DE19534033C2 - Schläger für Hammerbrecher und -mühlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Schläger für Hammerbrecher und -mühlen.

Die Schläger sind hammerartige Zerkleinerungswerkzeuge, die verteilt über die Umfangsfläche eines Rotors zwischen Rororscheiben gelenkig auf Schlägerachsen angeordnet sind. Sie richten sich bei Drehung des Rotors infolge der Zentrifugalkräfte radial aus. Das dem Prozeßraum des Rotorgehäuses zugeführte Brechgut wird beim Auftreffen der Schläger durch Schlag und Prall zerkleinert. Hierbei sind die Schlä­ ger einer hohen Beanspruchung ausgesetzt, wodurch ein hoher und rela­ tiv schneller Verschleiß bedingt ist. Der Anteil der Schläger an den Verschleißkosten eines Hammerbrechers erreicht je nach der Abrasivi­ tät des Brechgutes in der Regel eine Größenordnung von 50-70%. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, durch Werkstoffwahl und Ge­ staltung der Schläger die Standzeit zu erhöhen und damit die Ver­ schleißkosten zu senken. Schon früh entstand die Idee, die Schläger aus zwei Teilen, einem auf der Schlägerachse sitzenden Grundkörper und einem die Schlagkante aufweisenden Kopf, auszuführen. Überwiegend bestehen beide Teile aus zähem, schlagfesten Stahlguß, wobei die Schlagkante mit einem dünnen Hartmetalleinsatz besetzt ist. Weniger üblich sind Schlägerköpfe aus legiertem oder unlegiertem Hartguß. Die beiden Schlägerteile sind miteinander verschraubt oder ineinander­ gesteckt, wobei der äußere Abschnitt des Kopfes ziemlich weit über den Grundkörper hinausragt. Diese kostruktive Lösung bietet den Vor­ teil, den verschlissenen Kopf auszutauschen, ohne den betroffenen und meist auch noch weitere Schläger von der Schlägerachse ziehen zu müssen.

Der Schläger gemäß US 5 285 974 besitzt einen Grundkörper aus weichem, relativ plastischem Material mit hoher Zugfestigkeit und einem Schläger­ kopf aus hartem, verschleißfestem Material. Der Grundkörper besteht aus einem kompakten, auf der Schlägerachse sitzenden Abschnitt und einem länglichen, tangential ausgerichteten Abschnitt, an dessen Innenseite mit einer Schraube der symmetrische Schlägerkopf so befestigt ist, daß er radial zur Schlägerachse angeordnet ist. Der Schlägerkopf hat im Querschnitt die Form eines flachen U, dessen Schenkelenden zu Schlagkanten ausgebildet sind. Er kann nach Abnutzung der achsfernen, aktiven Schlagkante um 180° gedreht werden.

Der Grundkörper des Schlägers nach dem DE 93 04 199 U1 weist einen kom­ pakten, die Schlägerachse umgebenden Abschnitt und zwei sich tangential anschließende Abschnitte auf, die ein nach innen abgewinkeltes Ende be­ sitzen. Beide tangentialen Abschnitte fluchten axial und bilden mit dem kompakten Abschnitt innenseitige Ausbuchtungen, an die die achsnahen Ab­ schnitte eines zweiteiligen, durch einen Steg verbundenen Schlägerkop­ fes anliegen. Der Steg ist durch eine Schraube an dem kompakten Abschnitt des Grundkörpers befestigt. Die über die abgewinkelten Enden hinausragen­ den Abschnitte des Schlägerkopfes münden in den Schlagkanten.

Bekannt sind auch dreiteilige Schlägerausführungen, z. B. ein "umlaufen­ der Schlegel zum Zerkleinern von Materialien" gemäß EP 0228002 B1, bei denen ein Klemmstück als drittes Teil zum Anpressen des Kopfschaftes an den Grundkörper durch eine Schraubverbindung vorgesehen ist. Dabei war es bis zu dem genannten Ausführungsbeispiel durchaus üblich, den Schrau­ benbolzen in eine Schraubenmutter anstatt direkt in das Klemmstück einzu­ schrauben. Außerdem wurde in erster Linie auf eine kraftschlüssige Ver­ bindung zwischen Grundkörper und Kopf gesetzt. Die Verwendung einer Schraubenmutter erforderte beim Wechsel des Kopfes wegen der großen Dreh­ momente in der Regel zwei Arbeitskräfte, sowohl beim zweiteiligen als auch beim dreiteiligen Schläger. Wie der Kopf selbst sind auch die Ver­ bindungsstellen beider Schlägerteile sowie Schraubenbolzen und -mutter einer ständigen, hohen Stoßbeanspruchung ausgesetzt. Nach wenigen Be­ triebsstunden des Brechers ist eine Kontrolle der Schläger auf festen Sitz notwendig. Sehr oft ist ein Nachziehen der Schraub­ verbindung erforderlich. Eine Verbesserung bewirkt die direkte Verschraubung mit einem Klemmstück und ein verstärkter Form­ schluß zwischen Grundkörper und Kopf in der Art eines Wider­ hakens, wie im genannten Ausführungsbeispiel beschrieben. Aller­ dings ist an diesem Beispiel die Überleitung der auf die Schlag­ kante wirkenden Rückschlagkräfte in den Grundkörper unbefrie­ digend, was sich insbesondere bei hartem Brechgut in einer hohen Bruchgefahr des äußeren Kopfteils und negativ auf die Festig­ keit der Verbindung von Grundkörper und Kopf auswirkt. Der Ver­ schleiß des Schlägers bei Dauerbetrieb ist immer noch zu hoch. Ziel der Erfindung sind

• - die Senkung der Verschleißkosten und des Wartungsaufwandes und
• - die Erhöhung der Standzeit des Schlägers und der Ökonomie des Brechereinsatzes.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Schläger insbeson­ dere für Hammerbrecher zu schaffen, der eine höhere Festigkeit der Verbindung zwischen Grundkörper und Kopf besitzt und die Rückschlagkräfte verschleißarm in den Grundkörper ableitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kenn­ zeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst. Zweckmäßige Aus­ führungen weisen darüber hinaus die Merkmale des Unteranspruchs auf.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 die Vorderansicht des Schlägers mit teilweisem Schnitt des Grundkörpers

Fig. 2 den vollständigen Schnitt des Grundkörpers nach Fig. 1

Fig. 3 die Ansicht der Unterseite des Grundkörpers mit Schnittdarstellung der Achsbohrung

Fig. 4 die Vorderansicht des Schlägerkopfes

Der Schläger (Fig. 1) besteht aus einem massiven, in Drehrich­ tung des Rotors gekrümmten, kommaförmigen Grundkörper 1 und einem mit ihm lösbar verbundenen Kopf 2. Beide Teile sind aus Stahlguß GS 40 Mn Sr Si3 gefertigt. An der Schlagkante des Kopfes 2 ist als eine Variante ein Hartmetalleinsatz 3, vorwiegend aus Wolfram­ karbid, eingelötet. Der Grundkörper 1 weist an seinem stärker aus­ gebildeten Ende eine durchgehende, zum Kopf 2 quer verlaufende Achsbohrung 4 auf. Quer zu dieser ist etwa in der Mitte eine zwei­ te Bohrung 5 vorgesehen, die in eine Aussparung 6 seiner Hohl­ wölbung mündet (Fig. 2). Die Aussparung 6 ist seitlich durch eine konkave Anlagefläche 7 in der Nähe der Achsbohrung 4, durch eine gegenüberliegende Schräge 8 und durch zwei gegenüberliegende Führungsflächen 9 sowie durch eine die Bohrung 5 aufnehmende In­ nenfläche 10 begrenzt (Fig. 2; 3). Die Schräge 8 und die Innenflä­ che 10 weisen dabei eine flache, innere Aussparung 11 auf. Trotz der Aussparung 6 ist der Querschnitt des Grundkörpers 1 seines zwischen der Bohrung 5 und der achsfernen Kante 12 gelegenen Ab­ schnitts stark ausgeführt. Diese Kante 12 besitzt in der Mitte eine Einkerbung 13. Die Achsbohrung 4 ist in ihrer Mitte zu einer Ringkammer 14 aufgeweitet, die über eine Radialbohrung 15 mit einem Schmiermittel gefüllt wird. Sie ist bis zu einer Tiefe von 1,5 mm induktionsgehärtet.

Der Schlägerkopf 2 (Fig. 4) besteht in Längsrichtung gesehen aus einem inneren Abschnitt 16 und einem zu diesen längeren und um 30 Grad abgewinkelten äußeren Abschnitt 17. Die Stirnseite des inneren Abschnitts 16 ist als konvexe Anlagefläche 18 ausgebil­ det. Der äußere Abschnitt 17 verjüngt sich zu seiner Vorderkante hin, in die der Hartmetalleinsatz 3 eingelötet ist. Auf seiner der Umlaufrichtung abgewandten Seite sitzt eine Nase 19, die die Form einer dreiseitigen Pyramide hat, deren eine Seite parallel zur Vorderkante des äußeren Abschnitts 17 liegt. Im inneren Ab­ schnitt 16 ist eine zur Bohrung 5 des Grundkörpers 1 fluchten­ de Bohrung 20 angeordnet, die in einer sechskantförmigen Vertie­ fung 21 endet.

Im Betriebszustand ist der Grundkörper 1 vermittels seiner Achsbohrung 4 drehbar auf einer Achse am Rotorumfang des Ham­ merbrechers gelagert und der Kopf 2 mit seinem inneren Abschnitt 16 vollständig und seinem äußeren Abschnitt 17 teilweise in der Aussparung 6 eingebettet bzw. eingefaßt. Grundkörper 1 und Kopf 2 sind durch einen Schraubenbolzen und eine Schraubenmutter anein­ andergepreßt, wobei der Schraubenkopf in der Vertiefung 21 liegt. Die Schraubverbindung sichert nicht nur den Formschluß des inne­ ren Abschnitts 16 in der Hohlwölbung des Grundkörpers 1, sondern auch den Formschluß des äußeren Abschnitts 17 im Grundkörper 1 durch die Nase 19 und die Einkerbung 13.

Durch diese Konstruktion wird in hohem Maße eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden Schlägerteilen 1; 2 erreicht, die kraft­ schlüssige Verbindung hat überwiegend eine Sicherungsfunktion für den Formschluß. Für die Übertragung der beim Schlag auftreten­ den Rückschlagkräfte zumindestens spielt sie eine untergeordnete Rolle. Der größere Teil der Rückschlagkräfte wirkt direkt über die Nase 19 auf den auch in diesem Bereich massiv ausgebildeten Grundkörper 1, trifft praktisch auf einen Amboss. Eine Bruchgefahr für den äußeren Abschnitt 17 des Kopfes 2 besteht nicht. Der klei­ nere Teil der Rückschlagkräfte wird längs des Kopfes 2 über die Innenfläche 10, vornehmlich aber über die Anlageflächen 18 und 7 in den Grundkörper 1 abgeleitet. Die Anlagefläche 7 fungiert als Widerlager für die radialen Rückschlagkräfte. Diese Art des Ab­ fangens der Rückschlagkräfte beansprucht die Verbindungsstellen zwischen den beiden Schlägerteilen 1; 2 und die Schraubverbindung minimal; die Folge ist eine über lange Zeit feste Verbindung zwischen ihnen.

Claims (2)

1. Schläger für Hammerbrecher und -mühlen aus einem Grundkörper und einem mit diesem verschraubten, die Schlagkante aufweisenden Schlägerkopf, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schlägerkopf (2) mit einem inneren Abschnitt (16) vollständig in einer Ausspa­ rung (6) des Grundkörpers (1) eingebettet ist, die der Umlaufrichtung des Schlägers ab gewandte Seite des äußeren Abschnitts (17) des Kopfes (2) an einer Schräge (8) des Grundkörpers (1) anliegt und eine zur Schlagkante hin breiter werdende Nase (19) auf­ weist, die in eine paßgerechte Aussparung (13) des Grundkörpers (1) eingreift, der innere Abschnitt (16) am Ort seiner Bohrung (20) zu einer schraubenkopf­ förmigen Vertiefung (21) aufgeweitet ist und der Grundkörper (1) auch im achsfernen Bereich kompakt ausgebildet ist.

2. Schläger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Abschnitt (17) des Kopfes (2) zu dessen innerem Abschnitt (16) um 30 Grad abgewin­ kelt ist, die Stirnseite des inneren Abschnitts (16) als konvexe Anlagefläche (18) ausgeführt ist, die an einer konkaven Anlagefläche (7) des Grundkörpers (1) anliegt, die Nase (19) die Form einer dreisei­ tigen Pyramide hat und die Aussparung des Grund­ körpers (1) eine durch zwei Dreiecksseiten begrenz­ te Einkerbung (13) in der Schräge (8) ist.