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Die Erfindung betrifft einen Brecher mit einem stationären Brechelement und einem bewegbaren Brechelement, wobei das stationäre Brechelement ein Verschleißelement umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Verschleißelements eines stationären Brechelements eines Brechers.
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Zur Zerkleinerung von Materialien, wie Kalkstein, Ölschiefer Mergel, Ton, Ölsand oder ähnlichen mineralischen Materialien werden üblicherweise Brecher, insbesondere Kreiselbrecher, Backenkreiselbrecher, Kegelbrecher oder Backenbrecher. Aus der WO 2014/ 187713 A1 ist beispielsweise ein solcher Kegelbrecher bekannt. Aus der
US 3 957 213 A und der
DE 12 96 936 A sind Verschleißschutzmaßnahmen für stationäre Brechelemente von Brechern bekannt.
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Brecher wie Kreiselbrecher, Backenkreiselbrecher, Kegelbrecher oder Backenbrecher weisen einen Brechraum auf, der von einem stationären Brechelement und einem bewegbaren Brechelement begrenzt wird. Das bewegbare Brechelement wird exzentrisch rotierend angetrieben, sodass der Brechspalt periodisch vergrößert und verkleinert wird. Die Brechelemente sind üblicherweise aus einem verschleißfesten Stahl mit einer hohen Härte ausgebildet. Solche Hartstähle härten bei Druck- und Schlagbeanspruchungen auf eine Härte von beispielsweise etwa 500HB auf. In diesem aufgehärteten Zustand ist der Hartstahl relativ verschleißbeständig und weist gleichzeitig im Kern eine hohe Bruchdehnung auf. Bei hohen Belastungen während des Brechprozesses, wie sie beispielsweise durch unbrechbare Gegenstände in dem Brechraum auftreten, tritt daher eine Deformation der Brechelemente auf.
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Insbesondere beim Einsatz von Hartstahl, wie Manganhartstahl, bei sehr feinen Brechgütern, wie beispielsweise Ölsand, tritt keine Aushärtung des Hartstahls während des Einsatzes der Brechelemente auf. Dies führt dazu, dass die Oberfläche der Brechelemente relativ schnell verschleißt und eine Wartung oder ein Austausch der Brechelemente notwendig ist. Der Einsatz eines härteren und somit verschleißärmeren Werkstoffs führt allerdings dazu, dass auch die Bruchdehnung sinkt, was ein Versagen der Brechelemente bei einem unbrechbaren Gegenstand in dem Brechraum zur Folge hat.
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brecher bereitzustellen, der Brechelemente aufweist, die eine besonders hohe Verschleißfestigkeit bei gleichzeitiger hoher Bruchdehnung aufweisen. Auch ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Brechelements eines Brechers mit einer hohen Verschleißfestigkeit und einer hohen Bruchdehnung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1, sowie durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Brecher zur Zerkleinerung von Material umfasst nach einem ersten Aspekt einen Brechraum mit einem Aufgabebereich, in den zu zerkleinerndes Material aufgegeben wird, und einem Brechspalt zum Brechen des Materials, wobei sich der Brechraum von dem Aufgabebereich zu dem Brechspalt hin verjüngt. Der Brecher weist ein stationäres Brechelement und ein bewegbares Brechelement auf, die den Brechraum abgrenzen, wobei das stationäre Brechelement ein Verschleißschutzelement aufweist, das aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit mindestens einer Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall und/ oder aus Keramik ausgebildet ist.
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Der Metallmatrix-Verbundwerkstoff weist vorzugsweise ein Metallmatrixmaterial auf, das die Verschleißschutzeinlage zumindest teilweise oder vollständig umgibt und in diese infiltriert ist. Bei dem Metallmatrixmaterial handelt es sich beispielsweise um hochtemperaturfesten Stahl und/oder einen Stahl mit einer Härte von etwa 150 - 400 HB (Brinell). Unter einem hochtemperaturfesten Stahl ist ein warmfester Stahl mit einem hohen Chrom-Nickel-Anteil zu verstehen, der eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 650°C, insbesondere bis zu 1000°C aufweist. Bei solchen Stählen handelt es sich beispielsweise um austenitische Chrom-Nickel-Stähle, wie beispielsweise GX25CrNiSi18-9, GX40CrNiSi25-12, GX40NiCrSiNb35-26. Hochtemperaturfeste Stähle bis 600°C sind beispielsweise Stähle gemäß DIN EN 10213. Hochtemperaturfeste Stähle bis 1200°C sind beispielsweise Stähle gemäß DIN EN 10295.
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Die zu brechenden Materialien sind beispielsweise mineralische Brechgüter, wie beispielsweise Ölsand, Kohle und Erze, wie Eisenerz und Nickelerz oder auch Zementklinker. Bei dem Brecher handelt es sich beispielsweise um einen Kreiselbrecher, Backenkreiselbrecher, Kegelbrecher oder einen Backenbrecher, wobei das bewegbare Brechelement jeweils zu einer exzentrischen Rotation angetrieben wird und der Brechspalt sich im Betrieb des Brechers periodisch verringert und vergrößert. Das Material wird in dem Brechspalt mittels Druckzerkleinerung zerkleinert. Das stationäre Brechelement weist vorzugsweise eine Brechfläche auf, die durch die Oberfläche des Verschleißschutzelements gebildet ist. Insbesondere weist das Verschleißschutzelement genau eine Verschleißschutzeinlage auf, wobei die Verschleißschutzeinlage einstückig ausgebildet ist. Vorzugsweise weist jedes Verschleißschutzelement jeweils eine Mehrzahl von Verschleißeinlagen auf, die in das Metallmatrixmaterial eingegossen sind. Die Verschleißschutzeinlage bildet insbesondere zumindest einen Teil der Brechfläche des stationären Brechelements aus. Der der Brechfläche abgewandte Bereich des Verschleißschutzelements dient beispielsweise der Befestigung des Verschleißschutzelements und ist vorzugsweise ausschließlich aus dem Metallmatrixmaterial ausgebildet. Beispielsweise weist das stationäre Brechelement einen Träger auf, der auf seiner in Richtung des Brechraums weisenden Oberfläche zumindest ein Verschleißschutzelement aufweist. Die Verschleißschutzelemente sind vorzugsweise an dem Träger befestigt, insbesondere verschraubt, verschweißt, verklebt, verlötet oder mechanisch verkeilt.
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Es ist ebenfalls denkbar, dass ein Verschleißschutzelement oder eine Mehrzahl von Verschleißschutzelementen auf der Oberfläche des bewegbaren Brechelements, insbesondere eines Trägers, angebracht sind, um dieses vor Verschleiß zu schützen.
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Ein Verschleißschutzelement aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit einer Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall oder aus Keramik bietet den Vorteil einer hohen Verschleißfestigkeit der Verschleißschutzeinlage, wobei das Metallmatrixmaterial, das die Verschleißschutzeinlage umgibt und in diese infiltriert ist, eine relativ hohe Bruchdehnung aufweist, sodass es auch bei hohen Belastungen, wie sie durch einen unbrechbaren Gegenstand in dem Brechraum entstehen, nicht zu einem Versagen des Brechelements kommt.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform weist das stationäre Brechelement eine Mehrzahl von Verschleißschutzelementen auf. Die Oberflächen der Verschleißschutzelemente bildet vorzugsweise die Brechfläche des stationären Brechelements aus. Unter der Brechfläche des stationären Brechelements wird die Oberfläche des stationären Brechelements verstanden, die mit dem zu zerkleinernden Material in Kontakt kommt und daher einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist. Vorzugsweise sind die Verschleißschutzelemente an einem oder einer Mehrzahl von Trägern angebracht. Dies bietet eine einfache Möglichkeit zum Austausch von verschlissenen Verschleißschutzelementen, wobei kein Austausch des gesamten Brechelements notwendig ist.
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Die Dicke der Verschleißschutzeinlagen unterschiedlicher Verschleißschutzelemente ist gemäß einer weiteren Ausführungsform zueinander verschieden. Insbesondere nimmt die Dicke der Verschleißeinlagen von dem Aufgabebereich in Richtung des Brechspalts zu. Die an dem Brechspalt angeordneten Verschleißschutzelemente weisen vorzugsweise die Größte Dicke auf. Beispielsweise weist die Verschleißschutzeinlage eine Dicke von etwa 5mm bis 150mm, vorzugsweise 20mm bis 80mm, insbesondere 50mm auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Dicke der Verschleißschutzeinlage über die Länge des Verschleißschutzelements ansteigt, insbesondere in Richtung des Brechspalts. Beispielsweise variiert die Verschleißfestigkeit der Verschleißschutzeinlagen unterschiedlicher Verschleißschutzelemente, sodass an Bereichen der Brechfläche, die eine relativ geringe Verschleißbeanspruchung aufweisen, Verschleißschutzelemente angebracht sind, die eine Verschleißschutzeinlage aus einem Material mit einer geringeren Verschleißfestigkeit als Verschleißschutzeinlagen an einem Bereich der Brechfläche, die einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist.
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Die Verschleißschutzelemente sind gemäß einer weiteren Ausführungsform plattenförmig ausgebildet. Beispielsweise weist das Verschleißschutzelement auf der der Brechfläche abgewandten Seite Befestigungseinrichtungen auf, um das Verschleißschutzelement beispielsweise an einem Träger zu befestigen. Die Verschleißschutzeinlage ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich insbesondere über die gesamte die Brechfläche bildende Oberfläche des Verschleißschutzelements. Ein plattenförmiges Verschleißschutzelement oder eine plattenförmige Verschleißschutzeinlage sind relativ einfach und kostengünstig herstellbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verschleißschutzeinlage an der Oberfläche des Verschleißschutzelements angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Verschleißeinlage ausschließlich in dem Bereich der in Richtung des Brechraums weisende Oberfläche angeordnet, wobei der gegenüberliegende Bereich des Verschleißschutzelements ausschließlich das Metallmatrixmaterial aufweist. Das teure Hartmetall oder die Keramik der Verschleißschutzeinlage ist aus Kostengründen nicht in dem gesamten Verschleißschutzelement angebracht, sondern ausschließlich an der Verschleißfläche. Der übrige Bereich des Verschleißschutzelements ist vorteilhafterweise aus dem günstigeren Material, wie beispielsweise Stahl des Metallmatrixmaterials gegossen.
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Das Verschleißschutzelement ist gemäß einer weiteren Ausführungsform durch ein Gießverfahren hergestellt. Die Verschleißschutzeinlage wird vorzugsweise in eine Gussform, die der Negativform des Verschleißschutzelements entspricht, positioniert und das Metallmatrixmaterial, wie beispielsweise Stahl, wird anschließend in die Gussform gegossen. Das Metallmatrixmaterial dringt zumindest teilweise in die Verschleißschutzeinlage ein, insbesondere infiltriert das Metallmatrixmaterial in die poröse Verschleißschutzeinlage. Das Herstellen der Verschleißschutzeinheit durch Gießen bietet eine sehr einfache und kostengünstige Herstellungsmethode, wobei auch komplexe Formen einfach hergestellt werden können.
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Die Verschleißschutzeinlage umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform Wolframcarbid, Keramik, Titancarbid, Borcarbid, Niobcarbid oder Chromcarbid oder eine Mischung dieser Werkstoffe. Diese Werkstoffe bieten eine hohe Verschleißfestigkeit. Vorzugsweise wird die Verschleißschutzeinlage aus einem pulverförmigen und/ oder körnigem Gemisch aus den oben genannten Werkstoffen hergestellt, wobei das Gemisch erhitzt, insbesondere begast und gebacken, wird. Insbesondere wird das Gemisch in einer beispielsweise flexiblen Form erhitzt, die der Negativform der Verschleißschutzeinlage entspricht. Anschließend kühlt das Gemisch ab und härtet zu einem sehr verschleißbeständigen Körper mit einer porösen Struktur aus.
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Die Verschleißschutzeinlage ist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest teilweise in das Verschleißschutzelement, insbesondere in das Metallmatrixmaterial des Verschleißschutzelements, eingegossen. Beispielsweise ist die Verschleißschutzeinlage derart ausgebildet, dass das Metallmatrixmaterial, insbesondere Stahl, in die Verschleißschutzeinlage infiltriert und somit eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verschleißschutzeinlage eine poröse Struktur auf. Beispielsweise weist die Verschleißschutzeinlage eine wabenförmige Struktur auf. Dies bietet den Vorteil, dass das Metallmatrixmaterial, aus dem das Verschleißschutzelement gegossen wird, in die Verschleißeinlage infiltriert und eine besonders feste Verbindung zwischen der Verschleißschutzeinlage aus Hartmetall und/oder Keramik und dem Metallmatrixmaterial hergestellt wird.
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Der Brecher ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Kreiselbrecher, Backenkreiselbrecher oder Kegelbrecher, wobei das stationäre Brechelement ein Brechergehäuse und das bewegbare Brechelement ein Brechkegel ist und wobei der Brechraum zwischen dem Brechkegel und dem Brechergehäuse ausgebildet ist. Der Brechraum ist vorzugsweise ein umlaufender Ringraum, der sich in Richtung des ringförmigen Brechspalts verjüngt. Der Aufgabebereich des Kreiselbrechers, Backenkreiselbrechers oder Kegelbrechers wird durch eine ringförmige Kante gebildet, deren Oberfläche vorzugsweise vollständig aus Verschleißschutzelementen gebildet ist. Beispielsweise weist die Verschleißschutzeinlage der Verschleißelemente an dem Aufgabebereich eine größere Dicke auf, als die Verschleißschutzeinlagen der Verschleißschutzelemente zwischen dem Aufgabebereich und dem Brechspalt des Brechergehäuses.
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Bei dem Brecher kann es sich beispielsweise auch um einen Backenbrecher handeln, wobei der Backenbrecher ein stationäres und ein bewegbares Brechelement aufweist und die Brechelemente im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet sind und zwischen sich einen Brechspalt ausbilden. Die Brechelemente eines Backenbrechers sind v-förmig zueinander angeordnet, wobei das bewegbare Brechelement exzentrisch, beispielsweise über einen Antriebsmotor mit einer Exzenterwelle, angetrieben wird und wobei das obere Ende des bewegbaren Brechelements an der Exzenterwelle angebracht ist. Das untere, brechspaltseitige Ende des bewegbaren Brechelements ist beispielsweise über eine Druckplatte mit einer Hydraulikeinrichtung verbunden. Die Brechelemente des Backenbrechers weisen beispielsweise beide jeweils eine Mehrzahl von Verschleißschutzelemente auf.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Verschleißschutzelements eines stationären Brechelements eines Brechers, aufweisend die Schritte:
- - Positionieren einer Verschleißschutzeinlage aus einem Hartmetall oder aus Keramik in einer Gussform zum Gießen des Verschleißschutzelements, und
- - Gießen des Verschleißschutzelements, sodass die Verschleißschutzeinlage zumindest teilweise von dem Gussmaterial des Verschleißschutzelements umschlossen wird.
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Die mit Bezug auf den Brecher mit dem Verschleißschutzelement beschriebenen Vorteile und Erläuterungen treffen in verfahrensmäßiger Entsprechung auch auf das Verfahren zum Herstellen eines Verschleißschutzelements eines stationären Brechelements eines Brechers zu.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kreiselbrecher in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verschleißschutzelementes eines Brechers in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verschleißschutzelementes eines Brechers in einer Rückansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verschleißschutzelementes eines Brechers in einer Schnittansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verschleißschutzelementes eines Brechers in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verschleißschutzelementes eines Brechers in einer Schnittansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5.
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1 zeigt einen Brecher 10 , insbesondere einen Kreiselbrecher 10 , mit einem bewegbaren Brechelement, nämlich einem Brechkegel 12 und einem stationären Brechelement, nämlich einem Brechergehäuse 14 . Zur Vereinfachung sind beispielsweise der Antrieb, die Lagerung und das Fundament des Kreiselbrechers 10 nicht dargestellt. Der Kreiselbrecher 10 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei das Brechergehäuse 14 die Gestalt eines Hohlkegels aufweist und der Brechkegel 12 innerhalb des hohlkegelförmigen Brechergehäuses 14 angeordnet ist. Das Brechergehäuse 14 weist einen Aufgabebereich 16 auf, in den das zu zerkleinernde Material aufgegeben wird. Der Aufgabebereich 16 ist an der Oberseite des Kreiselbrechers 10 angeordnet und das Brechergehäuse 14 weist an dem Aufgabebereich 16 den größten Durchmesser auf. Das Brechergehäuse 14 verjüngt sich in axialer Richtung von oben nach unten, sodass der untere Bereich des Brechergehäuses 14 den geringsten Durchmesser aufweist. Der untere Bereich des Brechergehäuses 14 bildet den Auslass 18 , durch den das zerkleinerte Material den Kreiselbrecher 10 verlässt.
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Innerhalb des Brechergehäuses 14 ist der Brechkegel 12 angeordnet, der eine kegelförmige Gestalt aufweist und sich in axialer Richtung von unten nach oben verjüngt. Der Brechkegel 12 ist koaxial zu dem Brechergehäuses 14 angeordnet, wobei die Rotationsachse des Brechkegels 12 exzentrisch zu den Mittelachsen des Brechkegels 12 und des Brechergehäuses 14 verläuft.
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Zwischen dem Brechkegel 12 und dem Brechergehäuse 14 ist ein umlaufender Brechraum 20 ausgebildet, in dem das zu zerkleinernde Material zumindest teilweise gebrochen wird. Der Brechraum 20 verjüngt sich nach unten in Richtung des Auslasses 18 und bildet an dem Bereich mit dem geringsten Durchmesser einen ringförmigen Brechspalt 22 aus. Der obere Rand des Brechraums 20 bildet den Aufgabebereich 16 des Kreiselbrechers 10 aus.
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Im Betrieb des Kreiselbrechers 10 wird der Brechkegel 12 zu einer exzentrischen Rotation angetrieben, wobei die Rotationsachse parallel zu der Mittelachse des Brechkegels 12 verläuft. Der Brechkegel 12 wird zu einer Dreh-Taumelbewegung angetrieben, wobei sich der Brechspalt umlaufend periodisch verengt und vergrößert, sodass Material von oben in den Brechspalt 22 strömen und dort gebrochen werden kann.
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Die radial nach innen weisende Fläche des Brechergehäuses 14 weist eine Mehrzahl von Verschleißschutzelementen 24 auf, die nebeneinander angeordnet sind und die Brechfläche des Brechergehäuses 14 ausbilden, die mit dem zu zerkleinernden Material in Kontakt kommt. Das Brechergehäuse 14 weist einen Träger auf, der in 1 beispielhaft zwei Trägersegmente 26, 28 umfasst. Die Trägersegmente 28 , 28 sind jeweils beispielhaft im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Brechergehäuse 14 lediglich ein Trägersegment oder mehr als zwei Trägersegmente 26 , 28 aufweist, an denen jeweils zumindest ein Verschleißschutzelement 24 angebracht ist.
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Die Verschleißschutzelemente 24 sind beispielhaft in vier umfangsmäßig verlaufenden Reihen nebeneinander angeordnet und auf den Trägersegmenten 26 , 28 insbesondere lösbar angebracht, beispielsweise mit dem jeweiligen Trägersegment 26 , 28 verschraubt. Die Verschleißschutzelemente 24 sind im Wesentlichen plattenförmig mit einem viereckigen Querschnitt ausgebildet, wobei insbesondere die Verschleißschutzelemente der Randbereiche des Brechraums, wie dem Aufgabebereich 16 und dem Auslass 18 eine Wölbung aufweisen. Beispielsweise weist auch der Brechkegel Verschleißschutzelemente 24 auf, wobei diese in 1 nicht dargestellt sind.
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2, 3 und 4 zeigen ein Verschleißschutzelement 24 zum Anbringen auf das stationäre Brechelement 14 oder das bewegbare Brechelement 12 des Brechers 10 aus 1. Das Verschleißschutzelement 24 ist aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff ausgebildet, der eine Verschleißschutzeinlage 30 und eine Metallmatrix 32 aufweist. Die Verschleißschutzeinlage 30 ist an der Oberfläche des Verschleißschutzelements 24 angeordnet, die dem eingebauten Zustand der 1 zumindest einen Teil der Brechfläche des Brechergehäuses 14 ausbildet. Die Verschleißschutzeinlage 30 ist beispielsweise aus einem Hartmetall, wie Wolframcarbid, Titancarbid, Borcarbid, Niobcarbid oder Chromcarbid, oder aus Keramik oder einer Kombination dieser Werkstoffe ausgebildet. Insbesondere weist die Verschleißschutzeinlage 30 eine wabenförmige Struktur auf. Es sind auch weitere poröse Strukturen der Verschleißschutzeinlage 30 denkbar, wobei diese derart ausgebildet ist, dass eine Infiltration des Metallmatrixmaterials 32 in die Verschleißschutzeinlage 30 ermöglicht wird. Die Verschleißschutzeinlage 30 ist einstückig ausgebildet und weist beispielsweise eine Dicke von 150mm, vorzugsweise 20mm bis 80mm, insbesondere 50mm auf. Jedes der Verschleißschutzelemente 24 weist beispielsweise genau eine Verschleißschutzeinlage auf. Die Verschleißschutzeinlage 30 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und das Metallmatrixmaterial ist in die Verschleißschutzeinlage eingegossen.
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Das Verschleißschutzelement 24 ist aus dem Metallmatrixmaterial 32 ausgebildet, wobei die Verschleißschutzeinlage 30 zumindest teilweise von einem Metallmatrixmaterial 32 umschlossen, insbesondere in dieses eingegossen ist. Bei dem Metallmatrixmaterial 32 handelt es sich beispielsweise um hochtemperaturfesten Stahl und/oder einen Stahl mit einer Härte von etwa 150 - 400 HB (Brinell). Unter einem hochtemperaturfesten Stahl ist ein warmfester Stahl mit einem hohen Chrom-Nickel-Anteil oder einem hohen Mangananteil zu verstehen, der eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 650°C, insbesondere bis zu 1000°C aufweist. Bei solchen Stählen handelt es sich beispielsweise um austenitische Chrom-Nickel-Stähle, wie beispielsweise GX25CrNiSi18-9, GX40CrNiSi25-12, GX40NiCrSiNb35-26. Hochtemperaturfeste Stähle bis 600°C sind beispielsweise Stähle gemäß DIN EN 10213. Hochtemperaturfeste Stähle bis 1200°C sind beispielsweise Stähle gemäß DIN EN 10295. Beispielhaft ist der Bereich des Verschleißschutzelements 24 , der keinen Kontakt mit dem zu zerkleinernden Material hat, ausschließlich aus dem Metallmatrixmaterial ausgebildet.
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Die Dicke der Verschleißschutzeinlage 30 ist beispielsweise über die Brechfläche des Brechergehäuses 14 unterschiedlich. Vorzugsweise weisen die Verschleißschutzelemente 24 , die an einem Bereich in dem Brechraum 20 mit einer hohen Verschleißbelastung, wie beispielweise dem Brechspalt oder dem Aufgabebereich angeordnet sind, eine dickere Verschleißschutzeinlage 30 auf als die Verschleißschutzelemente 24 außerhalb dieser Bereiche. Die Dicke der Verschleißschutzeinlage 30 nimmt beispielsweise in Richtung des Brechspalts 22 zu, wobei die Verschleißschutzelemente 24 , die den Brechspalt 22 ausbilden, jeweils eine Verschleißschutzeinlage 30 mit der größten Dicke aufweisen.
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Bei der Herstellung des Verschleißschutzelements 24 wird eine die Verschleißschutzeinlage 30 aus Hartmetall, wie Wolframcarbid, Titancarbid, Niobcarbid, Borcarbid oder Chromcarbid oder aus Keramik oder einer Kombination dieser Werkstoffe in einer Gussform zum Gießen des Verschleißschutzelements 24 positioniert, beispielsweise befestigt. Die Verschleißschutzeinlage 30 weist beispielsweise eine Plattenform auf und wird auf der Brechfläche, insbesondere in der Gussform an der nach außen weisenden Oberfläche des Verschleißschutzelements 24 positioniert. Anschließend wird das Verschleißschutzelement 24 aus dem Metallmatrixmaterial gegossen, sodass die Verschleißschutzeinlage 30 zumindest teilweise von dem Gussmaterial des Verschleißschutzelements umschlossen wird, wobei das Gussmaterial beispielsweise in die poröse Struktur der Verschleißschutzeinlage 30 infiltriert. Insbesondere wird die Verschleißschutzeinlage 30 vollständig von dem Gussmaterial umschlossen.
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Das Verschleißschutzelement 24 weist auf der dem Träger des Brechergehäuses 14 zugewandten Fläche beispielhaft eine Mehrzahl von Absätzen 34 und Aussparungen 36 auf. Diese dienen der Befestigung des Verschleißschutzelements an dem Träger des Brechergehäuses 14 . Insbesondere ist das Verschleißschutzelement 24 über die Absätze 34 und Aussparungen 36 mit dem Träger verkeilt oder verklemmt, wobei der Träger komplementäre Absätze und Aussparungen aufweist, in welche das Verschleißschutzelement 24 mit den Absätzen 34 und Aussparungen 36 eingreift. Die Absätze 34 und Aussparungen 36 dienen außerdem der Erzeugung eines Abstands zwischen dem Verschleißschutzelement 24 und dem Träger des Brechergehäuses 14 .
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Das in 2 bis 4 dargestellte Verschleißschutzelement 24 weist eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aus und ist beispielsweise in dem mittleren Bereich des Brechergehäuses 14 zwischen dem Aufgabebereich 16 und dem Auslass 18 angeordnet.
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5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verschleißschutzelements 24 , das beispielsweise an dem Brechspalt 22 oder dem Aufgabebereich 16 des Brechergehäuses angeordnet ist. Das Verschleißschutzelement 24 entspricht im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 24 der 2 bis 4 mit dem Unterschied, dass es eine gewölbte Form aufweist. Die Oberfläche des Verschleißschutzelements 24 ist beispielhaft nach innen in Richtung des Brechraums 20 gewölbt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kreiselbrecher
- 12
- bewegbares Brechelement / Brechkegel
- 14
- stationäres Brechelement / Brechergehäuse
- 16
- Aufgabebereich
- 18
- Auslass
- 20
- Brechraum
- 22
- Brechspalt
- 24
- Verschleißschutzelemente
- 26
- Trägersegment
- 28
- Trägersegment
- 30
- Verschleißschutzeinlage
- 32
- Metallmatrixmaterial
- 34
- Absätze
- 36
- Aussparungen
