DE3535727C2 - Rotationsbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsbrecher zum Zer­ kleinern von grobstückigen Mineralien, insbesondere von Kohle und Gestein, der eine drehbar angetriebene, mit Brechwerkzeu­ gen bestückte, zweiteilige Brechwalze aufweist, die im Tunnel eines festen Gehäuses rotiert, das mit einem Aufgabetrichter und einem Auslauf ausgerüstet ist und das die Lager für die beiden unabhängig voneinander drehbaren Rotationskörper der Brechwalze aufnimmt.

Rotationsbrecher vorgenannter Art sind vor allem im Bergbau unter der Bezeichnung "Walzenbrecher" bekannt, wo sie als Durchlauf- oder Übergabebrecher zur Zerkleinerung des hier gewonnenen Mineralgemisches dienen (ZE - das kleine Bergbaulexikon, Verlag Glückauf GmbH, 1988, Seite 104 und 105). Bei dem dort gezeigten Durchlaufbrecher handelt es sich aber nicht um einen Rotationsbrecher, sondern um einen Ein­ walzenbrecher, der nur zusammen mit dem darunter verlaufenden Förderer arbeitet. Dementsprechend gering ist auch die Brech­ leistung, die vor allem darauf zurückzuführen ist, daß eine durchgehende Brecherwelle vorgesehen ist, auf der entweder die Walze oder aber Schlagarme in radialer oder axialer Staf­ felung befestigt sind, wodurch die aufgrund der schlagenden Zerkleinerung notwendige Durchlaufhöhe zwischen der Walze und dem Brecherwiderlager erheblich reduziert wird und folglich aufgrund des somit stark eingeengten Durchlaufquerschnittes eine geringe Durchsatzleistung erreicht wird. Dagegen zeigt die DE-PS 5 16 609 aus dem Jahre 1927 ein drehbares Brecherge­ häuse, wobei die Zuführung des Gutes von der Seite her auf den dort freiliegenden Rotationskörper erfolgt. Dieser Rota­ tionskörper ist in einem zweiten Rotationskörper drehend an­ geordnet, wobei beide Rotationskörper unterschiedlichen Dreh­ achsen zugeordnet sind. Bei diesem bekannten Brecher müssen daher enorme Biegemomente und weitere Kräfte auftreten, die einen Betrieb erschweren oder gar unmöglich machen. Zwar sind Trommel und Schleuderkörper koaxial angeordnet, bilden jedoch keine Einheit, da sie jeweils für sich auf einer Welle be­ festigt und dazu noch freitragend in Form eines Auflagers abgestützt sind. Nachteilig dabei ist weiter, daß bei einer derartigen Ausbildung zweier jeweils offener Sternflächen diese nicht ineinandergreifen können, wodurch folglich wegen zwei fehlender Sternflächen in Form von Kreiselscheiben nicht nur wertvolle Rotationsenergie verloren geht, sondern durch die erhöhte Durchbiegung der Ausleger unnötige Schwingungen auftreten. Schließlich ist es von Nachteil, daß der Umfang bzw. der Mantel des äußeren Trommelkörpers nach außen hin ge­ schlossen ist, so daß Trommel und Schleuderkörper des Mahl­ werkes bei einer nicht auszuschließenden betriebsbedingten Demontage axial nicht auseinander zu bringen sind, was erheb­ liche Montageprobleme mit sich bringt. Gleiche Probleme tre­ ten praktisch auch bei der aus der DD-PS 21 425 bekannten Lösung auf, bei der die beiden Rotationskörper genau gegen­ überliegend angeordnet sind. Die aus der US-PS 2 105 764 be­ kannte Lösung zeigt eine Mühle, bei der insbesondere der Fig. 5 entnommen werden kann, daß die einander gegenüberstehend angeordneten Rotationskörper wiederum unterschiedlichen Dreh­ achsen zugeordnet sind und von daher auch hier die beschrie­ benen Druckprobleme auftreten müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine nach dem Rotationsprinzip funktionierende Zerkleinerungsma­ schine mit einem erweiterten Brechverfahren zu schaffen, die unterschiedliche Zerkleinerungsvorgänge durchführt und die als Einheitssystem bei verschiedenen Anwendungsfällen einsetzbar ist, wobei ungünstige Kräfte und Biegemomente zu vermeiden sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rotationskörper unterschiedliche Durchmesser aufweisen, in Längsrichtung ineinander geschachtelt drehbar im Brecherge­ häuse angeordnet sind und über eine gemeinsame Drehachse ver­ fügen.

Durch eine derartige Ausbildung eines Rotationsbrechers ist es überraschend möglich, die einzelnen Rotationskörper der Brechwalze so anzuordnen, daß sich eben eine Brechwalze ergibt, die aber durch die beiden in einander geschachtelten Rotationskörper unterschiedlichste Zerkleinerungsvorgänge wahrnimmt und ausführt, so daß ein verbesserter Zerkleine­ rungsvorgang abläuft. Darüber hinaus treten ungünstige Kräfte nicht auf, weil beide Rotationskörper sich auf eine gemeinsa­ me Drehachse abstützen. Diese gemeinsame Drehachse besteht aus Lagerzapfen, die für jeweils einen Rotationskörper als Antriebsachse und für den anderen nur als Abstützachse dient. Damit ist ein völlig neuer Rotationsbrecher geschaffen, der neben der verbesserten Zerkleinerungstechnik auch die Mög­ lichkeit bietet, ihn als neues Brechersystem in unterschied­ lichen Bereichen, vor allem im untertägigen Bergbau und auch für unterschiedliche Aufgaben einzusetzen. Die Drehachse ist also von beidseitig im Brechergehäuse angeordneten Lager­ zapfen gebildet, mit denen die Rotationskörper wechselweise fest bzw. unter Zwischenschaltung eines Lagers verbunden sind.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung ist vorgese­ hen, daß jeder Rotationskörper stirnseitig eine Kreiselschei­ be oder einen Propeller aufweist, die durch mindestens einen exzentrisch angeordneten Querträger verbunden sind. Dabei ist es weiter zweckmäßig, wenn den Lagerzapfen mit Antrieben ver­ bundende Riemenscheiben zugeordnet sind, wobei die Antriebe stufenlos einstellbar ausgebildet sind. Hierdurch wird er­ reicht, daß die beiden Rotationskörper je nach Einstellung gleichsinnig oder gegensinnig zueinander mit gleicher oder ungleicher Drehzahl umlaufen können, wobei die Drehzahl des äußeren Rotationskörpers gleich, größer oder kleiner im Ver­ gleich mit der Drehzahl des inneren Rotationskörpers sein kann.

Im Rahmen der Erfindung liegt des weiteren, daß jedem Rotationskörper zum Massenausgleich in Folge kurbelartiger Gestaltung oder zur Erhöhung der Schwungmasse außerhalb des Gutstromes eine antriebsbedingte Riemenscheibe oder ein Schwungrad mit auswechselbaren Kontergewichten zugeordnet ist, wodurch auch ein einwandfreies Stabilitätsverhalten er­ reicht ist. Zweckmäßig ist es weiter, den Bereich zwischen den Kreiselscheiben mittig des inneren Rotationskörpers ein­ bautenfrei auszubilden, um so einen möglichst guten und gro­ ßen Durchgang zu gewährleisten, was insbesondere bei Überga­ bebrechern zu einem größerem Schluckvermögen führt.

Aufgrund von Wirksamkeit und Robustheit eignet sich der Rotationsbrecher nicht nur für mobile Brecheranlagen zur Auf­ bereitung von Materialien der Steine- und Erden- sowie der Zement- und Hüttenindustrie, sondern auch wie schon erwähnt für Durchlaufbrecher des rauhen Untertagebergbaus, dessen tunnelförmiges Gehäuse unter fluchtendem Richtungsverlauf an einem verstärkten, als Brecherwiderlager dienenden Abschnitt eines das Brechgut zu- und abführenden Förderers befestigt ist, wobei zwischen dem Förderer und der quer zu diesem und dem Tunnel angeordneten Walze eine Durchtrittsöffnung vorge­ sehen ist. Bei diesen Brechern findet nunmehr neben dem un­ terschlächtigen Brechprozeß eine oberschlächtige Zerkleine­ rung statt, indem die oberen Querwände des tunnelförmigen Brechergehäuses zu beiden Seiten der Walze zum Scherkreis des äußeren Rotationskörpers ausgerichtete, auswechselbare Scher­ leisten von durchgehender oder kammartiger Form aufweisen, wodurch eine Aktivierung des Brechvorgangs auch in diesen bisher passiven Zonen zu erreichen ist.

Ein breites Anwendungsfeld findet der Rotationsbrecher weiter, wenn die Brechwalze Teil eines Übergabebrechers ist, der zwischen einem das Brechgut zuführenden Transportmittel und einem das gebrochene Gut abfördernden Transportmittel angeordnet ist, wie beispielsweise, auf den Untertagebergbau bezogen, zwischen dem Kratzer- und einem Gurtförderer, zwi­ schen einem Förderer und einer Blasversatzmaschine oder zwi­ schen einem Förderer und einem Bunker.

Dadurch, daß bei diesen Übergabebrechern die radial und tangential zum Scherkreis des äußeren Rotationskörpers unter engem Spiel ausgerichteten Wände des Aufgabetrichters mit auswechselbaren Scherleisten von durchgehender oder kammarti­ ger Form und abstandsweise in Gestaltung eines Brecherrostes angeordneten Brechrippen bestückt sind, findet neben der scherenden Zerkleinerung zwischen den Rotationskörpern noch eine schlagende, drückende, prallende und zerquetschende Zer­ kleinerung im Bereich der Scher- und Brechleisten des Trich­ ters statt, so daß Betriebsstörungen in den nachgeschalteten Geräten aufgrund von fischartigem Gut völlig entfallen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein sehr vielseitiger Rotationsbrecher mit optimaler Kraftausnutzung und Kraftaufnahme geschaffen ist, wobei auch die Rotation der Walzenkörper mittels einer Hohlwellenkon­ struktion mit einem Antrieb denkbar ist. Einzelheiten zur vorliegenden Erfindung werden mit den dargestellten Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Rotationsbrecher in der Funktion als Durchlaufbrecher;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Rotationsbrecher in der Funktion als Übergabebrecher in einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Rotationsbrecher in der Funktion als Übergabebrecher in einem zweiten Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung;

In den Fig. 1 und 2 ist ein als Durchlaufbrecher 19 funk­ tionierender Rotationsbrecher dargestellt, in dessen Brecher­ gehäuse 10, das einen Tunnel 21 mit einem Eintrittskanal 31 und einem Austrittskanal 32 aufweist, in den Seitenwänden 16 und Flanschplatten 37 der äußere Rotationskörper 2 und der innere Rotationskörper 3 einer Brechwalze 1 über gemeinsame Lagerzapfen 8; 9 in den Lagern 34 unabhängig drehbar gelagert sind.

Beide Rotationskörper 2; 3 setzen sich aus je zwei stirnseiti­ gen Kreiselscheiben 4; 5 und je zwei exzentrisch angeordneten, jedoch im Massenausgleich gegenüberliegenden Querträgern 6; 7 zusammen, die für beide Drehrichtungen mit Brechwerkzeugen 17 ausgerüstet sind.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden beide Rota­ tionskörper von je einem nicht näher dargestellten, motorbe­ triebenen Riementrieb unabhängig voneinander bewegt, dessen größere Riemenscheibe 15 mit den Lagerzapfen 8 bzw. 9 eine feste Mitnahmeverbindung bildet und im jeweiligen Triebraum 36 des Brechergehäuses 10, der stirnseitig durch die Flansch­ platten 37 abgedeckt ist, untergebracht ist.

Jeder Rotationskörper 2 bzw. 3 bildet auf seiner Antriebs­ seite mit dem zugehörigen Lagerzapfen 8 bzw. 9 eine feste Mitnahmeverbindung, während er auf dem Lagerzapfen 8 bzw. 9 seines Gegenparts über das Lager 40 unabhängig drehbar ge­ lagert ist.

Das Brechergehäuse 10 ist auf dem als Brechwiderlager die­ nenden, verstärkten Teil eines nicht näher dargestellten Kratzerförderers 20, in dessen Trummen ein endloses Ketten­ band 39 umläuft, befestigt, und zwar so, daß der Schlagkreis des äußeren Rotationskörpers 2 dicht über dem das Brechgut zuführenden Teil des Kettenbandes 39 verläuft.

Für die oberschlächtige Zerkleinerung sind im Tunnel 21 zu beiden Seiten der Walze 1 unter den Querwänden 22 des Bre­ chergehäuses 10 kammartige Scherleisten 23 befestigt.

Beim Rotieren der Walze, dessen innerer und äußerer Rota­ tionskörper vorzugsweise in Förderrichtung mit unterschied­ licher Drehzahl umlaufen, findet vor der Walze nicht nur eine in Richtung auf den Förderer wirkende schlagende Zer­ kleinerung durch die vorteilhafterweise in verschiedenen Schlagbahnen kreisenden Werkzeuge 17 der beiden Rotations­ körper statt, sondern das grobstückige Gut wird insbesondere durch die Scherwirkung der werkzeugbestückten Querträger 6; 7 im Überholverfahren gebrochen, wodurch der Förderer entlastet und vor allem ein gleichmäßiges Endkorn erreicht ist.

Weiteres Brechgut, das durch den äußeren Rotationskörper 2 hinter der Hochachse der Walze evtl. mitgenommen oder hoch­ geschleudert wird, wird an der oberen Scherleiste 23 gebro­ chen, abgestreift oder prallend zertrümmert.

Neben dem Überholverfahren kann die Walze auch im Gegenlauf­ verfahren betrieben werden, wie auch die Drehzahlen stufen­ los geändert werden können, wodurch der Zerkleinerungsgrad vorteilhaft beeinflußt werden kann.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 findet das neuartige Walzensystem in Übergabebrechern 24 Anwendung, bei denen die Walze 1 von oben über einen Aufgabetrichter 24 des Brechergehäuses 18 mittels eines zuführenden Transportmittels 13; 25 mit Brechgut beschickt wird.

Dadurch, daß die Wände 28 des Aufgabetrichters 26 radial oder tangential zum Schlagkreis des äußeren Rotationskörpers 2 unter engem Spiel ausgerichtet und mit Scherleisten 29 sowie ein Brechrost bildenden Brechrippen 30 bestückt sind, findet hier durch ein Höchstmaß von unterschiedlichen Brechvorgängen eine intensive Zerkleinerung mit hohem Durchsatz statt.

Unter der Walze wird das aufbereitete Gut von einem anderen Transportmittel 14; 27, das in der Regel ein Gurtförderer ist, abgefördert oder von einer Blasversatzmaschine verschleust wie auch in einem Bunker aufgenommen.

Claims (11)

1. Rotationsbrecher zum Zerkleinern von grobstückigen Mineralien, insbesondere von Kohle und Gestein, der eine drehbar angetriebene, mit Brechwerkzeugen bestückte zwei­ teilige Brechwalze aufweist, die in einem Tunnel eines festen Gehäuses rotiert, das mit einem Aufgabetrichter und einem Auslauf ausgerüstet ist, und das die Lager für die beiden unabhängig voneinander drehbaren Rotationskörper der Brechwalze aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (2, 3) unterschiedliche Durchmesser aufweisen, in Längsrichtung ineinander geschachtelt drehbar im Brechergehäuse (10, 18) angeordnet sind und über eine gemeinsame Drehachse (8, 9) verfügen.

2. Rotationsbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (8, 9) von beidseitig im Brechergehäuse (10, 18) angeordneten Lagerzapfen (8; 9) gebildet ist, mit denen die Rotationskörper (2, 3) wechselweise fest bzw. unter Zwischenschaltung eines Lagers (40) verbunden sind.

3. Rotationsbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotationskörper (2, 3) stirnseitig eine Kreisel­ scheibe (4, 5) oder Propeller aufweist, die durch mindestens einen exzentrisch angeordneten Querträger (6, 7) verbunden sind.

4. Rotationsbrecher nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Lagerzapfen (8, 9) mit Antrieben verbundene Riemen­ scheiben (15) zugeordnet sind, wobei die Antriebe stufenlos einstellbar ausgebildet sind.

5. Rotationsbrecher nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemenscheibe (15) ein Schwungrad (33) mit Konterge­ wicht zugeordnet ist.

6. Rotationsbrecher nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen den Kreiselscheiben (4, 5) mittig des inneren Rotationskörper (3) einbautenfrei ausgebildet ist.

7. Rotationsbrecher nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (6, 7) der beiden Rotationskörper (2, 3) unter Bildung einer durchgehenden Schlagleiste, eines Brech­ kamms oder eines Schermessers beiderseits mit auswechsel­ baren Brechwerkzeugen (17) ausgerüstet sind.

8. Rotationsbrecher nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechwalze (1) Teil eines Durchlaufbrechers (19) ist, dessen tunnelartiges Gehäuse (10) unter fluchtendem Rich­ tungsverlauf an einem verstärkten, als Brechwiderlager dien­ enden Abschnitt eines das Brechgut zu- und abfördernden Förderers (20) befestigt ist, wobei zwischen dem Förderer und der quer zu diesem und dem Tunnel (21) angeordneten Brechwalze eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist.

9. Rotationsbrecher nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Querwände (22) des tunnelartigen Gehäuses (10) zu beiden Seiten der Brechwalze (1) zum Scherkreis des äußeren Rotationskörpers (2) ausgerichtete, auswechselbare Scherleisten (23) von durchgehender oder kammartiger Form aufweisen.

10. Rotationsbrecher nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechwalze (1) Teil eines Übergabebrechers (24) ist, der zwischen einem das Brechgut zu fürenden Transport­ mittel (25) und einem das gebrochene Gut abfördernden Trans­ portmittel (27) angeordnet ist.

11. Rotationsbrecher nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial oder tangential zum Scherkreis des äußeren Rotationskörpers (2) unter engem Spiel ausgerichteten Wände (28) des Aufgabetrichters (26) mit auswechselbaren Scher­ leisten (29) von durchgehender oder kammartiger Form mit ab­ standsweise angeordneten, auswechselbaren Brechleisten (30) bestückt sind.