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Backenbrecher Die Erfindung betrifft einen Backenbrecher, insbesondere
für Erz, Steine u. dgl., dessen bewegliche Brechbacke von zwei Exzentern bewegt
wird, von denen einer doppelt so schnell wie der andere umläuft.
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Bei derartigen Maschinen laufen die beiden Exzenter in der Regel mit
verschiedenen Drehzahlen um, beispielsweise mit einem Drehzahlverhältnis von 2:1,
wobei der eine Exzenter die Bewegung des Oberteils der Backe und der andere die
des Unterteils der Backe steuert, gleichgültig ob diese Steuerung der Backenbewegung
dadurch erfolgt, daß beide Exzenter direkt auf das Oberteil bzw. das Unterteil der
Backe einwirken, oder dadurch, daß der eine Exzenter direkt und der andere über
einen Schwinghebel und eine Druckplatte zum Einsatz kommen, so wird die Dauer der
Öffnung und das Schließen des Unterteils der Backe doch in der Hauptsache lediglich
durch einen der beiden Exzenter gesteuert, wobei irgendeine Einwirkung auf das Unterteil
der Backe durch den anderen Exzenter ohne weiteres vernachlässigbar ist.
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Es ist auch bekannt, die bewegliche Backe auf einem Exzenter zu montieren,
der dicht an der Backe liegt und durch den die Hauptschwingung der Backe erzeugt
wird, sowie von dieser Backe einen Hebelarm zu einem Drehzapfen zu führen, um den
ein zweiter Exzenter wesentlich schneller als der erste Exzenter umläuft. Dieser
zweite Exzenter erteilt der Hauptbewegung der Backe eine geringe Vibration, verändert
jedoch nicht das Ausmaß der Öffnung und Schließung der Backe: Diese beiden bekannten
Maßnahmen der Verwendung zweier Exzenter lassen daher das untere Teil der Backe
unbeeinflußt bezüglich ihrer Einwirkung auf das Material, das sich der engsten Stelle
zwischen den Backen nähert, und dieser Zwischenraum öffnet und schließt sich in
regelmäßigen Abständen, was hauptsächlich nur durch einen der beiden Exzenter bestimmt
wird. Daher können diese Maßnahmen die Nachteile dieser Art von Zerkleinerungsmaschinen
im allgemeinen nicht beheben, die darin liegen, daß die obere Grenze der Maschinenleistung
dann erreicht ist, wenn sich das Unterteil der beweglichen Backe nur für einen ungenügenden
Zeitraum öffnet, um das Material, welches entsprechend zerkleinert wurde, aus der
Maschine herausrutschen zu lassen, so daß die Maschine sich verstopft.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, auf der Antriebswelle exzentrische
Wuchtmassen anzuordnen, wodurch ein Wuchtmassenantrieb für die bewegliche Brechbacke
einer Zerkleinerungsmaschine erzielbar ist. Zwar wird bei dieser bekannten Ausführungsform
für den eigentlichen Brechhub nur ein Bruchteil der Zeit einer Umdrehung der größeren,
die Schlagfrequenz bestimmenden Wuchtmassen benötigt, d. h., die Brechbacke bleibt
während des größten Teils einer Umdrehung der großen Wuchtmasse zurückgezogen, so
daß das Brechgut nachrutschen kann, jedoch ist diese Zerkleinerungsmaschine in anderer
Hinsicht nachteilig. Tatsächlich treten hier in der Vertikalen, und zwar sowohl
nach oben als auch nach unten gerichtet, außerordentlich hohe Massenkräfte auf,
die beispielsweise bis zu 70 t betragen können, so daß besondere Betonfundamente
für derartige Zerkleinerungsmaschinen vorzusehen sind, um die durch die Wuchtmassen
in der Vertikalen hervorgerufenen Schwingungen bzw. die daraus resultierenden Kräfte
aufzufangen.
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Ferner ist es bei dieser Ausführungsform nachteilig, daß besondere
Maßnahmen getroffen werden müssen, um eine Hubbegrenzung der Brechschwinge zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Backenbrecher der
eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, bei dem die Zeit, in der sich die bewegliche
Backe öffnet und offenbleibt, größer ist als bei bekannten Brechern dieser Gattung.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der eine Exzenter
innerhalb des anderen Exzenters
umläuft und dieser Außenexzenter
mit dem einen Ende der beweglichen Backe verbunden; ist. Dadurch wird diesem Ende
der Brechbacke die durch die unterschiedliche Drehgeschwindigkeit des ersten Exzenters
veränderte Bewegung des zweiten Exzenters übertragen. Dabei kann der zweite Exzenter
direkt oder indirekt mit der beweglichen Backe verbunden sein.
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Immer wird jedoch eine zusammengesetzte Bewegung auf die Brechbacke
übertragen. Während dieser Bewegung addieren sich die Exzentrizitäten nach jeder
zweiten Umdrehung des schnelleren Exzenters entsprechend der ganz geschlossenen
Position der sich bewegenden Backe, subtrahieren sich nach jeder zweiten dazwischenliegenden
Umdrehung entsprechend der ganz geöffneten Position der Brechbacke. Dadurch bleibt
die Brechbacke über einen recht langen Anteil des Arbeitstaktes, der durch den langsameren
Exzenter bestimmt wird, geöffnet. Wenngleich die Exzenter selbst exzentrische Wuchtmassen
darstellen, so treten -bei der- erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine insbesondere
in vertikaler Richtung doch wesentlich geringere Massenkräfte auf als bei der vorgeschlagenen
Ausführungsform, bei der mehrere rotierende exzentrische Wuchtmassen angeordnet
sind. Das ist insbesondere: dann der Fall; wenn die bewegliche Backe sich in der
ganz geöffneten Position befindet, weil dann die Exzenter in Opposition zueinander
stehen und dadurch gleichsam ein Massenausgleich verwirklicht wird.
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Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß, wie an sich
bekannt, der langsame Exzenter eine -doppelt so große Exzentrizität besitzt wie
der schnellere Exzenter. In- diesem Falle öffnet sich oder steht die bewegliche
Backe während ungefähri - -750,/o des Arbeitstaktes offen. Feiner sieht die Erfindung
vor, daß der eine Exzenter als Welle ausgebildet ist, um die der andere Exzenter
rotiert. Außerdem empfiehlt die Erfindung, den Backenbrecher mit - einer gemeinsamen
Antriebswelle zu versehen und mit den entsprechenden Exzentern durch zwei Zahnradpaare
zur Erzielung eines Antriebsverhältnisses von 2:1 zu verbinden. Dabei ist das Zahnradpaar
für den inneren Exzenter im Durchmesser gleich, während bei dem Zahnradpaar für
den äußeren Exzenter das treibende Zahnrad den halben Durchmesser des getriebenen
Zahnrades aufweist und mit einer Exzentrizität auf der Antriebswelle sitzt, die
der Exzentrizität des inneren Exzenters entspricht. Dadurch nämlich, daß man auf
der Antriebswelle das Zahnrad, welches den Exzenter antreibt, der auf den anderen
Exzenter montiert- ist, exzentrisch lagert und mit dem Zahnrad die Exzentrizität
des anderen Exzenters ausgleicht, können für das exzentrisch gelagerte Zahnrad und
das mit ihm kämmende Zahnrad kreisrunde Zahnräder verwendet werden, obwohl dem angetriebenen
Zahnrad dieses Zahnradpaares eine exzentrische Bewegung erteilt wird. Somit können
alle Zahnräder der Zahnradpaare mit kreisrundem Umfang erstellt werden, und es ist
ein stoßfreier dauernder Eingriff der Zahnräder erzielbar.
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Die durch die Erfindung Erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß sich die Zeit, in der sich die bewegliche Backe öffnet und offenbleibt,
über mehr als 50 0/a des gesamten Arbeitstaktes erstreckt und gleichzeitig übermäßig
hohe Kräfte in vertikaler Richtung nicht auftreten, wie das bei solchen Maschinen
der Fall ist, die mit einem reinen Wuchtmassenantrieb arbeiten. Daher wird einerseits
ungehindertes Abrutschen des Brechgutes während der längeren Öffnungsperiode ermöglicht,
andererseits sind besondere Betonfundamente zum Aufstellen des Backenbrechers nicht
erforderlich. Ferner ist es von Vorteil, daß der Backenbrecher etwa anderthalbmal
so schnell angetrieben werden kann wie eine herkömmliche, durch Exzenter angetriebene
Maschine, bevor sie sich verstopft. Dadurch wird eine erhebliche Leistungssteigerung
erzielt, da der Ausstoß des Brechgutes bis zu 50 1/a im Vergleich mit Maschinen
eingangs beschriebener Ausführungsform und gleicher Abmessungen erhöht werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 bis 8 zeigen Diagramme von -Backenbewegungen und Exzenterantrieben,
durch welche die Bewegungen erreicht werden. Hierbei sind die Amplituden der Kurven
in den F i g.1, 3; 5 und 7 in größerem Maßstab dargestellt als die Exzentrizitäten
in den F i g. 2, 4, 6 und 8, welche diese Amplituden erzeugen; F i g. 1 und 2 beziehen
sich auf die gebräuchliche Form eines Antriebes mit nur einem Exzenter und F i g.
3 und 4 bzw. .5 und 6 auf die individuellen Wirkungen von Antrieben mit zwei Exzentern
von verschiedener Exzentrizität und verschiedener Frequenz, während die F i g. 7
und 8 sich auf die kombinierte Wirkung dieser Zwei-Exzenter-Antriebe nach der erfindungsgemäßen
Ausführung beziehen; F i g. 9 zeigt in Seitenansicht und Teilschnitt einen Brecher
mit dem kombinierten Exzenterantrieb, F i g. 10 die Maschine von F i g. 9; von oben
gesehen, während F i g. 11 eine abgeänderte Form eines Brechers mit dem kombinierten
Exzenterantrieb, von, der Seite gesehen, darstellt, wobei einige Teile im Schnitt
erscheinen. -Die Kurve 1 der F i g. 1 zeigt den Verlauf der Bewegungsamplitude der
beweglichen Backe eines Brechers mit einfachem Exzenterantrieb 3 (F i g. -2) mit
einer Exzentrizität 4, wobei das Bewegungsmaximum oder der Hub, der doppelt so groß
ist wie die Exzentrizität, bei jeder Umdrehung des - Exzenters einmal auftritt.
In F i g. 1 ist der Effekt über zwei aufeinanderfolgende Umdrehungen hinweg dargestellt.
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Die Kurve 5 in F i g. 3 ähnelt der Kurve I von F i g. 1, aber sie
hat einen kleineren Hub 6 entsprechend der kleineren Exzentrizität 8 des Exzenters
7 (F i g. 4). Wiederum ist in der Kurve der Effekt über zwei aufeinanderfolgende
Umdrehungen 0-I II dargestellt.
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Die Kurve 9 von F i g. 5 mit einem Hub 10 wird durch einen Exzenter
11 erzeugt (F i g. 6) mit einer Exzentrizität 12, die etwa doppelt
so groß ist wie die des Exzenters 7, wobei die Umdrehungszahl aber nur halb so groß
ist wie beim Exzenter 7. Wenn daher der Exzenter 7 eine Umdrehung vollbracht hat,
so hat der Exzenter 11 erst eine halbe Umdrehung hinter sich, so daß in F i g. 5
das Kurvenstück 0-I-II eine volle. Umdrehung oder einen Arbeitstakt des Exzenters
11 darstellt, während der
Exzenter 7 zwei aufeinanderfolgende Umdrehungen
oder Arbeitstakte vollbringt. Infolgedessen stimmen die Exzentrizitäten der Exzenter
7 und 11 in der Richtung manchmal miteinander überein und stehen manchmal in Opposition
zueinander. Das Resultat zeigt die Kurve 13 in F i g. 7. Sie verdeutlicht, daß etwa
75fl/o der Dauer von zwei vollständigen Takten des Exzenters 7 mit der geringeren
Exzentrizität von einer anfänglichen schnellen Öffnungsbewegung A -B
mit daran
anschließendem Offenhalten B-C und C-D eingenommen werden, so daß nur etwa 251%
für das schnelle Schließen D-E übrigbleibt. Die Gesamtamplitude 10A zwischen »öffnen«
und »Geschlossen« bleibt fast gleich der Amplitude 10 durch den Exzenter 11(F i
g. 5 und 6).
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F i g. 8 zeigt in (a) ... (e) die Positionen der Exzenter 7
und 11 entsprechend den Positionen A ... E von F i g. 7. Man kann daraus
ersehen, daß bei C, d. h. nach der Hälfte des volltsändigen Taktes A-E des Ablaufes
der beiden Exzenter, diese in Opposition zueinander stehen, mit dem Resultat, daß
in 13A ein teilweises Wiederschließen zwischen den beiden Positionen 13B, in denen
die Backen am weitesten auseinanderstehen, eintritt, und zwar kurz bevor und kurz
nachdem die beiden Exzenter die Positionen von F i g. 8 (b) bzw. .(d) einnehmen.
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Wenn man daher die Arbeitsweise eines Brechers mit einem einfachen
Exzenter nach F i g. 1 und 2, bei dem die Brechbacken sich nur für 50 °/a des Arbeitstaktes
öffnen (0-I, 1-1I) mit der kombinierten Verwendung von Exzentern nach F i g. 3 bis
6 vergleicht, so zeigt sich, daß im letzteren Fall die Brechbacken für 75% des Arbeitstaktes
(0-I1) sich öffnen. Jeder Takt 0-II kann daher etwa 50% schneller verlaufen als
jeder Takt 0-I oder I-II, d. h., der größere Exzenter 11 der Exzenterkombination
7, 11 kann etwa 50 % schneller angtrieben werden als der herkömmliche Exzenter 3,
wobei der Exzenter 7 mit dem kleineren Hub dieser Kombination natürlich doppelt
so schnell angetrieben werden muß wie der Exzenter 11.
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Die Bewegung, die der beweglichen Brechbacke durch die kombinierten
Exzenter 7,11 erteilt wird, verläuft derart, daß nach dem eigentlichen Brechen durch
die in A endende Schließbewegung (F i g. 7) die Backe sich schnell bis 13B öffnet,
so daß das zerkleinerte Material durch seine Schwere in dem Raum zwischen den Backen
herabrutscht. Die bewegliche Backe vollführt alsdann in 13A eine teilweise Schließbewegung,
bevor sie sich das zweite Mal in 13B in voll geöffneter Position befindet. Die Wirkung
der Bewegung von 13B nach 13A und wieder auf 13B ist derart, daß eine
Verstopfung verhütet wird, indem die zerkleinerten Brocken nochmals in ihrer Länge
verschoben werden, in der sie eventuell beim Herabrutschen sich verklemmt haben.
Somit wird durch die kombinierten Exzenter nicht nur ein größerer Teil des schnelleren
Taktes 0-I1 ausgenutzt, in dem der verhältnismäßig größere Materialdurchgang durch
die Backen herabrutschen kann, sondern durch die Kombination wird zusätzlich noch
eine Vibration erreicht, die dieses Herabrutschen noch unterstützt.
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In den F i g. 9 und 10 bzw. 11 sind zwei Anwendungen der vorstehend
erläuterten Exzenterkombination dargestellt.
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In der Ausführung nach F i g. 9, 10 wird die bewegliche Backe 14 mit
der Brechplatte 14A von einer festen Backe 15 mit einer Brechplatte 15A
durch
eine Zugstange 16 mit Feder 17 hinweggezogen und gegen eine Druckplatte
18 gedrückt, deren anderes Ende sich in der Rückwand 19 des Brecherrahmens
abstützt. Eine Antriebsriemenscheibe 20 auf einer Welle 21, die in den beiden Seitenwänden
22 des Rahmens gelagert ist, trägt zwei Zahnräder 23 und 24, die in Zahnrädern 25
bzw. 26 kämmen. Die übersetzung zwischen 23 und 25 ist 1: 1, während sie
zwischen den Zahnrädern 24 und 26 1: 2 ist. Das Zahnrad 25 wird also doppelt so
schnell angetrieben wie das Zahnrad 26. Das Zahnrad 25 treibt eine Welle 28, die
in der Seitenwand 22 gelagert ist und über ihre Länge exzentrisch ist, so daß sie
einen Exzenter 29 bildet. Auf dem exzentrischen Stück 29 der Welle 28 sitzt eine
exzentrische Hülse 30; die mit dem Zahnrad 26 in Verbindung steht. Diese Hülse 30
bildet den zweiten Exzenter zum Antrieb der Backe 14. Das Zahnrad
24, das mit dem Zahnrad 26 kämmt, sitzt, wie in 31
gezeigt,
auf der Antriebswelle 21, und zwar mit der gleichen Exzentrizität und in Phase mit
dem exzentrischen Wellenstück 29 der Welle 28, so daß, wenn das Zahnrad 24 der Welle
28 am nächsten ist, der Hub des exzentrischen Wellenstückes 29 das Zahnrad 26 entsprechend
weit von der Welle 21
fortbewegt hat: Die Achsen der Zahnräder 24 und 26 bleiben
somit in konstanter Entfernung voneinähder, so daß die Zahnräder stets im Eingriff
bleiben. Die tatsächliche Entfernung zwischen diesen beiden Achsen variiert leicht
bei verschiedenen Positionen in den gegenseitigen Rotationen der Zahnräder 24 und
26, und zwar auf Grund der vertikalen Komponenten der Exzenterbewegungen. Diese
Abweichungen reichen aber nicht aus, um das Kämmen der Zahnräder materiell zu beeinflussen,
die infolgedessen tatsächlich als kreisrunde Zahnräder ausgebildet sein können.
Man kann natürlich däs Profil des einen Zahnrades oder auch die Profile beider Zahnräder
24 und 26 so weit von der kreisrunden Form abweichen lassen, daß dadurch diese leichte
Veränderung in den Achsabständen vollständig ausgeglichen wird.
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Die Exzenterhülse 30 trägt eine Hülse 32, die mit der beweglichen
Backe 14 eine Schwinge bildet, durch die diese Backe gegenüber der feststehenden
Backe 15 über das eine Ende der Druckplatte 18 als Schwenkpunkt bewegt wird. Das
exzentrische Wellenstück 29 der Welle 28 entspricht dem Exzenter 7 aus F i g. 3
und 4 und vollbringt bei jeder Umdrehung der exzentrischen Hülse 30 zwei Umdrehungen,
wobei die Hülse 30 dem Exzenter 11 aus F i g. 5 und 6 entspricht. Die bewegliche
Backe 14 bewegt sich also entsprechend der Kurve 13 in F i g. 7.
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Die kombinierten Maximalhübe der Exzenterwelle 29 und der Exzenterhülse
30 liegen in einer Ebene, welche die Achsen der parallelen Wellen 21 und 28 einschließt,
d. h. in der annähernd horizontalen Bewegungsrichtung jedes Teils der Brechplatte
14A gegenüber der feststehenden Brechplatte 15 A.
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In der Ausführung nach F i g. 11 wird eine in 34 schwenkbar aufgehängte
bewegliche Brechbacke 33 durch einen Schwinghebel 36 gegenüber einer feststehenden
Backe 35 bewegt, wobei der Schwinghebel zwischen zwei Druckplatten 37 arbeitet und
an einer Hülse 38 sitzt, die der Hülse 32 in F i g. 9
und 10 entspricht.
In dieser Ausführung werden ähnlich liegende Wellen, Zahnräder und Exzenterwellen
verwendet, wobei in F i g. 11 die gleichen Bezugszeichen benutzt werden wie in den
F i g. 9 und 10, aber der kombinierte Maximalhub der Exzenterwelle 29 der Welle
28 und der Exzenterhülse 30 liegen in einer vertikalen Ebene durch die Achse
der Welle 28, wobei diese Bewegung durch den Schwinghebel 36 und die Druckplatten
37 in die gewünschte Horizontalbewegung der Backe 33 umgeformt wird.