DE102013207093A1

DE102013207093A1 - Walzenbrecher und Antriebsstrang dafür

Info

Publication number: DE102013207093A1
Application number: DE102013207093.4A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Petack; Thomas Stenzel; Marko Schmidt
Original assignee: MAN Takraf Fordertechnik GmbH
Current assignee: Takraf GmbH
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2014-10-23
Also published as: EP2986388B1; CN105188941B; WO2014170372A1; CA2909569A1; CA2909569C; CN105188941A; EP2986388A1

Abstract

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für einen Walzenbrecher hat zumindest ein Getriebe und einen Motor, wobei der Motor direkt die Antriebswelle des Getriebes antreibt und die Abtriebswelle des Getriebes direkt den Walzenbrecher antreibt. Direkt angetrieben bedeutet im Kontext dieser Schrift, dass die Kraftübertragung schlupffrei erfolgt, also nicht über einen Riementrieb oder ähnliches. Erfindungsgemäß ist das Getriebe derart ausgestaltet ist, dass An- und Abtriebswelle auf der gleichen Getriebeseite liegen und somit auch Motor und Walzenbrecher auch auf der gleichen Getriebeseite angeordnet sind. Vorteilhaft macht der Antriebsstrang so eine Kehre wodurch die Gesamtlänge eines Brechers erheblich reduziert werden kann. Besonders bevorzugt ist zwischen Motor und Getriebe oder zwischen Getriebe und Walzenbrecher eine Gelenkwelle angeordnet. So kann vorteilhaft der Motor bzw. der Brecher versetzt zum Getriebe angeordnet sein und der Brecher noch kleiner ausgeführt werden. Weiterhin vorteilhaft entfällt der Aufwand zur fluchtenden Ausrichtung der Motorwelle bzw. der Welle der Brechwalze zur jeweiligen Getriebewelle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang für einen Walzenbrecher und einen Walzenbrecher aufweisend einen derartigen Antriebsstrang, wobei die Brecher als Zerkleinerungsmaschinen für Mineralien im Bergbau verwendbar sind.
Es sind verschiedene Arten von Walzenbrechern, die eine Untergruppe der Sizer sind, bekannt. Es wird unterschieden zwischen der Anzahl der Walzen und der Art des Antriebs der Walzen. Häufig kommen Doppelwalzenbrecher mit zwei Brechwalzen zum Einsatz. Diese haben einen einseitigen Antrieb, d.h. nur eine Walze wird angetrieben oder einen beidseitigen Antrieb. Durch eine Synchronisierung der beiden Brecherwellen können durch einen einseitigen Antrieb beide angetrieben werden. Im Antriebsstrang ist zwischen Motor und Brecher gewöhnlich ein Getriebe vorgesehen. Ein derartiger Brecher ist beispielsweise in der WO 2010/032037 A vorgestellt. Nachteilig ist neben dem großen erforderlichen Bauraum eines derartigen Brechers auch der hohe Aufwand zur fluchtenden Ausrichtung des Antriebsstranges.
Sehr häufig kommen bei Zerkleinerungsmaschinen im Bergbau Direktantriebe zum Einsatz. Direktantrieb heißt hier, dass die Antriebskraft über Wellen und gegebenenfalls noch Getriebe oder Kupplungen übertragen wird. Daneben sind Walzenbrecher bekannt, bei denen die Motoren axial parallel zu den Brechwalzen neben dem Brecher angeordnet sind und die Kraftübertragung auf die Brechwalzen mittels Riementrieb erfolgt. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsvariante die Achse einer der Brechwalzen parallel zur Achsrichtung verschiebbar ausgebildet, wodurch eine Überlastsicherung als auch eine Einstellbarkeit des Brechspaltes gewährleistet wird. Ein Beispiel für derartige Brecher ist im Prospekt „C800 series hybrid" der Firma Sandvik aus dem Jahre 2010 vorgestellt. Nachteilig ist der durch den Riementrieb resultierende Schlupf, der einen definierten Eingriffswinkel der beiden Brechwalzen zueinander unmöglich macht und zudem kann eine durchgehende Korngröße durch die Vergrößerung des Brechspaltes in Überlastsituationen nicht gewährleistet werden. Weiterhin benötigt der Riementrieb aufgrund der großen Riemenrollen einen erhöhten Sicherheitsaufwand, muss vor umherfliegendem Mineralbruch geschützt werden und ist zudem wartungsaufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, einen Antriebsstrang für einen Walzenbrecher vorzuschlagen, der eine kompakte Bauform des Walzenbrechers ermöglicht. Der Brecher soll zudem einfach aufgebaut und montierbar sein.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für einen Walzenbrecher hat zumindest ein Getriebe und einen Motor, wobei der Motor direkt die Antriebswelle des Getriebes antreibt und die Abtriebswelle des Getriebes direkt den Walzenbrecher antreibt. Direkt angetrieben bedeutet im Kontext dieser Schrift, dass die Kraftübertragung schlupffrei erfolgt, also nicht über einen Riementrieb oder ähnliches. Erfindungsgemäß ist das Getriebe derart ausgestaltet, dass An- und Abtriebswelle auf der gleichen Getriebeseite liegen und somit auch Motor und Walzenbrecher auch auf der gleichen Getriebeseite angeordnet sind. Vorteilhaft macht der Antriebsstrang so eine Kehre wodurch die Gesamtlänge eines Brechers erheblich reduziert werden kann.
Besonders bevorzugt ist zwischen Motor und Getriebe oder zwischen Getriebe und Walzenbrecher eine Gelenkwelle angeordnet ist. Durch den Einsatz der Gelenkwelle kann vorteilhaft der Motor bzw. der Brecher versetzt zum Getriebe angeordnet sein und somit ein Brecher noch kleiner konstruiert werden. Weiterhin vorteilhaft entfällt der Aufwand zur fluchtenden Ausrichtung der Motorwelle bzw. der Welle der Brechwalze zur jeweiligen Getriebewelle.
Weiterhin bevorzugt ist zwischen Motor und Getriebe eine Kupplung, insbesondere eine Fluidkupplung angeordnet. Vorteilhaft kann so der Motor beim Anfahren erst Drehzahl und Drehmoment aufbauen, bevor eine Verbindung zur Brechwalze besteht.
Besonders bevorzugt ist zwischen der Fluidkupplung und der Gelenkwelle noch eine Zwischenwelle angeordnet. Diese ist bevorzugt in einer Abstützung auf einem Motorpodest, dem Grundrahmen oder am Brechergehäuse gelagert. Dadurch wird die Motorwelle teilentlastet und muss keine Kräfte aus der Funktion der Gelenkwelle aufnehmen. Die Fluidkupplung stützt sich somit vorteilhaft auf der Zwischenwelle und dem Motorlager ab.
Weiterhin bevorzugt ist zwischen Gelenkwelle und Getriebe ebenfalls eine Kupplung, insbesondere eine Sicherheitskupplung angeordnet ist. Diese Kupplung löst sich bei Überlast und bildet somit vorteilhaft eine Überlastsicherung des Brechers.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Bremse vorgesehen, die bei Betätigung den Antriebsstrang anbremst bzw. blockiert. Vorteilhaft kann so sichergestellt werden, dass bei Arbeiten im Brecher eine Bewegung der Brechwalzen ausgeschlossen werden kann. Ein Drehen der Brechwalzen ist beispielsweise durch die Änderung des Schwerpunktes der Walze durch das Entfernen von Brechwerkzeugen zu befürchten. Beispielsweise kann die Bremse eine am Getriebe montierte oder an einer anderen Position des Antriebsstranges angeordnete Scheibenbremse ein.
Der erfindungsgemäße Walzenbrecher hat mindestens zwei Brechwalzen wobei mindestens eine Brechwalze von einem erfindungsgemäßen zuvor beschriebenen Antriebsstrang angetrieben ist. Der Walzenbrecher kann so vorteilhaft erheblich kompakter ausgeführt werden, indem der/ die Motor(en) neben dem Gehäuse des Walzenbrechers angeordnet sind.
Besonders bevorzugt weist der Walzenbrecher zwei Brechwalzen auf, die beide über je einen Antriebsstrang angetrieben werden. Die Motoren sind in dieser Konfiguration beide unmittelbar neben dem Gehäuse des Walzenbrechers angeordnet. Zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Eingriffswinkels beider Brechwalzen relativ zueinander können die Brechwalzen zudem durch Synchronräder verbunden sein. Die Synchronräder sind dabei zum Beispiel auf der nicht angetriebenen Seite der Brechwalzen nahe der Lagerung in der Gehäusewand des Walzenbrechers angeordnet.
In einer alternativen Ausgestaltung hat der Walzenbrecher zwei Brechwalzen, die über Synchronräder verbunden sind, wobei nur eine Brechwalze von einem Antriebsstrang angetrieben ist. Die Übertragung des Antriebsmomentes für die zweite Brechwalze erfolgt dann über die Synchronräder.
Die Wahl der konkreten Ausgestaltung des Walzenbrechers hinsichtlich der Alternativen ein oder zwei Antriebsstränge bzw. mit Synchronisation oder ohne hängt von den Anforderungen an den konkreten Brecher.
Besonders bevorzugt sind der bzw. die Motoren am Gehäuse des Walzenbrechers befestigt. Zudem können weiterhin bevorzugt auch das bzw. die Getriebe am Gehäuse des Walzenbrechers befestigt sein. Vorteilhaft kann so auf den Einsatz einer Grundplattform verzichtet werden, die aufgrund der mechanischen Anforderungen und der hohen Gewichte der anzuordnenden Baugruppen sehr stabil und damit kostenintensiv ausgeführt werden müsste und statt dessen das ohnehin äußerst stabil ausgeführte Brechergehäuse genutzt werden. Vorteilhaft kann somit auch das Gewicht des Walzenbrechers erheblich reduziert werden.
Alternativ können Walzenbrecher, Motor und Getriebe auf einem gemeinsamen Grundrahmen angeordnet sein. Dabei wird bevorzugt das Getriebe gelenkig verlagert, wodurch keine Zwangskräfte auf den Grundrahmen wirken. So muss der Grundrahmen vorteilhaft nicht mehr derart stabil ausgeführt werden, was die Kosten reduziert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Dabei zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Walzenbrecher mit zwei Brechwalzen und zwei erfindungsgemäßen Antriebssträngen,
2 eine detailliertere Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs, und
3 eine Draufsicht des Antriebsstrangs.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Walzenbrecher mit zwei Antriebssträngen dargestellt. Der Walzenbrecher hat zwei Brechwalzen 3, die in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Auf einer Seite des Gehäuses 2, die senkrecht zu den Brechwalzen 3 steht, sind zwei Getriebe 4 angeordnet, deren Abtriebswellen koaxial zu den Brechwalzen 3 angeordnet und mit diesen verbunden sind.
Die Antriebswellen sind auf der gleichen Seite der Getriebe 4 wie die Abtriebswellen angeordnet, jedoch weiter Außen so dass die Achse der Welle neben das Gehäuse 2 des Walzenbrechers zeigt. Neben dem Gehäuse 2 des sind zudem weitestgehend achsparallel zu den Brechwalzen 3 zwei Motoren 6 angeordnet, die jeweils über eine Gelenkwelle 8 eines der Getriebe 4 antreiben. Zwischen den Gelenkwellen 8 und den Motoren 6 ist jeweils noch eine Fluidkupplung 7 zwischengeschaltet. Die Fluidkupplung verbessert das Anfahrverhalten bei Überschüttung des Walzenbrechers wesentlich. An beiden Enden der Gelenkwellen 8 befindet sich ein Gelenk 9.
2 zeigt eine nähere Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs. Der Motor 6 ist über die Fluidkupplung 7 mit der Gelenkwelle 8 verbunden, wobei zwischen der Gelenkwelle 8 und dem Getriebe noch eine Sicherheitskupplung 11 angeordnet ist, die dem Überlastschutz dient. An den, dem Getriebe 4 abgewandten Enden der Brechwalze 3 sind Synchronräder 10 befestigt. Das Getriebe 4 ist auf einem Getriebepodest 41 und der Motor 6 ist auf einem Motorpodest 61 angeordnet.
Zwischen einem der Motoren 6 und einer der Fluidkupplungen 7 ist zudem eine Bremse 5 angeordnet, die als Scheibenbremse ausgeführt ist. Da die beiden Brechwalzen 3 über Synchronräder (in der 1 nicht ersichtlich) synchronisiert sind, kann mit nur einer Bremse 5 in einem Antriebsstrang das gesamte System blockiert werden.
3 zeigt den Antriebsstrang in einer Draufsicht. Erkennbar ist der seitliche Versatz zwischen der Antriebswelle des Getriebes 4 und der Welle des Motors 6, der durch die Gelenkwelle 8 ausgeglichen wird.
Die Motoren 6 haben eine Leistung von 560 kW, bei einer Spannung von 6kV und arbeiten mit einer Nenndrehzahl von 1500 U/min und einem Drehmoment von 3,6 kNm. Die Getriebe 4 sind als dreistufige Stirnrad-Aufsteckgetriebe ausgeführt. Die Brechwalzen 3 haben einen Durchmesser von ca. 1,8m und eine Länge von 2,6m.
Bezugszeichenliste

1: Grundrahmen
2: Gehäuse
3: Brechwalze
4: Getriebe
41: Getriebepodest
5: Bremse
6: Motor
61: Motorpodest
7: Fluidkupplung
8: Gelenkwelle
9: Gelenk
10: Synchronrad
11: Sicherheitskupplung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/032037 A [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„C800 series hybrid“ der Firma Sandvik aus dem Jahre 2010 [0003]

Claims

Antriebsstrang für einen Walzenbrecher, aufweisend mindestens ein Getriebe und einen Motor, wobei der Motor direkt die Antriebswelle des Getriebes antreibt und die Abtriebswelle des Getriebes direkt den Walzenbrecher antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe derart ausgestaltet ist, dass An- und Abtriebswelle auf der gleichen Getriebeseite und somit auch Motor und Walzenbrecher auch auf der gleichen Getriebeseite angeordnet sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor und Getriebe und/ oder zwischen Getriebe und Walzenbrecher eine Gelenkwelle angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor und Getriebe eine Kupplung angeordnet ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor und Getriebe eine Gelenkwelle angeordnet ist und sowohl zwischen Gelenkwelle und Motor als auch zwischen Gelenkwelle und Getriebe eine Kupplung angeordnet ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der motorseitigen Kupplung und der Gelenkwelle eine gelagerte Zwischenwelle angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremse vorgesehen ist, die bei Betätigung den Antriebsstrang anbremst.
Walzenbrecher aufweisend mindestens zwei Brechwalzen, wobei mindestens eine Brechwalze durch einen Antriebsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche angetrieben ist.
Walzenbrecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenbrecher zwei Brechwalzen aufweist, die beide über je einen Antriebsstrang angetrieben werden.
Walzenbrecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechwalzen über Synchronräder verbunden sind.
Walzenbrecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brecher zwei Brechwalzen aufweist, die über Synchronräder verbunden sind und nur eine Brechwalze von einem Antriebsstrang angetrieben ist.
Walzenbrecher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Motoren am Gehäuse des Walzenbrechers befestigt sind.
Walzenbrecher nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe am Gehäuse des Walzenbrechers befestigt ist.
Walzenbrecher nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Brecher, Motor und Getriebe auf einem gemeinsamen Grundrahmen angeordnet sind.