DE19600883C1 - Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Massen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Massen mit einem Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse rotierenden Rotor, welcher mit einer gradzahligen Anzahl von mindestens vier symmetrisch auf seinem Umfang angeordneten Schlagleisten bestückt ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 39 11 086 A1 bekannt. Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise zur Prallzerkleinerung von Mineral- und Sekundärrohstoffen oder bei der Prallzerkleinerung zur Aufbereitung von Baurestmassen und anderen Reststoffen, wie z. B. Schlacken eingesetzt.

Bei bekannten Vorrichtungen der voranstehend genannten Art bestehen die Schlagleisten aus jeweils dem gleichen verschleißfesten oder hochverschleißfesten Eisenwerkstoff. Dabei wird die Art des Werkstoffs der Schlagleisten und dessen Verschleißfestigkeit in Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu brechenden Materialien, insbesondere deren Härte, Sprödigkeit und Geometrie ausgewählt. Im Laufe ihres Einsatz sind die Schlagleisten einer erheblichen mechanischen Belastung und damit einhergehend einem erheblichen Verschleiß unterworfen. Aus diesem Grund ist bei den bekannten Vorrichtungen vorgesehen, die Schlagleisten in bestimmten Zeitabständen auszutauschen.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist die erzielbare Brechleistung im wesentlichen abhängig von der Größe der jeweiligen Vorrichtung. Dabei kann bei noch unverschlissenen Schlagleisten der selektive Anteil von Grobkorn über Feinkorn zu Sand im aus der Vorrichtung austretenden Brechgut über die individuell einstellbare Breite des kleinsten Spalts zwischen der Schlagleiste und der untersten dem Brechergehäuse zugeordneten Prallschwinge gesteuert werden. Eine weitere Möglichkeit, das Brechergebnis bei den bekannten Vorrichtungen zu beeinflussen, besteht in der Regelung der Drehzahl des Rotors.

Bei der praktischen Erprobung von Prallzerkleinerungs­ vorrichtungen der voranstehend erläuterten Art hat sich gezeigt, daß das Brechgut oftmals einen unerwünscht hohen Sandanteil bei einer gleichzeitig verminderten Durchsatzleistung aufweist. Darüber hinaus ist festgestellt worden, daß die Schlagleisten insbesondere bei der Aufgabe von großvolumigem zu zerkleinernden Brechgut zu einem ungleichmäßigen Verschleiß neigen. Dieser ungleichmäßige Verschleiß führt dazu, daß bei fortgeschrittener Einsatzdauer die bekannten Vorrichtungen nicht mehr optimal eingestellt werden können. Dies hat zur Folge, daß der Anteil an übergroßem Korn in dem gebrochenen Gut ansteigt.

Der ungleichmäßige vorzeitige Verschleiß der Schlagleisten macht es bei den bekannten Vorrichtungen in relativ kurzen Zeitabständen erforderlich, die Schlagleisten gegen neue Leisten auszutauschen. Die damit einhergehende Unterbrechung des Betriebs führt zu einer zusätzlichen Erhöhung- der Betriebskosten der bekannten Vorrichtung.

Zur Erhöhung der erzielbaren Durchsatzleistung eines Prallbrechers bei gleichzeitig verringertem Verschleiß wird in der DE 44 09 037 A1 vorgeschlagen, den Verschleiß der Schlagleisten eines mit Schlagleisten von paarweise unterschiedlicher Höhe bestückten Rotors dadurch festzustellen, daß anhand geeigneter Schablonen die im Laufe der Einsatzdauer abnehmende Höhe der höheren Schlagleisten und die damit einhergehende Verformung der Oberfläche der betreffenden Schlagleiste festzustellen. Anhand des Ergebnisses dieser Messung wird dann die Drehzahl des Rotors dem Verschleiß entsprechend eingestellt. Die regelmäßig durchzuführende Überprüfung des Verschleißes der Schlagleisten ist zeitaufwendig und umständlich durchzuführen. Darüber hinaus kann durch die dem festgestellten Verschleiß angepaßte Drehzahleinstellung zwar die Durchsatzleistung des bekannten Prallbrechers erhöht werden. Eine Verminderung des Verschleißes der Schlagleisten stellt sich jedoch nicht ein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich ihrer zwischen einem Auswechseln der Schlagleisten vergehenden Einsatzdauer und hinsichtlich ihres Brechergebnisses zu verbessern.

Die voranstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die halbe Anzahl der Schlagleisten eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist, als die andere Hälfte der Anzahl der Schlagleisten und daß die Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit und die Schlagleisten geringerer Verschleißfestigkeit in abwechselnder Reihenfolge aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Schlagleisten in zwei Gruppen einzuteilen. Die eine Gruppe dieser Schlagleisten, nämlich die mit einer hohen Verschleiß­ festigkeit, hat die Aufgabe, die eigentliche Brecharbeit durchzuführen. Die andere Hälfte der Schlagleisten, von denen jeweils eine zwischen zwei benachbart angeordneten Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit angeordnet ist, hat dagegen die Aufgabe die Arbeit der Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit zu unterstützen. Diese Unterstützung besteht darin, großvolumige, zu zerkleinernde Teile zu zerkleinern, bevor diese einen Verschleiß bei den "Arbeits"-Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit bewirken können. Die geringere Verschleißfestigkeit der "Unterstützungs"-Schlagleisten führt dabei dazu, daß diese Schlagleisten früher verschleißen als die "Arbeits"-Schlagleisten. Dies wiederum hat zur Folge, daß das während des Brechvorgangs erzielte Prallverhalten mit zunehmender Abnutzung der "Unterstützungs"-Schlagleisten gerichteter wird. Damit einhergehend wird der Brechvorgang sowohl hinsichtlich der Schlagleisten als auch hinsichtlich des zu zerkleinernden Guts schonender, so daß der Sandanteil im zerkleinerten Gut geringer wird und die Durchsatzleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ansteigt. Da gleichzeitig die "Arbeits"-Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit einem weniger starken Verschleiß ausgesetzt sind und die "Unterstützungs"-Schlagleisten geringerer Verschleißfestigkeit bis zu einem sehr viel größeren Verschleißgrad genutzt werden können, als dies bei den bekannten Rotorbestückungen der Fall ist, steigt die zwischen jedem Auswechseln der Schlagleisten vergehende Einsatzdauer der erfindungsgemäßen Vorrichtung an.

Eine im Hinblick auf einen schon zu Beginn des Einsatzes unverbrauchter Schlagleisten schonenden Brechvorgang optimierte Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit eine größere Höhe aufweisen, als die Schlagleisten geringerer Verschleißfestigkeit. Bei einem derart bestückten Rotor stehen die "Arbeits"-Schlag­ leisten hoher Verschleißfestigkeit weiter von dem Grundkörper des Rotors ab, als die "Unterstützungs"- Schlagleisten, so daß von Anfang an der Prallvorgang gerichteter erfolgt, als dies bei einer gleichen Höhe von "Arbeits"- und "Unterstützungs"-Schlagleisten der Fall ist. Bei der praktischen Erprobung der Erfindung hat es sich in diesem Zusammenhang herausgestellt, daß besonders günstige Betriebsbedingungen beim Einsatz von unver­ brauchten Schlagleisten dann erzielt werden, wenn die Höhe der Schlagleisten geringer Verchleißfestigkeit 70% bis 90% der Höhe der Schlagleisten hoher Verschleiß­ festigkeit beträgt.

In Abhängigkeit von den Eigenschaften des jeweils zu zerkleinernden Gutes sollten die Schlagleisten hoher Verschleißfestigkeit vorzugsweise aus einem hoch verschleißfesten Eisenwerkstoff, einen hoch verschleißfest-duktilen Eisenwerkstoff, einen hart-zähen, überwiegend selbsthärtenden Eisenwerkstoff mit einem metallkarbidischen Anteil in der Matrix oder einem Eisen- Keramik-Verbundwerkstoff bestehen, welche Härtewerte zwischen 45 HRc und 67 HRc aufweisen.

Demgegenüber sollten die Schlagleisten geringerer Verschleißfestigkeit aus einem hart-zähen, selbsthärtenden Eisenwerkstoff oder aus einem vergüteten Stahl bestehen. Dabei hat es sich im Fall der Verwendung eines Eisenwerkstoffs zur Herstellung der Schlagleisten geringerer Verschleißfestigkeit als vorteilhaft erwiesen, wenn der betreffenden Eisenwerkstoff einen Mangan-Gehalt von 12-25% und einem Chrom-Gehalt von 0,5-7% aufweist.

Vorzugsweise sollten die Schlagleisten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusätzlich im Bereich ihrer seitlichen Enden mindestens an ihrer freien Oberseite in Richtung ihrer Querseiten abgeschrägt sein. Auf diese Weise wird verhindert, daß bei zunehmendem Verschleiß der Schlagleisten im Bereich der Schlagleistenenden vorstehende Kanten entstehen, die eine exakte Einstellung des Spaltes zwischen den Schlagleisten und der am Brechergehäuse befestigten untersten Prallschwinge behindert. Dabei hat sich bei der praktischen Erprobung der erfindungsgemäßen Vorrichtung herausgestellt, daß es günstig ist, wenn die Höhe der Abschrägung bezogen auf die Oberfläche der Oberseite der Schlagleisten und die Länge der Abschrägung gemessen in der Verlängerung der Oberfläche der Oberseite im Verhältnis 1:1 bis 1:3 zueinander stehen.

Im Hinblick auf eine leichte Auswechselbarkeit und eine Kostenersparnis ist es günstig, wenn auch die Schlagleisten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in bekannter Weise zweiteilig ausgeführt sind.

Eine weitere Verbesserung des Brechergebnisses läßt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erzielen, daß die in Arbeitsrichtung gerichtete Schlagkante der Schlagleisten in einem Radius abgerundet ist, der mindestens 5 mm beträgt und maximal gleich der Hälfte der Breite der Schlagleiste ist. Durch eine solche Abrundung der Schlagkante wird das sich beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung einstellende gerichtete Prallverhalten zusätzlich unterstützt. Je gerichteter dieses Prallverhalten ist, desto geringer ist der Anteil an Feinkorn im zerkleinerten Gut. Darüber hinaus wird durch die Abrundung der Schlagkante die Gefahr eines vorzeitigen Ausbrechens der Schlagkante vermindert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen in einer Vorrichtung zum Zerkleinern von beispielsweise Baurestmassen eingesetzten Rotor mit einer ersten Schlagleistenbestückung in einer seitlichen Schnittansicht;

Fig. 2 den Rotor nach Fig. 1 mit einer alternativen Schlagleistenbestückung in einer seitlichen Schnittansicht;

Fig. 3 den Rotor nach Fig. 1 mit einer weiteren Schlagleistenbestückung in einer seitlichen Schnittansicht;

Fig. 4 den Rotor nach Fig. 1 mit einer vierten Schlagleistenbestückung in seitlicher Schnittansicht;

Fig. 5 eine Schlagleiste in perspektivischer Ansicht;

Fig. 6 die Schlagleiste nach Fig. 5 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie I-I in teilweiser Ansicht.

Ein zum Einsatz in einer weiter nicht gezeigten Vorrichtung zum Zerkleinern von Baurestmassen bestimmter Rotor 1 weist insgesamt vier sich koaxial zur Drehachse X des Rotors 1 sich erstreckende, in den Grundkörper 2 des Rotors 1 eingeformte Aufnahmen 3 auf, in denen Schlag­ leisten 4, 5, 6, 7 über nicht gezeigte Befestigungselemente lösbar gehalten sind. Die Schlagleisten 4, 5, 6, 7 sind dabei sowohl hinsichtlich der in Fig. 1 Vertikalen V als auch hinsichtlich der in Fig. 1 gezeigten Horizontalen H symmetrisch derart angeordnet, daß die der Drehrichtung D des Rotors 1 abgewandte Rückseite R der Schlagleisten 4, 5, 6, 7 jeweils an die Achsen V, H angrenzt.

Die gegenüberliegend angeordneten Schlagleisten 4, 6 bestehen aus einem hoch verschleißfesten-duktilen Eisenwerkstoff. Diese Schlagleisten 4, 6 hoher Verschleißfestigkeit sind die "Arbeits"-Schlagleisten, welche die eigentliche Prallarbeit leisten. Die jeweils zwischen den Schlagleisten 4, 6 angeordneten Schlagleisten 5, 7 bestehen dagegen aus einem hart-zähem, vornehmlich selbsthärtenden Eisenwerkstoff, und weisen eine geringere Verschleißfestigkeit auf. Die Schlagleiste 5, 7 bilden die "Unterstützungs"-Schlagleisten, welche zu einem früheren Zeitpunkt verschleißen als die Schlagleisten 4, 6.

Die "Unterstützungs"-Schlagleisten 5, 7 weisen eine frei über den Umfang des Grundkörpers 2 des Rotors 1 hinausragende Höhe h auf, die etwa 80% der Höhe h′ beträgt, um die die Schlagleisten 4, 6 hoher Verschleißfestigkeit über den Umfang des Grundkörpers 2 des Rotors 1 hinausragen.

Jede der Schlagleisten 4, 5, 6, 7 ist im Bereich der seitlichen Enden E ihrer Oberseite O und ihrer Unterseite U in Richtung zu der jeweiligen Querseite Q abgeschrägt. Dabei beträgt das Verhältnis der Höhe, um welche die Kante zwischen der Seitenfläche Q und der abgeschrägten Fläche F tiefer liegt als die Oberfläche der Oberseite O, und die in Fortsetzung der Oberfläche der Oberseite O gemessene Länge L der Schrägfläche 1 : 3.

Die Schlagkante S zwischen der Oberseite O und der Vorderseite F der Schlagleisten 4, 5, 6, 7 ist jeweils in einem Radius r abgerundet, der mindestens 5 mm beträgt und maximal gleich der Hälfte der Breite B der Schlagleisten 4, 5, 6, 7 ist.

Die in Fig. 1 gezeigte und voranstehend erläuterte Schlagleistenbestückung des Rotors 1 eignet sich besonders zur Zerkleinerung von Mineralrohstoffen, Naturstein und für die Aufbereitung von Sekundärrohstoffen, wie z. B. Klinker und Baurestmassen. Im Unterschied dazu ist bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Rotor 1 mit "Arbeits"- Schlagleisten 20, 21 bestückt, welche aus einem hoch verschleißfesten-duktilen Eisenwerkstoff bestehen. Die "Unterstützungs"-Schlagleisten 22, 23 sind dagegen aus einem hart-zähen, vornehmlich selbsthärtenden Eisenwerkstoff geringerer Verschleißfestigkeit hergestellt. Eine solche Schlagleistenbestückung eignet sich insbesondere zur Aufbereitung von Mineralrohstoffen, wie Naturstein, sowie für die Aufbereitung von Sekundärrohstoffen und Baurestmassen ohne metallische Bestandteile.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rotor 1 mit "Arbeits"-Schlagleisten 30, 31 aus hoch verschleißfestem Eisenwerkstoff mit ausgeprägter Duktilität und mit "Unterstützungs"-Schlagleisten 32, 33 bestückt, die aus einem hart-zähen, überwiegend selbsthärtenden Eisenwerkstoff gefertigt sind. Eine derartige Schlagleistenbestückung eignet sich insbesondere für die Aufbereitung von unsortierten Baurestmassen mit metallischen Bestandteilen bei einer größtmöglichen Größe der zu zerkleinernden Massenteile.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Bestückung des Rotors 1 sind schließlich die "Arbeits"-Schlagleisten 40, 41 aus einem hart-zähen, überwiegend selbsthärtenden Eisenwerkstoff mit einem ausgeprägten metallkarbidischen Anteil in der Matrix hergestellt, während die "Unterstützungs"- Schlagleisten aus einem selbsthärtenden hart-zähen Material hergestellt sind. Diese Bestückung des Rotor 1 ist insbesondere zur Aufbereitung von stark armiertem Beton beim Recycling von Baurestmassen geeignet.

Die in den Fig. 2, 3, 4 gezeigten Schlagleisten 20- 23, 30-33, 40-43 stimmen hinsichtlich ihrer Formgebung, ihren Abmessung und ihrer Funktion mit den voranstehend im einzelnen erläuterten Schlagleisten 4, 5, 6, 7 überein, die in Fig. 1 gezeigt sind.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Massen, insbesondere zum Zerkleinern von Mineral- und Sekundärrohstoffen, mit einem Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse rotierenden Rotor, welcher mit einer gradzahligen Anzahl von mindestens vier symmetrisch auf seinem Umfang angeordneten Schlagleisten (4-7, 20-23, 30-33, 40-43) bestückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die halbe Anzahl der Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist als die andere Hälfte der Anzahl der Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) und daß die Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) hoher Verschleißfestigkeit und die Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) geringerer Verschleißfestigkeit in abwechselnder Reihenfolge aufeinanderfolgend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) hoher Verschleißfestigkeit eine größere Höhe aufweisen als die Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) geringerer Verschleißfestigkeit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) geringer Verschleißfestigkeit 70-90% der Höhe (h′) der Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) hoher Verschleißfestigkeit beträgt.

4. Vorrichtung nach einen, der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) hoher Verschleißfestigkeit aus einem hochharten Eisenwerkstoff, einem hochverschleißfest-duktilen Eisenwerkstoff, einem hart-zähen, überwiegend selbsthärtenden Eisenwerkstoff mit einem metallkarbidischen Anteil in der Matrix oder einem Eisen- Keramik-Verbundwerkstoff mit Härtewerten zwischen 45 HRc und 67 HRc bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) geringerer Verschleißfestigkeit aus einem hart-zähen, selbsthärtenden Eisenwerkstoff bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) einen Mangan-Gehalt von 12-25% und einen Chrom-Gehalt von 0,5-7% aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten (5, 7, 22, 23, 32, 33, 42, 43) geringerer Verschleißfestigkeit aus einem vergüteten Stahl bestehen.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten (4-7, 20-23, 30-33, 40-43) im Bereich ihrer seitlichen Enden (E) mindestens an ihrer Oberseite (O) in Richtung ihrer Querseiten (Q) angeschrägt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (T) der Abschrägung bezogen auf die Oberfläche der Oberseite (O) und die Länge (L) der Abschrägung (F) gemessen in der Verlängerung der Oberfläche der Oberseite (O) im Verhältnis 1 : 1 bis 1 : 3 zueinander stehen.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) zweiteilig ausgeführt sind.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Arbeitsrichtung (D) gerichtete Schlagkante (S) der Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) in einem Radius (r) abgerundet ist, der mindestens 5 mm beträgt und maximal gleich der Hälfte der Breite (B) der Schlagleisten (4, 6, 20, 21, 30, 31, 40, 41) ist.