EP3405287B1 - Verschleissschutzelement für eine zerkleinerungseinrichtung - Google Patents

Verschleissschutzelement für eine zerkleinerungseinrichtung Download PDF

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EP3405287B1
EP3405287B1 EP17700339.9A EP17700339A EP3405287B1 EP 3405287 B1 EP3405287 B1 EP 3405287B1 EP 17700339 A EP17700339 A EP 17700339A EP 3405287 B1 EP3405287 B1 EP 3405287B1
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EP
European Patent Office
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wear
area
region
fastening
resistant element
Prior art date
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Active
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EP17700339.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3405287A1 (de
Inventor
Baris Irmak
Ingo Neitemeier
Marcel BANNERT
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.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3405287A1 publication Critical patent/EP3405287A1/de
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Publication of EP3405287B1 publication Critical patent/EP3405287B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/30—Shape or construction of rollers
    • B02C4/305—Wear resistant rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00—Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/02—Features for generally used wear parts on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like

Definitions

  • the invention relates to a wear protection element for partial insertion into a recess on the surface of a wear surface of a comminution device and a comminution device with such a wear protection element.
  • comminution devices such as grinding rollers
  • the surface of a wear surface is subject to high wear when the comminution device is in operation.
  • this wear it is, for example, from the DE 2006 010 042 A1 known to apply additional wear protection elements to the surface of the grinding roller.
  • roll mills or roll crushers for comminuting materials for cement production are known, which have a wear protection element which is mounted in a recess in the surface of the roller mill or the roller crusher.
  • the WO 2016/150719 A1 also discloses wear protection elements for a mill or a crusher, which are exemplarily sleeve-shaped.
  • a wear protection element for a mill or a crusher is known, a fastening area of the wear protection element extending in the form of a sleeve around a wear area of the wear protection element.
  • a drill bit of a rock drill is known.
  • the drill bit has wear protection elements which are inserted into a recess in the surface of the wear surface.
  • the US 2008/142272 A1 also relates to wear protection for comminution devices, such as, for example, crushers, grinding rollers and drills, the wear protection element being arranged in a recess in a wear surface.
  • the invention comprises a wear protection element for partial insertion into a recess on the surface of a wear surface of a comminution device, the wear protection element having a fastening area that can be connected to the recess in the surface of the wear surface and a wear area that is at least partially from the Surface of the wear surface protrudes.
  • the fastening area comprises a material that has a lower wear resistance than the material of the wear area, the wear area extending at the level of the wear protection element beyond the fastening area.
  • the fastening area also has a lower cylindrical area on which the wear area rests and an upper sleeve-shaped area which at least partially surrounds the wear area.
  • the fastening area has a receiving area for receiving the wear area, which is designed such that it centers the wear area relative to the fastening area, the receiving area having at least one recess and the wear area having a projection that interacts with the recess or the receiving area having a projection and the wear area has a recess that cooperates with the projection.
  • the crushing device is, for example, a roller mill, a roller crusher, a hammer mill or a vertical roller mill, the wear surface in particular the surface of a grinding roller exposed to high wear during operation of the crushing device, the hammer tools and the surface of the grinding track of a hammer mill or the surface of the Rolls and the grinding table of a vertical roller mill is.
  • the wear protection element is, for example, cylindrical or has a square cross section.
  • one end of the wear protection elements is designed in such a way that it can be fastened to the surface of the wear surface, in particular in a recess in the surface of the wear surface.
  • the wear protection element is designed in the form of a plate. This is particularly advantageous when such a wear protection element is used on, for example, a grinding track of a hammer mill or a vertical roller mill.
  • the fastening area is preferably arranged in such a way that it is exposed to no or only very little wear during operation of the shredding device. In particular, the fastening area is used to fasten the wear protection element to the surface of the wear surface.
  • the wear area is arranged on the fastening area and extends at the level of the wear protection element beyond the fastening area, so that the wear area is exposed to the majority of the wear acting on the wear protection element.
  • Such a wear protection element can be produced much more economically, since it is possible to dispense with the formation of the entire wear protection element from the more expensive, more wear-resistant material.
  • the area of the wear protection element that is exposed to no or only very little wear has a less wear-resistant material, which results in lower material costs.
  • a sleeve-shaped fastening area offers the advantage of being particularly easy to manufacture.
  • Sleeve-shaped is to be understood in particular as the fact that the fastening area is cylindrical with a central, coaxial recess facing the wear area.
  • the fastening area has a lower cylindrical area on which the wear area rests and an upper, for example, thin-walled, sleeve-shaped area which at least partially surrounds the wear area.
  • the sleeve-shaped area in particular has at least the same or a greater longitudinal extent than the cylindrical area.
  • the wear area preferably has a cylindrical area which is designed in such a way that it interacts with the sleeve-shaped area of the fastening area in a precisely fitting manner. In particular, the wear area is designed entirely as a cylinder.
  • the material of the wear area comprises a ceramic material, such as, for example, tungsten carbide WC, titanium carbide TiC, titanium carbonitride TiCN, vanadium carbide VC, chromium carbide CrC, tantalum carbide TaC, boron carbide BC, niobium carbide NbC, molybdenum carbide, molybdenum carbide Mo2C, aluminum oxide Al2O3, aluminum oxide Al2O3, aluminum oxide Al2O3 SiC.
  • particles of industrial diamonds, in particular high-strength ceramics are preferably embedded in a ceramic or metallic matrix in the wear area.
  • the material of the fastening area comprises a steel, such as, for example, tempered structural steel.
  • the attachment area has a receiving area for receiving the wear area, which is designed such that it centers the wear area relative to the attachment area.
  • the receiving area is preferably formed on the side surface of the fastening area facing the wear area.
  • the surface of the wear area facing the fastening area is designed in such a way that it interacts with the receiving area.
  • the receiving area has, for example, at least one recess and the wear area has a projection which interacts with the recess.
  • the receiving area has a projection and the wear area has a corresponding recess.
  • the wear protection element has a frontal recess, in particular a bore, which points in the direction of the wear surface of the comminution device.
  • the fastening area preferably has the frontal recess.
  • the recess is designed in particular coaxially to the wear protection element. Such a recess results in a material saving of the fastening area and thus a cost reduction of the wear protection element.
  • the wear area is arranged at least partially within the sleeve-shaped area of the fastening area.
  • the sleeve-shaped fastening area arranged at least partially around the wear area offers the advantage of a simple arrangement of the wear area on the fastening area and simple reworking of the casing of the wear protection element.
  • the fastening area and the wear area are materially connected to one another, in particular glued or soldered.
  • a screw connection of the wear area and the fastening area is also conceivable.
  • a material connection offers a simple possibility of fastening the wear area to the fastening area, the wear area preferably being detachably attached to the fastening area, so that if the wear area is worn, it can be exchanged in a simple manner. An exchange of the fastening area is therefore not necessary in the event of wear of the wear area.
  • the fastening area comprises less than 45%, preferably less than 30%, most preferably less than 20% of the wear protection element.
  • the invention further comprises a comminution device having a wear surface and a wear protection element as described above, the wear protection element being at least partially attached in a recess in the surface wear surface, in particular a grinding roller.
  • the fastening area of the wear protection element is materially connected to the grinding roller, in particular welded, glued or soldered.
  • the fastening area is preferably soldered, glued or welded to the recess in the wear surface.
  • the comminution device is, for example, a grinding roller for comminuting the bed of material or a vertical roller mill.
  • a comminution device 10 in particular a roller mill, is shown schematically.
  • the comminution device 10 comprises two grinding rollers, shown schematically as circles, with wear surfaces 12, 14, which have the same diameter and are arranged next to one another.
  • a grinding gap is formed between the wear surfaces 12, 14 of the grinding rollers, the size of which is adjustable, for example.
  • the grinding rollers rotate in the opposite direction to one another in the direction of rotation shown by the arrows, with ground material running through the grinding gap in the direction of fall and being ground.
  • Fig. 2 shows an end region of a grinding roller which has a wear surface 12 to which wear protection elements 16 are attached.
  • the wear protection elements 16 are mounted in the outer periphery of the surface of the grinding roller.
  • the wear protection elements 16, which are spaced apart from one another and arranged next to one another have Fig. 2 a circular cross-section. It is also conceivable that the wear protection elements 16 vary over the surface of the grinding roller in terms of size, number, cross-sectional shape and arrangement in relation to one another, for example to compensate for local differences in wear during operation of the comminution device 10.
  • the grinding roller has wear protection corner elements 17 attached to its end, which for example have a rectangular cross section and are arranged in a row next to one another in such a way that they form a ring over the circumference of the grinding roller.
  • wear protection corner elements 17 There are also other cross-sectional shapes of the wear protection corner elements 17 conceivable, which are from the in Fig. 2 shown cross-sectional shape. An arrangement of the wear protection corner elements 17 at a distance from one another is also possible.
  • Fig. 2 only the left end of the grinding roller with the wear surface 12 is shown by way of example, the right end not shown advantageously being identical in structure.
  • FIG. 4 shows a wear protection element 16a not included in the invention, which is located in a recess 26 in with the wear surface 12 of the grinding roller according to FIG Figs. 1 and 2 is arranged.
  • the wear protection element 16a has an attachment area 24 and a wear area 22, the attachment area being arranged in the recess 26 on the surface of the wear surface 12 of the grinding roller and being connected to the wear surface 12 of the grinding roller.
  • the wear protection element 16a is materially bonded to the fastening area 24 with the recess in the surface of the wear surface 12 of the grinding roller, in particular welded, soldered or glued or positively connected, in particular screwed or wedged.
  • the wear area 22 of the wear protection element 16a is arranged at least partially outside the recess 26 in the wear surface 12, so that it protrudes from the surface of the wear surface 12 in the radial direction of the grinding roller (not shown).
  • the fastening area 24 comprises approximately one third of the entire wear protection element 16a, the wear area 22 approximately comprising the other two thirds.
  • the fastening region 24 has a receiving region 18 which comprises the surface of the fastening region facing the wear region 22.
  • the receiving area 18 is arranged between the wear area 22 and the fastening area 24 and is in particular arched so that the fastening area 24 of the wear protection element 16a has an inwardly pointing arch at the end facing the wear area 22. This curvature is used to position the wear area 22 on the fastening area 24.
  • the wear area 22 of the wear protection element 16a has a material with a higher wear resistance than the material of the fastening area 24.
  • the wear area 22 has a ceramic material, such as tungsten carbide, titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, chromium carbide, tantalum carbide, boron carbide, niobium carbide, molybdenum carbide , Aluminum oxide, zirconium oxide, or silicon carbide.
  • particles made from industrial diamonds or high-strength ceramics can also be embedded in a ceramic or metallic matrix.
  • the wear area has a matrix material in which a plurality of particles are arranged.
  • the particles are in particular a highly wear-resistant material that includes, for example, diamond, ceramic or titanium.
  • the matrix material includes, for example, tungsten carbide.
  • the particles are in particular materially connected to the matrix material, for example by sintering.
  • the wear protection elements 16a are exposed to a high level of wear, in particular the wear area 22 of FIG Wear protection elements 16a wears out.
  • the wear-resistant material of the wear area 22 considerably reduces the wear of the wear protection elements 16a.
  • the fastening area which is exposed to no or only very little wear, is not made of the more expensive, more wear-resistant material.
  • Fig. 4 shows an exemplary embodiment according to the invention of a wear protection element 16b, the wear surface with the recess 26 in which the wear protection element 16b is arranged not being shown.
  • Fig. 4 shows a wear protection element 16b, which is essentially the wear protection element 16a of Fig. 1
  • the receiving area in particular the area of the fastening area 24 of the wear protection element 16b facing the wear area 22, has a recess which interacts with a projection in the area of the wear protection area 22 facing the fastening area 24.
  • a recess in the fastening area 24 is used in particular to position the wear area 22 on the fastening area 24, the wear area being centered relative to the fastening area 24.
  • the recess is, for example, cylindrical and centered.
  • Fig. 5 shows a wear protection element 16c not covered by the invention, which has an essentially sleeve-shaped fastening area 24, this extending along the lateral surface of the wear area 22 and the wear area 22 being at least partially arranged within the sleeve-shaped fastening area 24.
  • the sleeve-shaped fastening area 24 is made of a softer, less wear-resistant material than the wear area 22.
  • the wear area 22 of the wear protection element 16c extends in the longitudinal direction of the wear protection element 16c beyond the sleeve-shaped fastening area 24 so that the wear area 22 protrudes from the sleeve-shaped fastening area 24.
  • the wear area 22 extends in particular in the radial direction of the grinding roller beyond the fastening area 24.
  • the fastening area 24 of Fig. 5 has a lower, radially inwardly pointing, fully cylindrical area on which the wear area 22 rests and a Radially outwardly facing, for example thin-walled, sleeve-shaped area which at least partially surrounds the wear area 22.
  • FIG. 16 shows a wear protection element 16d not included in the invention, which essentially corresponds to the wear protection element 16c of FIG Fig. 5 corresponds with the difference that the wear protection element 16d has a recess 20 in its fastening area 24.
  • the recess 20 is attached to the end face in the fastening area 24 and is, for example, cylindrical or conical.
  • the recess is designed to be particularly coaxial with the wear protection element 16d and is used, for example, to fasten the wear protection element 16d in the recess 26 in the wear surface of the comminution device 10. Furthermore, the recess 20 saves a considerable amount of material in the fastening area 24.
  • FIG 8 shows a wear protection element 16e not included in the invention, which essentially corresponds to the wear protection element 16a of FIG Fig. 3 corresponds with the difference that the wear protection element 16e in the fastening area 24 has a recess 20 according to FIG Fig. 6 having.
  • the receiving area 18 of the wear protection element 16e is essentially flat. A curved design is also conceivable.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verschleißschutzelement zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung sowie eine Zerkleinerungseinrichtung mit einem solchen Verschleißschutzelement.
  • Bei Zerkleinerungseinrichtungen, wie Mahlwalzen, die insbesondere bei Gutbettzerkleinerung von beispielsweise hartem Erz zum Einsatz kommen, findet im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung ein hoher Verschleiß der Oberfläche einer Verschleißfläche, wie beispielsweise der Mahlwalzenoberfläche statt. Um diesem Verschleiß entgegenzuwirken, ist es beispielsweise aus der DE 2006 010 042 A1 bekannt, zusätzliche Verschleißschutzelemente auf die Oberfläche der Mahlwalze aufzubringen.
  • Aus der WO 2012/ 092427 A1 sind Walzenmühlen oder Walzenbrecher zur Zerkleinerung von Materialien zur Zementherstellung bekannt, die ein Verschleißschutzelement aufweisen, das in einer Ausnehmung in der Oberfläche der Walzenmühle oder des Walzenbrechers angebracht ist. Die WO 2016/ 150719 A1 offenbart ebenfalls Verschleißschutzelemente für eine Mühle oder einen Brecher, die beispielhaft hülsenförmig ausgebildet sind.
  • Aus der WO 2016/150719 A1 ist ein Verschleißschutzelement für eine Mühle oder einen Brecher bekannt, wobei sich ein Befestigungsbereich des Verschleißschutzelements hülsenförmig um einen Verschleißbereich des Verschleißschutzelements erstreckt.
  • Aus der US 3 805 364 A ist ein Bohrmeißel eines Gesteinsbohrers bekannt. Der Bohrmeißel weist Verschleißschutzelemente auf, die in eine Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche eingesetzt sind. Die US 2008/142272 A1 betrifft ebenfalls einen Verschleißschutz für Zerkleinerungseinrichtungen, wie beispielsweise Brecher, Mahlwalzen und Bohrer, wobei das Verschleißschutzelement in einer Aussparung einer Verschleißfläche angeordnet ist.
  • Bei einem bestimmten Verschleißgrad ist es notwendig, die Verschleißschutzelemente der Mahlwalze auszutauschen, um eine effiziente Mahlung zu garantieren. Der Austausch der Verschleißschutzelemente bedingt beispielsweise lange Stillstandzeiten der Walzenmühle, sowie hohe Wartungskosten.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verschleißschutzelement bereitzustellen, das eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, um die Wartungsintervalle zum Austausch der Verschleißschutzelemente zu erhöhen, wobei das Verschleißschutzelement gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verschleißschutzelement mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfindung umfasst nach einem ersten Aspekt ein Verschleißschutzelement zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung, wobei das Verschleißschutzelement einen Befestigungsbereich, der mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche verbindbar ist und einen Verschleißbereich aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche hervorsteht. Der Befestigungsbereich umfasst ein Material, das eine geringere Verschleißfestigkeit aufweist als das Material des Verschleißbereichs, wobei sich der Verschleißbereich in der Höhe des Verschleißschutzelements über den Befestigungsbereich hinaus erstreckt. Der Befestigungsbereich weist außerdem einen unteren zylinderförmigen Bereich, an dem der Verschleißbereich anliegt und einen oberen hülsenförmigen Bereich auf, der den Verschleißbereich zumindest teilweise umfangsmäßig umschließt. Der Befestigungsbereich weist einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Verschleißbereiches auf, der derart ausgebildet ist, dass er den Verschleißbereich relativ zu dem Befestigungsbereich zentriert, wobei der Aufnahmebereich zumindest eine Aussparung und der Verschleißbereich einen Vorsprung aufweist, der mit der Aussparung zusammenwirkt oder wobei der Aufnahmebereich einen Vorsprung und der Verschleißbereich eine Aussparung aufweist, die mit dem Vorsprung zusammenwirkt. Bei der Zerkleinerungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Walzenmühle, einen Walzenbrecher, eine Hammermühle oder eine Vertikalrollenmühle, wobei die Verschleißfläche insbesondere die im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung einem hohen Verschleiß ausgesetzte Oberfläche einer Mahlwalze, die Hammerwerkzeuge und die Oberfläche der Mahlbahn einer Hammermühle oder die Oberfläche der Rollen und des Mahltellers einer Vertikalrollenmühle ist.
    Das Verschleißschutzelement ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet oder weist einen viereckigen Querschnitt auf. Insbesondere ist ein Ende der Verschleißschutzelemente derart ausgebildet, dass es an der Oberfläche der Verschleißfläche, insbesondere in einer Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche, befestigbar ist. Insbesondere ist das Verschleißschutzelement plattenförmig ausgebildet. Dies ist insbesondere bei der Anwendung eines solchen Verschleißschutzelementes auf beispielsweise einer Mahlbahn einer Hammermühle oder eine Vertikalrollenmühle vorteilhaft.
    Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise derart angeordnet, dass er im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist. Insbesondere dient der Befestigungsbereich der Befestigung des Verschleißschutzelementes an der Oberfläche der Verschleißfläche. Der Verschleißbereich ist an dem Befestigungsbereich angeordnet und erstreckt sich in der Höhe des Verschleißschutzelements über den Befestigungsbereich hinaus, sodass der Verschleißbereich dem Großteil des auf das Verschleißschutzelements wirkenden Verschleiß ausgesetzt ist. Ein solches Verschleißschutzelement ist wesentlich kostengünstiger herstellbar, da auf die Ausbildung des gesamten Verschleißschutzelements aus dem teureren verschleißfesteren Material verzichtet werden kann. Der Bereich des Verschleißschutzelements, der keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, weist ein weniger verschleißfestes Material auf, das geringere Materialkosten bedingt. Ein hülsenförmiger Befestigungsbereich bietet den Vorteil einer besonders einfachen Herstellbarkeit. Unter hülsenförmig ist insbesondere zu verstehen, dass der Befestigungsbereich zylinderförmig mit einer zentralen, koaxialen dem Verschleißbereich zugewandten Aussparung ausgebildet ist. Der Befestigungsbereich weist einen unteren zylinderförmigen Bereich auf, an dem der Verschleißbereich anliegt und einen oberen beispielsweise dünnwandigen hülsenförmigen Bereich, der den Verschleißbereich zumindest teilweise umfangsmäßig umschließt. Der hülsenförmige Bereich weist insbesondere zumindest die gleiche oder eine größere Längserstreckung als der zylinderförmige Bereich auf. Der Verschleißbereich weist vorzugsweise einen zylinderförmigen Bereich auf, der derart ausgebildet ist, dass er mit dem hülsenförmigen Bereich des Befestigungsbereichs passgenau zusammenwirkt. Insbesondere ist der Verschleißbereich vollständig als Zylinder ausgebildet.
    Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst das Material des Verschleißbereichs einen keramischen Werkstoff, wie beispielsweise Wolframcarbid WC, Titancarbid TiC, Titancarbonitrid TiCN, Vanadiumcarbid VC, Chromcarbid CrC, Tantalcarbid TaC, Borcarbid BC, Niobcarbid NbC, Molybdäncarbid Mo2C, Aluminiumoxid Al2O3, Zirkonoxid ZrO2, oder Siiliziumcarbid SiC. Des Weiteren sind in dem Verschleißbereich vorzugsweise Partikel aus Industrie-Diamanten, insbesondere hochfeste Keramiken, in eine keramische oder metallische Matrix eingebettet.
    Das Material des Befestigungsbereichs umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Stahl, wie beispielsweise einen vergüteten Baustahl.
  • Der Befestigungsbereich weist einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Verschleißbereiches auf, der derart ausgebildet ist, dass er den Verschleißbereich relativ zu dem Befestigungsbereich zentriert. Der Aufnahmebereich ist vorzugsweise an der dem Verschleißbereich zugewandten Seitenfläche des Befestigungsbereichs ausgebildet. Insbesondere ist die dem Befestigungsbereich zugewandte Fläche des Verschleißbereichs derart ausgebildet, dass sie mit dem Aufnahmebereich zusammenwirkt.
    Der Aufnahmebereich weist beispielsweise zumindest eine Aussparung und der Verschleißbereich einen Vorsprung auf, der mit der Aussparung zusammenwirkt. Insbesondere weist der Aufnahmebereich einen Vorsprung und der Verschleißbereich eine entsprechende Aussparung auf..
  • Das Verschleißschutzelement weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine stirnseitige Aussparung, insbesondere eine Bohrung, auf, die in Richtung der Verschleißfläche der Zerkleinerungseinrichtung weist. Vorzugsweise weist der Befestigungsbereich die stirnseitige Aussparung auf. Die Aussparung ist insbesondere koaxial zu dem Verschleißschutzelement ausgebildet. Eine solche Aussparung bewirkt eine Materialersparnis des Befestigungsbereichs und somit eine Kostenreduktion des Verschleißschutzelements.
  • Der Verschleißbereich ist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Bereichs des Befestigungsbereichs angeordnet. Der zumindest teilweise um den Verschleißbereich angeordnete hülsenförmige Befestigungsbereich bietet den Vorteil einer einfachen Anordnung des Verschleißbereiches an dem Befestigungsbereich sowie einer einfachen Nachbearbeitung des Mantels des Verschleißschutzelements.
  • Der Befestigungsbereich und der Verschleißbereich sind gemäß einer weiteren Ausführungsform stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt oder gelötet. Eine Verschraubung des Verschleißbereichs und des Befestigungsbereichs ist ebenfalls denkbar. Eine stoffschlüssige Verbindung bietet eine einfache Möglichkeit der Befestigung des Verschleißbereichs an dem Befestigungsbereich, wobei der Verschleißbereich vorzugsweise lösbar an dem Befestigungsbereich angebracht ist, sodass bei einem Verschleiß des Verschleißbereichs dieser auf einfache Weise austauschbar ist. Ein Austausch des Befestigungsbereichs ist somit im Verschleißfall des Verschleißbereichs nicht notwendig.
  • Der Befestigungsbereich umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 45%, vorzugweise weniger als 30%, höchstvorzugshalber weniger als 20% des Verschleißschutzelementes.
  • Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Zerkleinerungseinrichtung aufweisend eine Verschleißfläche und ein Verschleißschutzelement wie voran beschrieben, wobei das Verschleißschutzelement zumindest teilweise in einer Ausnehmung in der Oberfläche Verschleißfläche, insbesondere einer Mahlwalze, angebracht ist.
  • Die mit Bezug auf das Verschleißschutzelement beschriebenen Vorteile treffen auch auf die Zerkleinerungseinrichtung mit einem solchen Verschleißschutzelement zu.
  • Der Befestigungsbereich des Verschleißschutzelements ist gemäß einer weiteren Ausführungsform mit der Mahlwalze stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet. Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich mit der Ausnehmung in der Verschleißfläche gelötet geklebt oder verschweißt.
  • Die Zerkleinerungseinrichtung ist beispielsweise eine Mahlwalze zur Gutbettzerkleinerung oder eine Vertikalrollenmühle.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungseinrichtung in einer Frontansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Mahlwalze der Zerkleinerungseinrichtung gemäß Fig. 1.
    • Fig. 3-7 zeigt schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele von Verschleißschutzelementen in einer Querschnittsansicht.
  • In Fig. 1 ist eine Zerkleinerungseinrichtung 10, insbesondere eine Walzenmühle schematisch dargestellt. Die Zerkleinerungseinrichtung 10 umfasst zwei schematisch als Kreise dargestellten Mahlwalzen mit Verschleißflächen 12, 14, die den gleichen Durchmesser aufweisen und nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Verschleißflächen 12, 14 der Mahlwalzen ist ein Mahlspalt ausgebildet, der beispielsweise in der Größe einstellbar ist.
  • Im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung 10 rotieren die Mahlwalzen in durch die Pfeile dargestellte Rotationsrichtung gegenläufig zueinander, wobei Mahlgut in Fallrichtung den Mahlspalt durchläuft und gemahlen wird.
  • Fig.2 zeigt einen Endbereich einer Mahlwalze, die eine Verschleißfläche 12 aufweist, an der Verschleißschutzelemente 16 angebracht sind. Die Verschleißschutzelemente 16 sind in dem äußeren Umfang der Oberfläche der Mahlwalze angebracht. Beispielhaft weisen die zueinander beabstandeten, nebeneinander angeordneten Verschleißschutzelemente 16 der Fig. 2 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Verschleißschutzelemente 16 über die Oberfläche der Mahlwalze in der Größe, der Anzahl, der Querschnittsform und der Anordnung zueinander variieren, um beispielsweise lokale Unterschiede der Abnutzung im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung 10 auszugleichen.
  • Ferner weist die Mahlwalze an ihrem Ende angebrachte Verschleißschutzeckelemente 17 auf, die beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in Reihe derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie über den Umfang der Mahlwalze einen Ring ausbilden. Es sind außerdem weitere Querschnittsformen der Verschleißschutzeckelemente 17 denkbar, die von der in Fig. 2 gezeigten Querschnittsform abweichen. Auch eine zueinander beabstandete Anordnung der Verschleißschutzeckelement 17 ist möglich. In Fig. 2 ist beispielhaft nur das linke Ende der Mahlwalze mit der Verschleißfläche 12 gezeigt, wobei das nicht gezeigte rechte Ende vorteilhafterweise im Aufbau identisch ist.
  • Fig. 3 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Verschleißschutzelement 16a, das in einer Ausnehmung 26 in mit der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze gemäß Fig. 1 und 2 angeordnet ist. Das Verschleißschutzelement 16a weist einen Befestigungsbereich 24 und einen Verschleißbereich 22 auf, wobei der Befestigungsbereich in der Ausnehmung 26 an der Oberfläche des Verschleißfläche 12 der Mahlwalze angeordnet ist und mit der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze verbunden ist. Beispielsweise ist das Verschleißschutzelement 16a an dem Befestigungsbereich 24 mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze stoffschlüssig, insbesondere verschweißt, verlötet oder verklebt oder formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt oder verkeilt. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16a ist zumindest teilweise außerhalb der Ausnehmung 26 in der Verschleißfläche 12 angeordnet, sodass dieser in radialer Richtung der nicht dargestellten Mahlwalze aus der Oberfläche der Verschleißfläche 12 hervorsteht. Der Befestigungsbereich 24 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel des gesamten Verschleißschutzelements 16a, wobei der Verschleißbereich 22 in etwa die weiteren zwei Drittel umfasst. Der Befestigungsbereich 24 weist einen Aufnahmebereich 18 auf, der die dem Verschleißbereich 22 zugewandte Fläche des Befestigungsbereichs umfasst. Der Aufnahmebereich 18 ist zwischen dem Verschleißbereich 22 und dem Befestigungsbereich 24 angeordnet und insbesondere gewölbt ausgebildet, sodass der Befestigungsbereich 24 des Verschleißschutzelements 16a an dem dem Verschleißbereich 22 zugewandten Ende eine nach innen weisende Wölbung aufweist. Diese Wölbung dient der Positionierung des Verschleißbereichs 22 auf dem Befestigungsbereich 24.
  • Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16a weist ein Material mit einer höheren Verschleißfestigkeit auf als das Material des Befestigungsbereichs 24. Beispielsweise weist der Verschleißbereich 22 einen keramischen Werkstoff, wie zum Beispiel Wolframcarbid, Titancarbid, Titancarbonitrid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Tantalcarbid, Borcarbid, Niobcarbid, Molybdäncarbid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, oder Siiliziumcarbid auf. Des Weiteren können im Verschleißbereich auch Partikel aus Industrie-Diamanten bzw. hochfesten Keramiken in eine keramische oder metallische Matrix eingebettet sein. Beispielsweise weist der Verschleißbereich ein Matrixmaterial auf, in dem eine Mehrzahl von Partikeln angeordnet sind. Bei den Partikeln handelt es sich insbesondere um ein hochverschleißfestes Material, das beispielsweise Diamant, Keramik oder Titan umfasst. Das Matrixmaterial umfasst beispielsweise Wolframcarbid. Die Partikel sind insbesondere stoffschlüssig beispielsweise durch Sintern mit dem Matrixmaterial verbunden.
  • Im Betrieb der Zerkleinerungseirichtung 10 sind die Verschleißschutzelemente 16a einem hohen Verschleiß ausgesetzt, wobei insbesondere der aus der Oberfläche der Verschleißflächen 12, 14 der Mahlwalzen hervorstehende Verschleißbereich 22 der Verschleißschutzelemente 16a verschleißt. Das verschleißfeste Material des Verschleißbereichs 22 verringert den Verschleiß der Verschleißschutzelemente 16a erheblich. Des Weiteren wird auf eine Ausbildung des Befestigungsbereichs, der keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, aus dem teureren, verschleißfesteren Werkstoff verzichtet.
  • Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verschleißschutzelements 16b, wobei die Verschleißfläche mit der Ausnehmung 26, in der das Verschleißschutzelement 16b angeordnet ist, nicht dargestellt ist. Fig. 4 zeigt ein Verschleißschutzelement 16b, das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 16a der Fig. 1 entspricht, wobei der Aufnahmebereich, insbesondere der dem Verschleißbereich 22 zugewandte Bereich des Befestigungsbereichs 24 des Verschleißschutzelements 16b eine Aussparung aufweist, die mit einem Vorsprung in dem dem Befestigungsbereich 24 zugewandten Bereich des Verschleißschutzbereichs 22 zusammenwirkt. Eine solche Aussparung in dem Befestigungsbereich 24 dient insbesondere der Positionierung des Verschleißbereichs 22 auf dem Befestigungsbereich 24, wobei der Verschleißbereich relativ zu dem Befestigungsbereich 24 zentriert wird. Die Aussparung ist beispielsweise zylinderförmig und zentriert ausgebildet.
  • Fig. 5 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Verschleißschutzelement 16c, das einen im Wesentlichen hülsenförmigen Befestigungsbereich 24 aufweist, wobei sich dieser entlang der Mantelfläche des Verschleißbereichs 22 erstreckt und der Verschleißbereich 22 zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Befestigungsbereichs 24 angeordnet ist. Der hülsenförmige Befestigungsbereich 24 ist aus einem weicheren, weniger verschleißfesten Material als der Verschleißbereich 22 ausgebildet. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16c erstreckt sich in Längsrichtung des Verschleißschutzelements 16c über den hülsenförmigen Befestigungsbereich 24 hinaus sodass der Verschleißbereich 22 aus dem hülsenförmigen Befestigungsbereich 24 hervorsteht. Der Verschleißbereich 22 erstreckt sich insbesondere in radialer Richtung der Mahlwalze über den Befestigungsbereich 24 hinaus. Der Befestigungsbereich 24 der Fig. 5 weist einen unteren, radial einwärts weisenden, vollzylinderförmigen Bereich auf, auf dem der Verschleißbereich 22 aufliegt und einen radial auswärts weisenden beispielsweise dünnwandigen hülsenförmigen Bereich, der den Verschleißbereich 22 zumindest teilweise umfangsmäßig umschließt.
  • Fig. 6 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Verschleißschutzelement 16d, das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 16c der Fig. 5 entspricht mit dem Unterschied, dass das Verschleißschutzelement 16d in seinem Befestigungsbereich 24 eine Aussparung 20 aufweist. Die Aussparung 20 ist stirnseitig in dem Befestigungsbereich 24 angebracht und beispielsweise zylinderförmig oder konusförmig ausgebildet. Die Aussparung ist besondere koaxial zu dem Verschleißschutzelement 16d ausgebildet und dient beispielsweise der Befestigung des Verschleißschutzelements 16d in der Ausnehmung 26 in der Verschleißfläche der Zerkleinerungseinrichtung 10. Ferner bedingt die Aussparung 20 eine erhebliche Materialersparnis des Befestigungsbereichs 24.
    Fig. 7 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Verschleißschutzelement 16e, das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 16a der Fig. 3 entspricht mit dem Unterschied, dass das Verschleißschutzelement 16e in dem Befestigungsbereich 24 eine Aussparung 20 gemäß der Fig. 6 aufweist. Der Aufnahmebereich 18 des Verschleißschutzelements 16e ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Eine gewölbte Ausbildung ist ebenfalls denkbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Zerkleinerungseinrichtung / Walzenmühle
    12
    Verschleißfläche / Mahlwalze
    14
    Verschleißfläche / Mahlwalze
    16 a-e
    Verschleißschutzelement
    17
    Verschleißschutzeckelement
    18
    Aufnahmebereich
    20
    Aussparung
    22
    Verschleißbereich
    24
    Befestigungsbereich
    26
    Ausnehmung

Claims (9)

  1. Verschleißschutzelement (16b) zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung (26) in der Oberfläche einer Verschleißfläche (12, 14) einer Zerkleinerungseinrichtung (10), wobei das Verschleißschutzelement (16b) einen Befestigungsbereich (24), der mit der Ausnehmung (26) in der Oberfläche der Verschleißfläche (12, 14) verbindbar ist und einen Verschleißbereich (22) aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche (12, 14) hervorsteht, wobei der Befestigungsbereich (24) ein Material umfasst, das eine geringere Verschleißfestigkeit aufweist als das Material des Verschleißbereichs (22) und wobei sich der Verschleißbereich (22) in der Höhe des Verschleißschutzelements (16b) über den Befestigungsbereich (24) hinaus erstreckt und wobei der Befestigungsbereich (24) einen Aufnahmebereich (18) zur Aufnahme des Verschleißbereiches (22) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er den Verschleißbereich (22) relativ zu dem Befestigungsbereich (24) zentriert und dadurch gekennzeichnet,
    dass der Befestigungsbereich (24) einen unteren zylinderförmigen Bereich, an dem der Verschleißbereich (22) anliegt und einen oberen hülsenförmigen Bereich aufweist, der den Verschleißbereich (22) zumindest teilweise umfangsmäßig umschließt und dass der Aufnahmebereich (18) zumindest eine Aussparung und der Verschleißbereich (22) einen Vorsprung aufweist, der mit der Aussparung zusammenwirkt oder wobei der Aufnahmebereich (18) einen Vorsprung und der Verschleißbereich (22) eine Aussparung aufweist, die mit dem Vorsprung zusammenwirkt.
  2. Verschleißschutzelement (16b) nach Anspruch 1, wobei das Material des Verschleißbereichs (22) einen keramischen Werkstoff umfasst.
  3. Verschleißschutzelement (16b) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material des Befestigungsbereichs (24) einen Stahl umfasst.
  4. Verschleißschutzelement (16b) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei das Verschleißschutzelement eine stirnseitige Aussparung (20), insbesondere eine Bohrung, aufweist, die in Richtung der Verschleißfläche (12, 14) der Zerkleinerungseinrichtung (10) weist.
  5. Verschleißschutzelement (16b) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei der Verschleißbereich (22) zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Bereichs des Befestigungsbereichs (24) angeordnet ist.
  6. Verschleißschutzelement (16b) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei der Befestigungsbereich (24) und der Verschleißbereich (22) stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt oder gelötet sind.
  7. Verschleißschutzelement (16b) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei der Befestigungsbereich (24) weniger als 45%, vorzugweise weniger als 30%, höchstvorzugshalber weniger als 20% des Verschleißschutzelementes (16a-e) umfasst.
  8. Zerkleinerungseinrichtung (10) aufweisend eine Verschleißfläche (12, 14) und ein Verschleißschutzelement (16b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verschleißschutzelement (16b) zumindest teilweise in einer Ausnehmung (26) in der Oberfläche der Verschleißfläche (12, 14) angebracht ist.
  9. Zerkleinerungseinrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der Befestigungsbereich (24) des Verschleißschutzelements (16b) mit einer Mahlwalze (12, 14) stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet ist.
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