EP0444019B1 - Backenbrecher - Google Patents

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EP0444019B1
EP0444019B1 EP91890034A EP91890034A EP0444019B1 EP 0444019 B1 EP0444019 B1 EP 0444019B1 EP 91890034 A EP91890034 A EP 91890034A EP 91890034 A EP91890034 A EP 91890034A EP 0444019 B1 EP0444019 B1 EP 0444019B1
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EP
European Patent Office
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jaw
rolling
toggle levers
radius
curvature
Prior art date
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Revoked
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EP91890034A
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English (en)
French (fr)
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EP0444019A1 (de
Inventor
Christof Rabofsky
Wolfgang Ruschitzka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Liezen GmbH
Original Assignee
Maschinenfabrik Liezen GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C1/00—Crushing or disintegrating by reciprocating members
    • B02C1/02—Jaw crushers or pulverisers
    • B02C1/04—Jaw crushers or pulverisers with single-acting jaws

Definitions

  • the innovation relates to a jaw crusher with a fixedly supported jaw and a counter jaw that can be driven to and fro relative to this jaw about a pivot axis, in which the drivable jaw is moved by an eccentric shaft via toggle levers and the power transmission of the toggle lever takes place via rolling joints .
  • sliding joints are also provided on the support of the sliding joints on the frame of the jaw crusher and on the point of application of the knee joint on the connecting rod connected to the eccentric shaft.
  • sliding joints as are also provided in the construction according to DE-OS 33 28 253, it is known to carry out the power transmission via rolling joints.
  • rolling joints A known construction of such rolling joints can also be found in DE-OS 33 28 253. While sliding joints, for example, also as a correspondingly concave-cylindrical and convex-cylindrical parts can be formed, a rolling joint arises when an equally convex-cylindrical end face of a toggle lever engages a convex-cylindrical surface.
  • the innovation now aims to ensure the permissible roll angle for a jaw crusher of the type mentioned at the outset, even when using rolling joints, and at the same time to produce less wear with small component dimensions.
  • the design according to the invention is made such that at least one rolling joint has at least one rolling surface which deviates from a circular cylindrical shape and whose radius is different for different angular positions of the toggle levers.
  • the rolling surface of the joints is formed by a curve, the radii of which are adapted to the forces to be expected depending on the angular positions of the toggle lever system that occur, the dimensions of the rolling surfaces can be significantly reduced while at the same time absorbing large amounts of force and heating due to the design and it is particularly possible with such a design, as corresponds to a preferred design, that the radius of the curvature of the rolling surface is chosen to be larger when the toggle lever is in an angular position closer to the extended position than when the toggle lever is more distant from the extended position.
  • the usable angular path and stroke are increased without the maximum permissible pressures being exceeded.
  • the variation of the radii of curvature of the rolling surfaces or the end surfaces of the toggle levers correspondingly interacting with the rolling surfaces can be used to achieve the required breaking stroke while minimizing the toggle lever deflection, which in turn can reduce the required area to a minimum and smaller components Can be used.
  • the design is such that the end faces of the ends of the toggle lever interacting with the rolling surfaces are designed as flat surfaces or with progressive or degressive curvature of the surfaces, with such a design in addition to the reductions in heat development and wear typical for rolling joints also characterized in that the machining of the end faces of the toggle levers does not require compliance with certain tolerances. Conversely, at Sliding joints a violation of narrow tolerance lead to a significantly increased wear.
  • a particularly favorable design of the force absorption with a small dimension of the rolling surfaces can be achieved if the design is such that the ratio of the smallest radius of curvature of a rolling surface to the largest radius of curvature of the same rolling surface is at least 1: 1.5, preferably approximately 1: 1, 8 to 1: 2.5.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a jaw crusher according to the prior art with conventional sliding joints
  • 2 shows an enlarged representation of the toggle lever system in accordance with the innovation
  • FIG. 3 shows, on a further enlarged scale, a view of a rolling surface according to the innovation of a rolling joint of FIG. 2.
  • a double toggle jaw crusher 1 is shown according to the prior art, on the housing 2, a bearing 3 for a bearing axis 4 is fixed.
  • a movable crusher rocker 5 is swingingly mounted on the bearing axis 4 and is driven by toggle lever 6 via an eccentric shaft 7.
  • the toggle levers 6 are acted upon in the region of a joint piece 8 via a connecting rod 9 and held in contact with the eccentric shaft 7 via a spring 10.
  • By rotating the eccentric shaft 7, the toggle levers 6 are moved alternately into a more extended and an angled position, which results in a stroke of the breaker arm 5 in the direction of the double arrow 11.
  • the crusher gap 12 can optionally be adjusted by appropriate adjustment of the stationary counter jaw 13.
  • the support of the forces or the power transmission to the movable crusher rocker 5 via the toggle levers 6 takes place via spherical bearings 14 and 15.
  • the spherical bearing 15 is supported on the crusher rear wall 16.
  • a spring 17 is shown in FIG. 1, which acts on the breaker rocker 5 against the application of force by the toggle levers 6.
  • Both the stationary counter jaw 13 and the crusher rocker 5 are each equipped with crushing jaws 18 and 19 designed as wearing parts.
  • the wearing parts 18 and 19 can be fixed in a simple manner, as is indicated for the breaker arm by the pull rod 20.
  • the toggle lever system is shown enlarged in FIG. 2, the reference numerals of FIG. 1 being retained for the same components.
  • the toggle levers 6 are in turn acted upon by an eccentric shaft 7 via a connecting rod 9, a central joint piece 8 being provided.
  • rolling joints 21 and 22 are provided, at least one of the rolling surfaces having a surface deviating from a circular cylindrical shape, the radius of which is different for different angular positions of the toggle levers, as shown in FIG Fig. 3 is shown in an enlarged scale.
  • FIG. 2 the reference numerals of FIG. 1 being retained for the same components.
  • the toggle levers 6 are in turn acted upon by an eccentric shaft 7 via a connecting rod 9, a central joint piece 8 being provided.
  • rolling joints 21 and 22 are provided, at least one of the rolling surfaces having a surface deviating from a circular cylindrical shape, the radius of which is different for different angular positions of the toggle levers, as shown in FIG Fig. 3 is shown in an enlarged scale.
  • FIG. 3 In the embodiment shown
  • the rolling surface of the abutment component 23 on the movable crusher rocker 5 and the abutment component - 24, which in turn is fixed on the crusher rear wall 7, is designed with such a rolling surface deviating from a circular shape.
  • the toggle levers 6 have essentially flat end surfaces 25 in the area of the rolling joints 21 and 22.
  • a similar design of the end surfaces 25 of the toggle levers can be provided.
  • it can also be in the area of the central joint piece 8 an appropriate design of the rolling surfaces can be selected.
  • FIG. 2 For the sake of clarity, the components which are further required for the proper functioning and which do not relate to essential features of the innovation are not shown again in FIG. 2 and can be provided essentially analogously to the known design according to FIG. 1.
  • the abutment component 23 is shown with its rolling surface 26 on a further enlarged scale, three chord areas s 1, s 2 and s 3 can be distinguished from one another, each corresponding to areas with different radius of curvature R 1, R 2 and R 3.
  • the radii of curvature of the rolling surface 26 are chosen such that the smallest radius of curvature R3 was selected at the start of the stroke and in such a way with a relatively small amount of force, while a position of the angle lever, not shown, in a position closer to the extended position, a larger radius of curvature R1 due to the larger forces occurring is chosen.

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Description

  • Die Neuerung bezieht sich auf einen Backenbrecher mit einer ortsfest abgestützten Backe und einer relativ zu dieser Backe um eine Schwenkachse zu hin- und hergehender Bewegung antreibbaren Gegenbacke, bei welchem die antreibbare Backe über Kniehebel von einer Exzenterwelle bewegt wird und die Kraftübertragung der Kniehebel über Abwälzgelenke erfolgt.
  • Bei derartigen Backenbrechern, wie sie beispielsweise in der EP-A2-201477 beschrieben sind, erfolgt der Antrieb der beweglichen Backe über die Exzenterwelle in der Weise, daß die Kniehebel zum Zwecke der Verringerung des Mahlspaltes bzw. zum Aufbringen der Brechkräfte in eine gestrecktere Lage gepreßt werden, worauf die Kniehebel anschließend durch Federkraft wiederum in eine abgewinkelte Position zurückgedrückt werden, sobald diese Position von der Exzenterwelle wieder ermöglicht wird. Für die Kraftübertragung sind unterschiedliche Lagerkonstruktionen bzw. Gelenke bekanntgeworden und es ist insbesondere bei dieser älteren Konstruktion gemäß der EP-A2-201477 in Druckrichtung ein Gleitgelenk vorgesehen, bei welchem das kugelige bzw. ballig ausgebildete Ende der Kniehebel in eine entsprechend hohlkugelig ausgebildete Druckpfanne eingreift, welche mit der beweglichen Backe verbunden ist. Eine analoge Ausbildung von Gleitgelenken ist auch an der Abstützung der Gleitgelenke am Rahmen des Backenbrechers sowie am Angriffspunkt des Kniegelenkes an der mit der Exzenterwelle verbundenen Pleuelstange vorgesehen. Neben derartigen Gleitgelenken, wie sie im übrigen auch bei der Konstruktion gemäß der DE-OS 33 28 253 vorgesehen sind, ist es bekannt, die Kraftübertragung über Abwälzgelenke vorzunehmen. Eine bekannte Konstruktion derartiger Abwälzgelenke ist gleichfalls der DE-OS 33 28 253 zu entnehmen. Während Gleitgelenke beispielsweise auch als entsprechend konkav-zylindrische und konvex-zylindrische Teile ausgebildet werden können, entsteht ein Abwälzgelenk dann, wenn an einer konvex-zylindrisch ausgebildeten Fläche eine gleichfalls konvex-zylindrisch ausgebildete Stirnfläche eines Kniehebels angreift. Da in diesen Fällen lediglich Linienberührung vorliegt, ist es erforderlich, daß bei hohen auftretenden Kräften große Abrollradien vorgesehen sind, um plastische Verformungen in Berührungbereichen zur vermeiden. Eine derartige Ausbildung von Abwälzgelenken führt daher in der Regel zu großen Bauteildimensionen und Beschränkungen des möglichen Abrollwinkels und damit der zulässigen Abwinkelbarkeit der Kniegelenke.
  • Während Gleitgelenke den Nachteil haben, daß wegen der hohen Beanspruchungen und Belastungen aus oszillierenden Bewegung hohe Reibungen mit hoher Wärmeentwicklung und erhöhtem Verschleiß auftreten, sind somit konventionelle Abwälzgelenke mit dem Nachteil behaftet, daß sie relativ große Bauteile bedingen und Beschränkungen in bezug auf die zulässigen Winkelstellungen der Kniehebel bedingen.
  • Die Neuerung zielt nun darauf ab, bei einem Backenbrecher der eingangs genannten Art den zulässigen Abrollwinkel auch bei der Verwendung von Abwälzgelenken sicherzustellen und gleichzeitig einen geringeren Verschleiß bei kleinen Bauteildimensionen herzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, daß wenigstens ein Abwälzgelenk wenigstens eine von einer kreiszylindrischen Form abweichend ausgestaltete Wälzfläche aufweist, deren Radius für verschiedene Winkelstellungen der Kniehebel verschieden ist. Dadurch, daß die Abwälzfläche der Gelenke durch eine Kurve gebildet ist, deren Radien den je nach auftretenden Winkelstellungen des Kniehebelsystems zu erwartenden Kräften angepaßt ist, lassen sich die Dimensionen der Abwälzflächen bei gleichzeitig großer Kraftaufnahme und konstruktionsbedingt geringerer Erwärmung wesentlich verringern und es wird mit einer derartigen Ausbildung insbesondere möglich, wie es einer bevorzugten Ausbildung entspricht, daß der Radius der Krümmung der Walzfläche bei einer Winkelstellung der Kniehebel näher der Strecklage größer gewählt ist als bei von der Strecklage entfernteren Winkelstellungen der Kniehebel. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, daß bei weitgehend gestrecktem Kniehebelsystem, in welchem die größten Kräfte übertragen werden, diese auf großem Abwälzradius abgerollt werden und in abgewinkeltem Zustand des Kniehebelsystems, d.h. bei Hubbeginn und damit zu einem Zeitpunkt, zu welchem geringere Kräfte auftreten, auf kleinem Abwälzradius abgerollt werden kann und insgesamt eine wesentlich geringere Fläche für einen großen Hub benötigt wird.
  • Bei geringster Wälzflächenbreite und damit auch Bauteilgröße wird der nutzbare Winkelweg und Hub vergrößert, ohne daß hiebei die maximal zulässigen Pressungen überschritten werden. Die Variation der Krümmungsradien der Wälzflächen bzw. der entsprechend mit den Wälzflächen zusammenwirkenden Stirnflächen der Kniehebel kann hiebei dazu verwendet werden, um den erforderlichen Brechhub bei gleichzeitiger Minimierung der Kniehebelabwinkelung zu erzielen, wodurch sich wiederum die erforderliche Fläche auf eine Minimum reduzieren läßt und kleinere Bauteile zum Einsatz gelangen können.
  • Mit Vorteil ist die Ausbildung so getroffen, daß die Stirnflächen der mit den Wälzflächen zusammenwirkenden Enden der Kniehebel als ebene Flächen oder mit progressiver bzw, degressiver Krümmung der Flächen ausgebildet sind, wobei sich eine derartige Ausbildung neben den für Abwälzgelenke typischen Verringerungen der Wärmeentwicklung und des Verschleißes auch noch dadurch auszeichnet, daß bei der Bearbeitung der Stirnflächen der Kniehebel die Einhaltung bestimmter Toleranzen nicht gefordert ist. Umgekehrt würde bei Gleitgelenken eine Verletzung enger Toleranz zu einem deutlich vergrößertem Verschleiß führen.
  • Eine besonders günstige Auslegung der Kraftaufnahme bei gleichzeitig geringer Abmessung der Abwälzflächen läßt sich dann erzielen, wenn die Ausbildung so getroffen ist, daß das Verhältnis des kleinsten Krümmungsradius einer Wälzfläche zum größten Krümmungsradius derselben Wälzfläche wenigstens 1 : 1,5, vorzugsweise etwa 1 : 1,8 bis 1 : 2,5, beträgt.
  • Die Neuerung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Backenbrechers nach dem Stand der Technik mit konventionellen Gleitgelenken; Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Kniehebelsystems entsprechend der Neuerung, und Fig. 3 in nochmals vergrößertem Maßstab eine Ansicht einer neuerungsgemäßen Abwälzfläche eines Abwälzgelenkes der Fig. 2.
  • In Fig. 1 ist ein Doppelkniehebel-Backenbrecher 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, an dessen Gehäuse 2 eine Lagerung 3 für eine Lagerachse 4 festgelegt ist. An der Lagerachse 4 ist schwingend eine bewegliche Brecherschwinge 5 gelagert, deren Antrieb durch Kniehebel 6 über eine Exzenterwelle 7 erfolgt. Die Kniehebel 6 werden im Bereich eines Gelenkstückes 8 über eine Pleuelstange 9 beaufschlagt und über eine Feder 10 in Anlage an die Exzenterwelle 7 gehalten. Durch Drehung der Exzenterwelle 7 werden die Kniehebel 6 abwechselnd in eine gestrecktere und eine abgewinkeltere Lage bewegt, wodurch sich ein Hub der Brecherschwinge 5 im Sinne des Doppelpfeiles 11 ergibt. Der Brecherspalt 12 kann gegebenenfalls durch entsprechende Justierung der ortsfesten Gegenbacke 13 eingestellt werden.
  • Die Abstützung der Kräfte bzw. die Kraftübertragung auf die bewegbare Brecherschwinge 5 über die Kniehebel 6 erfolgt über ballige Lager 14 und 15. Das ballige Lager 15 ist dabei an der Brecherrückwand 16 abgestützt. Weiters ist in Fig. 1 eine Feder 17 dargestellt, welche die Brecherschwinge 5 entgegen der Krafteinleitung der Kniehebel 6 beaufschlagt. Sowohl die ortsfeste Gegenbacke 13 als auch die Brecherschwinge 5 sind jeweils mit als Verschleißteile ausgebildeten Brechbacken 18 und 19 ausgestattet. Die Verschleißteile 18 und 19 können in einfacher Weise festgelegt werden, wie dies für die Brecherschwinge durch die Zugstange 20 angedeutet ist.
  • In Fig. 2 ist vergrößert das Kniehebelsystem dargestellt, wobei für gleiche Bauteile die Bezugszeichen der Fig. 1 beibehalten wurden. Die Kniehebel 6 werden wiederum von einer Exzenterwelle 7 über eine Pleuelstange 9 beaufschlagt, wobei ein Mittelgelenkstück 8 vorgesehen ist. An Stelle der ballig ausgebildeten Lager gemäß dem Stand der Technik in Fig. 1 sind neuerungsgemäß Abwälzgelenke 21 und 22 vorgesehen, wobei zumindest eine der Wälzflächen eine von einer kreiszylindrischen Form abweichende Fläche aufweist, deren Radius für verschiedene Winkelstellungen der Kniehebel verschieden ist, wie dies in Fig. 3 in nochmals vergrößertem Maße dargestellt ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist jeweils die Abwälzfläche des Widerlagerbauteiles 23 an der bewegbaren Brecherschwinge 5 sowie des Widerlagerbauteiles - 24, welcher wiederum an der Brecherrückwand 7 festgelegt ist, mit einer derartigen, von einer Kreisform abweichenden Abwälzfläche ausgebildet. Die Kniehebel 6 weisen im wesentlichen ebene Endflächen 25 im Bereich der Abwälzgelenke 21 und 22 auf. Für eine Optimierung der Kraftübertragung und einer möglichst großen Hubbewegung bei kleinen Dimensionen kann neben der Ausbildung der Abwälzflächen der Widerlagerbauteile 23 und 24 mit von der Kreisform abweichender Abwälzfläche 26 eine ähnliche Ausbildung der Endflächen 25 der Kniehebel vorgesehen sein. Weiters kann auch im Bereich des Mittelgelenkstückes 8 eine entsprechende Ausbildung der Abwälzflächen gewählt werden.
  • Die für die ordnungsgemäße Funktionsweise weiters erforderlichen Bauteile, welche nicht wesentliche Merkmale der Neuerung betreffen, sind in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nicht nochmals dargestellt und können im wesentlichen analog zur bekannten Ausbildung gemäß der Fig. 1 vorgesehen sein.
  • Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 ist in nochmals vergrößertem Maßstab der Widerlagerbauteil 23 mit seiner Abwälzfläche 26 dargestellt, wobei drei Sehnenbereiche s₁, s₂ und s₃ voneinander unterschieden werden können, welche jeweils Bereichen mit unterschiedlichem Krümmungsradius R₁, R₂ und R₃ entsprechen. Die Krümmungsradien der Abwälzfläche 26 sind dabei derart gewählt, daß bei Hubbeginn und derart bei einem relativ geringen Kraftaufwand der kleinste Krümmungradius R₃ gewählt wurde, während bei einer Stellung des nicht dargestellten Winkelhebels in einer der Strecklage näheren Position ein aufgrund der auftretenden größeren Kräfte größerer Krümmungsradius R₁ gewählt wird. Es wird durch die Wahl von verschiedenen, ineinander übergehenden Abrollradien der Abwälzfläche 26 ermöglicht, den durch die unterschiedlichen Kräfte wirksamen Pressungen jeweils dahingehend Rechnung zu tragen, daß bei geringster Bauteilgröße ein größtmöglicher Winkelweg und Hub erzielt werden kann, ohne zulässige Pressungen zu überschreiten.

Claims (4)

  1. Backenbrecher (1) mit einer ortsfest abgestützten Backe (13) und einer relativ zu dieser Backe (5) um eine Schwenkachse (4) zu hin- und hergehender Bewegung (11) antreibbaren Gegenbacke (5), bei welchem die antreibbare Backe über Kniehebel (6) von einer Exzenterwelle (7) bewegt wird und die Kraftübertragung der Kniehebel (6) über Abwälzgelenke (21,22) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abwälzgelenk (21,22) wenigstens eine von einer kreiszylindrischen Form abweichend ausgestaltete Wälzfläche (26) aufweist, deren Radius (R₁,R₂,R₃) für verschiedene Winkelstellungen der Kniehebel (6) verschieden ist.
  2. Backenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R₁) der Krümmung der Walzfläche (26) bei einer Winkelstellung der Kniehebel (6) näher der Strecklage größer gewählt ist als bei von der Strecklage entfernteren Winkelstellungen der Kniehebel (6).
  3. Backenbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (25) der mit den Wälzflächen (26) zusammenwirkenden Enden der Kniehebel (6) als ebene Flächen oder mit progressiver bzw. degressiver Krümmung der Flächen ausgebildet sind.
  4. Backenbrecher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des kleinsten Krümmungsradius (R₃) einer Wälzfläche (26) zum größten Krümmungsradius (R₁) derselben Wälzfläche (26) wenigstens 1 : 1,5, vorzugsweise etwa 1 : 1,8 bis 1 : 2,5, beträgt.
EP91890034A 1990-02-20 1991-02-20 Backenbrecher Revoked EP0444019B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0038590A AT401477B (de) 1990-02-20 1990-02-20 Backenbrecher
AT385/90 1990-02-20

Publications (2)

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EP0444019A1 EP0444019A1 (de) 1991-08-28
EP0444019B1 true EP0444019B1 (de) 1993-10-13

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ID=3489191

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AT (2) AT401477B (de)
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27W Patent revoked

Effective date: 19950309

GBPR Gb: patent revoked under art. 102 of the ep convention designating the uk as contracting state

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