DE3636172A1 - Bruchplatte fuer einen maulbrecher - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bruchplatte für einen Maulbrecher, welche zwischen einem im Brechergestell gelegenen festen Gegenhalter und dem die Brechbewegung ausführenden Pendel angeordnet ist und welche die Richtung der Brechbewegung beeinflußt und gleichzeitig als Überbelastungsschutz funktioniert.

Die Bruchplatte ist ein Komponent des Brechermechanismus, mit dem die Drehbewegung der Exzenterwelle des Maulbrechers zu einer Pressbewegung zwischen dem Pendel und einer festen Gegenfläche verwandelt wird.

Die Bruchplatte funktioniert gewöhnlich auch als Überbelastungsschutz des Maulbrechers in Situationen, wo ein harter Gegenstand, z. B. ein Baggerzahn ins Brechermaul gerät. Die Bruchplatte zerbricht unter einer geringeren Kraft als das Pendel des Brechers und gleichfalls bei einem geringeren Kurbeldrehmoment als bei dem die Exzenterwelle nachgibt oder bricht, oder bei dem die statische Tragkraft der Lager der Exzenterwelle überschritten wird. Auf diese Weise werden die teueren Teile des Brechers durch den Einsatz einer viel billigeren, hinsictlich der Festigkeit richtig dimensionierten Bruchplatte geschützt.

Die gegenwärtig übliche Bruchplatte besteht aus einer einfachen Platte, die im Brechermechanismus wie ein an seinen Enden gelagerter Stab funktioniert. Weil das Brechmoment gewöhnlich ziemlich groß ist, wird in der Gelenkstruktur normalerweise Wälzlager verwendet, in denen das zylindrische Ende der Bruchplatte auf der Gegenhalterfläche rollt. Die Bruchplattendicke soll so dimensioniert sein, daß die Druckfestigkeit der Bruchplatte kritisch ist.

Da die Bruchplatte relativ kurz ist, wird bei der Drehung ihrer Wälzflächen der Mittelpunkt der Platte als Mittelpunkt des Abrundungsradius der Wälzflächen angewendet. Auf diese Weise werden die zylindrischen Flächen so ausgeformt, daß ihre Längsachsen mit guter Genauigkeit parallel sind. Zwischen den parallelen Gegenhalterflächen läuft während der Pressung die Resultante der Normalkraft durch die neutrale Achse der Bruchplatte unabhängig von dem Winkel zwischen den Flächen und der Bruchplatte.

Die ideale Knickungslänge einer so konstruierten Bruchplatte ist Null, d. h. die Potentialenergie zwischen den Gegenhalterflächen wird nicht bedeutend durch die Biegungsdeformation der Bruchplatte gemindert. Dabei ist die Bruchlast der Platte praktisch identisch mit der der Druckfestigkeit des Plattenmaterials entsprechenden Belastung.

Ein Nachteil mit der oben beschriebenen bekannten Lösung ist, daß die Gegenhalterflächen fast genau parallel zu einander angeordnet sein müssen, damit die Bruchplatte in der erwünschten Weise funktionieren könnte. Ein Winkel zwischen den Gegenhalterflächen verursacht eine Exzentrizität der Druckbelastung der Bruchplatte, und die hierdurch entstehenden Biegungsnormalspannungen führen schon bei geringen Werten des Winkels zu einer bedeutenden Steigerung der Druckrandspannung. Dies bedeutet, daß bei Verstellung des Brechers eine Veränderung in der kritischen Bruchlast der Platte erfolgt, weil dabei gewöhnlich auch der Winkel zwischen den Gegenhalterflächen geändert wird. Daher wäre es notwendig, bei verschiedenen Einstellungen Bruchplatten von verschiedenen Dicken einzusetzen, denn eine Bruchplatte, die für eine günstige Einstellung dimensioniert ist, kann sich bei einer ungünstigen Einstellung schon bei normalem Brechmoment brechen.

Ein weiteres Problem mit der nach der Bruchlast dimensionierten Bruchplatte ist, daß ihre Ermüdungsfestigkeit so gering sein kann, daß Bruchplatten unter gewissen Verhältnissen in regelmässigen Zeitabständen zerbrechen, obgleich überhaupt keine Überbelastung vorkommt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bruchplatte für Maulbrecher hervorzubringen, die die obenerwähnten Nachteile behebt. Die erfindungsgemäße Bruchplatte ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens zwei Seitenplatten besteht, die mittels eines zugbelasteten, unter gewisser Zugbelastung zerbrechenden Teils zusammengepresst sind, und daß der genannte Teil dort gelegen ist, wo im Durchschnitt der Bruchplatte (3) der Abstand zwischen den äußeren Flächen der Seitenplatten am größten ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bruchplatte für einen Maulbrecher ist dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten im Durchschnitt der Bruchplatte ein auf der Spitze stehendes, wesentlich gleichseitiges Parallelogramm bilden.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der genannte brechbare Teil aus mehreren, parallel zur kürzeren Diagonale des genannten gleichseitigen Parallelogramms angeordneten Bruchbolzen besteht, die die Bruchplatte versteifen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenplatten der Bruchplatte ein Stützblock angeordnet ist, gegen welchen die Seitenplatten mittels der nahe an die Bruchgrenze angezogenen Bruchbolzen gepreßt werden.

Als ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Bruchplatte sei erwähnt, daß die Bruchfestigkeit der Platte hauptsächlich durch die Zugfestigkeit der Bruchbolzen bestimmt wird, welche im Gegensatz zur Druckfestigkeit eines unter der Pressung gebogenen Stabes leicht zu beherrschen ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Bruchplatte gegen die Winkelabweichung zwischen den Gegenhalterflächen unempfindlich ist, weil die Bruchlast durch die Biegung der Platte nicht beeinflußt wird.

Darüber hinaus hat die Erfindung den Vorteil, daß die Bruchplatte eine sehr große Ermüdungsfestigkeit im Verhältnis zur statischen Bruchfestigkeit hat, weil die Bruchbolzen bei normaler Belastung nur geringer Spannungsschwankung ausgesetzt werden. Außerdem hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, daß sie es unnötig macht, die teueren Teile des Brechers, z. B. das Pendel, die Exzenterwelle und die Lager, überdimensioniert auszubilden, weil die Bruchfestigkeit der Bruchplatte besser beherrscht werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfürungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Maulbrecher in der Seitenansicht.

Fig. 2 einen Maulbrecher von vorn gesehen.

Fig. 3 die erfindungsgemäße Bruchplatte in der Seitenansicht.

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie IV-IV.

In Fig. 1 ist also ein Maulbrecher dargestellt, in welchem die Drehbewegung der Exzenterwelle 2 in die Brechbewegung des Pendels 1 verwandelt wird. Zwischen dem Pendel 1 und dem Gegenhalter 4 ist eine Bruchplatte 3 angeordnet.

Wenn die Bruchplatte 3 achsial belastet ist, stehen die Seitenplatten (Fig. 4) größtenteils unter der achsialen Normalspannung. Da es zwischen den Seitenplatten einen gewissen Winkel α gibt, entsteht aus den Normalkräften der Seitenplatten eine Zugbelastung im Bruchbolzen 5. Der Bruchbolzen hat eine sehr hohe Press- und Zugsteifigkeit im Verhältnis zur Biegesteifigkeit der Seitenplatten, so daß die Zugbelastung des Bruchbolzens 5 mit guter Genauigkeit errechnet werden kann, indem man die Platte als eine gelenkige Stabenstruktur betrachtet, in der die Gelenke an den Ecken des Parallelogramms sind.

Wenn der Bruchbolzen 5 bricht, wird die Biegefestigkeit der Seitenplatten 7 überschritten, und folglich biegen sie sich auswärts und die Bruchplatte bricht unter dem Druck zusammen.

Die gute Ermüdungsfestigkeit des vorgespannten Bruchbolzens 5 erklärt sich dadurch, daß der Bolzen im Verhältnis zur Druckfestigkeit der zusammengepressten Seitenplatten 7 und des Stützblockes 6 geringe Steifigkeit hat. Infolge der großen vorgespannten Fläche bringt die Betriebsbelastung nur geringe Zurückfederung in der Bolzenverschraubung bei. Dabei wird der Vorspannungsbolzen nur mäßiger Spannungsschwankung ausgesetzt, weil die durch die Betriebsbelastung bewirkte relative Dehnung des Bolzens gering bleibt. In einer praktischen Struktur kann die Druckfestigkeit der Platte unter pulsierender Belastung über 70% der statischen Bruchlast der Struktur betragen.

Die Bruchplatte 3 und die Bruchbolzen 5 sind so dimensioniert, daß die Platte unter übergroßer Druckbelastung, nachdem sich die Bruchbolzen gebrochen haben, zusammenbricht, und daß die Spannungsschwankung in den Bruchbolzen im normalen Betrieb unter der Ermüdungsgrenze bleibt.

Es ist dem Fachmann offenbar, daß die Erfindung nicht auf die oben angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern daß sie im Rahmen der folgenden Patentansprüche variiert werden kann.

Claims (5)

1. Bruchplatte (3) für einen Maulbrecher, welche zwischen einem im Brechergestell gelegenen festen Gegenhalter (4) und dem die Brechbewegung ausführenden Pendel angeordnet ist und welche die Richtung der Brechbewegung beeinflußt und gleichzeitig als Überbelastungsschutz funktioniert, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchplatte (3) aus mindestens zwei Seitenplatten (7) besteht, die mittels eines zugbelasteten, unter gewisser Zugbelastung brechenden Teils (5) zusammengepreßt sind, und daß der genannte Teil dort gelegen ist, wo im Durchschnitt der Bruchplatte (3) der Abstand zwischen den äußeren Flächen der Seitenplatten am größten ist.

2. Bruchplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (7) im Durchschnitt der Bruchplatte (3) ein auf der Spitze stehendes, wesentlich gleichseitiges Parallelogramm bilden.

3. Bruchplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte brechbare Teil (5) aus mehreren, parallel zur kürzeren Diagonale des besagten gleichseitigen Parallelogramms angeordneten Bruchbolzen besteht, die die Bruchplatte versteifen.

4. Bruchplatte nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenplatten (7) der Bruchplatte (3) ein Stützblock (6) angeordnet ist, gegen welchen die Seitenplatten mittels der nahe an die Bruchgrenze angezogenen Bruchbolzen (5) gepreßt werden.

5. Bruchplatte nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchplatte (3) und die Bruchbolzen (5) so dimensioniert sind, daß die Platte unter übergroßer Druckbelastung, nachdem sich die Bruchbolzen gebrochen haben, zusammenbricht, und daß die Spannungsschwankung in den Bruchbolzen im normalen Betrieb unter der Ermüdungsgrenze bleibt.