DE3614524A1 - Rotorhammer fuer einen rotor eines hammerbrechers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorhammer für einen Rotor eines Hammerbrechers, wobei der Rotorhammer mittels einer Lagerbohrung schwenkbar oder frei drehbar auf einer zur Rotorwelle parallelen Achsstange angeordnet ist.

Hammerbrecher dienen dem Zerkleinern von metallischem oder nichtmetallischem Material oder einem Gemisch aus diesen beiden Materialarten und bestehen im wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuse, in welchem ein Rotor drehbar gela­ gert ist. An der Innenseite des Gehäuses befindet sich in aller Regel ein sogenannter Amboß, und zwar am Guteinlaß des Gehäuses, der mit beweglichen Schlagwerkzeugen, z.B. Rotorhämmern zusammenwirkt, welche am Rotor gelagert sind. Zu diesem Zweck hat der mit einem Antrieb gekuppelte Rotor eine Vielzahl von parallel zur Rotorwelle angeordneten Achs­ stangen, auf denen die Rotorhämmer oder Rotorwerkzeuge schwenkbar oder frei drehbar gelagert sind. Die Zerkleine­ rung findet sowohl durch das Zusammenwirken der Rotorhämmer mit dem feststehenden Amboß am Materialeinlaß als auch durch Aufprallen des Materials an den Gehäuseinnenwänden statt, gegen die das Material geschleudert wird (DE-OS 22 25 916).

Die Rotorhämmer sind in frei wählbarer Anzahl und Vertei­ lung am Umfang des Rotors mit Abstand voneinander angeord­ net. Um diesen Abstand zu schaffen, kann der Rotorkörper aus einer Vielzahl von z.B. Scheiben oder Armkreuzen beste­ hen, die sämtlich mit der Rotorwelle drehfest verbunden sind. Den Rotorhämmern fallen im wesentlichen zwei Aufgaben zu; sie sollen erstens die in die Bahnen der Hämmer zuge­ führten Teile des Zerkleinerungsgutes in Stücke zerteilen und zweitens sollen sie anschließend entweder im Zusammen­ wirken mit dem Gitter eines Auslaßrostes und/oder mit der Gehäuseinnenwand die Stücke weiterzerkleinern und/oder kom­ paktieren.

Während des Betriebes derartiger Hammerbrecher läßt sich ein Festsetzen des Zerkleinerungsgutes im Raum zwischen dem Schlagkreis der Hämmer und der Gehäuseinnenwand bzw. den Roststäben eines nahe am Schlagkreis angeordneten Rostes nicht immer verhindern. Bei kleineren Teilen ist das weni­ ger problematisch, da sich die Masse des Hammers ohne weiteres durchsetzen kann, d.h. der Hammer kann das im Rost festsitzende Teil zerkleinern und/oder zusammendrücken und passieren, zumal hier Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 65 m/sec herrschen. Zu nicht unerheblichen Betriebsstörungen führende Probleme können hingegen beim Zerkleinern von großen und schweren Schrottstücken mit Gewichten von bei­ spielsweise 60 kg auftreten. Zum Zerkleinern von Schwergut wird der Rotor meist relativ langsam angetrieben und die Drehzahl beträgt häufig nicht mehr als ca. 300 Umdrehungen pro Minute. Um das verschleißbedingte Auswechseln der Rotor­ hämmer möglichst lange hinauszuschieben, besitzen die Häm­ mer eine nicht unwesentliche und die Hammerabmessungen er­ höhende Materialauflage, die als Verschleißwerkstoff dient. Ein sich im Bereich des Hammerschlagkreises im Gehäuse des Hammerbrechers festsetzendes Grobteil kann insbesondere bei langsam umlaufendem Rotor vielfach vom auftreffenden Rotor­ hammer nicht zerkleinert und gelegentlich nicht einmal pas­ siert werden, weil sich der Rotorhammer zum Auftreffzeit­ punkt in einer so ungünstigen kinematischen Lage befinden kann, daß er nicht einmal mehr eine Ausweich-Drehbewegung um seine Achsstange machen kann. Dabei kommt es oftmals zu einem zumindest kurzzeitigen Aufsetzen des/der Rotorhämmer auf das den Schlagkreis blockierende, häufig schwere Grob­ teil. Die beim Aufsetzen auf das Grobteil unter solchen Umständen hervorgerufene Reaktionskraft kann aufgrund der sich damit einstellenden ungünstigen Hebelverhältnisse zum Bruch der die Rotorhämmer tragenden Lagerachsen bzw. Achs­ stangen oder des betreffenden Rotorhammers führen. Diese Situation entspricht der Lage des in Fig. 3 mit durchgezo­ genen Linien dargestellten Rotorhammers; der Rotorhammer sitzt mit seiner Schlagkante auf dem Grobteil auf. Da sich die Rotorwelle jedoch weiterdreht, kommt es ohne Ausweich­ möglichkeit für den Rotorhammer zu einem Hebelverhältnis mit einem kniehebelartigen Kräfteverlauf, bei dem ein Kräftevektor von der Achsstange in Richtung auf die Rotor­ welle und ein Kräftevektor von der Achsstange in Richtung auf den Aufsetzpunkt verläuft. Weil das Längenmaß der Strecklage, das gleich der Länge der Strecke vom Aufsetz­ punkt des Rotorhammers bis zum Mittelpunkt der Rotorwelle ist, kürzer als die sich aus der Addition der vom Achsstan­ genmittelpunkt einerseits zum Mittelpunkt der Rotorwelle und andererseits zum Aufsetzpunkt des Rotorhammers ergeben­ den Gesamtlänge der Kniehebel ist, verstärken sich die Kräfte mit fortschreitender Rotorwellendrehung zunehmend und erreichen in der Strecklage ihren größten Wert. Ein Bruch des Rotorhammers und/oder der Achsstange ist häufig die Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile bekannter Rotorhämmer für Hammerbrecher zum Zer­ kleinern von insbesondere Grobteilen zu vermeiden und insbe­ sondere die Bruchgefahr für die Achsstangen und/oder Rotor­ hämmer zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine schlitzartige Lagerbohrung des Rotorhammers gelöst. Die z.B. als Langloch mit einer dem Durchmesser der Achsstange entsprechenden Breite ausgebildete Lagerbohrung ermöglicht trotz verhinder­ ter Drehbewegung des Rotorhammers ein kontrolliertes Auswei­ chen, da dem Rotorhammer beim Aufsetzen auf ein unüberwind­ liches Hindernis ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Verfü­ gung steht, d.h. der Rotorhammer kann sich unabhängig von Vektorrichtungsänderungen der auf den Rotorhammer einwirken­ den Kraft relativ gegenüber der Achsstange verschieben. Zwar böte eine im Durchmesser gegenüber der Achsstange größere kreisförmige Lagerbohrung ebenfalls eine Ausweich­ möglichkeit, jedoch wäre nur ein unkontrolliertes Auswei­ chen möglich und ließen sich übermäßige Schlageinwirkungen der Achsstange auf die Bohrung nicht verhindern; weiterhin würde eine große zylindrische Lagerbohrung, zumal in Anbe­ tracht der aus wirtschaftlichen und festigkeitsmäßigen Grün­ den erforderlichen Verschleißwerkstoff-Auflage, zu relativ groß bauenden und damit teureren Rotorhämmern führen.

Bei einem Rotorhammer mit einem Langloch, das sich radial in Richtung auf das Hammerblatt erstreckt und nicht breiter als der Durchmesser der Achsstange ist, läßt sich vorzugs­ weise eine Glockenform des Hammerblattes verwirklichen, d.h. ein Rotorhammer mit einer gegenüber dem sich beidsei­ tig nach außen zu einer Glockenform weitenden Hammerblatt kleinen Masse des das Langloch aufweisenden Hammerauges. Denn das Langloch schwächt das Hammerauge nicht über das für die Achsstange ohnehin erforderliche Maß der Bohrung hinaus. Auf der anderen Seite stellt die mit äußeren Schlag­ kanten ausgestattete Glockenform des breiten Hammerblattes ausreichend viel Verschleißwerkstoff zur Verfügung.

Der Lagerschlitz läßt sich bei einer vorgegebenen Hammerlän­ ge um so länger ausbilden, je größer das Verhältnis der Breite des Hammerblattes zur Länge des Hammers ist. Unter Blattbreite wird hierbei das Sehnenmaß von der vorderen Schlagkante bis zur hinteren Schlagkante des Hammers und unter der Länge des Hammers der senkrechte Abstand von der Verbindungslinie bzw. der Sehne der Schlagkanten bis zum Mittelpunkt der Achsstange verstanden, wenn diese sich im Lagerschlitz in der vom Hammerblatt entfernten Endlage be­ findet. Bei einem nach dem angegebenen Verhältnis ausgeleg­ ten Langloch ist gewährleistet, daß sich der Rotorhammer, dessen Länge aus konstruktiven, im wesentlichen keinen Be­ messungsspielraum zulassenden Gründen festliegt, bis zur völligen Ausnutzung des Verschleißwerkstoffes verwenden läßt, ohne den Hammerquerschnitt so zu reduzieren, daß die geforderten Festigkeitseigenschaften nicht mehr erfüllt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rotors mit auf Achs­ stangen angeordneten, frei beweglichen Rotorhäm­ mern, schematisch dargestellt;

Fig. 2 als Einzelheit eine Draufsicht auf einen Rotor­ hammer; und

Fig. 3 den Kräfteverlauf bei einem auf einem Grobteil aufsitzenden Rotorhammer mit gestrichelt darge­ stellter Ausweichposition.

Ein im einzelnen nicht näher dargestellter, da in seinem grundsätzlichen Aufbau bekannter Rotor besitzt auf zu der Rotorwelle 1 parallelen Achsstangen 2 angeordnete Rotorhäm­ mer 3. Die Rotorhämmer 3 treten zwischen nicht dargestell­ ten Rotorscheiben beim Rotieren des Rotors in Pfeilrichtung 4 radial aus dem Umfang heraus; sie bewegen sich in ausge­ fahrener Radiallage mit ihren Außenkonturen auf einem strichpunktiert dargestellten Schlagkreis 5 und weisen je­ weils eine vordere und eine hintere Schlagkante 6 bzw. 7 auf. Die Rotorwelle 1 ist in einem Gehäuse 8 eines Hammer­ brechers gelägert, das sich aus einem Spaltrost 9 und Schleißplatten 10 zusammensetzt. Die Rotorhämmer 3 weisen ein der Form einer Glocke angepaßtes Hammerblatt 11 auf und sind mit einer in den Hammeraugen 12 angeordneten schlitz­ artigen Lagerbohrung 13 frei beweglich auf den Achsstangen 2 angeordnet; die Rotorhämmer können sich dabei auf einem strichpunktiert dargestellten Schlagkreis 14 um die Achs­ stangen 2 drehen.

Das in dem Hammerbrecher zu zerkleinernde Gut gelangt über einen nicht dargestellten Einfüllschacht in das Gehäuse 8 des Hammerbrechers und wird dort durch die rotierenden Rotorhämmer 3 im wesentlichen von den vorderen Schlagkanten 6 so weit verkleinert, bis es durch die zwischen den Stäben des Rostes 9 gebildeten Spalte hindurchfällt. Für den Fall, daß sich insbesondere ein schweres Grobteil 15 im Spaltrost 9 festsetzt und in den Schlagkreis 5 hineinragt, wie im einzelnen in Fig. 3 dargestellt, oder sich zwischen einem oder mehreren Rotorhämmern 3 und den Schleißplatten 10 verklemmt, wodurch sich kniehebelartige Verhältnisse mit einem ersten Hebel entsprechend der Länge vom Achsstangen­ mittelpunkt bis zum Mittelpunkt der Rotorwelle 1 sowie einer in Pfeilrichtung 21 wirkenden Reaktionskraft und ei­ nem zweiten Hebel entsprechend der Länge vom Achsstangenmit­ telpunkt bis zum Aufsetzpunkt der vorderen Schlagkante 6 des Rotorhammers 3 im Grobteil 15 sowie einer in Pfeil­ richtung 22 wirkenden Reaktionskraft einstellen, bieten die als Langlöcher ausgebildeten Lagerbohrungen 13 eine kontrol­ lierte Ausweichmöglichkeit, wie durch den Pfeil 17 in Fig. 3 dargestellt (vgl. auch Pfeil 16 in Fig. 1); d.h. beim Aufsetzen des Rotorhammers 3 auf das Grobteil 15 oder beim Klemmen des Grobteiles 15 zwischen dem Rotorhammer 3 und den Schleißplatten 10 verschiebt sich aufgrund der fortlau­ fenden Rotorwellendrehung der Rotorhammer im Langloch 13 relativ gegenüber der jeweiligen Achsstange 2 und nimmt die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Position ein, so daß die Reaktionskraft nicht auf die Achsstange 2 einwirken und diese nicht zerstören kann.

Der sich vom Hammerauge 12 zum Hammerblatt 11 hin glocken­ förmig weitende Rotorhammer 3 ist in Fig. 2 als Einzelheit dargestellt. Es wird deutlich, daß trotz des durch das Lang­ loch gewonnenen Freiheitsgrades für eine Ausweichbewegung des Hammers 3 der Querschnitt im Bereich des Hammerauges 12 nicht mehr als zur Aufnahme der Achsstange 2 ohnehin erfor­ derlich geschwächt wird; gleichzeitig bietet das glockenför­ mige Hammerblatt 11 ein günstiges Schwungmoment mit viel Masse im Bereich der Schlagkanten und bis zur völligen Abnutzung des Rotorhammers 3 sehr viel Verschleißwerkstoff, ohne daß dadurch die Abmessung des Rotorhammers im Bereich des Hammerauges 12 entsprechend vergrößert zu werden braucht. Das Langloch 13, bei dessen Auslegung das Verhält­ nis der Breite 18 des Hammerblattes zur Länge 19 des Hammers beachtet werden sollte, beeinträchtigt die Festig­ keit des Hammers 3 selbst dann nicht, wenn der Hammer bis zu der gestrichelt doppelt punktierten Kontur 20 verschlis­ sen bzw. abgenutzt ist; die Schlagkanten 6, 7 befinden sich dann an der mit 6′ bzw. 7′ gekennzeichneten Position. Wenn der Hammer 3 nicht gewendet wird, nutzt sich entsprechend nur die vordere Schlagkante 6 bis zur Position 6′ ab, während die hintere Schlagkante 7 im wesentlichen nicht verschleißt.

Claims (3)

1. Rotorhammer für einen Rotor eines Hammerbrechers, wo­ bei der Rotorhammer mittels einer Lagerbohrung schwenk­ bar oder frei drehbar auf einer zur Rotorwelle pa­ rallelen Achsstange angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine schlitzartige Lagerbohrung (13).

2. Rotorhammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ei­ nen bei einer vorgegebenen Hammerlänge um so längeren Lagerschlitz (13), je größer das Verhältnis der Brei­ te (18) des Hammerblattes zur Länge (19) des Hammers ist.

3. Rotorhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die schlitzartige Lagerbohrung (13) sich radial in Richtung auf das Hammerblatt (11) erstreckt.