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Backenbrecher für Gestein, Erz od. dgl. Die Erfindung bezieht sich
auf einen Backenbrecher für Gestein, Erz od. dgl. mit zwei einander gegenüberliegenden,
nach unten konvergierenden Brechbacken, die einen Brechspalt für den Durchtritt
de's'zu brechenden Gutes begrenzen und für eine Schwingbewegung relativ zueinander
mit an den oberen und unteren Enden der Brechbacken angeordheten federnden Stützvorrichtung
schwimmend in einem Gehäuserahmen gelagert sind.
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ts ist bereits ein Backenbrecher bekannt, dessen eine Backe aus einem
Brechklotz bedeutender Schwere besteht, der auf relativ weichen Federn gelagert
ist und der mittels eines Exzenterantriebs periodisch angehoben und fallengelassen
wird, wobei eine seitliche Federabstützung ihn gegen die andere iär'echbacke drückt.
Bei einer derartigen Anordnung ist der Exzenterantrieb wegen seiner starken Belastung
einem hohen Verschleiß ausgesetzt.
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Es ist auch schon ein Backenbrecher beschrieben, der 'beweglich an
dem Fundament angelenkte, die Brechbacken tragende Brechkörper besitzt, zwischen
denen und der gemeinsamen. Antriebsvorrichtung elastische Mittel angeordnet sind,
die eine an sich bekannte lose, die beiden Massen zu Schwingungen mit
180' Phasenverschiebung anregende Kopplung bewirken. Auch diese Brecher arbeiten
mit schweren B'rechkörpern, die von einem Antrieb in Schwingungen gesetzt werden
müssen, wobei ein erheblicher Teil der Energie in den elastischen und gelenkigen
Stützverbindungen verzehrt wird.
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Weiterhin sind auch schon Backenbrecher bekannt, deren Backen gelenkig
aufgehängt und mittels Federn abgestützt sind und von einem Wuchtmassenantrieb in
Schwingungen versetzt werden. Bei dieser Anordnung werden zwar keine schweren Brechkörper
benötigt, die Gelenke für die Aufhängung der Brechbacken sind jedoch durch die exzentrischen
Wuchtmassen des Antriebes starken Belastungen ausgesetzt, so daß sie verhältnismäßig
schnell verschleißen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Vorrichtung zu vermeiden und einen Backenbrecher anzugeben, bei dem die Backen durch
einen Wuchtmassenantrieb in eine kreisförmig schwingende Bewegung versetzt werden
können, ohne daß bei dieser Bewegung ständig sämtliche zur schwimmenden Lagerung
benötigten Federelemente im Eingriff stehen und elastisch verformt werden müssen
oder daß an Gelenken große Kräfte auftreten.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung von an Brechbacken
angeordneten, mit exzentrischen Yuchtmassen versehenen Wellen für den Antrieb der
Brechbacken die Stützvorrichtung aus an sich bekannten peripher-elastischen Federelementen
bestehen, die im Gehäuserahmen zwischen mit den Brechbacken verbundenen Anschlägen
befestigt sind. Dadurch kann die Antriebsleistung verhältnismäßig klein gehalten
werden, und es brauchen nur verhältnismäßig geringe Massen beschleunigt zu werden,
wobei die zum Brechen des Gesteins erforderlichen Kräfte ohne weiteres von dem Wuchtmassenantrieb
hervorgerufen werden können.
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Vorteilhaft werden als Federelemente Gummiöder Luftreifen verwendet,
die auf zu den Antriebswellen parallelen Achsen drehbar im Gehäuserahmen gelagert
sind, wobei die Achsen in Richtung auf die andere Brechbacke zu oder von dieser
weg verstellbar sind.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
an den unteren Stützvorrichtungen die als Federelemente verwendeten Reifen von einem
starren, ringförmigen Band umgeben, das fest mit der entsprechenden Brechbacke verbunden
ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Innendurchmesser des ringförmigen Bandes
etwas größer als der Außendurchmesser des Reifens ist. Die obere Stützvorrichtung
weist jeweils vorteilhaft eine mit der zugehörigen Brechbacke verbundene Anschlagplatte
auf, an der als Federelement verwendete Luftreifen mit Spiel angreif en.
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. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel .des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht
des Gesteinsbrechers nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht des Brechers gemäß
Fig. 1
von oben gesehen, Fi g. 3 einen Schnitt nach 3-3 der
F i g. 23 F i g. 4 einen. Schnitt nach 4-4 der F i g. 1,
Fig.
5 einen Schnitt nach 5-5 der F i g. 1,
F i g. 6, 7, 8
und 9 - Schemaskizzen der fortschreitenden Relativb ewegung der Brechbacken,
F i g. 10 einen Schnitt nach 10-10 der F i g. 3 und F i
g. 11 einen Schnitt nach 11-11 der F i g. 3.
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Der Brecher besteht aus einem Gehäuserahmen mit einem fachwerkartigen
Grundrahmen 1 und einem zusammengesetzten schwimmenden Rahmen 2. Zum Grundrahmeii
gehören obere und untere seitliche Träger 3, die an ihren Enden mit vertikalen
Rahmenteilen 4 fest verbunden sind. Diese sind wiederum mit längsverlaufenden oberen
Quertraversen 5 und Bodentraversen 5a verbunden. Der schwimmende
Rahmen
2 besteht aus einem Paar vertikaler, einander gegenüberstehender Seitenplatten
6, die durch obere und untere Quertraversen 7 und 8 fest verbunden
sind.
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# Um. den schwimmenden Rahmen 2 auf dem Grundrahmen 1 federnd
zu halten, sind mehrere Schraubenfedern 9 zwischen der oberen Quertraverse
5 des Grundrahmens und den oberen Quertraversen 7 des ' schwimmenden
Rahmens angeordnet. Die Federn werden durch Halteschalen 10 fest-.gehalten.
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Ein Paar gegenüberliegender Brechbacken 11 ist -auf dem
schwimmenden Rahmen 2 angebracht. Um diesen Backen eine schwingende, kreisförmige,
gegenläufige Bewegung zu gestatten, wird die neuartige Stützvorrichtung angewendet.
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Jede der Brechbacken 11 ist mit einer auswechselbaren Frontplatte
12 aus Stahl versehen, die mit Senkkopfbolzen 14 und 14 a an einer Rückplatte
13
abnehmbar befestigt ist. Zwischen den Platten liegen durch die Bolzen.
gehaltene Abstandshalter 16. Die Backen 11 sind einander gegenüber
in aufrechter Stellung so angebracht, daß sich die gegenüberliegenden Frontplatten12
bis zu einem Punkt oberhalb ihres bunteren Endes einander nähern, an dem sie sich
nahezu berühren,. wie dies an der Durchtrittsöffnung der Platten 12 am Punkt
17 gezeigt ist. Von diesem Punkt an entfernen sich die Platten 12 wieder
etwas voneinander bis zu ihrem unteren Ende. Diese Anordnung ergibt eine außerordentlich
wirkungsvolle Zerkleinerung bei großem Durchsatz.
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Die eine kreisförmig schwingende Bewegung der Brechbacken
11 gestattende Halterung ini schwimmenden Rahmen 2 besteht aus Federelementen,
wie z. B. Luftreifen 19, und aus starren Teilen oder Anschlagsringen 20,
die die elastischen Luftreifen 19
-umfassen und mit den Brechbacken
11 fest verbunden sind. Auf diese Weise werden die Backen auf .den Reifen
19 gehalten.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Reifen 19
am
schwimmenden Rahmen befestigt, während die Anschlagsringe 20 an den Backen
befestigt sind. .Selbstverständlich können die Reifen 19 auch an den Backen
und die Anschlagsringe 20 an dem schwimmenden- Rahmen befestigt sein.
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-.D#ie.-Anschlagsringe 20 sind starre ringförmige .Bänd,e7r,' die
die .-Reifen 10 locker umgeben, die Backe h werden dabei so
gehalten, daß ihnen eine begrenzte Schwingbewegung relativ zu den Reif6ii möglich
ist, wobei sie aber gegen ein Ablösen von den Um Reifen den Backen gesichert die
sind. erwünschte - kreisende Schwingbewegung zu ermöglichen, ist jede Backe
nur an ihrem unteren Ende allseitig elastisch gehalten, Wäh-
rend ihr oberes
Ende weitgehend frei beweglich ist. Die Reifen 19 sind drehbar auf einer
Achse 22 befestigt, die in Lagern 23 gelagert ist. Die beiden Reifen
19 sind seitlich von der dazugehörigen Backe angeordnet und werden von den
Anschlagsringen 20 umfaßt, die an den Backen angeschweißt sind.
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Die Lager 23 sind auf Lagerstützen 23 a an einer Seitenplatte
6 so angebracht, daß sie durch Einstellschrauben 24 verstellt werden können,
wobei sie sich in der einen Richtung der Welle 22 mit den darauf befindlichen Reifen
19 nähern und die Backen aufeinander zubewegen, während sich in der anderen
Richtung der Zwischenraum zwischen den Backen vergrößert. Diese Einstellung ermöglicht
eine Anordnung der Brechbacken 11 in dem für ein bestimmtes Material und
für die gewünschte Zerkleinerung jeweils am besten geeigneten Abstand. Zu diesem
Zweck -sind auch die Platten 6 mit Langlöchern 22 versehen, durch die die
Achsen 22 hindurchgeführt sind. Außerdem sind die Befestigungsvorrichtungen
23 b für die Lagerstützen 23 a durch Langlöcher 23 c in den
Platten 6 gesteckt, die parallel zu den Langlöchern 22a verlaufen. Auf diese
Weise sind die Lagerstützen23a einstellbar auf den Platten6 befestigt und gegeneinander
durch die EinsteRschrauben 24 verstellbar, um die maximale Durchtrittsöffnung
17 zwischen den Brechplatten 12 zu verringern.
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Obwohl die oberen Enden der Backen frei sind, sind elastische Federelemente
zwischen den oberen Enden der Backen 11 und dem schwimmenden Rahmen
2 vorgesehen, mit denen die Auseinanderbewegung der Backen begrenzt und ein Rückstoßeffekt
erzielt wird, wenn die Backen bei ihrer schwingenden Bewegung auf die Federelemente
aufprallen. Als Federelemente sind zwei Gummiluftreifen 26 entsprechend den
Reifen 19 vorgesehen, die gegenüber dem oberen Ende jeder Brechbacke so angebracht
werden, daß sie während der Schwingbewegung an den oberen Enden der rückseitigen
Brechplatte anstoßen. Die Reifen 26 sind drehbar auf Achsen 27
gelagert,
die in Lagerböcken 28 einstellbar auf dem schwimmenden Rahmen 2 gehalten
sind. Einstellschrauben 29 dienen dazu, die Lagerhöcke 28 auf den
gewünschten Abstand der oberen Backenenden einzustellen, damit sich die Reifen in
Richtung der Backen und von ihnen weg bewegen können.- Hierzu sind die Lagerböcke
28 beweglich auf Lagerstützen 28a angeordnet, die an den oberen Ecken der Platte
6 angeschweißt oder sonstwie befestigt werden. Die Lagerstützen
28 a sind mit Langlöchern 28 b versehen, durch die Befestigungsvorrichtungen28c
gesteckt sind. Dadurch kann der maximale Abstand zwischen den oberen Enden der Backen
11 vorge# geben werden, indem mittels der Einstellschrauben 29
die
Stellung der Reifen 26 festgelegt wird. -
Es können ferner Vorrichtungen
vorgesehen werden, die die Bewegung, der Brechbacken 11 aufeinander zu begrenzen.
Sie bestehen z. B., wie in den
F i g. 1 , 2 und 4 gezeigt, aus einer
Anschlagplatte 26a, die beispielsweise durch Schweißen an. dem äußeren Ende eines
Tragrahmens 26b befestigt ist. Dieser ist.seinerseits"zwischen den zusammengehörigen
Reifen 26 hindurchgreifend. an der * Rückplätte
13
der Backe angeschweißt. Damit ist die Anschlagplatte 26a so' gehalten, daß die Außenflächen
der Reifen 26 unterhalb von deren Achsen daran anschlagen. Wie aus F i
g. 4 hervorgeht, stört die Anschlagplatte nicht die gewünschte Schwingbewegung
der Backen.
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Um die Backen in Schwingbewegung relativ zueinander zu versetzen,
ist ein Wuchtmassenantrieb vorgesehen. Dieser Antrieb besteht für jede Backe aus
einer Welle 30, die in Lagern 31 gehalten ist. Die Lager
31 sind beispielsweise durch Schweißen an der Rückplatte der Backen befestigt.
Auf jeder Welle ist eine Wuchtmasse 32 exzentrisch befestigt. Die Wellen
30 sind durch eine große öffnung 33 in einer der Seitenplatten
6 des schwimmenden Rahmens mit Spiel hindurchgeführt, so daß sie eine beträchtliche
Relativbewegung zur Seitenplatten vollführen können, ohne diese zu berühren. Die
Welle ist durch ein Kreuzgelenk 34 mit einer Antriebswelle 35 verbunden,
die aus einem teleskopartig zusammengesteckten, eine axiale Relativbewegung zulassenden
Ab-
schnitt 35a besteht. Die Wellen 35 sind jeweils durch ,ein Kreuzgelenk
36 mit einer Welle 37 verbunden. Die Wellen 37 sind in einem
Antriebsgehäuse 39 gelagert, das von einem aufrechten Rahmenteil 40 gehalten
wird, das seinerseits an einer seitlichen Verlängerung 41 des Grundrahmens
1 befestigt ist. Auf der Verlängerung 41 des Grundrahmens 1 ist ferner
ein Elektromotor 42 befestigt, der über Riemenscheiben 43 und 44 sowie über Antriebsriemen
45 eine der Wellen 37 antreibt. Diese treibt, wie aus F i g. 5 hervorgeht,
ein Kettenzahnrad 46, das mit einer Kette 47 im Eingriff steht. Die Kette läuft
über Kettenzahnräder 48 und 49 von gleicher Größe, die auf der anderen Welle
37 und auf einer Spannrollenwelle 50 im Gehäuse 39, befestigt
sind. Aus diesem Antriebsbeispiel ist zu erkennen, daß die beiden Wellen
30 der Brechbacken synchron angetrieben werden können. Dabei werden die Wuchtmassen
32
auf den Wellen 30 korrespondierend in Bewegung versetzt. Dadurch
bewegen sich bei gleicher Rotation der Wellen 30 die beiden Brechbacken
11 im Gleichlauf aufeinander zu und voneinander weg.
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Die gewünschte Steifigkeit und Stärke der Backen 11, insbesondere
in bezug auf die Lager 31 und die an die Rückplatten 13 angeschweißten
Anschlagringe 20, kann durch starre Versteifungsabschnitte 31a erhöht werden. Diese
verbinden die Lager mit den oberen Abschnitten der Anschlagsringe20, beispielsweise
indem sie darin angeschweißt werden. Dadurch, daß die vertikalen Rahmenteile4 an
den Enden des Grundrahmens 1 offen sind, sind die Anschlagsringe20 gut zugänglich.
Die Anschlagsringe 20 sind mit Aussparungen 20 a und 20 b versehen, so daß
die Zugänglichkeit zu den unteren Bolzen14a gegeben ist, wenn die Frontplatten12
der Backen ausgewechselt werden sollen. Der Zugang zu den oberen Bolzen 14 ist durch
den Zwischenraum zwischen den einander gegenüberstehenden Backen gegeben.
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Während der Arbeit des Brechers schwingen die Backen 11 in
einer kreisförmigen Bewegung im Gleichlauf aufeinander zu und voneinander weg, wie
das schematisch in den F i g. 6, 7, 8 und 9 gezeigt ist. Aus diesen
Figuren ist ersichtlich, daß die Welle 30
der rechten Backe 11 entgegen
dem Uhrzeigersinn und die Welle 30 der linken Backe 11 im Uhrzeigersinn
gedreht wird. Beide Wellen 30 werden gleichmäßig gedreht, und da die Wuchtmassen
32 korrespondierend auf den beiden Wellen befestigt sind '
wird den
Backen eine gegenläufige kreisförmige Schwingbewegung erteilt. Diese führt sie aufwärts
im Gleichlauf voneinander weg und abwärts im Gleichlauf aufeinander zu. Auf diese
Weise werden die Gesteinsteile gebrochen und während des Brechvorgangs zwischen
den Backen nach unten bewegt. Daraus ergibt sich ein Brechvorgang mit hohem Wirkungsgrad.
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Die Art und das Ausmaß der Zerkleinerung können durch den Abstand
der Backen 11 und durch die Drehrichtung der Wellen 30, auf denen
die Wuchtmassen 32 befestigt sind, verändert werden. Der Ab-
stand
der Backen kann in der oben beschriebenen Weise durch eine Verstellung der die Reifen
19 und 26 tragenden Wellen mit Hilfe ihrer Lager verändert werden.
Der Motor 42 kann drehrichtungsumkehrbar sein. Die Drehrichtung der Wellen
30 kann also auch entgegengesetzt zu der in den F i g. 6 bis
9 gezeigten Richtung erfolgen.
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In den Schemaskizzen der F i g. 6 bis 9 zeigt die F
i g. 6 als Beispiel die Lage der Backen 11 am Beginn oder am Ende
des Zerkleinerungsvorganges. Dabei ruhen die ringförmigen Anschlagsringe 20 nur
oben auf den Reifen 19 und haben im übrigen keine Berührung mit diesen. An
der Durchtrittsöffnung 17
stoßen die Backen fest zusammen. Die Anschlagplatten
26 a stoßen gegen die untere Mantelfläche der oberen Reifen 26, während
die oberen Enden der Platten von den oberen Reifen 26 entfernt sind. Wenn
die Wellen 30 die, exzentrischen Massen 32 um um 90' aus ihrer
in F i g. 6 gezeigten Lage herausgedreht haben und diese die in F i
g. 7 gezeigte Lage einnehmen, sind die Backen 11 bezüglich der Reifen
19 und 26 etwa in dem dargestellten Ausmaß etwas nach oben und voneinander
wegbewegt worden. Die Anschlagsringe 20 werden gegen die Reifen in deren innere,
mittlere Zone gedrückt und die oberen Enden der Backen gleicherweise gegen die oberen
Reifen 26.
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Die F i g. 8 zeigt die Lage der Backen und der dazugehörigen
Teile, nachdem die Wellen 30 die exzentrischen Gewichte um 1801 aus
der in F i g. 6 gezeigten Lage gedreht haben. Daraus ist zu erkennen, daß
die Aufwärtsbewegung der Backen im Vergleich zu der in F i g. 7 gezeigten
Stellung zugenommen und sich der Zwischenraum der Backen verringert hat, obgleich
die Anschlagsringe 20 gegen die unteren, inneren Abschnitte der Reifen
19 gedrückt werden, während die Anschlagplatten 26 a weiterhin von
den Reifen 26 Abstand haben.
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F i g. 9 zeigt die Lage der Backen und der dazugehörigen Teile,
nachdem die elektrischen Massen 32
um 270' gegen die in F i
g. 6 gezeigte Lage gedreht sind. Die Backen sind nach unten und näher aneinander
als in F i g. 8 bewegt worden und bewirken damit den Brechvorgang. Die oberen
Enden der Backen sind dann ohne Berührung mit den oberen Reifen 26.
Die Anschlagplatten
26a erfassen nun die Reifen 26,
und die Anschlagsringe 20 berühren die Reifen
19 an deren oberen, inneren Abschnitten. Die Durchtrittsöffnung
17 verengt sich.
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Eine Bewegung der Wellen 30 um weitere 90'
gegenüber
der in F i g. 9 gezeigten Lage bringt die Backen und die dazugehörigen Teile
in die Lage der Fig. 6.
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Dadurch, daß die Backen 11 im wesentlichen fref schwimmend
und mit großer Schnelligkeit durch die
in den F
1 g, 6, bis 9 gezeigten Lagen- bewegt und mit Kkaft. gegen die federnden
Reifen 19 und 26 gedrückt -wetdeii, ist offensichtlich, daß die Backen
eine schnelle kreisförmige Schwingbewegung vollführen, die einen.höchst wirkungsvollen
Brechvorgang mit größem Durchsatz ergibt. Diese Kreisbewegung und der fortlaufende
Kontakt der Anschlagsringe 20 mit den Reifen 19 an am Umfang verteilten Punkten
-d. h. bei einem Umlauf der exzentrischen Massen 32
fortschreitend von dem
oberen Abschnitt, wie in F i.g. 6 gezeigt, bis zu dem oberen inneren Abschnitt,
wie in F i g. 9 gezeigt - erzeugen eine Drehbewe-gung der Reifen
19, wodurch deren Lebensdauer erhöht.wird. Auf gleiche Weise bewirkt der
periodische Eingriff 'der Brechbacken 11 mit den Reifen 26 eine Bewegung
dieser Reifen.
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# Die Halterung der beiden Brecherbacken an ihren unteren Enden mit
Hilfe der Luftreifen 19 und der Anschlagsringe 20, während die oberen Enden
der Backen sich gegeneinander und voneinander,weg im wesentlichen frei bewegen können,
aber mit Hilfe des oberen Satzes von Luftreifen 26 in der Bewegung voneinander
weg begrenzt sind, ist deshalb wichtig, weil dadurch den. beiden. Backen eine deutliche
kreisförmige Schwingbewegung im: Gleichlauf und mit hoher Geschwindigkeit erteilt
wird, wenn die Wellen 30 sowohl in der in den F i g. 6 bis
9 gezeigten Richtung als aüch«in umgekehrter Drehrichtung synchron rotieren.
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--Die-- erfmdungsgemäße Schwingbewegung der Backen macht es möglich,
eine höchst wirkungsvolle Brechwirkung bei Verwendung eines Motors -von vergleichsweise
geringer Leistung zu erhalten, was auf der Federwirkung der Luftreifen und der Bewegungsfreiheit
der Backen beruht.
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. Die besonderen federnden Halterungen für die Backen, die
Art, in der die Backen schwingend angetrieben werden, und die Art, in der der schwünmende
Rahmen federnd gehalten ist, sind Faktoren, die dieauf den Grundrahmen übertragenen
Schwingungen auf ein Minimum reduzieren. Deshalb sind spezielle Fundamente für den
Brecher unnötig, und es braucht keine schwere, gegossene Rahmenkonstruktion für
den Brecher vorgesehen zu werden.