DE102021103694A1

DE102021103694A1 - Verfahren zur Aufbereitung eines Verschleißteils einer Mineralverarbeitungsanlage und Verschleißteil

Info

Publication number: DE102021103694A1
Application number: DE102021103694.1A
Authority: DE
Inventors: Jochen MEIER
Original assignee: Kleemann GmbH
Current assignee: Kleemann GmbH
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-08-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Verschleißteils (20) einer Mineralverarbeitungsanlage, wobei das Verschleißteil (20) einen Arbeitsbereich (22, 23) aufweist, der während des Betriebseinsatzes der Mineralverarbeitungseinrichtung einem Werkzeugverschleiß derart ausgesetzt ist, dass sich ein Verschleißbereich (V) mit einer Verschleißkontur (22.4) ergibt, wobei eine Beschichtungsanlage (35) vorgesehen ist und wobei mittels der Beschichtungsanlage (35) ein Reparaturauftrag (26), bestehend aus Reparaturwerkstoff, insbesondere aus Hartwerkstoff oder insbesondere aufweisend einen Hartwerkstoff, auf den Verschleißbereich (V) aufgetragen wird. Um das Verschleißteil (20) über seine gesamte Nutzungsdauer in einem Zustand zu erhalten, der einen optimierten Maschinenbetrieb ermöglicht, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verschleißkontur (22.4) im Verschleißbereich (V) zumindest bereichsweise mittels einer Erfassungseinheit (33) erfasst wird, dass in einer Verarbeitungseinrichtung eine Referenzkontur (R) abgespeichert oder abspeicherbar ist, dass die Verschleißkontur (22.4) mit der Referenzkontur (R) in der Verarbeitungseinrichtung verglichen wird, und dass die Beschichtungsanlage (35) von der Verarbeitungseinrichtung derart angesteuert wird, dass diese ein Auffüllvolumen (FV) des Reparaturauftrags (26) auf die Verschleißkontur (22.4) aufträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Verschleißteils einer Mineralverarbeitungsanlage, wobei das Verschleißteil einen Arbeitsbereich aufweist, der während des Betriebseinsatzes der Mineralverarbeitungseinrichtung einem Werkzeugverschleiß derart ausgesetzt ist, dass sich ein Verschleißbereich mit einer Verschleißkontur ergibt, wobei eine Beschichtungsanlage vorgesehen ist und wobei mittels der Beschichtungsanlage ein Reparaturauftrag, aus Reparaturwerkstoff, insbesondere aus Hartwerkstoff oder insbesondere aufweisend einen Hartwerkstoff, auf den Verschleißbereich aufgetragen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verschleißteil für eine Mineralverarbeitungsanlage.
Mineralverarbeitungsanlagen können im Rahmen der Erfindung Brechanlagen oder Siebanlagen sein, mit denen ein mineralisches Prozessmaterial bearbeitet werden kann. Brechanlagen können im Rahmen der Erfindung insbesondere mobile oder stationäre Brechanlagen sein. Insbesondere kann es sich erfindungsgemäß um Prallbrechanlagen, Backenbrecher, Walzenbrecher oder Kegelbrecher handeln.
Erfindungsgemäße Verschleißteile können im Rahmen der Erfindung Bauteile der vorgenannten Mineralverarbeitungsanlagen sein. Insbesondere kann es sich dabei um eine Schlagleiste eines Prallbrechers, eine Brechbacke eines Backenbrechers, eines Brechkegels, eines Kegelbrechers (insbesondere Innen- oder Außenkegel) oder um eine Brechwalze eines Walzenbrechers handeln.
Denkbar ist es auch, dass es sich bei einem erfindungsgemäßen Verschleißteil um ein Bauteil einer Siebanlage zum Sieben von mineralischem Material handelt. Denkbar ist es, dass es sich bei dem Verschleißteil um einen Aufgabetrichter oder ein Siebbelag handelt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verschleißteile werden im Betrieb bis zu einem gewissen Grad abgenutzt. Sie müssen dann durch neue Verschleißteile ersetzt werden. Nachteilig hierbei ist es, dass der Wechsel der Verschleißteile zeitaufwendig ist und längere Maschinen-Stillstandzeiten mit sich zieht. Mit zunehmendem Verschleiß, insbesondere bei Schlagleisten, Brechbacken, Brechkegel oder Brechwalzen in Brechanlagen sinken die Brechleistung und die Brechqualität. Zudem steigt der Energiebedarf an.
Zudem ist es so, dass die Verschleißteile nicht über ihren gesamten Verschleißbereich gleichmäßig verschleißen. Beispielsweise bei Schlagleisten von Prallbrechern erfolgt der Verschleiß fast ausnahmslos ungleichmäßig. Auch wenn eine solche Schlagleiste nur punktuell (zum Beispiel in der Mitte oder am Rand) an ihrer Verschleißgrenze angelangt, so muss dennoch die komplette Schlagleiste ausgetauscht werden.
EP 0 192 972 A1 offenbart eine Mühle zum Zerkleinern von Kohle. Die Mühle weist einen Mahltisch auf, der in seinem Arbeitsbereich eine Mahlfläche bildet. Auf dieser Mahlfläche rollt eine Kegelwalze ab. Sowohl die Kegelwalze als auch der Mahltisch können in Drehbewegung versetzt werden. Der Kontaktbereich, auf dem die Kegelwalze abrollt, ist mit einer Hartstoff-Beschichtung beschichtet, die im Schweißverfahren aufgebracht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Aufbereitung eines Verschleißteils einer Mineralverarbeitungseinrichtung bereitzustellen, mit dem das Verschleißteil über seine gesamte Nutzungsdauer in einem Zustand erhalten werden kann, der einen optimierten Maschinenbetrieb ermöglicht.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verschleißkontur im Verschleißbereich zumindest bereichsweise mittels einer Erfassungseinheit erfasst wird, dass in einer Verarbeitungseinrichtung eine Referenzkontur abgespeichert oder abspeicherbar ist, dass die Verschleißkontur mit der Referenzkontur in der Verarbeitungseinrichtung verglichen wird, und dass die Beschichtungsanlage von der Verarbeitungseinrichtung derart angesteuert wird, dass diese ein Auffüllvolumen des Reparaturauftrags auf die Verschleißkontur aufträgt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Verschleißteil bereits mit geringem Verschleiß einfach und schnell aufbereitet werden. Dabei kann der Reparaturauftrag mit einem additiven Fertigungsverfahren, bei dem der Hartstoff aufbeschichtet wird, regeneriert werden. Denkbar ist es als additives Fertigungsverfahren ein Auftragsschweiß-Verfahren einzusetzen. Vorzugsweise ist es so, dass die Aufbereitung des Verschleißteils in gleichbleibenden Intervallen vorgenommen wird. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Aufbereitung nach jeder Arbeitsschicht (beispielsweise nach 8 bis 10 Betriebsstunden) oder nach einer bestimmten Anzahl von Arbeitsschichten vorgenommen wird.
Die Aufbereitung wird so vorgenommen, dass zunächst mit der Erfassungseinheit die verschlissene Zone des Arbeitsbereichs erfasst wird. Die Verarbeitungseinrichtung kann unter Zugrundelegung einer Referenzkontur aus dem Messergebnis dann das erforderliche Auffüllvolumen bestimmen, welches erforderlich ist, um das Verschleißteil wieder in seinen optimalen Betriebszustand zu regenerieren. Die Erfassungseinrichtung kann im Rahmen der Erfindung von einer geeigneten Sensorik gebildet sein, die eine Erfassung einer 3-dimensionalen Fläche, nämlich zumindest eines Teils des Verschleißbereichs, ermöglicht. Denkbar ist es insbesondere, dass eine optisch, berührungslos arbeitende Erfassungseinrichtung verwendet ist. Eine solche Erfassungseinrichtung kann insbesondere von einem 3-D-Scanner, beispielsweise einem Laserscanner, gebildet sein. Die Verarbeitungseinrichtung kann im Rahmen der Erfindung eine geeignete Recheneinheit sein, die mit der Erfassungseinheit und der Beschichtungsanlage im Datenaustausch steht.
Die Referenzkontur kann im Rahmen der Erfindung, insbesondere dem Zustand des Verschleißteils, in einem nicht verschlissenen Zustand entsprechen, also beispielsweise den Neuzustand des Verschleißteils wiedergeben. Denkbar ist es jedoch auch, dass als Referenzkontur eine beliebige andere, geeignete, vom Neuzustand abweichende Kontur, verwendet wird.
Eine denkbare Erfindungsvariante ist dergestalt, dass unter Berücksichtigung der Verschleißkontur und der Referenzkontur in der Verarbeitungseinsrichtung das Auffüllvolumen ermittelt wird. Unter Berücksichtigung des Auffüllvolumens kann dann die Verarbeitungseinrichtung die Beschichtungsanlage so ansteuern, dass der zu regenerierende Bereich in optimaler Weise mit dem Reparaturauftrag beschichtet wird.
Gemäß einer bevorzugten Erfindungsausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung die Verschleißkontur mit einer maximal zulässigen Verschleißkontur vergleicht, und dass die Verarbeitungseinrichtung bei Überschreiten der maximal zulässigen Verschleißkontur die Beschichtungsanlage ansteuert, um den Beschichtungsvorgang zur Beschichtung des Reparaturauftrags zu initiieren.
Hierbei wird die Verschleißkontur mit der Erfassungseinrichtung erfasst und unter Berücksichtigung einer maximal zulässigen Verschleißkontur ermittelt, ob sich das Verschleißteil noch in einem für die anstehende Bearbeitungsaufgabe geeigneten Zustand befindet oder bereits die maximal zulässige Verschleißkontur zumindest in Teilbereichen überschritten ist. Diese Prüfung kann manuell oder automatisiert mit einer geeigneten Messeinrichtung vorgenommen werden. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Überprüfung im Betrieb der Materialverarbeitungseinrichtung erfolgt oder zumindest im Einbauzustand des Verschleißteils in der Maschine erfolgt.
Besonders bevorzugt kann es hierbei vorgesehen sein, dass das Verschleißteil im Arbeitsbereich eine theoretisch maximale Verschleißkontur aufweist, die einen theoretisch maximalen Verschleiß von 100 % gegenüber dem Verschleißteil im Neuzustand festlegt, und dass die Verarbeitungseinrichtung die Beschichtung des Reparaturauftrags initiiert, wenn ein Verschleiß von maximal 5 %, vorzugsweise maximal 2,5 %, besonders bevorzugt maximal 1 % des theoretisch maximalen Verschleißes vorliegt. Es hat sich gezeigt, dass im Stand der Technik der maximal zur Verfügung stehende Verschleißbereich, beispielsweise bei Schlagleisten nur bis zu 30 % bis 40 % ausgenutzt werden kann, um ausreichend gute Bearbeitungsergebnisse zu erreichen. Wie dies oben bereits erwähnt wurde, sinkt mit zunehmendem Verschleiß auch das Bearbeitungsergebnis und es steigt der Energiebedarf an. In Abkehr von der üblichen Vorgehensweise, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, geht die Erfindung nun einen anderen Weg, indem nicht mehr der theoretisch maximale Verschleiß zugelassen wird, sondern bereits nach relativ geringem Verschleiß die Beschichtung des Reparaturauftrags vorgenommen wird. Es hat sich gezeigt, dass dann, wenn der tatsächliche Verschleiß 5 % des maximal möglichen Verschleißes beträgt, das dann für insbesondere die Brechanlage ein relativ gleichbleibender Energiebedarf über die gesamte Anwendungsdauer erreicht werden kann. Wird ein Wert von 2,5 % gewählt, so wird in besonderer Weise auch ein gleich bleibendes Arbeitsergebnis bei Brechwerkzeugen erreicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Regeneration bereits nach Erreichen von 1 % des theoretisch maximalen Verschleißes vorgenommen wird.
Zusätzlich oder alternativ kann es insbesondere bei Schlagleisten vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinrichtung die Beschichtung des Reparaturauftrags initiiert, wenn die Verschleißkontur an zumindest einer Stelle maximal 10 Millimeter von der Referenzkontur abweicht, um die obigen geschilderten Effekte zu erreichen.
Im Rahmen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Auffüllvolumen dem Verschleißvolumen entspricht. Mit anderen Worten wird mit dem Reparaturauftrag der Neuzustand des Verschleißteils oder annähernd der Neuzustand des Verschleißteils wiederhergestellt.
Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass das Auffüllvolumen von dem Verschleißvolumen abweicht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Auffüllvolumen zumindest in einem Teilbereich mit einer Toleranz von ±10 % von dem Verschleißvolumen abweicht. Dabei ist es denkbar, dass mit dem Reparaturauftrag eine Werkzeugkontur erstellt wird, die vom Neuzustand des Verschleißteils abweicht. Die erzeugte Werkzeugkontur kann für bestimmte Anwendungsfälle gegenüber der Kontur des Verschleißteils im Neuzustand zurückversetzt angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch so, dass die mit dem Reparaturauftrag erzeugte Werkzeugkontur zumindest in Bereichen über die Werkzeugkontur im Neuzustand übersteht. Wenn das Verschleißteil ungleichmäßig verschleißt, so kann in Zonen mit erhöhtem Verschleiß eine überstehende Kontur mit dem Verschleißauftrag aufbeschichtet werden. Auf diese Weise kann eine Vergleichmäßigung des zur Verfügung stehenden Verschleißvolumens und damit eine Verlängerung des Wartungsintervalls erreicht werden. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei Schlagleisten es von Vorteil ist, wenn in zumindest einer solchen Zone mit erhöhtem Verschleiß zumindest bereichsweise eine überstehende Reparaturkontur über die Kontur im Neuzustand von maximal 5 - 10 Millimeter mit dem Reparaturauftrag aufgebaut wird. Insbesondere bei Schlagleisten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Überhöhung in tangentialer Richtung (bezogen auf die Drehbewegung des Rotors) aufgebaut wird.
In praktischer Anwendung kann das Verfahren nach der Erfindung so geführt sein, dass die Verarbeitungseinrichtung in der Verschleißkontur zumindest eine besondere Verschleißzone ermittelt, welche gegenüber einem an die besondere Verschleißzone mittelbar oder unmittelbar anschließenden Verschleißbereich einen erhöhten Verschleißzustand, insbesondere bezogen auf die Referenzkontur, aufweist, und dass in der besonderen Verschleißzone ein Reparaturauftrag mit einer größeren Auftragshöhe aufbeschichtet wird, als in dem anschließenden Verschleißbereich.
Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante kann dergestalt sein, dass der Reparaturauftrag einen Schichtaufbau mit mehreren Schichten, vorzugsweise mit im Bereich zwischen 1 bis 20 Schichten, aufweist. Dabei wird der Reparaturauftrag mit der Beschichtungsanlage schichtweise aufgetragen. Die Verfahrensführung kann so sein, dass mit der Erfassungseinheit zunächst das erforderliche Auffüllvolumen ermittelt wird. Die Verarbeitungsrichtung ermittelt dann die Anzahl der erforderlichen Schichten und der jeweiligen Schichtdicken. Anschließend steuert die Verarbeitungseinrichtung dann die Beschichtungsanlage so, dass die einzelnen Schichten mit der Beschichtungsanlage erzeugt werden, um das gewünschte Auffüllvolumen zu erzeugen.
Für die Erzeugung des Reparaturaufbaus kann jedes geeignete additive Beschichtungsverfahren verwendet werden, dass die Erzeugung eines Reparaturauftrags, insbesondere einer Hartstoffschicht, auf einem Stahlwerkstoff ermöglicht. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Reparaturauftrag als Auftragsschweißung ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass mittels einer Steuereinrichtung die Mineralverarbeitungseinrichtung zumindest in dem Bereich, der das Verschleißteil trägt, stillgesetzt wird, und dass das Verschleißteil dann im Einbauzustand in der Mineralverarbeitungseinrichtung mit dem Reparaturauftrag beschichtet wird. Auf diese Weise kann die Reparatur des Verschleißteils in situ vorgenommen werden, also ohne den Ausbau des Verschleißteils. Diese Vorgehensweise eignet sich insbesondere dann, wenn der Ausbau des Verschleißteils zeitaufwendig oder nicht vorgesehen ist. Dann lässt sich der Zeitaufwand für die Wartung gering halten. Denkbar ist es jedoch auch, dass außerhalb der Mineralverarbeitungsanlage eine Regenerationsanlage vorgesehen ist. Das Verschleißteil kann dann ausgebaut und zentral in dieser Regenerationsanlage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitet werden, beispielsweise in einem Servicebetrieb.
Im Rahmen der Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Beschichtungsanlage mittels eines Verbindungsabschnitts mit der Mineralverarbeitungseinrichtung verbunden ist, dass die Beschichtungsanlage im Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Beschichtungsanlage eine Kinematik aufweist, mittels der sie während des Arbeitsbetriebes der Mineralverarbeitungseinrichtung außerhalb des Arbeitsbereichs des Verschleißteils gehalten ist und mit der sie für die Erzeugung des Reparaturauftrags in den Arbeitsbereich des Verschleißteils hinein verstellt und in diesem bewegt werden kann. In diesem Fall kann die Beschichtungsanlage Teil der Mineralverarbeitungseinrichtung sein. Die Erzeugung des Reparaturauftrags kann mithin in der Maschine automatisiert, insbesondere während Stillstandzeiten, vorgenommen werden.
Bei einer solchen Anlage kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung der Mineralverarbeitungseinrichtung oder eine gesonderte Steuereinrichtung, die Bewegung der Kinematik steuert. Denkbar ist es jedoch auch, dass die Kinematik von einer Bedienperson anwendergesteuert geführt wird.
Wenn vorgesehen ist, dass eine Reinigungseinrichtung, vorzugsweise eine Wasserstrahl-Reinigungseinrichtung oder eine mechanische Reinigungseinrichtung, beispielsweise mit mit Bürsten, oder einer Sandstrahleinrichtung, verwendet ist, mittels der der Arbeitsbereich des Verschleißteils im Einbauzustand in der Mineralverarbeitungseinrichtung reinigbar ist, und dass dann mittels der Erfassungseinheit die Verschleißkontur erfasst wird, dann kann das Verschleißteil vorzugsweise in der Arbeitsmaschine zum Zwecke einer genauen Vermessung mit der Erfassungseinheit gereinigt werden. Vorzugsweise ist die Reinigungseinrichtung dabei Teil der Mineralverarbeitungseinrichtung.
Die Erfindung betrifft auch ein Verschleißteil, für eine Materialverarbeitungseinrichtung, insbesondere ein Brechwerkzeug, eine Schlagleiste, eine Brechleiste, eine Brechbacke, einen Brechkegel, eine Brechwalze oder einen Aufgabetrichter, mit zumindest einem Arbeitsbereich der einen Verschleißbereich aufweist, die eine Verschleißkontur bildet, wobei ein Reparaturauftrag aus Reparaturwerkstoff, insbesondere aus Hartwerkstoff oder insbesondere aufweisend einen Hartwerkstoff, auf dem Verschleißbereich angeordnet ist, und dass der Reparaturauftrag ein Auffüllvolumen bildet, das als Schichtaufbau mit einer bis mehreren Schichten ausgebildet ist.
Wie dies oben bereits beschrieben wurde, kann das Verschleißteil dabei so gestaltet sein, dass das Auffüllvolumen dem Verschleißvolumen entspricht, oder dass das Auffüllvolumen von dem Verschleißvolumen abweicht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Auffüllvolumen mit einer Toleranz von ±10 % von dem Verschleißvolumen abweicht.
Wenn das Verschleißteil gemäß der Erfindung eine Schlagleiste ist, dann kann der Arbeitsbereich eine Brechkante aufweisen, die im Übergang zwischen einer vorderen Brechfläche und einer sich von der Brechkante zur Rückseite des Verschleißteils hin erstreckenden Freifläche angeordnet ist, und dass der Reparaturauftrag die Brechkante zumindest teilweise bildet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 in perspektivischer Ansicht einen Brechrotor für eine Prallbrechanlage,
2A eine Schlagleiste des Brechrotors gemäß 1 in Seitenansicht,
2B die Schlagleiste gemäß 2A in Ansicht von vorne,
3 in Kombination die Schlagleiste gemäß den 2A und 2B zusammen mit einer Beschichtungsanlage,
4 die Schlagleiste gemäß den 2A und 2B in einem regenerierten Zustand,
5 in Kombination eine Schlagleiste mit einer modifizierten Beschichtungsanlage,
6 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Schlagleiste mit einem Reparaturauftrag in Explosionsdarstellung,
7 ein der 6 entnommenes Detail in vergrößerter Darstellung,
8 eine Prinzipdarstellung eines vergrößerten Abschnitts einer Schlagleiste gemäß 7, zusammen mit einer Beschichtungsanlage,
9 eine Schlagleiste nach dem Stand der Technik in einem maximalen Verschleißzustand und
10 eine nach der Erfindung aufbereitete Schlagleiste in zwei Ansichten.

1 zeigt in schematischer Darstellung einen Brechrotor 10, wie er typischerweise in einer Prallbrechanlage zum Einsatz kommt. Der Brechrotor 10 weist mehrere scheibenförmige Segmente 13 auf, die mittels einer Welle 11 miteinander verbunden sind. Die Welle 11 kann über Lager 12 mit dem Maschinengestell einer Mineralverarbeitungseinrichtung derart verbunden werden, dass der Brechrotor 10 um die Längsachse der Welle 11 während des Betriebseinsatzes rotiert werden kann. Mit dem Brechrotor 10 können mehrere Verschleißteile 20, die vorliegend Schlagleisten bilden, auswechselbar verbunden werden. Zu diesem Zweck sind am Brechrotor Widerlager 14 montiert, an denen sich die Verschleißteile 20 rückseitig abstützen. Im Bereich der Widerlager 14 sind Klemmelemente vorgesehen, mittels denen die Verschleißteile 20 an dem Brechrotor 10 geklemmt gehalten werden können.
Die Art der Befestigung der Verschleißteile 20 ist aus dem Stand der Technik bekannt und muss an dieser Stelle nicht näher erläutert werden
Wie 2A und 2B zeigen, ist das Verschleißteil 20 vorzugsweise symmetrisch zu seiner in 2B von links nach rechts in horizontaler Richtung verlaufenden Mittelquerebene ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch denkbar, dass das Verschleißteil 20 unsymmetrisch ausgebildet ist.
Das Verschleißteil 20 weist mindestens einen Arbeitsbereich 22 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Arbeitsbereiche 22,23 an gegenüberliegenden Seiten des Verschleißteils 20 vorgesehen. Die Arbeitsbereiche 22,23 sind über ein Mittelteil 21 einteilig miteinander verbunden.
Der Arbeitsbereich 22 bildet im Übergang von einer frontseitigen Brechfläche 22.2 zu einer sich rückseitig anschließenden Freifläche 22.3 eine Brechkante 22.1. Die Brechkante 22.1 verläuft in 2B in horizontaler Richtung von links nach rechts.
Der Arbeitsbereich 23 bildet im Übergang von einer frontseitigen Brechfläche 23.2 zu einer sich rückseitig anschließenden Freifläche 23.3 eine Brechkante 23.1 die Brechkante 23.1 verläuft in 2B in horizontaler Richtung von links nach rechts.
Das Verschleißteil 20 besitzt gegenüberliegend den vorderseitigen Brechflächen 22.2, 23.2 eine rückwärtige Stützfläche 24 im Mittelbereich der Stützfläche 24 ist vorzugsweise ein Fixieransatz 25 angeformt. Mit der Stützfläche 24 kann das Verschleißteil 20 an dem Widerlager 14 abgestützt werden. Der Fixieransatz 25 greift in eine Fixieraufnahme des Widerlagers 14 ein, um in radialer Richtung einen Formschluss zu bewirken.
Wie dies vorstehend erwähnt wurde, kann das Verschleißteil 20 symmetrisch zu seiner Mittelquerebene aufgebaut sein. Dementsprechend kann das Verschleißteil 20 auf Umschlag an dem Brechrotor 10 wahlweise in zwei, um 180° zueinander verdrehten Montagepositionen montiert werden. Entsprechend kann in den einzelnen Montagepositionen entweder der 1. Arbeitsbereich 22 oder der 2. Arbeitsbereich 23 radial außen an dem Brechrotor 10 vorgesehen sein.
Wie 1 zeigt, ist im Montagezustand der Arbeitsbereich 22 radial außen liegend am Brechrotor 10 angeordnet. Während des Betriebseinsatzes verschleißt der Arbeitsbereich 22 im Bereich der Brechtkante 22.1, sodass sich ein Verschleißbereich V ergibt. Dieser Verschleißbereich V ist von einer Verschleißkontur 22.4 begrenzt.
5 veranschaulicht, dass der Verschleißbereich V sich in Richtung der Mittellängsachse des Verschleißteils 20 ungleichmäßig ausbilden kann. Im Bereich der längsseitigen Enden des Verschleißteils 20 können sich entsprechend besondere Verschleißzonen 27 bilden, die gegenüber einer anschließenden Verschleißzone 28 im Verschleißbereich V einen erhöhten Verschleiß aufweisen. Dies ist in der Darstellung gemäß 7 deutlich zu erkennen.
9 zeigt ein Verschleißteil, nämlich eine Schlagleiste, die den vorbeschriebenen Aufbau aufweist. Dabei ist in dieser Zeichnung veranschaulicht, wie dieses Verschleißteil 20 gemäß dem Stand der Technik verwendet wird. In gestrichelter Darstellung ist im Arbeitsbereich 22 eine Referenzkontur R dargestellt. Diese Referenzkontur entspricht dem Neuzustand des Verschleißteils 20.
Aufgrund von Verschleiß stellt sich während des Betriebs die Verschleißkontur 22.4 ein. Die theoretisch maximale Verschleißkontur Vmaxtheor wird durch die Mittellängsebene des Verschleißteils 20 festgelegt. Damit ergibt der Abstand von der Referenzkontur R zu der theoretisch maximalen Verschleißkontur Vmaxtheor in Richtung senkrecht zur Mittelquerebene einen theoretisch maximalen Verschleiß V0 von 100 %. Üblicherweise werden die Verschleißteile 20 gewechselt, wenn sie einen Verschleiß im Bereich zwischen 30 % bis 40 % des theoretisch maximalen Verschleißes V0 aufweisen, da der restliche Bereich für die Halterung der Schlagleiste benötigt wird. Dies veranschaulicht 9. bei den gezeigten Verschleißteilen 20 ist.
Wie dies vorstehend beschrieben wurde können die Verschleißteile 20, in Form von Schlagleisten so gestaltet sein, dass eine Montage auf Umschlag möglich ist. Insofern können diese Schlagleisten bei Erreichen der Verschleißgrenze auch um 180° gedreht montiert werden, sodass wieder ein Arbeitsbereich im unverschlissenen Zustand vorhanden ist. Wenn auch der zweite Arbeitsbereich verschlissen ist, so ist ein Wechsel der Verschleißteile 20 angezeigt
In 10 ist nun veranschaulicht, dass das Verschleißteil 20 wieder ein theoretisch maximales Verschleißvolumen V0 von 100 % aufweisen kann, welches mit dem Abstandsmaß zwischen der Mittelquerebene des Verschleißteils 20 und der Referenzkontur R korreliert.
In 10 ist veranschaulicht, dass im Arbeitsbereich 22 betriebsbedingt ein Verschleißbereich V entstanden ist. Entsprechend ergibt sich eine Verschleißkontur 22.4 unterhalb der Referenzkontur R. Gemäß einer Erfindungsausgestaltung soll das Verschleißteil 20 maximal so lange betrieben werden, bis der tatsächlich vorliegende Verschleiß kleiner 5 %, vorzugsweise kleiner 2,5 %, besonders bevorzugt kleiner 1 %, Prozent des theoretisch maximalen Verschleißvolumens V0 beträgt. Mit anderen Worten wird eine maximal zulässige Verschleißkontur Vmax definiert. Wenn die tatsächliche Verschleißkontur 22.4 die maximal zulässige Verschleißkontur Vmax berührt oder überschreitet, so soll ein Reparaturvorgang für das Verschleißteil 20 eingeleitet werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass zu diesem Zweck die Verschleißkontur 22.4 kontinuierlich oder in Intervallen erfasst und mit der maximal zulässigen Verschleißkontur Vmax verglichen wird.
Beispielsweise kann die Erfassung der Verschleißkontur 22.4 mit einem optischen Scanner berührungslos vorgenommen werden. In einer Verarbeitungseinrichtung kann die Verschleißkontur 22.4 mit der maximal zulässigen Verschleißkontur Vmax verglichen werden.
5 zeigt ein Beispiel, bei der die Verschleißkontur 22.4 im Verschleißbereich V mittels einer Erfassungseinheit 33, die einen optischen Scanner 33.1 umfasst vermessen werden kann. Dieser optische Scanner 33.1 kann mittels eines Handhabungsgeräts 30 über der Verschleißkontur 22.4 verfahren werden, um diese zu erfassen.
Gemäß einer Ausgestaltungsvariante kann es vorgesehen sein, dass das Messergebnis der Erfassungseinheit 33 mit einer Referenzkontur R (beispielsweise ist die Referenzkontur die geometrische Gestalt des Verschleißteils 20 im Neuzustand) verglichen werden. Die Differenz zwischen der Referenzkontur R und der Verschleißkontur 22.4 ergibt ein Auffüllvolumen FV.
Das Auffüllvolumen FV kann eine Information über den lokalen Verschleiß längs des Arbeitsbereiches 22 enthalten.
In 6 ist das Auffüllvolumen FV veranschaulicht.
Nachdem das Auffüllvolumen FV von der Verarbeitungseinrichtung erfasst wurde, kann die Verarbeitungseinrichtung veranlassen, dass ein Reparaturauftrag 26 auf den Verschleißbereich V aufgetragen wird. Im Rahmen der Erfindung kann der Reparaturauftrag 26 mit einem additiven Fertigungsverfahren, beispielsweise mit einem Auftragschweiß-Verfahren aufgetragen werden.
Gemäß 5 kann zu diesem Zweck eine Beschichtungsanlage 35 vorgesehen sein, die beispielsweise eine Auftragsschweiß-Einrichtung umfasst. Der Beschichtungsanlage 35 ist ein Materialreservoir 34 zugeordnet über die ein Zusatzwerkstoff 36 der Beschichtungsanlage 35 zugeleitet wird. Hierbei kann es sich um einen Schweißzusatz-Werkstoff 36 handeln.
Im Rahmen der Erfindung kann sowohl die Beschichtungsanlage 35 als auch die Erfassungseinheit 33 von einem Handhabungsgerät 30 geführt und getragen werden. Das Handhabungsgerät 30 weist einen Verbindungsabschnitt 31 auf. Mit diesem Verbindungsabschnitt 31 ist das Handhabungsgerät 30 mit der Materialbearbeitungseinrichtung fest verbunden. Der Verbindungsabschnitt 31 trägt eine Kinematik 32, welche die Erfassungseinheit 33 und/oder die Beschichtungsanlage 35 trägt. Erfindungsgemäß kann das Handhabungsgerät 30 ein Industrieroboter sein.
Wenn die Verarbeitungseinrichtung den Beschichtungsvorgang initiiert, so werden Steuerungsdaten von den Verarbeitungseinrichtungen an das Handhabungsgerät 30 übermittelt. Wie 8 zeigt, wird dann mit dem additiven Fertigungsverfahren der Reparaturauftrag 26 aufgetragen. Vorzugsweise wird der Reparaturauftrag 26 dabei in Schichten 26.1 im Verschleißbereich aufgetragen. Vorzugsweise ist es so, dass das gesamte Auffüllvolumen FV mit dem Reparaturauftrag 26 aufgefüllt wird.
Denkbar ist es auch, dass der Reparaturauftrag 26 über das ermittelte Auffüllvolumen FV hinaus aufgetragen wird. Besonders bevorzugt ist dabei, dass zumindest an einer besonderen Verschleißzone 27 ein Reparaturauftrag 26 über die Referenzkontur R hinaus und damit über das Auffüllvolumen FV hinaus aufbeschichtet wird. Auf diese Weise entsteht in der besonders verschleißbelasteten besonderen Verschleißzone 27 ein gegenüber der Referenzkontur R vorstehender Auftrag. Vorzugsweise kann auf diese Weise der Gesamtverschleiß über den Arbeitsbereich 22 hinaus vergleichmäßigt werden.
In 7 ist zur besseren Veranschaulichung der Reparaturauftrag 26 in Explosionsdarstellung mit seinen einzelnen Schichten 26.1 veranschaulicht.
Nachdem der Reparaturauftrag 26 aufgetragen wurde, verfährt das Handhabungsgerät 30 abseits des Verschleißteils 20 in eine Warteposition, in der es außerhalb des Arbeitsbereichs des Rotors 10 angeordnet ist.
Vorzugsweise wird der Reparaturauftrag 26 im Einbauzustand des Verschleißteils 20 in der Materialbearbeitungseinrichtung aufgetragen. Auf diese Weise muss das Verschleißteil 20 nicht ausgebaut werden und kann in situ, während eines Stillstands des Brechrotors 10, regeneriert werden.
Denkbar ist es im Rahmen der Erfindung, dass die Regeneration des Verschleißteils 20 in vorgegebenen Intervallen durchgeführt wird. Beispielsweise kann die Regeneration des Verschleißteils 20 am Ende einer Arbeitsschicht (also nach beispielsweise 8 bis 10 Stunden Betriebsdauer) durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird mithin ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem ein Verschleißteil 20 einer Mineralverarbeitungsanlage aufbereitet werden kann. Das Verschleißteil 20 weist wenigstens einen Arbeitsbereich 22, 23 auf der während des Betriebseinsatzes der Mineralverarbeitungseinrichtung einem Werkzeugverschleiß derart ausgesetzt ist, dass sich ein Verschleißbereich V mit einer Verschleißkontur 22.4 ergibt. Zur Regeneration des Verschleißteils 20 ist eine Beschichtungsanlage 35 vorgesehen mittels der ein Reparaturauftrag 26, bestehend aus Reparaturwerkstoff, insbesondere aus Hartwerkstoff oder insbesondere aufweisend einen Hartwerkstoff, auf den Verschleißbereich V aufgetragen wird. Die Verschleißkontur 22.4 wird im Verschleißbereich V zumindest bereichsweise mittels einer Erfassungseinheit 33 erfasst. Das so gewonnene Messergebnis wird dann in einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Referenzkontur R verglichen, die in der Verarbeitungseinsrichtung abgespeichert oder abspeicherbar ist. Anschließend wird die Beschichtungsanlage 35 von der Verarbeitungseinrichtung derart angesteuert, dass diese ein Auffüllvolumen FV des Reparaturauftrags 26 auf die Verschleißkontur 22.4 aufträgt.
Wenn die Beschichtung mit dem Reparaturauftrag 26 in situ in der Mineralverarbeitungseinrichtung durchgeführt wird, so kann es vorgesehen sein, dass die Mineralverarbeitungseinrichtung eine Reinigungseinrichtung, beispielsweise ein Wasserstrahl-Reinigungsgerät, Reinigungsbürsten, ein Sandstrahlgerät oder ähnliches aufweist, mit dem das Verschleißteil 20 im Verschleißbereich V gereinigt wird, bevor die Erfassungseinheit 33 die Verschleißkontur 22.4 vermisst, um ein möglichst genaues Messergebnis zu erhalten.
Zwar soll bevorzugt die Regeneration im Brechraum der Maschine (also ohne Ausbau des Verschleißteils 20, stattfinden, es ist jedoch auch denkbar, dass das Verschleißteil 20 außerhalb der Maschine regeneriert wird, wenn dieses schnell getauscht werden kann. Dann kann die eigentliche Aufbereitung in einer separaten Aufbereitungsanlage durchgeführt werden, wobei die separate Aufbereitungsanlage dann beispielsweise das vorgeschriebene Handhabungsgerät 30 umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0192972 A1 [0008]

Claims

Verfahren zur Aufbereitung eines Verschleißteils (20) einer Mineralverarbeitungsanlage, wobei das Verschleißteil (20) einen Arbeitsbereich (22, 23) aufweist, der während des Betriebseinsatzes der Mineralverarbeitungseinrichtung einem Werkzeugverschleiß derart ausgesetzt ist, dass sich ein Verschleißbereich (V) mit einer Verschleißkontur (22.4) ergibt, wobei eine Beschichtungsanlage (35) vorgesehen ist und wobei mittels der Beschichtungsanlage (35) ein Reparaturauftrag (26), bestehend aus Reparaturwerkstoff, insbesondere aus Hartwerkstoff oder insbesondere aufweisend einen Hartwerkstoff, auf den Verschleißbereich (V) aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißkontur (22.4) im Verschleißbereich (V) zumindest bereichsweise mittels einer Erfassungseinheit (33) erfasst wird, dass in einer Verarbeitungseinrichtung eine Referenzkontur (R) abgespeichert oder abspeicherbar ist, dass die Verschleißkontur (22.4) mit der Referenzkontur (R) in der Verarbeitungseinrichtung verglichen wird, und dass die Beschichtungsanlage (35) von der Verarbeitungseinrichtung derart angesteuert wird, dass diese ein Auffüllvolumen (FV) des Reparaturauftrags (26) auf die Verschleißkontur (22.4) aufträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der Verschleißkontur (22.4) und der Referenzkontur (R) in der Verarbeitungseinsrichtung das Auffüllvolumen (FV) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung die Verschleißkontur (22.4) mit einer maximal zulässigen Verschleißkontur (VMAX) vergleicht, und dass die Verarbeitungseinrichtung bei Überschreiten der maximal zulässigen Verschleißkontur (VMAX) die Beschichtungsanlage (35) ansteuert, um den Beschichtungsvorgang zur Beschichtung des Reparaturauftrags (26) zu initiieren.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißteil (20) im Arbeitsbereich (22, 23) eine theoretisch maximale Verschleißkontur aufweist, die einen theoretisch maximalen Verschleiß von 100 % gegenüber dem Verschleißteil (20) im Neuzustand festlegt, und dass die Verarbeitungseinrichtung die Beschichtung des Reparaturauftrags (26) initiiert, wenn ein Verschleiß von maximal 5 %, vorzugsweise maximal 2,5 %, besonders bevorzugt maximal 1 % des theoretisch maximalen Verschleißes vorliegt, und/oder dass die Verarbeitungseinrichtung die Beschichtung des Reparaturauftrags (26) initiiert, wenn die Verschleißkontur an zumindest einer Stelle maximal 10 Millimeter von der Referenzkontur abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffüllvolumen (FV) dem Verschleißvolumen entspricht, oder dass das Auffüllvolumen (FV) von dem Verschleißvolumen abweicht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Auffüllvolumen (FV) mit einer Toleranz von ±10 % von dem Verschleißvolumen abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung in der Verschleißkontur (22.4) zumindest eine besondere Verschleißzone (27) ermittelt, welche gegenüber einem an die besondere Verschleißzone (27) mittelbar oder unmittelbar anschließenden Verschleißbereich einen erhöhten Verschleißzustand, insbesondere bezogen auf die Referenzkontur, aufweist, und dass in der besonderen Verschleißzone (27) ein Reparaturauftrag (26) mit einer größeren Auftragshöhe aufbeschichtet wird, als in dem anschließenden Verschleißbereich (28).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reparaturauftrag (26) einen Schichtaufbau mit mehreren Schichten (26.1), vorzugsweise mit im Bereich zwischen 1 bis 20 Schichten (26.1), aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reparaturauftrag (26) als Auftragsschweißung ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuereinrichtung die Mineralverarbeitungseinrichtung zumindest in dem Bereich, die das Verschleißteil (20) trägt, stillgesetzt wird, und dass das Verschleißteil (20) im Einbauzustand in der Mineralverarbeitungseinrichtung mit dem Reparaturauftrag (26) beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsanlage (35) mittels eines Verbindungsabschnitts (31) mit der Mineralverarbeitungseinrichtung verbunden ist, dass die Beschichtungsanlage (35) im Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt (31) und der Beschichtungsanlage (35) eine Kinematik (32) aufweist, mittels der sie während des Arbeitsbetriebes der Mineralverarbeitungseinrichtung außerhalb des Arbeitsbereichs des Verschleißteils (20) gehalten ist und mit der sie für die Erzeugung des Reparaturauftrags (26) in den Arbeitsbereich des Verschleißteils (20) hinein verstellt und in diesem bewegt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung der Mineralverarbeitungseinrichtung, die Bewegung der Kinematik (32) steuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungseinrichtung, vorzugsweise eine Wasserstrahl-Reinigungseinrichtung, vorgesehen ist, mittels der der Arbeitsbereich (22, 23) des Verschleißteils (20) im Einbauzustand in der Mineralverarbeitungseinrichtung reinigbar ist, und dass dann mittels der Erfassungseinheit (33) die Verschleißkontur erfasst wird.
Verschleißteil (20), für eine Materialverarbeitungseinrichtung, insbesondere Brechwerkzeug, Schlagleiste, Brechleiste Brechbacke, Brechkegel, Brechwalze oder Aufgabetrichter, mit zumindest einem Arbeitsbereich (22, 23) der einen Verschleißbereich (V) aufweist, die eine Verschleißkontur (22.4) bildet, wobei ein Reparaturauftrag (26) bestehend aus Reparaturwerkstoff, insbesondere aus Hartwerkstoff oder insbesondere aufweisend einen Hartwerkstoff, auf dem Verschleißbereich (V) angeordnet ist, und dass der Reparaturauftrag (26) ein Auffüllvolumen (FV) bildet, das als Schichtaufbau mit mehreren Schichten (26.1) ausgebildet ist.
Verschleißteil (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffüllvolumen (FV) dem Verschleißvolumen entspricht, oder dass das Auffüllvolumen (FV) von dem Verschleißvolumen abweicht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Auffüllvolumen (FV) mit einer Toleranz von ±10 % von dem Verschleißvolumen abweicht.
Verschleißteil (20) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsbereich (22,23) eine Brechkante (22.1, 23.1) aufweist, die im Übergang zwischen einer vorderen Brechfläche (22.2, 23.2) und einer sich von der Brechkante (22.1, 23.1) zur Rückseite des Verschleißteils (20) hin erstreckenden Freifläche (22.3, 23.3) angeordnet ist, und dass der Reparaturauftrag (26) die Brechkante (22.1, 23.1) zumindest teilweise bildet.
Verschleißteil gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch einen der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.