DE2528237C2 - Überlastschutz für Kegelbrecher - Google Patents
Überlastschutz für KegelbrecherInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlastschutz für Kegelbrecher, dessen Crechkegel über seine Achse
auf einer ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (erster Kolben, erster Zylinder) höhenverstellbar
abgestützt ist, welche an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ist und mit einer zweiten hydraulischen
Kolben-Zylinder-Einheit (zweiter Kolben, zweiter Zylinder) kommuniziert, wobei der zweite Kolben gegen
eine von einem Druckmittel hervorgerufene Gegenkraft im Normalbetrieb federnd ausweichen kann.
Bei einer aus der britischen Patentschrift 10 80 085 (eine ähnliche vorbekannte Anordnung ist auch bereits
in der britischen Patentschrift 7 39 348 beschrieben) gezeigten Überlastschutz-Einrichtung für Kegelbrecher
sorgt die in der zweiten Koiben-Zylinder-Einheit vorhandene, die Gegenkraft erzeugende Luft dafür, daß
der Brechkegel bei einem Anstieg des axialen Dntcks im Brechspalt unter Kompression dieser Luft ausweichen
kann. Damit stellt diese zweite Kolben-Zylinder-Einheit in ihrer Wirkung eine Luftfeder für den Brechkegel dar.
Der wesentliche Nachteil hierbei liegt jedoch darin, daß
die in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit komprimierbare Luft in ein fest vorgegebenes Volumen, nämlich das
Zylindervolumen oberhalb des zweiten Kolbens eingeschlossen ist, so daß die Gegenkraft in dem Maße
anwächst, in dem die Öffnung des Brechspaltes größer wird Eine derartige Zunahme des Widerstandes gegen
die Öffnung des Brechspaltes bei Überlastung ist jedoch für einen wirkungsvollen Überlastschutz äußerst unerwünscht
'
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Überlastschutz für Kegelbrecher der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß im Überlastfall der Brechkegel gegen eine im Vergleich zum Normalbetrieb
verminderte Kraft ausweichen kann.
2^ Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß die Speisestromstärke des elektrischen Antriebsmotors des Kegelbrechers und/oder der Druck
im Hydrauliksystem gemessen und im Überlastfall, d. h. bei Überschreiten des Meßwertes über einen vorgegebenen
Grenzwert, die auf den zweiten Kolben wirkende Gegenkraft mittels einer Steuereinrichtung während
der Dauer des Überlastfalles soweit vermindert wird, daß sich der erste Kolben und damit der Brechkegel
absenken.
!5 Durch die Verminderung der Gegenkraft wird somit
bei der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik ein erheblich
wirkungsvollerer Überlastschutz mit einer definierten Gegenkraft geschaffen, weil die Öffnung des Brechspaltes
nicht mit einem unkontrollierten Druckanstieg verbunden ist. Die Öffnung des Brechspaltes im
Überlastfall erfolgt vielmehr unter dem verminderten Gegendruck des Druckmittels.
Damit unterscheidet sich die erfindungsgemäße Lösung auch grundlegend von dem Vorschlag der
deutschen Patentschrift 9 40 028, bei der ein Überlastungsventil vorhanden ist, welches plötzlich bei
Überdruck öffnet. Dies wiederum führt in den üblicherweise als Hochdrucksystem aufgebauten Hy-
)ü drauliksystemen zu gefährlichen Druckwellen, die ein
solches Hydrauliksystem ernsthaft gefährden können. Bekanntlich ist das bewegliche Ventilorgan eines in
einem hydraulischen Hochdrucksystem benutzten Sicherheitsventils außerdem mit dem Nachteil behaftet,
daß die im System auftretenden Druckstöße beim öffnen des Ventils auf das bewegliche Ventilorgan
rückwirken, das einem rückwärts gerichteten Druckstoß in der Schließrichtung ausgesetzt wird und plötzlich
schließt, wonach das Ventil von der Druckwelle in der entgegengesetzten Richtung in die offene Lage
geworfen wird usw.
In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen, die vorstehend beschriebenen Nachteile herkömmlicher
Überlastschutz-Einrichtungen vermeidenden Vorrich-
b5 tung kann vorgesehen sein, daß das die Gegenkraft
hervorrufende Druckmittel eine von der Steuereinrichtung betätigte, doppeltwirkende pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit
(dritter Kolben, dritter Zylinder) ist.
wobei der dritte Kolben starr mit dem zweiten Kolben verbunden ist und der dritte Zylinder starr mit dem
zweiten Zylinder verbunden und gegenüber diesem abgedichtet ist.
Anstelle einer solchen dritten Kolben-Zylinder-Einheit wäre es gemäß einem weiteren Merkmal der
vorliegenden Erfindung auch möglich, daß das die Gegenkraft hervorrufende Druckmittel ein auf den
zweiten Kolben wirkendes Gewicht ist, das durch Wegnehmen und Wiederaufsetzen von Teilgewichten
während der Dauer des Oberlastfalles verringerbar ist.
Besonders vorteilhaft hat es sich bei einer derartigen Vorrichtung mit als Gewicht ausgebildeter Gegenkraft
erwiesen, daß das Gewicht außer auf den zweiten Kolben auch auf einen damit einstückig ausgebildeten
vierten Zylinder einer anderen doppeltwirkenden pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit (vierter Kolben,
vierter Zylinder) wirkt, wobei der zweite Zylinder zugleich als ortsfester vierter Kolben dient
Kräftige, schockartige Druckänderungen im Hydrauliksystem können zweckmäßig dadurch abgefangen
werden, daß zwischen dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder eine Drosselstelle eingeschaltet und
zwischen dieser Drosselstelle und dem ersten Zylinder ein Druckmittelpuffer angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung näher
erläutert Dabei zeigt
F i g. 1 schematisch und im Vertikalschnitt einen Teil
eines mit dem Überlastschutz gemäß der Erfindung ausgerüsteten Kegelbrechers,
F i g. 2 in stark schematisierter Darstellung eine Abänderung von F i g. 1, und
Fig.3 in stark schematisierter Darstellung eine weitere Abänderung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Brecher 1 umfaßt einen Brcchmantel 2 mit einer im wesentlichen
kegelförmigen Brechfläche 3 und einen Brechkegel 4 mit einer im wesentlichen kegelförmigen Brechfläche 5.
Der Brechkegel 4 befindet sich im Brechmantel 2 und wird von einem nicht gezeigten Antriebsmotor in eine
kreiselnde Bewegung um eine Achse 6 versetzt. Um eine Änderung einer zwischen den Brechflächen 3, 5 des
Brechkegels 4 und des Brechmantels 2 gebildeten Spaltöffnung 7 zu ermöglichen, ist der Brechkegel 4 in
axialer Richtung verschiebbar zusammen mit einem in einem ersten Zylinder 8 verschiebbaren Kolben 9, der
mittels einer Druckflüssigkeit 10 im ersten Zylinder 8 verschiebbar ist. Der Raum im ersten Zylinder 8 unter
dem Kolben 9 steht über eine Leitung 11 in Verbindung
mit einem Druckflüssigkeitsbehälter 12, der mit einer Pumpe 13 ausgerüstet ist, sowie mit einem zweiten
Zylinder 14, der einen verschiebbaren zweiten Kolben 15 enthält Der zweite Kolben 15 ist in der dargestellten
Ausführungsform starr verbunden mit einem dritten Kolben 16, der in einem dritten Zylinder 17 unter der
Einwirkung der Druckflüssigkeit 10 verschiebbar ist, welche den zweiten Kolben 15 im zweiten Zylinder 14
umschließt und mit dem ersten Zylinder 8 in Verbindung steht. Die beiden Zylinder 14, 17 sind gegeneinander
abgedichtet. Der dritte Kolben 16 ist in der dargestellten Ausführungsform doppeltwirkend und unterteilt den
dritten Zylinder 17 in zwei Kammern 18, 19, die über eine Leitung 21 miteinander in Verbindung stehen.
Ferner steht die eine Kammer 19 im dritten Zylinder 17 über eine Leitung 22 mit der Außenluft in Verbindung.
Jede der Leitungen 21, 22 besitzt ein Ventil 23 bzw. 24.
durch welches die Verbindung zwisdien der Kammer 18 und der Kammer 19 bzw. mit der Außenluft
unterbrochen werden kann. Das zweite Druckmittel 20, welches vorzugsweise ein verdichtbares Druckmittel ist,
beispielsweise Luft steht über einen Druckregler 25 in Verbindung mit einer nicht gezeigten Druckquelle.
Der soweit beschriebene Teil des Oberlastschutzes ermöglicht es dem Brecher, bei konstanter Belastung
unter verhältnismäßig normalen Arbeitsbedingungen zu
ίο arbeiten. Bei größerer Überlastung des Brechers kann
es jedoch in gewissen Fällen notwendig sein, die Spaltöffnung 7 zu erweitern. Oberlastungen des
Brechers führen zu einer Steigerung der Speisestromstärke des Antriebsmotors, und in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel wird erfindungsgemäß diese Stromstärke mittels eines Abfühlgiiedes 26 abgefühlt
das an die beiden Ventile 23,24 angeschlossen ist, die in
der dargestellten Ausführungsform zweckdienlicherweise solenoidbetätigte Ventile sind. Ferner ist die
Kolbeneinheit aus dem zweiten Kolben 15 und dem dritten Kolben 16 mit einem sich außerhalb der
Zylindereinheit bestehend aus dem zweiten Zylinder 14 und dem dritten Zylinder 17, erstreckenden Indikator 27
versehen, der die Lage des Kolbens im zweiten Zylinder 14 anzeigt
Zur Einstellung der geringsten Spaltöffnung 7 im Brecher 1 wird die Druckflüssigkeit 10 mittels der
Pumpe 13 vom Druckflüssigkeitsbehälter 12 in einem zweckdienlichen Volumen und unter einem zweckdienliehen
Druck zu dem ersten Zylinder 8 und dem zweiten Zylinder 14 gepumpt, wobei das zweite Druckmittel 20
unter beispielsweise einem solchen Druck in die Zylinderkammer 18 des dritten Zylinders 17 eingebracht
wird, daß sich die Kolbeneinheit aus dem zweiten Kolben 15 und dem dritten Kolben 16 im Leerlaufzustand
des Brechers in ihrer unteren Endlage befindet (F i g. 1). Das Ventil 23 ist nun geschlossen, während das
Ventil 24 offen ist. Wenn also in den Brecher 1 eingegebene, zu brechende Teilchen infolge ihrer
veränderlichen Anhäufung oder Größe eine gesteigerte Druckkraft auf den Brechkegel 4 ausüben, kann der
Brechkegel 4 entgegen einer elastischen nachgiebigen Kraft durch die Verschiebung des ersten Kolbens 9 im
ersten Zylinder 8 verschoben werden, wobei die
α Druckflüssigkeit 10 die Druckschwankungen über die
Leitung 11 auf den zweiten Zylinder 14 zwecks Betätigung des zweiten Kolbens 15 überträgt, welcher
dann aufwärts gedrückt wird. Gegen die Oberseite des dritten Kolbens 16 wirkt eine Gegenkraft, derart, daß
>" die Bewegung der Kolbeneinheit aus dem zweiten
Kolben 15 und dem dritten Kolben 16 von der Bewegungsrichtung der resultierenden Kraft abhängig
wird, und durch die Verdichtbarkeit des zweiten Druckmittels 20 wird eine »federnde« Gegenkraft auf
die Kolbeneinheit aus dem zweiten Kolben 15 und dem dritten Kolben 16 ausgeübt, die bei Überlastung des
Brechers bestrebt ist, sich nach oben zu bewegen. Bei extremer Überlastung des Brechers steigt die Speisestromstärke
für den (nicht gezeigten) Antriebsmotor des Brechkegels 4, und dies wird vom Abfühlglied 26
abgefühlt, das bei einem voreingestellten Wert der Speisestromstärke die Ventile 23, 24 umstellt. Bei
normalen Verhältnissen ist das Ventil 24 offen, während das Ventil 23 geschlossen ist, und bei Überlastung
*>5 werden die beiden Ventile umgestellt, derart, daß das
Ventil 24 geschlossen und das Ventil 23 geöffnet wird. Dabei strömt das genannte zweite Druckmittel 20 auch
in die Zylinderkammer 19 und wirkt mit der
Druckflüssigkeit 10 zusammen, was zu einer Verschiebung des zweiten Kolbens 15 und des dritten Kolbens 16
nach oben und somit zu einer Erweiterung der Spaltöffnung 7 über die normalen Schwankungen der
Spaltöffnung hinaus führt Die Belastung des Antriebsmotors des Brechers sinkt dabei sofort, wie auch die
Speisestromstärke, die mittels des Abfühlgliedes 26 abgefühlt wird, welches, wenn die Stromstärke einen
voreingestellten Wert unterschreitet, die Ventile 23, 24 wieder umstellt, so daß das Ventil 23 geschlossen und
das Ventil 24 geöffnet wird. Kräftige schockartige Druckänderungen im Hydrauliksystem werden zweckmäßig
dadurch aufgefangen, daß in die Leitungen zwischen dem ersten Zylinder 8 und dem zweiten
Zylinder 14 und auf beiden Seiten des Ventils 24 Drosselglieder 28, 29, 30 eingeschaltet sind, die das
Fortpflanzen der Druckschwankungen in den Leitungen verzögern.
Für gewisse Anwendungen kann die mittels der Zylindereinheit aus dem zweiten Zylinder 14 und dem
dritten Zylinder 17 erzielbare Änderung der Spaltöffnung 7 ohne Abfühlen des Speisestromes des Antriebsmotors genügen, in welchem Falle die Regeleinrichtung
nur den Druckregler 25 oder irgendeine andere, zweckdienliche Druckregeleinrichtung umfaßt, beispielsweise
der bei Kompressoren üblichen Art
In der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform, wo für äquivalente Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1
benutzt sind, ist die Zylinderkammer 18 des auf der im Verhältnis zum zweiten Zylinder 14 entgegengesetzten
Seite des dritten Kolbens 16 liegenden dritten Zylinders 17 über ein Druckreduzier- oder Druckregelventil 35
mittels einer Leitung 36 an eine zweckdienliche Druckluftquelie (nicht gezeigt) angeschlossen, beispielsweise
einen Kompressor, und die andere Kammer 19 des dritten Zylinders 17 ist an eine Leitung 37
angeschlossen, die über schließbare Ventile 23', 24' an die Druckquelle und die Außenluft anschließbar ist.
Die oben beschriebene Vorrichtung gemäß F i g. 2 gewährt eine konstante Brechbelastung unter verhältnismäßig
normalen Arbeitsbedingungen und ermöglicht bei höherer Überlastung eine größere Erweiterung des
Brechspaltes durch den Anschluß des Druckluftleitungssystems an einen zweckdienlichen Belastungsfühler
(nicht gezeigt). Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform können die Ventile 23, 24 solenoidgesteuerte
Ventile sein, die an den Belastungsfühler 26 angeschlossen sind, welcher durch Abfühlen des Stromverbrauchs
des Antriebsmotors die Belastung des Brechers abfühlt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der
Belastungsfühler derart angeordnet sein, daß er außerdem oder stattdessen den Hydrauiikuruck des
Hydrauliksystems abfühlt.
Die Druckluft in der Zylinderkammer 19 wirkt also als eine vorbelastende »Luftfeder« für den ersten Kolben 9
im ersten Zylinder 8 und kann jedem erwünschten Vorbelastungsgrad angepaßt werden, um welchen
herum der von der »Luftfeder« betätigte erste Kolben 9 arbeiten kann. Kräftige, schockartig auftretende Druckänderungen
im Hydrauliksystem können von einem an das Hydrauliksystem angeschlossenen Druckmittelpuffer
40 aufgenommen werden, sowie von einer zwischen dem zweiten Zylinder 14 und dem Druckmittelpuffer 40
vorgesehenen Drosselstelle 41. Ferner kann zwischen der Pumpe 13, und dem ersten Hydraulikzylinder 8 bzw.
dem zweiten Hydraulikzylinder 14 ein Druckreduzieroder Regelventil 42 vorgesehen sein.
Die in F i g. 3 gezeigte und nach dem selben Hauptprinzip arbeitende Vorrichtung gemäß der
H) Erfindung kann ohne eine Druckluftquelle und eine Luftfeder, wie die Luftfeder 16, 17 aus drittem Kolben
und drittem Zylinder in Fig. 1 und 2, arbeiten, läßt sich aber, falls erwünscht, leicht mit diesen Hilfsmitteln
kombinieren. Zur Erzeugung der Gegenkraft wird eine
iri nachgiebige Belastung 45 in Form eines oder mehrerer
Gewichte gebraucht. Die Belastung soll durch Aufsetzen von Teilgewichten 456, 45c, 45</ zu einem
Grundgewicht 45a gesteigert werden können. Diese Teilgewichte können eine zweckdienliche Gewichtsse-
M rie für den gesamten Arbeitsbereich des Brechers
darstellen. Das Gewicht 45 wirkt ständig als Belastung auf den Hydraulikdruck über den zweiten Kolben 15 im
zweiten Hydraulikzylinder 14. Bei zunehmendem Druck wird das Gewicht 45 angehoben und bei abnehmendem
?ΐ Druck sinkt das Gewicht 45.
Wie aus F i g. 3 ersichtlich, kann das Grundgewicht 45 oder ein Teil, dem das Gewicht aufruht, die Gestalt eines
vierten Zylinders 17' haben, und der zweite Hydraulikzylinder 14 kann als vierter Kolben 16' im vierten
J» Zylinder 17' angeordnet sein, in welchem Fall der vierte
Kolben 16' und der vierte Zylinder 17' eine Luftfeder mit derselben Aufgabe wie die Luftfeder aus drittem
Kolben und drittem Zylinder in F i g. 1 und 2 bilden kann. In Fig.3 sind deshalb durch strichpunktierte
Ji Linien zwei Anschlußleitungen 36', 37' gezeigt die dem
selben Zweck wie die Leitungen 36, 37 in F i g. 2 dienen und wie diese mit Ventilen (nicht gezeigt) gleich den
Ventilen 35 bzw. 23', 24' in F i g. 2 ausgerüstet sein können.
Die Vorrichtung gemäß F i g. 3 kann auch ohne Luftfeder regelbar gestaltet werden. Sie kann beispielsweise
mit einem Fühler (nicht gezeigt) zum Abfühlen der Belastung des Brechermotors oder des Hydraulikdruckes
oder auch beider ausgerüstet werden, und diese ■»5 Fühler können an eine elektrisch oder hydraulisch
betriebene Vorrichtung (nicht gezeigt) zum Aufsetzen oder Wegnehmen von Teilgewichten 45i>—45t/zwecks
Änderung des Gewichtes 45 und der Voreinstellung des Brecherspaltes angeschlossen werden.
><> Die Vorrichtungen gemäß F i g. 2 und 3 können leicht mit (nicht gezeigten) Gliedern zur Registrierung oder
indizierung der Lage des zweiten Kolbens ί5 bzw. des
vierten Kolbens 16' und somit zur Registrierung der Lage des ersten Kolbens 9 im ersten Zylinder 8
kombiniert werden. Diese Mittel können, wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 1, eine mit dem zweiten
Kolben 15 verbundene Indikatorstange mit einem Glied (das Glied 27 in F i g. 1) umfassen, welches die Lage des
zweiten Kolbens 15 und somit die Lage des ersten Kolbens 9 zeigt und registriert
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Oberlastschutz fur Kegelbrecher, dessen Brechkegel über seine Achse auf einer ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit {erster Kolben, erster Zylinder) höhenverstellbar abgestützt ist,
welche an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ist und mit einer zweiten hydraulischen
Kolben-Zylinder-Einheit (zweiter Kolben, zweiter Zylinder) kommuniziert, wobei der zweite Kolben
gegen eine von einem Druckmittel hervorgerufene Gegenkraft im Normalbetrieb federnd ausweichen
kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisestromstärke des elektrischen Antriebsmotors
des Kegelbrechers und/oder der Druck im Hydrauliksystem gemessen und im Überlast/all, d.h. bei
Oberschreiten des Meßwertes über einen vorgegebenen Grenzwert, die auf den zweiten Kolben (!5)
wirkende Gegenkraft mittels einer Steuereinrichtung während der Dauer des Überlastfalles soweit
vermindert wird, daß sich der erste Kolben (9) und damit der Brechkegel (4) absenken.
2. Überlastschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gegenkraft hervorrufende
Druckmittel eine von der Steuereinrichtung betätigte, doppeltwirkende pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit
(dritter Kolben 16, dritter Zylinder 17) ist, wobei der dritte Kolben (16) starr mit dem
zweiten Kolben (15) verbunden ist und der dritte Zylinder (17) starr mit dem zweiten Zylinder (14)
verbunden und gegenüber diesem abgedichtet ist (Fig. !und 2).
3. Überlastschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gegenkraft hervorrufende
Druckmittel ein auf den zweiten Kolben (15) wirkendes Gewicht (45) ist, das durch Wegnehmen
und Wiederaufsetzen von Teilgewichten (45a—d) während der Dauer des Überlastfalles verringerbar
ist.
4. Überlastschutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (45) außer auf den
zweiten Kolben (15) auch auf einen damit einstückig ausgebildeten vierten Zylinder (17') einer anderen
doppeltwirkenden pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit (vierter Kolben 16', vierter Zylinder 17')
wirkt, wobei der zweite Zylinder (14) zugleich als ortsfester vierter Kolben dient (F i g. 3).
5. Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten
Zylinder (8) und dem zweiten Zylinder (14) eine Drosselstelle (41) eingeschaltet und zwischen dieser
Drosselstelle (41) und dem ersten Zylinder (8) ein" Druckmittelpuffer (40) angeordnet ist.
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