, der etwa mittig in einem im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Brechergehäuse angeordnet ist. Der Brechkegel wird unter leichter Eigendrehung exzentrisch angetrieben, sodass der um den Brechkegel herum gebildete Brechraum eine umlaufende Spaltverengung erfährt. Bruchmaterial, welches über das Brechmaul in den Brechraum eingegeben wird, wird durch den sich periodisch verengenden und wieder aufweitenden Brechraum zerkleinert, wobei die Zerkleinerung des Bruchmaterials begleitet wird durch eine Bewegung des fortschreitend zerkleinerten Bruchmaterials nach unten in Richtung zum Brechspalt, und wenn das Bruchmaterial eine Bruchgröße aufweist, mit der das Bruchmaterial durch den Brechspalt aus dem Brechraum austreten kann, so fällt dieses durch den Brechspalt aus dem Brechraum heraus.
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Zwischen dem trichterförmig ausgebildeten Brechergehäuse und dem ebenfalls kegelförmig ausgebildeten Brechkegel kann in einer Radialebene des Brechraumes ein Einzugswinkel definiert werden, der sich in Richtung zum oben liegenden Brechmaul öffnet. Beim Zerkleinern des Bruchmaterials werden dabei Kraftkomponenten erzeugt, die größere Bruchstücke des Bruchmaterials aus dem Brechmaul wieder herausdrücken können, oder die größeren Bruchstücke werden zumindest nicht in den Einzugskegel zwischen dem Brechkegel und dem Brechergehäuse eingezogen. Um das Einziehen des Bruchmaterials in den Einzugskegel des Brechers zu begünstigen, weisen die Brechwandoberfläche des Brechergehäuses und die Oberfläche des Brechkegels Brechzähne auf, die leistenförmig auf den Oberflächen angebracht sind, wobei die Brechzähne in ihrem Verlauf einen Drall besitzen, der ein Einziehen des Bruchmaterials in den Einzugskegel begünstigt. Somit kann der Einzugswinkel größer ausgestaltet werden, wobei sich ein größerer Einzugswinkel günstig auf die gesamte Baugröße des Kreiselbrechers auswirkt.
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Unabhängig von einem begünstigen Einzugseffekt des Bruchmaterials in den Einzugskegel ergibt sich jedoch der Nachteil, dass bei feinerem Bruchmaterial, dass in den Brechraum eingegeben wird, starke Materialverdichtungen die Folge sein können, die bei jeder Exzenterumdrehung des Brechkegels unter Einwirkung der Schwerkraft zu einem Nachsacken des Materials führt. Das relativ grobe Bruchmaterial, das über das Brechmaul in den Brechraum eingegeben wird, kann beispielsweise Kantenlängen von bis zu zwei Metern aufweisen, sodass dieses Bruchmaterial im oberen Bereich des Brechraumes noch eine relativ geringe Schüttdichte bildet, da die groben Körner des Bruchmaterials sich gegenseitig abstützen und große Hohlräume entstehen lassen. Im unteren Bereich des Brechraumes jedoch wird der Ringspalt zwischen dem Brechkegel und dem Brechergehäuse kleiner, und die bereits vorzerkleinerten Körner können kleiner und gleichmäßiger gebildet werden, sodass die Hohlräume zwischen den Körnern ebenfalls kleiner werden und die Schüttdichte steigt an bis hin zu einer kompakten Materialmasse, die nahe der Feststoffdichte des Bruchmaterials liegen kann. Dabei hat sich gezeigt, dass die Ausbildung von Brechzähnen auf der Brechwandoberfläche des Brechergehäuses und auf der Oberfläche des Brechkegels den Verdichtungseffekt zusätzlich unterstützen, wobei die starke Kompaktierung des Bruchmaterials sogar zur Abschaltung des Kreiselbrechers führen kann, wodurch unerwünschte Stillstandszeiten des Kreiselbrechers entstehen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Kreiselbrechers zur Zerkleinerung von Bruchmaterial, bei dem starke Materialverdichtungen des Bruchmaterials vermieden werden soll. Insbesondere ergibt sich die Aufgabe, einen Kreiselbrecher zu schaffen, in den Bruchmaterial mit relativ feiner Aufgabekörnung eingegeben werden kann, wobei starke Materialverdichtungen insbesondere im unteren Bereich des Brechraums vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Kreiselbrecher 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 nach innen zum Brechkegel weisende und den Brechraum begrenzende Brechwandoberfläche des Brechergehäuses im oberen Bereich beginnend am Brechmaul eine Wellenform aufweist, wobei die Wellen der Wellenform in Umfangsrichtung wechselweise Wellentäler und Wellenberge bilden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Brechwandoberfläche des Brechergehäuses wird der Brechraum im oberen Bereich enger gestaltet, und damit nimmt die Verdichtung des Bruchmaterials im Brechraum wenig stark zu als bei einer durchgehend im Wesentlichen glatten Brechwandoberfläche bis zum Brechmaul oder bei Anordnung von Brechzähnen auf der Brechwandoberfläche. Durch die Wellenform entsteht eine gewellte Kontur der äußeren Brechwandoberfläche, und feineres Bruchmaterial, das in den Brechraum eingegeben wird, kann sich nicht mehr so homogen und gleichmäßig im Brechraum verteilen. Damit wird der Brechraum durch die gestörte Kontur im oberen Bereich nicht so extrem dicht gefüllt. Es entstehen wieder mehr und größere Hohlräume im oberen Bereich des Brechraumes, wodurch eine Auflockerung des Materials erzeugt wird. Im Ergebnis ergibt sich eine geringere Materialverdichtung, die sich bis in den unteren Bereich des Brechraumes fortsetzt, bis das Material schließlich den Brechraum durch den Brechspalt verlässt.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Höhe der Wellenberge über den Wellentälern in Richtung zum Brechspalt nach unten hin abnimmt. Im oberen Randbereich des Brechmauls kann die Wellenform eine maximale Ausbildung aufweisen, die nach unten hin abnimmt. Dadurch wird erreicht, dass insbesondere im oberen Bereich des Brechraums die lichte Weite zwischen dem Brechkegel und dem Brechergehäuse verkleinert wird, wodurch noch gelockertes Material im oberen Bereich des Brechergehäuses nicht so schnell verdichtet wird, wenn dieses weiter nach unten durchsackt. Zudem wird der Vorteil erreicht, dass die Wellenform nicht über der gesamten Höhe der Brechwandoberfläche ausgebildet ist, da die Brechwandoberfläche sich im nach unten fortsetzenden Bereich des Brechraumes der Oberfläche des Brechkegels annähert, wobei eine zu starke Verringerung der lichten Weite zwischen der Brechwandoberfläche und dem Brechkegel im unteren Bereich des Brechraumes eher unerwünscht ist.
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Die Wellenform kann sogar beginnend am Brechmaul in Richtung zum Brechspalt in eine trichterförmig glatte untere Brechwandoberfläche auslaufen. Beispielsweise kann die Wellenform sich nur über ein Drittel bis zu zwei Drittel der gesamten Brechwandhöhe erstrecken, oder die Wellenform erstreckt sich beispielsweise nur bis zur halben Höhe der Brechwand, sodass die Brechwand auf ihrer unteren Hälfte der Brechwandhöhe eine glatte Oberfläche aufweist.
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Beispielsweise kann der Brechraum im Bereich des Brechmauls ein radiales Öffnungsmaß zum Brechkegel aufweisen, wobei das Höhenmaß der Wellenberge über den Wellentälern der Wellenform 5% bis 25%, bevorzugt 7,5% bis 20% und besonders bevorzugt 10% bis 15% des radialen Öffnungsmaßes entspricht. Beispielsweise kann das radiale Öffnungsmaß und damit die lichte Weite zwischen dem Brechkegel und der Brechwandoberfläche im oberen Randbereich des Brechmaules ein Maß ohne Wellenform von 1560 Millimetern aufweisen, und mit Applikation der erfindungsgemäßen Wellenform auf der Brechwandoberfläche kann die lichte Weite reduziert werden auf beispielsweise 1400 Millimeter.
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Die beispielhafte Höhe der Wellenform über der Brechwandoberfläche und die nach unten in Richtung zum Brechspalt hin abnehmende Höhe führt im Betrieb des Kreiselbrechers zu zwei positiven Effekten. Zum einen kann das Bruchmaterial sich in den Wellentälern der Wellenform nicht verklemmen, denn die Radien der Wellentäler werden größer, je weiter das Bruchmaterial sich vom oberen Rand des Brechmaules entfernt und in den Brechraum nach unten sackt, sodass die Wellentäler in Umfangsrichtung nach unten hin weiter werden und dadurch dem Bruchmaterial mehr Raum gegeben wird, sich auszubreiten. Zum anderen führt aber gerade der Effekt des Ausbreitens der Wellentäler dazu, dass sich das Material in diesem Bereich kaum noch verdichtet, wobei sich das Material partiell sogar so ausbreiten kann, dass die Gesamtverdichtung über der Brechraumhöhe gesehen geringer ist als mit einer Ausführung der Brechwandoberfläche ohne die Wellenform. Dadurch werden die Brechkräfte geringer und Betriebsstörungen durch Abschaltungen aufgrund von Überlast des Kreiselbrechers werden reduziert.
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In einer Radialebene zwischen der Oberfläche des Brechkegels und der Oberfläche der unteren, trichterförmig glatten Brechwandoberfläche kann ein Einzugswinkel bestimmt sein, wobei sich der Einzugswinkel zwischen dem Brechkegel und den Wellentälern der Wellenform nach oben in Richtung zum Brechmaul hin gleichbleibend fortsetzen kann. Damit ergeben die Wellentäler mit der unteren Brechwandoberfläche einen gleichförmigen Einzugswinkel, und erst durch die Wellenberge wird die gleichbleibende Trichterform des Brechergehäuses gestört. Die Wellenberge bilden dabei eine Art von Anwachsungen auf der Brechoberfläche, die die lichte Weite des Brechergehäuses im oberen Bereich der Brechwandhöhe reduzieren.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die den Brechraum begrenzende Brechwandoberfläche Brechplatten aufweist, durch die die Wellenform gebildet ist. Die Brechplatten oder Panzerplatten können auf das Brechergehäuse innenliegend lösbar aufgebracht werden, sodass die Brechplatten beispielsweise bei fortschreitendem Verschleiß ausgetauscht werden können. Die Wellenform über dem Umfang des Brechergehäuses kann beispielsweise zwischen 5 Wellen bis 50 Wellen, vorzugsweise 10 Wellen bis 30 Wellen und besonders bevorzugt 12 Wellen bis 20 Wellen aufweisen. Die Wellenform kann dabei derart ausgebildet sein, dass die Wellentäler nach unten in Richtung zum Brechspalt hin in Umfangsrichtung weiter ausgebildet sind, und im oberen Bereich, der das Brechmaul bildet, können die Wellenberge in Umfangsrichtung breiter ausgebildet sein als die Wellentäler. Folglich können die Brechplatten beispielsweise jeweils einen Wellenzug aus einem Wellenberg und einem Wellental oder aus einem Wellenberg und seitlich des Wellenberges aus je zwei halben Wellentälern umfassen, sodass die Brechplatten jeweils eine etwa gleiche Abmessung aufweisen, und die Stoßfugen zwischen den Brechplatten liegen in den Wellentälern.
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Schließlich kann die Wellenform ferner so ausgebildet sein, dass die Wellenberge einen Wellenkamm bilden, wobei der Wellenkamm als Gerade ausgebildet ist. Damit verjüngt sich die lichte Weite zwischen der Brechoberfläche und dem Brechkegel in Richtung zum Brechspalt gleichförmig, bis die Höhe des Wellenberges über dem Wellental vollständig auf null reduziert ist. In dem Punkt des Übergangs der Wellenform in den glatten, gleichförmigen Trichter des Brechergehäuses im unteren Bereich der Brechoberfläche entsteht damit eine Art Knick zwischen dem Wellenkamm und der Tangente am unteren konusförmigen Brechergehäuse, wobei der Übergang auch einen Radius aufweisen kann, sodass der Wellenkamm einen weichen, sprunglosen Übergang in den trichterförmigen unteren Bereich der Brechoberfläche aufweist.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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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 Schnittansicht eines Kreiselbrechers mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung,
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2 eine perspektivische Ansicht einer Wellenform zur Bildung der oberen Brechwandoberfläche des Brechergehäuses.
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1 zeigt in einer Schnittansicht einen Kreiselbrecher 1 mit einem Brechkegel 10 und mit einem Brechergehäuse 11, wobei zur Vereinfachung weitere Bestandteile des Antriebes, der Kegellagerung und des Fundamentes des Kreiselbrechers 1 nicht gezeigt sind.
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Das Brechergehäuse 11 bildet mit dem Brechkegel 10 einen umlaufenden Brechraum 12, der mit einem in einer Radialebene liegenden Einzugswinkel α zu einem Brechmaul 13 hin nach oben geöffnet ist. Im unteren Bereich bildet der Brechkegel 10 mit dem Brechergehäuse 11 einen ringförmigen Brechspalt 14 aus, sodass sich der Brechraum 12 bis in den Brechspalt 14 hinein nach unten verjüngt. Der Brechkegel 10 wird über einen nicht dargestellten Exzenter in eine Taumel-Drehbewegung versetzt, sodass sich der Brechspalt 14 periodisch umlaufend vergrößert und verkleinert.
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Wird über das oberseitige Brechmaul 13 Bruchmaterial in den Brechraum 12 eingegeben, so zerbricht das Bruchmaterial durch die periodisch sich vergrößernde und verkleinernde lichte Weite des umlaufenden Brechraumes 12. Auf der oberen Brechwandoberfläche 15a sind Brechplatten 17 aufgebracht, die erfindungsgemäß eine Wellenform aufweisen, wie diese in 2 in einer Perspektive gezeigt sind. Auf der unteren Brechwandoberfläche 15b sind Brechplatten 17' aufgebracht, die konventionell ohne Wellenform glatt ausgeführt sind und keine weitere Erwähnung finden sollen. Zur Vereinfachung der grafischen Darstellung der Brechplatten 17 und 17' in 1 sind diese lediglich im Schnitt liegend dargestellt, ohne dass diese in der fortlaufenden Perspektive in das Brechergehäuse 11 hinein dargestellt sind.
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Die Wellenform 16 besteht aus Wellentälern 16a und Wellenbergen 16b, wobei in Umfangsrichtung der oberen Brechwandoberfläche 15a die Wellentäler 16a und die Wellenberge 16b periodisch aufeinander folgen. Zwischen dem Brechergehäuse 11 und dem Brechkegel 10 ist ein Einzugswinkel α definiert, der sich in den Wellentälern 16a der Wellenform 16 in den oberen Bereich der Brechwandoberfläche 15a hinein fortsetzt. Damit bilden die Wellenberge 16b Anformungen auf den oberen Brechplatten 17 in den Brechraum 12 hinein, wodurch die lichte Weite zwischen dem Brechkegel 10 und dem Brechergehäuse 11 nur im oberen Bereich verringert wird.
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2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die obere Brechwandoberfläche 15a, die aus einer Vielzahl von Brechplatten 17 gebildet ist, die mit einer Wellenform 16 ausgestaltet sind. Die Brechplatten 17 werden dabei derart nebeneinander angeordnet, dass die Wellenform 16 in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Wellentäler 16a und Wellenberge 16b bildet. Zur Veranschaulichung ist das Brechgehäuse 11 ohne Perspektive lediglich schematisch angedeutet.
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Im oberen Bereich der Brechwandoberfläche 15a ist das Brechmaul 13 ausgebildet, und in diesem Bereich sind die Wellenberge 16b breiter ausgebildet als die Wellentäler 16a. Mit fortschreitendem Abstand vom Brechmaul 13 in den unteren Bereich der Brechwandoberfläche 15a nimmt die Breite der Wellenberge 16b ab, während die Breite der Wellentäler 16a zunimmt. Am unteren Rand 15c der Brechwandoberfläche 15a laufen dabei die Wellenberge 16b in die untere Oberfläche der Wellentäler 16a aus.
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Durch die gezeigte Wellenform 16 wird erreicht, dass sich auch bei Aufgabe feinerer Bruchmaterialien in den Brechraum 12 weniger stark Materialverdichtungen bilden, da durch die zwischen den Wellenbergen 16b liegenden Wellentäler 16a Auflockerungsbereiche gebildet werden, die sich nach unten in Richtung zum unteren Rand 15c der Brechwandoberfläche 15a erweitern, da die Wellenberge 16b kleiner und insbesondere schmaler werden. Durch diesen Effekt kommt es zu geringeren Materialverdichtungen, sodass eine Abschaltung des Kreiselbrechers 1 aufgrund von Überlast vermieden werden kann.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders ausgearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kreiselbrecher
- 10
- Brechkegel
- 11
- Brechergehäuse
- 12
- Brechraum
- 13
- Brechmaul
- 14
- Brechspalt
- 15a
- obere Brechwandoberfläche
- 15b
- untere Brechwandoberfläche
- 15c
- unterer Rand der Brechwandoberfläche
- 16
- Wellenform
- 16a
- Wellental
- 16b
- Wellenberg
- 16c
- Wellenkamm
- 17
- Brechplatte
- 17'
- Brechplatte Einzugswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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