DE3338290A1

DE3338290A1 - Kegelbrecher

Info

Publication number: DE3338290A1
Application number: DE19833338290
Authority: DE
Inventors: Sven-Ake 21459 Malmö Lundin; Arvid 23044 Vintrie Svensson
Original assignee: Svedala Arbra AB
Current assignee: Sandvik SRP AB
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1984-04-26
Also published as: FR2534829A1; GB8328266D0; SE435685B; SE8206003L; JPS59136145A; SE8206003D0; FR2534829B1; GB2131720B; US4566638A; GB2131720A

Description

Kegel brecher

Die.Erfindung richtet sich auf einen Kegelbrecher mit einer in einem Rahmen angeordneten Welle für eine kreisende Taumelbewegung, einem an der Welle angeordneten drehbaren Rotor und einem Antrieb zum Drehen des Rotors auf der Welle, wobei der Rotor ein Unwuchtgewicht aufweist, so daß die Drehung des Rotors in Verbindung mit der Zentrifugalkraft die Welle in eine kreisende Taumelbewegung versetzt und wobei der von der Welle getragene kegelförmige Brecherkopf an der Innenseite eines an dem Rahmen angeordneten konischen Brechermantels abrollt.

Beim Betrieb des Kegelbrechers rollt der Brecherkopf infolge der Trägheit mit seinem Brechermantel an der Innenseite des von dem Rahmen getragenen äußeren Brechermantels in der Weise ab, daß die als kreisendes Pendel in dem Rahmen angeordnete vertikale BrecKerwelIe, ohne sich tatsächlich zu drehen, eine kreisende Taumelbewegung ausführt, da eine drehbar an einem Teil der Brecherwelle (Rotor mit exzentrischer Gewichtsverteilung) angeordnete Unwuchtmasse in Drehung versetzt wird und durch die Wirkung der der Welle eine Radialkraft erteilenden Zentrifugalkraft.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Rahmen gegen diese Kräfte abzustützen, und zu diesem Zweck weist der erfindungsgemäße Kegelbrecher die im Kennzeichen des Anspruch 1 aufgeführten Merkmale und, in bevorzugten Ausführungsformen, die Merkmale der Ansprüche 2 bis 10 auf.

■BAD ORiGSiSlAL

copyI

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. HieK bei zeigen:
5.

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kegelbrecher;

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II - II in Fig. 1; Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt des Antriebs zur Drehung des Rotors;

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV - IV in Fig. 3 und Fig. 5 eine schematische Darstellung der Einstelleinrichtung für das Gegengewicht.

Der Rahmen des Kegelbrechers, dessen Hauptteil mit 1 bezeichnet ist, ruht über eine Anzahl von federnden Lagerungen auf einem Fundament und trägt mit Hilfe eines oberen abnehmbaren Rahmenteils 1¹ einen äußeren ringförmigen Brechermantel 3 sowie ein oberes Lagergehäuse 4 zur Befestigung des Kopflagers der Brecherwelle 5, die für eine kreisförmige Taumelbewegung in dem Rahmen angeordnet ist und üblicherweise einen Brecherkopf 6 mit einem inneren Brechermantel 7 besitzt. Die Brecherwelle 5 ist am unteren Ende über ein sphärisches Lager 8 auf einem hydraulischen Kolben 9 gelagert wodurch die Brecherwelle 5 zur Einstellung der Weite des Brechspaltes zwischen den beiden Brechermänteln angehoben und abgesenkt werden kann.

Ein ringförmiger Rotor 10 ist an einem Teil der Brecherwelle zwischen dem Brecherkopf 6 und dem unteren Ende der Brecherwelle drehbar gelagert, und dieser Teil ist als zylindrische Welle 5' ausgebildet. Der ringförmige Rotor 10 ist mit einer exzentrisch angeordneten Masse versehen, d.h. daß der Schwerpunkt des Rotors radial außerhalb der die Rotationsachse des Rotors bildenden Brecherachse liegt. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführu-ngsform wird dies dadurch erreicht,

BAD ORlQINAL
COPY

daß der Rotor an einer Seite einen erweiterten Teil 10' mit einem Gewicht 11, beispielsweise aus Blei, aufweist, welches in einer Tasche dieses erweiterten Teils angeordnet ist.

Der Rotor 10 ist mittels eines mit 12 bezeichneten Antriebs um die Welle 5' drehbar gelagert, und der Antrieb weist eine Antriebswelle 13 auf, die mittels der Lager 14 in einem Rahmen gelagert ist und am vorderen Ende ein Kegelrad 15 trägt, das mit einem Kegelrad 16 kämmt, welches mit dem Rotor verbunden ist. Beispielsweise ist der Zahnkranz an einer ringförmigen Platte 17 befestigt, die über den Mitnehmer 18 mit dem Rotor verbunden und drehbar an einem Lagerring 19 angeordnet ist, der wiederum durch Anschläge an dem Rahmen gelagert ist. An seinem oberen Ende ist der Rotor 10 mittels eines Lagerrings 21 gegenüber dem Rahmen und mittels eines sphärischen Rollenlagers und einem axialen Gleitlager 22 und 23 gegenüber der Welle 5 gelagert.

Während der Rotation des Unwucht-Rotors bewegt die Unwucht infolge der Zentrifugalkraft die Brecherwelle mit einer Drehkraftkomponente, die im rechten Winkel zur Achse der Welle wirkt, wodurch der Brecherkopf mit dem inneren Brechermantel 7 eine Abrol1 bewegung auf dem äußeren Brechermantel 3 mit einer der Geschwindigkeit des Unwuchtrotors entsprechenden Geschwindigkeit ausführt.

Zum Zwecke der Lagerung auf den federnden Stützen 2 ist der Rahmen 1 bei der in der Zeichnung wiedergegebenen beispielsweisen Ausführungsform mit einer Anzahl von Füßen, beispielsweise vier Füße 25, versehen, die an dem Umfang verteilt sind und kastenförmige Hohlräume bilden, in welchen die Trägheit steigernder Ballast enthalten ist.

Es ist allerdings möglich, den Rahmen zu erleichtern oder - m.a.W. - es ist möglich, einen Rahmen von geringerer Masse (Ballast) zu verwenden und dadurch das gegenüber dem

copy]

BAD ORIGINAL

Fundament an den Tragpunkten 2 des Rahmens wirkende Brechergewicht zu vermindern und zwar durch Anordnung eines vorzugs-

: weise mondförmigen Gegengewichts 27 innerhalb eines ringförmigen Gehäuses 26, welches den Rotor umgibt und mit dem Rahmen 1 verbunden ist oder einen Teil des Rahmens bildet. Dieses Gegengewicht 27 kann durch eine ringförmige Platte in dem Rahmengehäuse 26 in Umlauf versetzt werden. Wie sich aus dem Folgenden ergibt, wird die auf das Gegengewicht 27 wirkende Zentrifugalkraft nicht auf den eigentlichen Rotor übertragen, sondern anstatt auf das Gehäuse in eine im wesentlichen diametrale Stellung relativ zu dem Unwuchtgewicht 11 des Rotors. Die Masse des Gegengewichts 27 ist der Unwuchtmasse des Rotors 10 angepaßt und wirkt dadurch, zumindest im wesentlichen, in einer Phasenverschiebung von etwa 180® gegenüber dem Rahmen relativ zu der Wirkung des Unwuchtrotors auf den Rahmen über die Reibung und Druckflächen, wie z.B. die Wirkung des inneren Kegelmantels auf den äußeren Kegelmantel über das zu brechende Material und über die Lager und den hydraulischen Kolben 9.

Um die radiale Kraftkomponente vom Gegengewicht 27 auf den Rahmen zu übertragen, ist dieses Gegengewicht, wie beispielsweise dargestellt, an der ringförmigen Platte 17 radial beweglich und mit Hilfe von Führungsnuten und Führungsflächen drehbar mit der Platte verbunden, wobei das Gegengewicht 27 und die Platte 17 mit diesen Führungsnuten und Führungsflächen 31 versehen sind. Zur Verminderung der Reibung gegegenüber der Innenseite des ringförmigen Rahmengehäuses 26 kann das Gegengewicht 27, wie Fig. 1 erkennen läßt, mit einer Anzahl von reibungsvermindernden Rollen 32 versehen sein. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Anordnung des Gegengewichts in der vorbeschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Art lediglich ein Beispiel bildet, jedoch eine praktische und einfache Ausführungsform, während zahlreiche Abänderungen zum Antrieb des Gegengewichts synchron mit dem Unwuchtrotor und in Phasenverschiebung von 180"* relativ zu

copy*- ~-

BAD ORIGINAL

der Unwuchtmasse 11 des Rotors möglich sind, so daß die Unwuchtkräfte des Systems Rotor - Brecherwelle - Brecherkopf einerseits und Rahmen andererseits ständig etwa in Gegenphase zueinander wirken und zwar zur Verminderung oder Eliminierung der Tendenz der Unwuchtmasse, den Rahmen während des Betriebs zu erschüttern. Es ist vorstellbar, beispielsweise ein Gegengewicht zu verwenden, welches fest mit der Platte 17 verbunden ist, während in Relation hierzu der Rotor, wie dies der dargestellten Vorrichtung entspricht, derart fliegend angeordnet ist, daß der Mitnehmer 18 eine radiale Bewegung zwischen der Platte 17 und dem Rotor ermöglicht. Bei einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher das Gegengewicht an der Platte 17 befestigt ist, kann die von dem Gegengewicht ausgehende Kraft durch radiale Lagerflächen 19' absorbiert werden, die an den Anschlägen 20 angebracht sind.

Ein weiterer durch die erfindungsgemäße Anordnung des Gegengewichts erzielter Vorteil besteht darin, daß bei gleicher Antriebskraft an der Welle 5¹ das Gegengewicht den Brecheffekt des Brecherkopfes steigert und/oder die Antriebskraft oder für eine bestimmte Brecherwirkung erforderliche Energie vermindert und/oder für eine bestimmte Masse des Rahmens bewirkt, daß der Rahmen eine höhere Steifigkeit gegegenüber dem Brecherkopf annimmt.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß es durch entsprechende Wahl des Gewichts und/oder entsprechende radiale Anordnung des Gegengewichts und/oder im Hinblick auf den Winkel des Hebearms des Gegengewichts (durch seitliches Verstellen des Gegengewichts, z.B. im Umfangsrichtung in einem Winkel relativ zu einem Radius) möglich ist, eine in Drehrichtung phasenverschobene Gegenkraft zum Ausgleich des Rahmens zu schaffen und damit gleichfalls zum Ausgleich des äußeren Brechermantels gegenüber der Drehkraft, der der

COPY '
BAD ORIGINAL

Rahmen und der äußere Brechermantel durch die Unwucht des Rotors ausgesetzt sind. Eine weitere Einstellmöglichkeit besteht in der Höhenverstellung des Gegengewichts. Durch entsprechende Dimensionierung und/oder Einstellung des Gegengewichts und dessen Rotationsradius gegenüber dem Unwuchtgewicht des Rotors und dessen Radius kann der äußere Brechermantel durch eine drehbare Gegenkraft gegen die umlaufende Druckkraft des Brecherkopfes gegenüber dem inneren Brechermantel während des Betriebs abgestützt werden.

Die Fig. 5 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei welcher die Zentrifugalkraft des Rotors im Bereich von dessen Unwuchtgewicht 11 einen Servo-Motor, z.B. den Kolben eines hydraulischen Zylinders, beaufschlagt, welcher seinerseits einen Sequenz-Servomotor steuert, z.B. durch Beaufschlagung des Kolbens eines anderen Hydraulikzylinders durch Verdrängung der Hydraulikflüssigkeit in der aus Fig. 5 hervorgehenden Weise. Der andere Servomotor steuert automatisch die Verstellung des Gegengewichts 27 in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft, die auf das Gegengewicht 11 wirkt. Selbstverständlich können die beiden Servomotoren durch andere entsprechende Einrichtungen ersetzt werden, beispielsweise elektronische Sensoren, die die Zentrifugalkraft aufnehmen, welche auf das Unwuchtgewicht wirkt und über einen Motor die Einstellung des Gegengewichts steuern. Zu diesem Zweck kann eine elektronische Steuertechnik zur Feinabstimmung der Verstellung und zur Feinabstimmung des Ausgleichs des Rahmens Verwendung finden, ohne daß eine Steuerkraft von dem Antriebsmotor des Brechers abgenommen werden muß.

Der Mitnehmer 18 bildet einen wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Drehbewegung des Rotors und des Gegengewichts 27. Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3 u. 4 beschrieben.

copy

_&*.J ORIGINAL

-Ai-

Die Fig. 3 zeigt einen mit einem Gewinde versehenen Schraubenbolzen 40, dessen Kopf 40' mit Hilfe einer Mutter 41 gegen einen Anschlag verspannt ist, der zwischen der Bohrung für den Schraubenbolzen und einer Ausnehmung für den Schraubenkopf in der ringförmigen Platte 17 vorgesehen ist. Die Mutter 41 hat einen oberen Teil 41' mit zylindrischem Umfang, und an diesem Teil ist ein Führungs- oder Antriebsblock 42 drehbar gelagert, welcher in der Führungsnut 43 drehbar geführt ist, die in dem Unwuchtgewicht 11 (oder in dem Rotor) angeordnet ist und eine im wesentlichen radial verlaufende Längsachse aufweist.

In Betrieb werden der Schraubenbolzen 40, die Mutter 41 und der Block 42 in einer Kreisbahn bewegt, während der Block eine geführte Gleitbewegung vor und zurück in der Nut 43 ausführt. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform weist der Block 42 eine parallelepipedisehe Form auf, und er hat die Aufgabe, die Lager und Kraftübertragungsflächen zwischen dem Schraubenbolzen 40 oder der Mutter 41 und dem Rotor zu vergrößern. Der Block 42 liegt mit einer flachen unteren Lagerfläche auf einer flachen oberen Lagerfläche der ringförmigen Platte 17 auf, und im Betrieb können diese Lagerflächen mit Hilfe eines üblichen Schmiersystems geschmiert werden, wie die Führungsflächen und andere Lagerflächen.

Infolge der komplizierten Kraftwirkungen in dem erfindungsgemäßen Brecher ist es erwünscht, den Ausschlagwinkel der Brecherwelle zu ermitteln und ggf. zu beeinflussen. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform des Brechers benutzt man hierzu einen Detektor/Umwandler 33, der den sich ändernden Abstand zwischen dem Umfang des Unwuchtrotors 10 und der Innenseite des Rahmengehäuses 26 ermittelt und mit einem entsprechenden Instrument verbunden ist, welches den Ausschlagwinkel der Brecherwelle 5 anzeigt. Der Detektor/Umformer kann außerdem elektrisch mit einer Einrichtung verbunden sein, die automatisch die Geschwindigkeit des Unwucht-

COPY I

BAD ORIGINAL

■Μ-

rotors 10 durch Steuerung des Antriebs beeinflußt, und er kann ggf. auch mit einem Servomotor verbunden sein, wodurch die Stellung des gesamten Gegengewichts 27 oder eines Teils davon dem Unwuchtgewicht 11 des Rotors angepaßt werden kann. 5

Ein Beispiel einer automatisch wirkenden Einstelleinrichtung für das Gegengewicht 27 ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Diese Einrichtung, die bereits oben allgemein beschrieben worden ist, besitzt zwei Hydraulikmotoren 45 u. 46 die zusammen mit dem Rotor umlaufen. Der eine Hydraulikmotor 45 tastet den Winkelausschlag der Brecherwelle ab, bei spielsweise dadurch, daß die Kolbenstange 47 des Hydraulikmotors 45 mit dem Rotor 10 im Bereich dessen Unwuchtgewichts 11 verbunden ist, und er verdrängt die Hydraulikflüssigkeit zu oder von dem anderen Hydraulikmotor 46, dessen Kolben der Bewegung des Kolbens in dem Hydraulikmotor 45 folgt, wodurch die Kolbenstange 48 das Gegengewicht 47 nach außen oder innen verstellt. Auf diese Weise kann der Ausschlagwinkel der Brecherwelle automatisch etwa konstant gehalten werden. Ggf. kann diese Einrichtung mit dem Detektor/Umformer 33 zur automatischen Steuerung sowohl des Ausschlagwinkels, als auch der Geschwindigkeit oder Drehzahl kombiniert werden. Anstelle der Hydraulikmotoren 45,46 können natürlich auch Elektromotoren und eine elektronische Steuerung verwendet werden, so daß der eine Elektromotor 46 durch den anderen Motor 45 gesteuert wird.

Unabhängigkeit von der Stellung der ringförmigen Platte 17 wirkt das Gegengewicht 27 auf den Rahmen ein. Dies kann besonders vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß das Gegengewicht auf die Lagerfläche 19' über die Tragplatte 17 einwirkt.

COPY j
BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

iiJ Kegelbrecher mit einer in einem Rahmen angeordneten Welle für eine kreisende Taumelbewegung, einem an der Welle angeordneten drehbaren Rotor und einem Antrieb zum Drehen des Rotors auf der Welle, wobei der Rotor ein Unwuchtgewicht aufweist, so daß die Drehung des Rotors in Verbindung mit der Zentrifugalkraft die Welle in eine kreisende Taumelbewegung versetzt und wobei ein von der Welle getragener konischer Brecherkopf an der Innenseite des am Rahmen angeordneten ringförmigen konischen Brechermantels abrollt, gekennzeichnet durch ein beweglich angeordnetes und durch einen Antrieb (12) in einer Kreisbahn in radialem Abstand um die Welle(5) und in einer WinkelVersetzung von etwa 180* relativ zur Bewegung des exzentrisch angeordneten Schwerpunkts des Rotors antreibbares Gegengewicht (27) und dadurch, daß das Gegengewicht durch entsprechenden Druck gegen den Rahmen (1) einen wesentlichen Teil der während der Kreisbewegung auf das Gegengewicht wirkenden Zentrifugalkraft überträgt., so daß dieser Anteil,der von dem Rotor während dessen Drehung auf die Welle wirkenden Radialkraft über die Lager der Welle (5) und durch das Abrollen des Brecherkopfes (6,7) an dem ringförmigen Brechermantel (3) auf den Rahmen (1) übertragen wird, ständig von einer entgegengerichteten Kraft des Gegengewichts (27) zum Ausgleich und zur Stabilisierung des Rahmens (1) ausgeglichen wird.
2. Kegelbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (27) radial relativ zu der Welle (5) verschiebbar an einem Träger (17) angeordnet ist, der in einem Kreis um die Welle mittels eines Antriebs (12) bewegbar angeordnet ist und vorzugsweise aus einer ringförmigen Platte od.dgl. besteht, die die Welle umgibt und zugleich mit dem Rotor drehbar ist.
3. Kegelbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine ringförmige Wand-(26) oder damit verbundene" kreisförmige Lagerf 1 a'chen (19¹T aufweist und das Gegengewicht (27) in seiner Kreisbahn entweder unmittelbar oder mittelbar von der Wand oder der Lager-.flache "getragen ist. '
4. Kegelbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (27) und sein Tragteil (17) zusammenwirkende Führungseinrichtungen (31,41) aufweisen, die eine radiale oder im wesentlichen radiale Bewegung des Gegengewichts (27) an dem Tragteil (17) erlauben und ein Antrieb zwischen dem Rotor und dem Gegengewicht biIden.

' ' . - ■■■■;■
5. Kegelbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derAntrieb (12) zum Antrieb des Rotors (10) über das Tragteil (17)durch einen Mitnehmer (18) dient, der wiederum während der Arbeit des Rotors eine radiale Bewegung zwischen dem Rotor und dem Tragteil (17) gestattet.
6. Kegelbrecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (18) einen mit dem Tragteil (17) oder dem Rotor (10) verbundenen und eine Kraftübertragung sowie ein Gleitlager bildenden Block aufweist, der in einer Führungsnut bewegbar geführt ist, und zwar mit einer radialen Hauptachsrichtung in dem Rotor (10) oder in dem Tragteil (17).
7. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (12) für den Rotor (10) und für das Gegengewicht (27) eine mit einem Kegelrad (15) versehene Welle (13) aufweist, welches mit einem Kegelrad (16) in Eingriff steht, das relativ zu der Welle (13) angeordnet ist und unmittelbar oder

Ρ.ΔΠ

mittelbar über das Tragteil (17) das Gegengewicht (27) und den Unwuchtrotor (10) trägt.
8. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (27) an der ringförmigen Wand (26) oder Lagerfläche (19¹) über reibungsreduzierende Rollen (32) gelagert ist.
9. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (27) hinsichtlich seiner Winkelstellung gegenüber dem exzentrisch angeordneten Schwerpunkt des Rotors (10) verstellbar ist.
10. Kegelbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln des

Winkelausschlags der arbeitenden Brecherwelle (5) und eine Einrichtung zur automatischen Arretierung der
Stellung des Gegengewichts (27) gegenüber diesem Winkel ausschlag.

BAD

COPY