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Kreiselbrecher mit federnder Lagerung des Brechkegels Es ist ein Kreiselbrecher
bekannt, dessen Brechkegel mittels einer Exzenterbüchse angetrieben wird. Diese
ist von einer Lagerbüchse umschlossen, die uridrehbar, jedoch in Achsrichtung beweglich
im Maschinengestell geführt ist und am oberen Ende eine kugelige, den Brechkegel
tragende Pfanne aufweist. Am unteren Ende ist die Lagerbüchse mit einem zu ihrer
Innenfläche koaxialen Druckzylinder versehen, in den von unten her ein am Maschinengestell
befestigter Kolben hineinragt. Der Zylinderraum ist mit einer Hydraulikflüssigkeit
gefüllt und durch eine Leitung, in die ein Rückschlag- und ein Drosselventil eingeschaltet
sind, an einen Windkessel angeschlossen. In diesem befindet sich ein so hoch verdichtetes
gasförmiges Druckmittel, daß unter dessen Einwirkung die Lagerbüchse und mit ihr
der Brechkegel während der normalen Zerkleinerungsarbeit in der Arbeitsstellung
gehalten sind. Tritt nun, beispielsweise durch einen in den Brechspalt geratenen
uribrechbaren Fremdkörper, eine Überlastung des Brechers auf, so weicht derBrechkegel
mit dezLagerbüchse nach unten aus, und die Hydraulikflüssigkeit, die dabei aus dem
Zylinder verdrängt wird, fließt über das Rückschlagventil in den Windkessel. Dadurch
wird das darin vorhandene gasförmige Druckmittel zusammengepreßt, so daß es nunmehr
einen höheren Druck als ursprünglich aufweist. Dieser höhere Druck bewirkt, daß
nach dem LUberlastungsfall die verdrängte Hydraulikflüssigkeit über das Drosselventil
langsam in den Zylinder zurückfließt und so die Lagerbüchse und der Brechkegel selbsttätig
wieder in die Ausgangsstellung gelangen.
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Wegen der Zähigkeit der Hydraulikflüssigkeit und der verschiedenen
Widerstände, wie z. B. der Reibung an den Wänden der Leitungen, der Widerstände
von Krümmern usw., welche die Flüssigkeit beim überströmen aus dem Zylinder in den
Windkessel überwinden muß, ist aber die Geschwindigkeit, mit der sie bei einer überlastung
des Brechers aus dem Zylinder verdrängt wird, verhältnismäßig gering. Infolgedessen
kann es vorkommen, daß der Brechkegel bei einer plötzlichen überlastung nicht schnell
genug nach unten ausweichen kann und der Brecher beschädigt wird.
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Es ist ferner ein Kreiselbrecher bekannt, dessen Brechmantel in Achsrichtung
nachgiebig gelagert ist. Zu diesem Zweck sind außen um das Maschinengestell mehrere
Druckzylinder angeordnet, deren Kolben unter sich durch Joche miteinander verbunden
sind. Die Joche stehen über senkrechte Bolzen mit einem Haltering in Verbindung,
der über einen Innenring den Brechmantel trägt und auf dem Maschinengesteh ruht.
Während die Zylinderräume unterhalb der Kolben unter Atmosphärendruck stehen, sind
die Zylinderräume oberhalb der Kolben an eine gemeinsame Druckluftquelle angeschlossen.
Dabei ist der Luftdruck so groß bemessen, daß der Brechmantel nach oben ausweichen
kann, wenn ein uribrechbarer Fremdkörper in den Brechspalt gelangt.
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Die Druckzylinder dieses Kreiselbrechers dienen somit lediglich als
überlastungsschutz, nicht jedoch gleichzeitig zum Einsteilen der Weite des Brechspaltes.
Um dessen Weite den jeweiligen Verhältnissen anpassen zu können, ist der den Brechmantel
tragende Innenring mit Gewinde versehen und auf den Tragring aufgeschraubt, so daß
durch Verdrehung des Innenringes in dem einen oder anderen Sinn der Brechmantel
gehoben oder gesenkt werden kann. Eine derartige Einstellung der Brechspaltweite
ist aber sehr umständlich und zeitraubend und kann außerdem nur nach Stillsetzung
des Brechers durchgeführt werden.
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Bei einem anderen bekannten Kreiselbrecher mit einem nachgiebig gelagerten
Brechmantel ruht dieser über einem Tragring auf einem Stützring, der seinerseits
mittels eines Flansches auf den Muttern mehrerer gleichmäßig verteilter und mit
ihren unteren Enden im Maschinengestell befestigter Bolzen aufliegt. An den Bolzen
sind pneumatische Druckzylinder angebracht, die abwechselnd einfach und doppelt
wirkend ausgebildet sind. Die Kolbenstangen der einfach wirkenden Druckzylinder
liegen auf dem Tragring auf, wogegen die Kolbenstangen der doppelt wirkenden Zylinder
gelenkig mit diesem Ring in Verbindung stehen. Ferner sind an dem Stützring mehrere
Haken angeordnet, die in eine Nut des Tragringes eingehängt werden können.
Während
des Betriebes dieses. Brechers werden die oberen Zylinderräume mit Druckluft beaufschlagt,
während die unteren nach außen hin offen sind. Infolgedessen kann der Brechmantel
bei Überschreiten des normalen Brechdruckes nach oben ausweichen. Soll die Brechspaltweite
geändert, z. B. vergrößert werden, so wird nach Stillsetzung des Brechers der in
den oberen Zylinderräumen herrschende Luftdruck durch Öffnen eines Ventiles aufgehoben.
Alsdann werden die Haken in die Ringnut des Tragringes eingehängt. Danach wird die
Druckluft den doppelt wirkenden Zylindern von unten her zugeführt und hierdurch
der Stützring mitsamt dem Tragring und dem Brechmantel so weit angehoben, bis die
gewünschte Brechspaltweite erreicht ist. Nunmehr werden die auf den Bolzen sitzenden
Muttern nach oben bis zum Anliegen an den Flansch des Stützringes geschraubt. Alsdann
wird die Druckluft umgestellt und den oberen Zylinderräumen zugeführt, worauf der
Brecher wieder betriebsfertig ist. Auch hierbei kann somit die Einstellung der Brechspaltweite
nur nach Stillsetzen des Brechers in umständlicher und zeitraubender Weise durchgeführt
werden.
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Die Erfindung ist aus der Aufgabe entstanden, einen Kreiselbrecher
mit einem zum Schutz gegen überlastung gegen ein gasförmiges Druckmittel abgestützten
Brechorgan zu schaffen, der obige Nachteile vermeidet. Sie geht aus von einem Kreiselbrecher
der zuletzt beschriebenen Art, bei dem also das gegen ein gasförmiges Druckmittel
abgestützte Brechorgan zum Verstellen der Spaltweite mit Hilfe eines Druckmittels
heb- und senkbar ist. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß der Brechkegel
mittels eines zentralen, gleitbar in einem Druckzylinder angeordneten Kolbens auf
dem gasförmigen Druckmittel ruht, und daß der Zylinderraum oberhalb des Kolbens
zum Verstellen der Spaltweite mit einer Einrichtung zum steuerbaren Zu- oder Ableiten
einer Druckflüssigkeit versehen ist. Hierbei bildet das gasförmige Druckmittel ein
elastisches Polster, so daß der Kolben und mit ihm der Brechkegel beim Auftreten
einer Überlastung sofort, d. h. ohne Überwindung nennenswerter Reibungswiderstände,
unter Zusammendrückung des gasförmigen Druckmittels nach unten ausweichen kann.
Ferner hat man es bei der Erfindung in der Hand, durch Einbringen einer größeren
oder kleineren Flüssigkeitsmenge in den Zylinderraum oberhalb des Kolbens, die Weite
des Brechspaltes zu verändern und dem jeweiligen Gut bzw. der Korngröße, auf die
das Gut gebrochen werden soll, anzupassen. Dabei ist es ; von besonderem Vorteil,
daß die Einstellung der Spaltweite während des Betriebes vorgenommen werden kann.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Zylinderraum
unterhalb des Kolbens an ein mit dem gasförmigen Druckmittel gefülltes Gefäß, beispielsweise
eine Gasflasche, angeschlossen. Hierdurch ist der Vorteil gegeben, daß man lediglich
durch entsprechende Bemessung der Gasflasche die Federcharakteristik des Gaspolsters,
auf dem der Brecher ruht, in weiten Grenzen ändern kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten
Kreiselbrechers im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Der Brecher weist ein Gestell auf, das aus einem unteren zylindrischen
Teil 1 und einem oberen, den Brechmantel 2 tragenden kegeligen Teil 3 besteht. Innerhalb
des Brechmantels ist ein Brechkegel 4 angeordnet, der mit einem Arbeitsmantel 5
und einer Abschlußklappe 6 versehen ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß
die Achse A des Brechkegels zu der lotrechten Achse B des Maschinengestells um einige
Winkelgrade geneigt liegt. Der Brechkegel ruht mit einer ebenen Fläche 7 lose auf
einer Kugelkalotte 8, die ihrerseits in einer entsprechenden Kugelpfanne 9 gelagert
ist. Diese sitzt auf einem Tragstück 10, das mittels Nut 11 und Feder 12
axial verschiebbar, jedoch undrehbar in der zentralen Bohrung 13 einer Mittelachse
14 angeordnet ist. Diese ist im unteren Teil kegelig geformt und mit Hilfe einer
Mutter 15
fest in einem Ring 16 eingespannt, der durch Rippen 17 mit dem Maschinengestell
verbunden ist.
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Auf dem oberen Teil der Mittelachse ist drehbar eine Exzenterbüchse
18 angeordnet. Sie ist über ein Wälzlager 19 auf dem Ring 16 abgestützt und besitzt
eine zur Achse A des Brechkegels konzentrische Mantelfläche 20. Der Brechkegel umschließt
den oberen Teil der Exzenterbüchse und wird hierdurch in seiner Schräglage gehalten.
Unten ist an der Exzenterbüchse ein Kegelrad 21 befestigt, welches mit einem zweiten
Kegelrad 22 kämmt. Dieses sitzt auf einer Welle 23; die im Unterteil l des Maschinengestells
gelagert ist und den Antrieb des Kreiselbrechers vermittelt.
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Das untere Ende der Mittelachse 14 ist als Druckzylinder ausgebildet,
der oben durch eine Querwand 25 und unten durch eine eingeschraubte Platte 26 abgeschlossen
ist. In dem Druckzylinder ist ein Kolben 27 angeordnet, dessen Stange 28 dichtend
durch die Querwand 25 hindurchgeführt und am oberen Ende mit dem Tragstück
10 verbunden ist. Der Zylinderraum 29 unterhalb des Kolbens ist über eine
Leitung 30 und ein Absperrventil 31 mit einem Gefäß; beispielsweise einer Gasflasche
32, verbunden, die mit einem verdichteten, gasförmigen Druckmittel, wie z. B. Stickstoff,
gefüllt ist. Der Fülldruck des Stickstoffies in der Gasflasche 32 ist so groß bemessen,
daß der Druck, den der Stickstoff bei geöffnetem Ventil 31 in jeder Stellung des
Kolbens 27 auf diesen ausübt, nicht nur dem Gewicht der auf dem Kolben lastenden
Teile standhält, sondern darüber hinaus auch den Kräften, die während der normalen
Zerkleinerungsarbeit auf den Brechkegel einwirken und diesen nach unten zu bewegen
versuchen.
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In den Zylinderraum 33 oberhalb desKolbens mündet vorteilhafterweise
eine Leitung 34, die über ein Rückschlagventil 35 und ein Drosselventil 36 zu einem
Windkessel 37 führt. Dieser weist in bekannter Art im Innern z. B. eine (nicht
dargestellte) Blase aus einem elastischen Werkstoff auf, in der ebenfalls ein verdichtetes
gasförmiges Druckmittel, beispielsweise Stickstoff, gespeichert ist. Von der Leitung
34 ist eine Leitung 38 abgezweigt, die zu einer Hochdruckpumpe 39 mit Handbetrieb
oder Motorantrieb führt. Die Pumpe ist ihrerseits durch eine Leitung 40 an einen
Vorratsbehälter 41 für eine Hydraulikflüssigkeit, z. B. Öl, angeschlossen. Ferner
sind die Leitungen 38 und 40 durch eine Kurzschlußleitung 42, in die ein Absperrventil
43 eingebaut ist, miteinander verbunden.
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Während der normalen Zerkleinerungsarbeit widersteht, wie gesagt,
der Druck, den der Stickstoff aus der Gasflasche 32 von unten her auf den Kolben
27 ausübt, nicht nur dem Gewicht der darauf lastenden Teile, sondern auch den Brechkräften,
so daß also der Brechkegel im normalen Betrieb beispielsweise in der -,ezeichneten
Arbeitsstellung gehalten wird und die Zerkleinerung des Gutes ordnungsgemäß vonstatten
geht.
Übersteigen jedoch, z. B. infolge eines in den Brechspalt geratenen unbrechbaren
Fremdkörpers, die auf den Brechkegel einwirkenden Kräfte die normalen Brechkräfte,
so weichen der Kolben und mit ihm der Brechkegel nach unten aus. Dabei wirkt bereits
die Stickstoffmenge, die im Zylinderraum 29 selbst enthalten ist, als Puffer und
wird ohne Auftreten nennenswerter Reibungswiderstände zusammengedrückt. Die Erfindung
bietet somit in sehr einfacher Weise die Gewähr dafür, daß der Brechkegel beim Auftreten
einer Überlastung sofort nach unten ausweicht.
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Der Stickstoff besitzt außerdem eine beträchtlich geringere Viskosität
als eine Hydraulikflüssigkeit. Gegenüber der Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit
bringt daher die Erfindung den weiteren Vorteil mit sich, daß die Druckmittelleitung
30 im Durchmesser erheblich verringert werden kann, ohne daß in ihr beim Durchströmen
des Stickstoffes, der während der Abwärtsbewegung des Kolbens 27 aus dem Zylinderraum
29 in die Gasflasche 32 verdrängt wird, ein unzulässig hoher Druckanstieg durch
Drosselung auftritt.
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Die Federkennlinie des Stickstoffpolsters hängt vor allem von dem
Volumen der Gasflasche ab und hat einen um so flacheren Verlauf, je größer deren
Inhalt ist. Die Erfindung bietet daher ferner den Vorteil, daß man lediglich durch
entsprechende Bemessung der Gasflasche die Federcharakteristik ändern kann. Als
Gasflasche kann eine solche normaler Ausführung benutzt werden, deren Anschaffungspreis
gering ist und auch vom Benutzer des Brechers selbst beschafft werden kann. Dies
ist insbesondere im Hinblick darauf von großem Vorteil, daß die Auswechslung der
Gasflasche bei eingetretenen Gasverlusten leicht vom Benutzer selbst vorgenommen
werden kann.
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Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens bewirkt der Druck, unter dem die
im Windkessel 37 befindliche, mit Stickstoff gefüllte Blase steht, daß aus dem Windkessel
über das Rückschlagventil 35 ständig Öl in den oberen Zylinderraum 33 überströmt
und dieser daher mit Öl gefüllt bleibt. Nach dem Überlastungsfall überwiegt wieder
der im unteren Zylinderraum 29 herrschende Gasdruck, so daß nunmehr der Brechkegel
mittels des Kolbens nach oben in seine Ausgangsstellung gedrückt wird. Gleichzeitig
strömt das Öl, das vorher aus dem Windkessel 37 in den Zylinderraum 33 gefördert
wurde, über das Drosselventil 36 in den Windkessel zurück. Dabei ist durch das Drosselventil
dafür gesorgt, daß die Rückkehr des Brechkegels in die Ausgangsstellung langsam
vonstatten geht.
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Will man die Weite des Brechspaltes größer als gezeichnet bemessen,
so braucht man zu diesem Zweck nur eine entsprechend größere Ölmenge aus dem Vorratsbehälter
41 in den Zylinderraum 33 einzupumpen. Soll umgekehrt die Weite des Brechspaltes
verkleinert werden, so geschieht dies durch Öffnen des Ventiles 43 in der Kurzschlußleitung
42. Der Kolben 27 und der Brechkegel werden dann unter der Einwirkung des nunmehr
überwiegenden Druckes im unteren Zylinderraum 29 angehoben, und die Ölmenge, die
dabei aus dem oberen Zylinderraum 33 verdrängt wird, fließt durch die Leitungen
34, 38, 42 und 40 in den Vorratsbehälter 41. Sobald der Brechkegel die gewünschte
Stellung erreicht hat, wird das Ventil 43 wieder geschlossen. Zum Einstellen der
Brechspaltweite ist auch eine Pumpe geeignet, die in beiden Richtungen angetrieben
werden kann. Bei Verwendung einer solchen Pumpe kann die Kurzschlußleitung 42 entfallen.
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In manchen Fällen kann auch der Windkessel 37
weggelassen werden.
In einem solchen Fall wird die Druckleitung 38 der Pumpe unmittelbar an den Zylinderraum
33 angeschlossen. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 27 entsteht dann in dem Zylinderraum
33 ein Vakuum, das den Kolben zurückzuhalten versucht. Im Vergleich zu dem großen
Gewicht, das auf dem Kolben ruht, und den hohen Kräften, die bei einer Überlastung
auf den Brechkegel ausgeübt werden, ist die Rückhaltekraft durch das Vakuum jedoch
verhältnismäßig gering, so daß es praktisch keinen Einfluß auf die Geschwindigkeit
hat, mit der sich der Brechkegel im Überlastungsfall nach unten bewegt.
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Die beschriebene pneumatische Federung und hydraulische Spalteinstellung
können mit Vorteil auch bei anderen Zerkleinerungsmaschinen, wie z. B. Walzenbrechern,
angewendet werden.