DE2528237C2

DE2528237C2 - Überlastschutz für Kegelbrecher

Info

Publication number: DE2528237C2
Application number: DE2528237A
Authority: DE
Inventors: Harry Lindome Bengtsson; Sten Anders Harald Arbra Bremmer
Original assignee: Svedala Arbra AB
Current assignee: Sandvik SRP AB
Priority date: 1974-07-02
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1984-02-02
Also published as: CA1062222A; JPS5124973A; DE2528237A1; US4016630A; SE7408697L; FI71079C; FI71079B; IT1039620B; FI751670A; SE419409B

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

i^ri 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

Patentansprüche:

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.