DE3825151A1 - Rotor mit schutzschilden fuer eine zerkleinerungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor mit Schutzschil­ den für eine Zerkleinerungsmaschine.

Solche Zerkleinerungsmaschinen können beispielsweise Hammer­ brecher oder Mühlen sein, die aus einem feststehenden Gehäu­ se bestehen, in welchem ein mit Schutzschilden besetzter Rotor drehbar gelagert ist. Am Einlaß des Gehäuses befindet sich an seiner Innenseite ein Amboß, der mit starr oder beweglich am Rotor befestigten Zerkleinerungswerkzeugen zu­ sammenwirkt. Bei Hammerbrechern sind dies am aus mehreren auf einer Welle drehfest aufgesteckten Scheiben bestehenden Rotor schwenkbeweglich zwischen den Scheiben gelagerte Häm­ mer. Zu diesem Zweck besitzt der meist mit einem schnell umlaufenden Antrieb gekuppelte Rotor eine Vielzahl von parallel zur Rotorwelle, gegen diese aber exzentrisch ver­ setzte, die Scheiben durchdringende Achsstangen, auf denen die Zerkleinerungswerkzeuge oder Hämmer frei drehbar gela­ gert sind. Die Zerkleinerung findet durch das Zusammenwir­ ken der Hämmer sowohl mit dem feststehenden Amboß am Mate­ rialeinlaß als auch mit der die Funktion eines Gegenwerk­ zeuges besitzenden Gehäuseinnenwand bzw. dem -boden statt, gegen die das Material geschleudert oder über die es hinweg­ gezogen wird.

Im Betrieb sind bestimmte Bereiche und/oder Teile der Zer­ kleinerungsmaschine besonders hohen Beanspruchungen durch das zu zerkleinernde Material ausgesetzt, welches in den verschiedensten Richtungen Kräfte auf diese Bereiche bzw. Teile ausübt.

Bei den Zonen, die besonders hoch beansprucht werden, han­ delt es sich insbesondere um die Gehäuseinnenwände, den Gehäuseboden sowie im Bereich des Rotors um den Rotorkörper bzw. bei mehrteiligem Aufbau des Rotors um die den Ro­ torkörper bildenden Scheiben - insbesondere deren Außenflä­ chen, d.h. deren Umfangsflächen und die diesen benachbarten Flächen - , Flansche, Armkreuze oder dgl. sowie des weite­ ren die vom Rotor getragenen Werkzeuge, beispielsweise die Hämmer.

Vor allem dann, wenn das zu zerkleinernde Material ganz oder teilweise aus Metall besteht, erleidet der Rotorkörper durch Abrieb und aufprallende Materialstücke erhebliche Ver­ schleißschäden. Nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit wird dann insbesondere von den Außenflächen des Rotorkör­ pers bzw. der Rotorscheiben so viel Metall abgerissen oder abgeschliffen, daß die den Rotorkörper bildenden Teile un­ brauchbar werden und ausgewechselt werden müssen.

Um die Standzeiten der dem Verschleiß ausgesetzten Maschi­ nenteile zu erhöhen, wurden Schutzschilde vorgesehen, die die betroffenen Zonen abdecken und nach Abnutzung ausge­ tauscht werden können. Der Rotorkörper, beispielsweise die diesen im wesentlichen bildenden Scheiben werden bei einer aus der DE-PS 26 05 751 bekannten Technik durch Schutz­ schilde abgedeckt. Schutzschilde und Hämmer sind jeweils auf einer gemeinsamen Achsstange angeordnet und können mit­ tels einer Spezialausbauvorrichtung durch Ziehen und Entfer­ nen der Achsstange aus dem Bereich des Trag- bzw. Rotor­ körpers gelöst und alsdann ausgetauscht werden. Nach Ent­ fernen einer Achsstange liegen die Schutzschilde lose auf den Rotorscheiben auf und sind ebenso wie die Hämmer frei zugänglich und austauschbar.

Bei einer aus der DE-PS 33 27 204 bekannten Bauweise sind die Hämmer und Schutzschilde auf verschiedenen Achsstangen angeordnet, die aber gleichermaßen durch eine Spezialvor­ richtung, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 24 37 793 bekannt ist, gezogen bzw. ausgestoßen werden können.

Im wesentlichen erfüllen die vorerwähnten Vorschläge hin­ sichtlich Befestigung und Austauschmöglichkeit der Schutz­ schilde ihren Zweck. Dennoch wirken sich aber gewisse, ins­ besondere die Austauschdauer bestimmende Faktoren bei die­ sen Bauweisen nachteilig aus. Bei beiden vorbekannten Bau­ weisen ist der Platz- und Zeitbedarf erheblich, der zum Entfernen der Achsstange aus dem Bereich des Rotorkörpers erforderlich ist, weil die dazu benutzten Aus- und Einbau­ vorrichtungen mehrmals umgesetzt werden müssen. Je nach Länge des Rotors müssen zwei Meter Achsstange und mehr gezo­ gen werden, zuzüglich der Länge der Spezial-Ausbauvorrich­ tung, um die Achsstange aus dem Bereich des Rotorkörpers zu entfernen, damit die Schutzschilde frei zugänglich sind. Da das Entfernen bzw. Ziehen der Achsstange aus technischen Gründen schrittweise erfolgen muß, addiert sich zu den bau­ lichen und raumgreifenden Nachteilen der Zeitfaktor negativ hinzu.

Der Ein- bzw. Ausbau der Achsstangen, von denen in der Pra­ xis pro Rotor sechs bis zwölf vorgesehen sind, erfolgt mit einer Spezial-Ausbauvorrichtung, mittels der die Achsstan­ gen gezogen bzw. entfernt werden können. Die einzelnen frei­ gesetzten Schutzschilde liegen zwar auch nach dem Ausbau der Achsstangen auf den Umfangsflächen der Rotorscheiben lose auf, müssen aber dennoch insoweit justiert werden, daß die Bohrungen ihrer Halteelemente fluchtend mit der jeweili­ gen Achsstange ausgerichtet werden. In dieser Position wird die Achsstange, bei schrittweisem Vorfahren, durch die Bohrung jedes der in Reihe liegenden Schutzschilde gesteckt und jeder einzelne Schutzschild, 10 bis 13 sind ca. über die Rotorlänge axial aufgereiht bzw. angeordnet, auf diese Art zentriert und gesichert.

Einen weiteren Nachteil stellt bei den vorbekannten Bauwei­ sen die kostenintensive Lagerhaltung dar, die durch die für eine Bestückung des Rotors erforderliche Stückzahl bzw. Typenvielfalt der Schutzschilde bedingt ist. Je nach Hammer­ anordnung bzw. Anzahl der Hämmer, ob 12, 16 oder 24 vorge­ sehen sind, werden in der Praxis zwischen 74 und 84 einzel­ ne, zum Teil verschiedenartige Schutzschilde für eine Rotor­ bestückung benötigt. Das heißt auch gleichzeitig, daß die Bedienungsperson beim Einbau neuer Schutzschilde dement­ sprechend oft beurteilen muß, welchen Schutzschild sie ein­ bauen muß, da sowohl die Schutzschilde an den Rotorenden als auch die Schutzschilde im Bereich der Hämmer anders gestaltet sind als beispielsweise die übrigen Schutzschil­ de. In Kombination mit den erforderlichen Justierarbeiten an jedem einzelnen Schutzschild - Ausrichten der Bohrungen der Schutzschilde in Flucht mit der Achsstange - stellt diese erforderliche Auswahl bzw. Zuordnung des jeweils ent­ sprechenden Schutzschildes einen erheblichen Aufwand dar. Diese vorangehend erläuterte Technik bei vorbekannten Bau­ weisen funktioniert zwar einwandfrei, ist aber nicht zu­ letzt durch die entsprechend erforderlichen Justierarbeiten für die Schutzschilde sehr zeit- und personalaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Außenflächen eines Rotorkörpers durch solche Schutzschilde vor Ver­ schleiß zu schützen, die schneller und einfacher, bei gerin­ gerem Platzbedarf und mit geringerem Personalaufwand auszu­ tauschen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine form­ schlüssige Direktverbindung bzw. -befestigung der Schutz­ schilde am Rotor. "Direktverbindung bzw. -befestigung" be­ deutet im vorliegenden Zusammenhang eine solche, die zusätz­ liche Befestigungselemente, insbesondere die bekannten Achs­ stangen überflüssig macht, wodurch Raum und Zeit für den Austausch gespart werden. Dabei ist es besonders vorteil­ haft, wenn die Schutzschilde an ihrer dem Verschleißbereich abgewandten Seite mindestens eine Befestigungsschiene auf­ weisen, die jeweils in mindestens eine profilierte Ausneh­ mung im Rotor einschiebbar ist.

Der erforderliche Zeitaufwand für den Austausch der Schutz­ schilde wird durch die erfindungsgemäßen Lösungsmöglichkei­ ten stark reduziert und nimmt nur einen Bruchteil der bisher erforderlichen Zeit in Anspruch, weil die gesamte zeitaufwendige Prozedur für das Herausziehen oder -drücken der Achsstangen entfällt. Für die Zentrierung der Schutz­ schilde sind beim Stand der Technik in aller Regel zwei Bedienungspersonen erforderlich, von denen die eine das Ausrichten der Bohrung eines jeden Schutzschildes in Flucht mit der Achsstange übernimmt und die andere die handbetätig­ te Kranvorrichtung bedient, sowie das schrittweise Verfah­ ren der Achsstange überwacht und die dazu erforderlichen technischen Handgriffe ausführt. Hingegen ist aufgrund der vorangehend erläuterten Vorteile bei der erfindungsgemäßen Bauweise nur noch eine Bedienungsperson für den Austausch bzw. das Einschieben der Schutzschilde erforderlich. Die dadurch gewonnene Zeitersparnis liegt ebenso auf der Hand wie der erheblich geringere Platzbedarf gegenüber dem für die vorbekannten Ausbauvorrichtungen erforderlichen, bei denen die Achsstangen vollständig aus dem Bereich des Rotor­ körpers entfernt werden müssen, d.h. auf das Fallbeispiel bezogen, mindestens zwei Meter für die Achsstange an Bewe­ gungsspielraum und außerdem zusätzlicher Raum für die Auf­ stellung der Ausbauvorrichtung in Bewegungsrichtung der Achsstange vorhanden sein muß.

Des weiteren sind bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag beim Einbau der Schutzschilde im günstigen Fall nur sechs Zuord­ nungen vorzunehmen, d.h., bei vorgegebenem, gleichbleiben­ dem Hammerbild sind, bei durchgehenden, die Rotorlänge kom­ plett abdeckenden Schutzschilden nur maximal sechs Varian­ ten bzw. unterschiedliche Schutzschilde erforderlich, die klassifiziert werden durch die Schlitze für die Hämmer, die in der Oberfläche der Schutzschilde vorgegeben bzw. vorge­ sehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Länge eines Schutzschildes bis maximal über die Rotorlänge im Rahmen der Befestigungsmöglichkeit, d.h. dort, wo Rotorscheiben vorhanden sind, die ein Einschieben gestatten, am Rotor frei wählbar. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine zusätz­ liche Erleichterung in der Handhabung der Schutzschilde beim Ein- und Ausbau. Außerdem kann der zum Ein- und Ausschieben der Schutzschilde erforderliche Bewegungsspiel­ raum, der bei einem Schutzschild, der die gesamte Rotorlän­ ge abdeckt, ca. zwei Meter betragen kann, auf die halbe Rotorlänge, d.h. auf ca. einen Meter reduziert werden, wenn Schutzschilde mit einer Länge gewählt werden, die nur die Hälfte der gesamten Länge des Rotors abdecken. Es ist aber auch möglich, daß die Schutzschilde jeweils mit ihren Ab­ deckteilen die halbe Rotorscheibenbreite benachbarter Rotor­ scheiben abdecken, d.h. eine Bauweise mit mehreren einzel­ nen Schutzschilden, die dann in der angebrachten Reihen­ folge einzeln zu entfernen sind. Die Lagerhaltungskosten werden dadurch erheblich gesenkt, daß bei sechs auf dem Umfang des Rotors verteilten Achsen nur zwölf Schutzschil­ de, anstatt vierundsiebzig oder vierundachtzig bei den vor­ bekannten Bauweisen benötigt werden. Bei einem einzigen, die gesamte Rotorlänge abdeckenden Schutzschild wären sogar nur sechs Schutzschilde für eine komplette Rotorbestückung erforderlich. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch bei­ spielsweise vier auf dem Rotorumfang angeordnete Schutz­ schilde durchaus denkbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutz­ schilde sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zerkleinerungsma­ schine mit einem erfindungsgemäß gestalteten Ro­ tor;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rotor nach Linie II-II in Fig. 3;

Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines kompletten Hammerbrecherrotors mit einem angedeuteten Deckel für die axiale Sicherung der Befestigungsschie­ nen; und

Fig. 5 und 6 Abwicklungen des Rotors, u.a. zur Veranschauli­ chung der Anordnung der Schutzschilde.

Bei der in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichneten Zerkleine­ rungsmaschine handelt es sich als Ausführungsbeispiel um einen Hammerbrecher, in dessen Gehäuse 2 ein Rotor 3 mit seiner Welle 4 drehbar gelagert ist. Dieses Gehäuse ist in Fig. 3 lediglich durch strichpunktierte Linien angedeutet. Sichtbar sind in Fig. 1 und 3 seine Stirnwände 5, an­ deutungsweise seine Lager 6 für die Welle 4 und seine Sei­ tenwände 7. Auf der Rotorwelle 4 kann eine Vielzahl von beispielsweise kreisrunden Rotorscheiben 8 durch einen Keil 9 drehfest gehalten sein. Die Erfindung ist aber nicht auf einen Scheibenrotor beschränkt, sondern auch bei anders gestalteten Tragkörpern, beispielsweise bei einem Armkreuz­ rotor oder bei einem einteilig gegossenen Rotorkörper an­ wendbar. Die Welle 4 kann durch einen nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt werden. Sämtliche Rotorscheiben 8 bestehen aus einem Scheibenkörper oder Flanschen 8 a, die mit Naben 8 b versehen sind. Die Rotorscheiben liegen mit ihren Naben 8 b auf der Welle 4 dicht aneinander. Mit den Naben 8 b und den Flanschen 8 a bilden die Rotorscheiben 8 auf der Welle 4 den Rotorkörper bzw. Tragkörper des Rotors 3 des Hammerbrechers.

Parallel zur Welle 4, jedoch radial gegen diese versetzt, sind Achsstangen 10 vorgesehen, die sämtlich den gleichen Abstand von der Welle 4 haben und die Rotorscheiben 8 bzw. die Bohrungen 8 c in den Rotorscheiben bzw. Flanschen 8 a durchdringen. Die Achsstangen 10 dienen als Lager für die Hämmer 11, die auf den Achsstangen frei drehbar gelagert sind. Die Hämmer 11 sind exzentrisch gestaltet und ragen in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise im Betriebszustand des Hammerbrechers nach außen. In den Fig. 2, 3 und 4 befindet sich der Rotor 3 außer Betrieb bzw. im Stillstand.

Zwei Hämmer 11 liegen in der Regel nicht dicht beieinander. Vielmehr sind die Hämmer in Längsrichtung des Rotors und auf dessen Umfang verteilt angeordnet, wie es beispielswei­ se die Abwicklungen gemäß den Fig. 5 und 6 zeigen.

Um den an den Außenflächen, d.h. den Umfangsflächen und dessen benachbarten Flächen der Rotorscheiben 8 bzw. Flan­ schen 8 a auftretenden Verschleiß zu verhindern, sind außer den Hämmern noch weitere Verschleißelemente, nämlich Schutz­ schilde 12 an dem Rotor 3 befestigt. Von den Schutzschilden 12 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen über die gesamte Länge L des Rotors 3 jeweils zwei angeordnet. Dies ist aber nicht Bedingung für die Erfindung, andere Bauwei­ sen sind im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, so ist die Länge l eines Schutzschildes 12 bis maximal über die Rotorlänge L im Rahmen der Befestigungsmöglichkeit am Ro­ tor, d.h. auf das Ausführungsbeispiel bezogen, der Befe­ stigungsmöglichkeit an den Rotorscheiben beispielsweise frei wählbar, z.B. dergestalt, daß ein einziger Schutz­ schild 12 die gesamte Länge L des Rotors 3 abdeckt oder aber beispielsweise einzelne Schutzschilde jeweils mit ih­ ren Abdeckteilen 12 a die halbe Rotorscheibenbreite (b) je­ weils benachbarter Rotorscheiben 8 a abdecken.

Die Schutzschilde 12 können beispielsweise, wie in den Aus­ führungsbeispielen dargestellt, eine kreissegmentförmige Form haben. An der dem Verschleißbereich 13 abgewandten Unterseite 12 c der Schutzschilde 12 bzw. des Abdeckteils 12 a befindet sich eine gegebenenfalls profilierte Befesti­ gungsschiene 14, die in eine entsprechend profilierte Aus­ nehmung 15 im Rotor 3 bzw. dessen Scheiben 8 koaxial ein­ schiebbar ist. Die profilierte Befestigungsschiene 14 an den Schutzschilden 12 kann beispielsweise einen trapezför­ migen Querschnitt 14 a aufweisen, der zum Verschleißbereich 13 konvergiert. Alternativ könnte die Befestigungsschiene 12 aber auch einen, aus zwei mit ihrer kürzeren Parallelsei­ te 14 b einander anliegenden Trapezen gebildeten Querschnitt 14 a aufweisen.

Der axiale und umfangsmäßige Abstand zwischen zwei benach­ barten Schutzschilden 12 bzw. den Abdeckteilen 12 a der Schutzschilde, die im dargestellten Ausführungsbeispiel je­ weils die halbe Länge L des Rotors abdecken, ist so klein wie möglich und in der Regel kleiner als in den Zeichnungen dargestellt. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, daß die Schutzschilde in ihrer montierten Gesamtheit entweder im wesentlichen die zu schützende Peripherie des Rotors bzw. der Rotorscheiben abdecken oder einen weitestgehend geschlossenen Zylinder bzw. Schutzmantel bilden. Mindestens überall dort jedoch, wo ein Hammer 11 aus dem Umfang des Rotors herausragt, weist die Umhüllung des Rotors einen Schlitz 12 c auf.

Die jeweils über die Endrotorscheibe 8 d des Rotors hinaus­ ragende Befestigungsschiene 14 des Schutzschildes 12 wird mittels eines Deckels 16, der in eine Nut 14 c in der Befe­ stigungsschiene eingreift und an der Endrotorscheibe 8 d befestigt ist, gegen axiale Verschiebung im Betriebszustand gesichert (s. Fig. 3 und 4). Bei einem erforderlichen Aus­ tausch der Schutzschilde 12 muß dieser Deckel 16 zunächst entfernt werden, bevor der Schutzschild 12 axial ausgescho­ ben werden kann.

Die konstruktiven Abmessungen des Aufbaus eines erfindungs­ gemäßen Rotors sind ohne weiteres so zu wählen, daß das Ein- und Ausbauen der Schutzschilde in der oberen Totpunkt­ stellung eines Schutzschildes (s. annähernd Fig. 2) durch die Naben der an den Achsstangen hängenden Hämmer oder gar durch diese selbst nicht behindert wird.

Claims (9)

1. Rotor mit Schutzschilden für eine Zerkleinerungsmaschi­ ne, gekennzeichnet durch eine formschlüssige Direktver­ bindung bzw. -befestigung der Schutzschilde (12) am Rotor (3).

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschilde (12) an ihrer dem Verschleißbereich (13) abgewandten Seite mindestens eine Befestigungsschiene (14) aufweisen, die jeweils in mindestens eine profi­ lierte Ausnehmung (15) im Rotor (3) einschiebbar ist.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschiene (14) bzw. -schienen bei einem Scheibenaufbau (8) des Rotors (3) in fluchtende, profilierte Ausnehmungen in den Scheiben (8) eingreift bzw. eingreifen.

4. Rotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschilde (12) ko­ axial zur Rotordrehachse auf den Rotor (3) aufzuschie­ ben bzw. von diesem abzuziehen sind.

5. Schutzschilde für einen Rotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (l) eines Schutzschildes (12) bis maximal über die Rotorlänge (L) im Rahmen der Befestigungsmöglich­ keit am Rotor (3) frei wählbar ist.

6. Schutzschilde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs­ schiene (14) an den Schutzschilden (12) einen trapez­ förmigen Querschnitt (14 a) aufweist, der zum Ver­ schleißbereich (13) konvergiert.

7. Schutzschilde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs­ schiene (14) einen aus zwei mit ihrer kürzeren Paral­ lelseite (14 b) einander anliegenden Trapezen gebilde­ ten Querschnitt (14 a) aufweist.

8. Rotor mit Schutzschilden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschildlängskanten im radialen Bereich von Hammer­ achsen (10) liegen.

9. Rotor mit Schutzschilden nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schutzschilde in Umfangsrichtung des Rotors geringer ist als die Hammerachszahl.