-
Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsmaschine zum Zerkleinern von stückigem Material sowie eine Aufbereitungsanlage. Derartige Aufbereitungsmaschinen wie z.B. Brecher oder Mühlen werden eingesetzt, um stückiges Material wie bspw. erzhaltiges Gestein zu zerkleinern. Bedingt durch technologische Anforderungen nach immer höheren Förderleistungen werden auch entsprechende Aufbereitungsmaschinen und Anlagen mit immer höheren Antriebsleistungen ausgestattet.
-
Herkömmliche Aufbereitungsmaschinen weisen mindestens eine Walze, mit der das zu zerkleinernde Material zerkleinert wird, und einen Antrieb mit bspw. einem Elektromotor zum Antreiben der Walze auf. Zwischen Antrieb und Walze ist ein Getriebe wie beispielsweise ein Zahnradgetriebe, Riemengetriebe oder ähnliches angeordnet, um eine hohe Antriebsdrehzahl auf die erforderliche Arbeitsdrehzahl zu reduzieren und gleichzeitig das Antriebsmoment auf das erforderliche Drehmoment zu erhöhen. Dabei treten je nach Ausführung im Getriebe entsprechende Leistungsverluste auf.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Aufbereitungsmaschine sowie eine Aufbereitungsanlage anzugeben, bei der diese Verluste reduziert werden.
-
Hinsichtlich der Aufbereitungsmaschine wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Aufbereitungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Eine derartige Aufbereitungsmaschine umfasst eine eine Drehachse aufweisende Walze und einen der Walze zugeordneten, einen Rotor und einen Stator umfassenden Antrieb, wobei Walze und Rotor getriebelos miteinander verbunden sind.
-
Die Walze wird also von einem Direktantrieb getriebelos angetrieben. Der Antrieb, insbesondere der Rotor kann aber auch bei einer derartigen Ausgestaltung in Richtung der Drehachse von der Walze beabstandet sein. Bei Aufbereitungsmaschinen wie bspw. Brecher oder Mühlen können diese Anforderungen vorzugsweise durch Elektromotoren wie langsam laufende Synchronmotoren sehr gut erfüllt werden. Diese Antriebe haben sich in vielen Einsatzfällen bewährt. Durch die direkte Verbindung des Antriebs bzw. des Rotors mit der Walze, also ohne Zwischenschaltung weiterer mechanischer Elemente wie Getriebe oder Kupplungen, kann die erforderliche Drehzahl und das Drehmoment sehr effizient bspw. ohne Leistungsverluste im Getriebe bereitgestellt werden und somit die Walze durch den zugeordneten Antrieb angetrieben werden. Desweiteren ist durch die direkte Verbindung von Antrieb bzw. Rotor und Walze eine sehr kompakte Bauweise möglich, was z.B. bei ortsveränderlichen mobil oder semimobilen Anlagen ein Vorteil ist. Als Walze kommen sämtliche zur Zerkleinerung von stückigem Material geeignete Walzen wie beispielsweise Brecherwalzen oder auch Mahlwalzen in Betracht, wie sie in Brechern oder Mühlen eingesetzt werden.
-
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Antriebs werden somit weitere mechanische Bauteile wie bspw. Lager oder Getriebe eingespart. Weniger Bauteile führen zu einer höheren Verfügbarkeit und einer Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit des Gesamtsystems. Außerdem verringert sich der Aufwand für Wartung, Instandhaltung und der Ersatzteilbedarf.
-
Durch den direkten also unmittelbaren Antrieb erhöht sich der Wirkungsgrad der Aufbereitungsmaschine, da z.B. Leistungsverluste im Getriebe entfallen. Ein höherer Wirkungsgrad führt zu Ersparnissen bei den Betriebskosten, d.h. den Energiekosten die beim Betreiben derartiger Aufbereitungsmaschinen und -anlagen auftreten.
-
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Aufbereitungsmaschinen kommen oft große Schwungräder zum Einsatz, um z.B. bei großem Leistungsbedarf mit Hilfe des zusätzlichen Massenträgheitsmomentes des Schwungrades eine Blockade oder Leistungseinschränkungen zu vermeiden. Bei einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsmaschine mit einem Direktantrieb wird diese Aufgabe durch den rotorisch umlaufenden Teil des Antriebs, also des Rotors übernommen.
-
Die Erfindung erlaubt es, Aufbereitungsmaschinen mit größeren Antriebsleistungen zu entwickeln. Die integrierte Bauweise wirkt sich positiv auf den benötigten Bauraum aus, wodurch der Einsatz als ortsveränderliche, also mobile oder semimobile Anlage oder bei eingeschränkten Platzverhältnissen z.B. in einem Tunnel oder Untertage vereinfacht wird.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb als Innenläufer ausgeführt und die Walze über eine Welle mit dem Rotor unmittelbar verbunden. Der feststehende Teil des Antriebs, also der Stator ist außen um den Rotor herum angeordnet. Somit sind also sowohl der Rotor des Antriebs als auch die Walze auf der Welle fixiert. Es erfolgt eine Kraftübertragung vom Rotor auf die Welle und schließlich auf die Walze.
-
Alternativ kann der Antrieb als Außenläufer ausgeführt sein und der Stator ist dann auf einer feststehenden Achse angeordnet, während die Walze auf dieser Achse rotierbar gelagert ist und der Rotor mit einem Verbindungselement unmittelbar mit der Walze verbunden ist. Somit rotieren Rotor und Walze gemeinsam auf der Achse.
-
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb zwischen der Walze und einem Lager angeordnet.
-
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb fliegend auf der Welle angeordnet, was bedeutet, dass die Welle mittels zweier Lager gelagert ist, die sich jeweils neben der Walze befinden, und von denen sich ein Lager zwischen der Walze und dem Antrieb befindet.
-
Um die Walze an bestimmte Anforderungen anzupassen, ist diese senkrecht zur Drehachse verschiebbar gelagert.
-
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Aufbereitungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 8. Eine derartige Aufbereitungsanlage umfasst zwei erfindungsgemäße Aufbereitungsmaschinen. Die jeweiligen Antriebe können dann auf der gleichen Seite der Walze angeordnet werden. Jedoch ergibt sich dann eine einseitige Belastung des Untergrundes. Bei festen Anlagen spielt das eine untergeordnete Rolle. Bei ortsveränderlichen Anlagen ist diese Anordnung jedoch ungünstiger.
-
Um diesen Nachteil zu vermeiden, können die jeweiligen Antriebe bezüglich der Drehachse an gegenüberliegenden Seiten der Walzen angeordnet werden. Durch eine derartige Anordnung der Antriebe ergibt sich ein symmetrischer Aufbau der Aufbereitungsanlage. Die Lastverteilung ist gleichmäßiger, als wenn beide Antriebe auf der gleichen Seite angeordnet sind. Ein symmetrischer Aufbau ist insbesondere bei ortsveränderlichen Anlagen vorteilhaft.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
-
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
-
1 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Außenläuferbauweise und Anordnung an gleichen Seiten der Walzen,
-
2 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Außenläuferbauweise und Anordnung an gegenüberliegenden Seiten der Walzen,
-
3 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und Anordnung an gleichen Seiten der Walzen,
-
4 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und Anordnung an gegenüberliegenden Seiten der Walzen,
-
5 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und fliegend auf der Welle angeordneten Antrieben und Anordnung an gleichen Seiten der Walzen,
-
6 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und fliegend auf der Welle angeordneten Antrieben und Anordnung an gegenüberliegenden Seiten der Walzen.
-
Sämtliche Figuren zeigen jeweils eine Aufbereitungsanlage 2 mit einer ersten Aufbereitungsmaschine 4a und einer zweiten Aufbereitungsmaschine 4b zum Zerkleinern von stückigem Material wie beispielsweise erzhaltigem Gestein. Die Aufbereitungsmaschinen 4a, 4b weisen jeweils eine Walze 6a, 6b mit jeweils einer Drehachse 8a, 8b auf, um die diese rotieren kann. Die Drehachsen 4a, 4b sind parallel angeordnet so dass sich die beiden Walzen 6a, 6b gegenüberliegen. Zum Antreiben der jeweiligen Walze 6a, 6b ist jeder Walze ein Antrieb 10a, 10b zugeordnet, der in Richtung der Drehachse 8a, 8b von der Walze 6a, 6b beabstandet ist. Die Antriebe 10a, 10b können unabhängig angesteuert werden, so dass auch die Walzen 6a, 6b, zwischen denen der Brech- oder Mahlvorgang erfolgt, unabhängig betrieben werden können. Ein Antrieb 10a, 10b weist dabei jeweils einen Rotor 12a, 12b und einen Stator 14a, 14b auf. Der jeweilige Rotor 12a, 12b ist jeweils mit der Walze 6a, 6b getriebelos verbunden.
-
In den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist der beispielsweise als Synchronmotor ausgeführte Antrieb 10a, 10b als Außenläufer ausgeführt. Dies bedeutet, dass sich der Rotor 12a, 12b außen um den Stator 14a, 14b dreht. Der Stator 14a, 14b ist auf einer feststehenden Achse 16a, 16b angeordnet. Die Achse 16a, 16b fällt dabei mit der Drehachse 8a, 8b zusammen. Die Walze 6a, 6b ist mittels Lager 18a, 18b auf der feststehenden Achse 16a, 16b rotierbar gelagert. Der Rotor 12a, 12b ist mit einem Verbindungselement unmittelbar, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes oder einer Kupplung, also getriebelos mit der Walze 6a, 6b verbunden und rotiert ebenfalls um die Drehachse 8a, 8b bzw. auf der Achse 16a, 16b.
-
Die Antriebe 10a, 10b sind in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel auf der gleichen Seite der Walzen 6a und 6b angeordnet. Dadurch ergibt sich jedoch eine einseitige Belastung des Untergrundes, auf dem die Aufbereitungsanlage 2 bzw. die Aufbereitungsmaschinen 4a, 4b angeordnet sind.
-
Um eine derartige einseitige Belastung des Untergrundes zu vermeiden, können die Antriebe 10a, 10b bezüglich der Drehachse 8a, 8b bzw. der Achse 16a, 16b an gegenüberliegenden Seiten der Walzen 6a, 6b angeordnet werden, wie es in 2 gezeigt ist.
-
Damit der zwischen den beiden Walzen 6a, 6b gebildete Arbeitsspalt 22 angepasst werden kann, sind in den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen mindestens eine aber möglicherweise auch beide Walzen 6a, 6b senkrecht zur Drehachse 8a, 8b verschiebbar gelagert. Diese Verschiebbarkeit wird dadurch realisiert, dass die Achsen 16a, 16b an beiden Enden auf einer Stützkonstruktion 24a, 24b mittels Lager 26a, 26b verschiebbar gelagert sind, wie es durch die Pfeile 28, 30 angedeutet ist.
-
In den 3 bis 6 ist nun jeweils eine Aufbereitungsanlage 2 dargestellt, welche ebenfalls zwei Aufbereitungsmaschinen 4a, 4b aufweist, wobei jedoch die Antriebe 10a, 10b als Innenläufer ausgeführt sind. Der Stator 14a, 14b ist also außen um den Rotor 12a, 12b herum angeordnet. Somit dreht sich der Rotor 12a, 12b innerhalb des Stators 14a, 14b. Die Walzen 6a, 6b sind jeweils auf einer Welle 32a, 32b fixiert. Bei diesen Ausführungsbeispielen fällt die Welle 32a, 32b jeweils mit der Drehachse 8a, 8b zusammen. Ebenso auf der Welle 32a, 32b ist auch der Rotor 12a, 12b angeordnet. Somit sind Rotor 12a, 12b getriebelos, also lediglich über die Welle 32a, 32b unmittelbar mit der Walze 6a, 6b verbunden.
-
In den in 3 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Antriebe 10a, 10b wiederum auf derselben Seite der Walzen 6a, 6b angeordnet. Um eine einseitige Belastung des jeweiligen Untergrundes zu vermeiden, können die Antriebe 10a, 10b auch wiederum auf gegenüberliegenden Seiten der Walzen 6a, 6b angeordnet sein, wie dies in den 4 und 6 dargestellt ist.
-
Die Welle 32a, 32b ist in den Ausführungsbeispielen der 3 bis 6 jeweils auf zwei Lagern 34a, 34b gelagert. Diese sind auf der Seite des Antriebs 10a, 10b als Flanschlager ausgeführt.
-
Um wiederum eine Anpassung des Arbeitsspalts 22 zu ermöglichen, ist gemäß 3 und 4 das auf der dem Antrieb 10a, 10b gegenüberliegenden Seite der Walze 6a, 6b angeordnete Lager 34a, 34b mittels einer Verschiebeplatte 36a, 36b verschiebbar gestaltet. Außerdem ist auch der Antrieb 10a, 10b, mit dem als Flanschlager ausgestalteten Lager 34a, 34b mittels einer Verschiebeplatte 38a, 38b verschiebbar gelagert.
-
Der Antrieb 10a, 10b ist in den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen zwischen der Walze 6a, 6b und einem Lager 34a, 34b angeordnet.
-
Alternativ kann der Antrieb 10a, 10b auch fliegend auf der Welle 32a, 32b angeordnet werden, wie dies in den 5 und 6 dargestellt ist. In diesem Fall ist ein Lager 34a, 34b zwischen Walze 6a, 6b und Antrieb 10a, 10b angeordnet. Um eine Verschiebbarkeit der Aufbereitungsmaschine 4a zu ermöglichen, ist einerseits das auf der dem Antrieb 10a gegenüberliegenden Seite der Walze 6a angeordnete Lager 34a wiederum mittels einer Verschiebeplatte 36a verschiebbar ausgestaltet. Andererseits ist das zwischen Antrieb 10a und Walze 6a angeordnete Lager 34a gemeinsam mit dem Antrieb 10a auf einer Verschiebeplatte 40a verschiebbar angeordnet.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
