EP3713672B1 - Schlagleiste - Google Patents

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EP3713672B1
EP3713672B1 EP17816661.7A EP17816661A EP3713672B1 EP 3713672 B1 EP3713672 B1 EP 3713672B1 EP 17816661 A EP17816661 A EP 17816661A EP 3713672 B1 EP3713672 B1 EP 3713672B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
beater bar
thickness
heads
bar according
blow bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17816661.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3713672C0 (de
EP3713672A1 (de
Inventor
Frederik HOOGENDOORN
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.)
Keestrack NV
Original Assignee
Keestrack NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=60662074&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3713672(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Keestrack NV filed Critical Keestrack NV
Publication of EP3713672A1 publication Critical patent/EP3713672A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3713672B1 publication Critical patent/EP3713672B1/de
Publication of EP3713672C0 publication Critical patent/EP3713672C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26Details
    • B02C13/28Shape or construction of beater elements
    • B02C13/2804Shape or construction of beater elements the beater elements being rigidly connected to the rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/02Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft
    • B02C13/06Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26Details

Definitions

  • the invention relates to a blow bar for an impact crusher with the features of patent claim 1.
  • Impact crushers are used to crush mineral materials (natural stone or recycling material) and to produce fine or coarse aggregate.
  • the material is brought in free fall into the area of action of the blow bars of a rotor and from there thrown against impact plates. There it breaks.
  • the blow bars are wearing parts and must be replaced regularly.
  • blow bars have two blow areas, ie heads that are used one after the other when one of the heads has reached the wear limit.
  • the blow bars can then be turned around their own longitudinal axis. A head of the rasp bar that is not yet worn out and which was located in a rasp bar holder in the rotor is thereby pushed out so that the rasp bar can also be used with this head until the wear limit is reached.
  • the central area of the blow bars is as small as possible and the head exposed to wear is as large as possible.
  • the central area is too small, high tension can occur in the blow bar.
  • the blow bar can break, which can result in damage to other parts of the impact crusher.
  • the DE 20 2017 103 587 U1 discloses a mirror-symmetrical blow bar according to the type described above. Due to the mirror symmetry, the blow bar can be rotated around its longitudinal axis and also around its vertical axis. The rotational symmetry enables both directions of use in the blow bar holder. The force is introduced exclusively via the inner flanks of a U-shaped mount in the center of the blow bar. For this purpose, there are appropriately designed projections in the form of longitudinal webs on both sides of the blow bar.
  • the U.S. 4,714,207 discloses a comparable design of a blow bar for insertion into an axis-parallel blow bar receptacle.
  • the heads are parallelogram-shifted in the same direction.
  • the rasp bar can be turned and is held in its middle area by a U-shaped holding bar in the rasp bar holder.
  • the prior art is also the DE 295 21 377 U1 which discloses a rasp bar which has two heads and can be turned after one head wears out.
  • the blow bar is held in the blow bar receptacle by laterally projecting strips.
  • the heads are each angularly skewed because all angles between the faces of the head are not equal to 90°.
  • the invention is based on the object of demonstrating a blow bar for an impact crusher which has a long service life and a high degree of utilization.
  • a reversible blow bar is proposed for insertion into an axis-parallel blow bar receptacle of a rotor of an impact crusher.
  • a maximum degree of utilization of the blow bar results when the blow bar can be turned over after one end of the blow bar has been worn.
  • the rasp bar has a middle area in the middle and adjacent to the middle area in each case a beating area, which is also referred to as the head.
  • One of the two heads at the ends of the list is in an operating position, i.e. it protrudes from the rotor. Meanwhile, the other head is protected in a rotor mount of the rotor and can be brought into the operating position by turning the blow bar.
  • the blow bar has a longitudinal axis running in the z-direction, which in the installed position runs parallel to the blow bar receptacle of the rotor.
  • the blow bar has a vertical axis running in the y-direction, which is directed towards a radially outer head surface of the blow bar.
  • the blow bar has a transverse axis running in the x-direction, which is directed towards a longitudinal side of the blow bar. The origin of this coordinate system is at the center of the cross-sectional area of the blow bar.
  • the blow bar is designed to be rotationally symmetrical with respect to its longitudinal axis. It is not mirror-symmetrical in relation to the xz plane and also not in relation to the yz plane, which is perpendicular to it.
  • the blow bar At its upper and lower ends in the vertical direction, the blow bar has a head that is rectangular in cross section. Each head has longitudinal side faces which are parallel to each other at a first distance. This first distance between the front and rear side surfaces defines the thickness of each rectangular head.
  • rectangular means that the side surfaces run parallel to one another within the scope of the manufacturing tolerances and are also parallel to the yz plane.
  • the two heads are not arranged as mirror images, but offset in the transverse direction, ie in the x-direction, by a second distance in opposite directions.
  • the two heads are offset from one another in the transverse direction, which means that there is no mirror symmetry, but rather rotational symmetry with respect to the longitudinal axis.
  • the rasp bar is bent in the transition to the central middle area.
  • the central area runs somewhat diagonally between the two heads. They are located in Transition to the central area on each long side of the blow bar, supporting shoulders, via which centrifugal forces of the blow bar can be introduced into the impact power consumption.
  • a feature of the invention is that the central portion has a thickness over most of its length not less than the thickness of the heads.
  • the "majority" refers to the vast majority, i.e. in particular more than 70% to 90%.
  • a receptacle for a holder can be arranged in the end area of the blow bars. There is a constriction in this area, which also reduces the cross-section in the middle area. However, this constriction is irrelevant for the degree of utilization and for the operational reliability of the blow bar.
  • the thickness of the middle area is not less than the thickness in the area of the heads.
  • the central area is also not smaller than the thickness of the heads over its extrapolated height over the vast majority of its height, in particular completely. Information on the thickness ratios always refers to the unworn condition of the blow bar.
  • said central area is even at least 3% thicker than the heads over most of its length.
  • manufacturing tolerances of +/- 1% are to be expected.
  • the differences in thickness between the central area and the heads are significantly greater in this embodiment of the invention and are preferably in a range of 2-5%, in particular in a range of 3-4%.
  • the blow bar according to the invention has a reinforced cross section and is more secure against breakage in this area.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides a contact surface which is formed on each side of the blow bar and is arranged in the transition from the central area to the rear side surface. Forces are transmitted from the blow bar in the radial direction to the rotor via the contact surface, or the torque of the rotor is transmitted to the blow bar via a blow bar holder.
  • the Contact surface is raised. Due to the raised, ie protruding, contact surface, there is an addition of material that allows the surface of the contact surface to be processed without a depression being formed in the blow bar.
  • the contact surface is also raised so that there are no constrictions in this area. This avoids notch stresses.
  • the contact surface is preferably designed only as wide and long as necessary. Therefore, it can also be shorter and narrower than the supporting shoulder.
  • the contact surface itself runs parallel to the yz plane.
  • the raised contact surface is followed by rounded flanks to the rear side surface, the flanks being completely concavely rounded.
  • the advantage of this is that the flanks always remain rounded, regardless of the material removal on the contact surface, so that the notch stresses that occur under load in this area are always kept to a minimum.
  • the highest surface pressures between the rotor and the blow bar occur in the area of the contact surfaces, with the two contact surfaces being exposed to constant wear. It is therefore important that even after changing a blow bar, the new blow bar is as level as possible, i. H. has a flush surface in the area of the contact surfaces. The contact surfaces are therefore machined.
  • the head ends in the support shoulder, which is followed by the central area.
  • the support shoulder therefore protrudes from a rear side surface, but not from the other side surface on the corresponding longitudinal side of the blow bar.
  • the support shoulder also protrudes from the front side surface. This support shoulder increases the contact area between the rasp bar receptacle and the rasp bar. The local surface pressure with regard to the centrifugal forces is reduced.
  • the obtuse angle by which the support shoulder is inclined relative to the side surfaces is also selected to be smaller and in particular smaller than 117°. It is preferably 115°.
  • a smaller angle has the advantage that the blow bar receptacle is exposed to lower spreading forces that are a result of the centrifugal forces acting on the blow bar.
  • the rasp bar acts like a wedge that widens the rasp bar mount. A smaller angle reduces the wedge effect.
  • Another advantage is that the overall length of the central area is reduced as a result. The proportion of material in the central area in relation to the heads is smaller. The degree of utilization is improved.
  • the support shoulder projects in relation to the front side surface, the support shoulder forms flanks of longitudinal ridges which are raised in relation to the front side surface.
  • the longitudinal webs can be trapezoidal in cross section and have flanks on both sides.
  • the flank angles of the longitudinal webs are preferably identical and are preferably in a range from 110° to 117°. In the transition to the sloping surfaces of the mid-central area, the resulting angle is even greater, namely by the angle of the sloping surfaces, which can be 10° to 20°, so that overall a smooth, low-stress transition from the inner flank, i. H. the support shoulder is created towards the middle area.
  • the head in the variant with a longitudinal web already ends at the outer flank of the longitudinal web, not only at the supporting shoulder, in relation to the thickness ratios according to the invention.
  • the thickness specifications of the head refer to the narrowest area of the head without the longitudinal webs.
  • At least one, in particular two, indentations can be formed in the front side surface, in particular in a raised longitudinal web, as a safeguard in the axial direction.
  • An axial lock is, for example, a bolt which, after the insertion of the blow bars, is guided through a blow bar holder and is connected, in particular screwed, to the blow bar holder. Since hardly any forces act in the axial direction, a very simple axial lock is sufficient here.
  • the depressions have a depth that extends to a level that is still above the contact surfaces. They therefore protrude only relatively little into the blow bar and lead to local weakening only to an insignificant extent. However, this effect is less if the indentations are arranged in the raised longitudinal webs.
  • the indentations are preferably arranged directly opposite the contact surfaces, so that there is no reduction in the thickness in this area in relation to the cross section in the x-direction.
  • the design of the blow bars according to the invention is particularly suitable for blow bars with a head thickness of 100 mm and a total height of approximately 300 mm. They are therefore relatively compact and thick blow bars.
  • the diametrically opposite front side surfaces are located at a distance of about 30-40% of the thickness of the head.
  • the decoupled hammer has a total thickness of 130-140% of the thickness of a head.
  • the raised bearing surfaces are approximately 8-15% higher than the thickness of the head, d. H. they protrude by about 10 mm for a head with a thickness of 100 mm. However, they do not increase the overall thickness of the blow bar. However, the overall thickness can increase compared to the above values if additional, raised longitudinal webs are present.
  • the longitudinal webs form the areas that protrude furthest in the x-direction. They can each have a thickness of 10-15% of the thickness of the heads, for example a head with a thickness of 100 mm can have a thickness of 13 mm, so that the blow bar has a total thickness of 148 mm. This roughly corresponds to proportions of 1:1.5 (overall height : overall thickness). Such a compact blow bar is extremely insensitive to breakage in the central area and at the same time has a high degree of utilization.
  • figure 1 shows a rotor 1 of an otherwise not shown impact crusher.
  • the rotor 1 has a horizontal rotor shaft 2 which is mounted in bearings 3,4.
  • the rotor shaft 2 extends horizontally between the bearings 3, 4. It is driven by a pulley 5.
  • On the rotor 1 four blow bars 6 are distributed over the circumference. The blow bars 6 run parallel to the axis of rotation D of the rotor shaft 2.
  • blow bars 6 a Cartesian coordinate system ( Figures 1 to 4 ) referenced.
  • the origin of the coordinate system is in the middle of the blow bar 6, ie at half the length (z-axis), height (y-axis) and width (thickness) (x-axis) of said blow bar 6.
  • the coordinate system refers to the respective blow bar 6 and not on the rotor 1. Since the blow bar 6 is slightly inclined in the installed position, the coordinate system is also in the figures 2 and 3 slightly inclined about the longitudinal axis (z-axis) of the blow bar 6.
  • the x-direction of the coordinate system points in the direction of a surface normal of the front side surface 9.
  • the y-axis is the radial direction and points away from the rotor shaft 2.
  • the z-axis runs parallel to the front side surface 9 and to the axis of rotation D.
  • the figure 2 shows that a total of four blow bars 6 are distributed evenly around the circumference of the rotor 1 .
  • the four blow bars 6 are identical.
  • the blow bar receptacles 7 are depressions running in the longitudinal direction of the rotor 1 , ie parallel to the axis of rotation D of the rotor shaft 2 . In relation to the coordinate system mentioned above, the indentations run in the z-direction.
  • blow bar 6 is not mirror-symmetrical, neither in relation to the horizontal plane, ie the xz plane, nor in relation to the vertical longitudinal plane, ie the yz plane. They are, however, with regard to the central longitudinal axis, which runs in the z-direction, is rotationally symmetrical because it can be mapped onto itself when rotated by 180° around the longitudinal axis.
  • the blow bars 6 each have radially outer head surfaces 8 ( Figures 3 and 4 ). Since the blow bars 6 are cast components, the top surfaces can have a slight slant due to the casting process.
  • the side surfaces 9, 10 of the blow bar 6 run at a parallel distance from one another and are therefore essentially perpendicular to the top surfaces 8 ( figure 3 ).
  • the blow bar 6 has a head 11 of rectangular cross section, each head 11 having said front and rear side surfaces 9, 10 which run parallel to one another at a first distance A1.
  • the distance A1 between the side surfaces 9, 10 is at the same time the thickness D1 of the head 11 in the x-direction ( figure 3 ).
  • Each head 11 has a constant thickness D1 over its entire length and height, so that the cross section of the head 11 is rectangular.
  • the front side surface 9 serves as a striking surface, which is exposed to constant wear during operation.
  • the blow bar 6 has a central area 12 between the two heads 11, in which the longitudinal axis (z-axis) runs centrally.
  • the side surfaces 9, 10 are parallel to the y-z plane, the heads 11 being offset transversely (x-direction) by a second distance A2 in the opposite direction to the y-z plane.
  • the second distance A2 is 10 to 20%, in particular 15 - 20% of the thickness D1 of the head 11.
  • a feature of the invention is that the center portion 12 has a thickness D2 over most of its length which is at least not less than the thickness D1 of the heads 11. While the thickness D1 of the head 11 is measured in the x-direction, the thickness D2 of the center portion 12 to a measurement direction perpendicular to the slanted center portion 12. The thickness D2 of the center portion is also not smaller than the thickness D1 if the measuring direction deviates.
  • the cross-section in the mid-central area 12 is not weakened and has no constrictions which reduce its own thickness D2 with respect to the thickness D1 of the heads 11.
  • the thickness D2 at the central portion is the same as the thickness D1 of the head. The security against breakage in this central central area 12 is significantly increased.
  • the blow bar 6 has a supporting shoulder 13 which protrudes in the x-direction in relation to the front side surface 9. The greater the lateral offset of the heads 11, the further the supporting shoulder 13 protrudes .
  • FIG. 3 shows how the support shoulder 13 serves to hold the blow bar 6 in the blow bar receptacle 7 in the installed position.
  • the support shoulder 13 is supported on a rear blow bar holder 15 which is welded into the rotor 1.
  • figure 3 shows wear lines of the upper head 11 with a dashed line. The wear begins at the corner between the front side surface 9 in the transition to the head surface 8. If the wear has progressed too far, the blow bar 6 is turned over.
  • the sectional view of figure 3 also shows that rectangular areas are arranged within the heads 11, which are made of a more wear-resistant material than the surrounding jacket of the blow bar 6. It can be a matter of embedding a ceramic material.
  • the material-removing post-processing inevitably leads to a reduction in the cross section of the blow bar, which is undesirable according to the invention if constrictions are formed as a result.
  • the contact surface 16 is therefore raised to such an extent in relation to the rear side surface 10 of the head 11 that there is always enough material available for the material-removing machining without a constriction being formed.
  • the contact surface protrudes by the amount A3, which corresponds to 10% of the thickness D1 of the head 11.
  • the diametrically opposite second contact surface 16 is used for support on a front blow bar holder 17.
  • a high torque about the longitudinal axis is exerted on the blow bar 6 by impacting material.
  • the abutment surfaces on the blow bar holders 15, 17 belonging to the contact surfaces 16 run parallel to the side surfaces 9, 10 of the blow bar 6 within the scope of the manufacturing tolerances, so that only normal forces are transmitted via the contact surfaces 16. Centrifugal forces are transmitted via the separate support shoulder. This functional separation is favorable for the power transmission and avoids stress peaks due to the superimposition of normal forces and bending moments within the blow bar 6.
  • the blow bar holders 15, 17 guide and hold the blow bar 6 in the longitudinal and circumferential direction. Securing against axial displacement in the longitudinal direction of the rotor 1 takes place via at least one depression 18 adjacent to the support shoulder 13 ( figure 3 ).
  • the indentations 18 are designed to accommodate a detachably insertable axial lock 19 ( Figures 5 to 7 ).
  • This axial lock 19 can be a locking pin, for example, which passes through a hole in the blow bar holder 15 and engages in the recess 18 .
  • the at least one axial lock 19 can be screwed to the blow bar holder 15 to fix the position.
  • the axial lock 19 has a bolt 20 welded to a plate 26 with a bore 27 for a screw, such as Figures 8 and 9 show.
  • the thickness of the blow bar 6 measured in the x-direction is greatest in this area. According to the invention, it is also not smaller than the thickness D1 of the heads 11 in this area, also minus the depth of the depressions 18.
  • the support shoulder 13 is intended to absorb the centrifugal forces that act on the blow bar 6 as a result of the rotary movement.
  • the support shoulder 13 can therefore be directly adjacent to a front side face 9 .
  • the support shoulder 13 can additionally protrude in relation to the front side surface 9 .
  • 9 longitudinal webs 14 are arranged on the front side surfaces.
  • the Figures 5 and 6 show the differences between a blow bar 6 with and without the longitudinal webs 14.
  • the blow bar 6 of figure 6 is also in figure 7 shown where for figure 7 the same reference numerals are used as for figure 5 .
  • the only difference is the raised longitudinal bar 14 on the support shoulder 13. Incidentally, for figure 7 to the explanations figure 4 referenced.
  • FIGS. 5 and 6 also show that at the ends of the blow bar 6 openings 21 are arranged in end depressions 25 adjacent to the contact surface 16 .
  • the openings 21 and recesses 25 are used for recording an assembly tool to insert the very heavy blow bars 6 into the blow bar receptacle 7 or to remove them.
  • the central area 12 of the blow bars 6 is that area which does not wear out through contact with the material to be shredded.
  • the central area 12 includes the functional surfaces over which the blow bar 6 is held.
  • the middle area 12 ends at the level of the outer flanks 24 of the contact surfaces 16.
  • the middle area 12 ends with the end of the depressions 18 or, if present, with the outer flanks of the longitudinal webs 14 ( figure 4 , figure 7 ).
  • the central area 12 has inclined surfaces 22 on both sides, which run parallel to one another. They run at an angle W2 deviating from 90° to the yz plane.
  • the angle W2 is determined by the offset of the two heads 11 in the transverse direction and the distance between the heads 11 in the vertical direction. It is less than 180°. In this embodiment it is 165° ( figure 4 ).
  • a flank angle W1 of the support shoulder 13 is 115° in relation to the rear side face 10.
  • the flank angle W3 is also 115° in this example.
  • the inclined surfaces 22 therefore enclose an angle of 130° with the support shoulder 13 .
  • the steep angle W1 of the support shoulders 13 means that the support shoulders 13 are only arranged at a small parallel distance A4 from one another.
  • the support shoulders are located near the center of the blow bar 6. The forces are therefore introduced relatively centrally into the reinforced central area 12 .
  • the voltage paths are short. The material stress is lower.
  • transition 23 there is a rounded transition 23 between the inclined surface 22 and the supporting shoulder 13.
  • the rounding of the transition 23 avoids stress peaks.
  • the rounding is smaller than that of the flanks 24 of the contact surface 16.
  • the transition 23 lies in particular at the height of the x-axis.
  • the contact surfaces 16 are trapezoidal in cross section. Their flanks 24 are rounded with particularly large radii so that there are as few stress peaks as possible in the transition to the heads 11.
  • the concave rounded edges 24 also have the advantage that, regardless of how much material has to be removed from the contact surfaces, a rounded transition to the side surfaces 10 and the inclined surfaces 22 always remains.
  • figure 7 shows that the longitudinal web 14 is trapezoidal overall, with the flanks 24 of the longitudinal web 14 having the same flank angle as the supporting shoulder 13 which adjoins the longitudinal web 14 .
  • the figure 7 the total thickness D4 of the blow bar 6.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schlagleiste für einen Prallbrecher mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Prallbrecher werden zur Zerkleinerung von mineralischen Werkstoffen (Naturstein oder Recyclingmaterial) und zur Herstellung von feiner oder grober Gesteinskörnung verwendet. Dabei wird das Material im freien Fall in den Wirkungsbereich von Schlagleisten eines Rotors gebracht und von dort gegen Prallplatten geschleudert. Dort zerbricht es. Die Schlagleisten sind Verschleißteile und müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Schlagleisten besitzen in der Regel zwei Schlagbereiche, d. h. Köpfe, die nacheinander zum Einsatz kommen, wenn einer der Köpfe die Verschleißgrenze erreicht hat. Anschließend können die Schlagleisten um ihre eigene Längsachse gewendet werden. Ein noch nicht verschlissener Kopf der Schlagleisten, der sich in einer Schlagleistenaufnahme im Rotor befand, gelangt dadurch nach außen, so dass die Schlagleiste bis zum Erreichen der Verschleißgrenze auch dieses Kopfes verwendet werden kann. Es ist hinsichtlich des Ausnutzungsgrades des eingesetzten Werkstoffes wünschenswert, wenn der Mittelbereich der Schlagleisten möglichst klein ist und der dem Verschleiß ausgesetzte Kopf möglichst groß ist. Ist der Mittelbereich allerdings zu klein, kann es zu hohen Spannungen in der Schlagleiste kommen. Die Schlagleiste kann brechen, was Beschädigungen an weiteren Teilen des Prallbrechers nach sich ziehen kann.
  • Reparaturen und Produktionsausfälle sind die Folge. Ist der Mittelbereich zu groß, können signifikante Materialanteile der Schlagleiste nicht für den Kontakt mit dem zu zerkleinernden Material genutzt werden. Ein geringer Ausnutzungsgrad ist wirtschaftlich ungünstig. Ist der Mittelbereich jedoch zu schwach, kann es bei einem Bruch der Schlagleiste zu einem vorzeitigen Totalausfall kommen.
  • Die DE 20 2017 103 587 U1 offenbart eine spiegelsymmetrische Schlagleiste gemäß der vorstehend beschriebenen Bauart. Die Schlagleiste kann aufgrund der Spiegelsymmetrie um ihre Längsachse gedreht werden und auch um ihre Hochachse. Die Rotationssymmetrie ermöglicht beide Einsatzrichtungen in die Schlagleistenaufnahme. Die Krafteinleitung erfolgt ausschließlich über innere Flanken einer U-förmigen Aufnahme in der Mitte der Schlagleiste. Hierzu befinden sich entsprechend ausgestaltete Vorsprünge in Form von Längsstegen beiderseits der Schlagleiste.
  • Die US 4,714,207 offenbart eine vergleichbare Bauform einer Schlagleiste zum Einsetzen in eine achsparallele Schlagleistenaufnahme. Die Köpfe sind parallelogrammartig in dieselbe Richtung verschoben. Die Schlagleiste kann gewendet werden und wird in ihrem mittleren Bereich über eine U-förmige Halteleiste in der Schlagleistenaufnahme gehalten.
  • Zum Stand Technik ist ferner die DE 295 21 377 U1 zu nennen, die eine Schlagleiste offenbart, welche zwei Köpfe aufweist und nach dem Verschleiß eines Kopfes gewendet werden kann. Über seitlich vorspringende Leisten ist die Schlagleiste in der Schlagleistenaufnahme gehalten. Die Köpfe sind jeweils winkelschief, weil alle Winkel zwischen den Flächen des Kopfes ungleich 90° sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schlagleiste für einen Prallbrecher aufzuzeigen, welche eine lange Standzeit und einen hohen Ausnutzungsgrad besitzt.
  • Die Aufgabe ist bei einer Schlagleiste mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Es wird eine wendbare Schlagleiste zum Einsetzen in eine achsparallele Schlagleistenaufnahme eines Rotors eines Prallbrechers vorgeschlagen. Ein maximaler Ausnutzungsgrad der Schlagleiste ergibt sich dann, wenn die Schlagleiste nach dem Verschleiß eines Endes der Schlagleiste gewendet werden kann. Die Schlagleiste besitzt in der Mitte einen Mittelbereich und benachbart zum Mittelbereich jeweils einen Schlagbereich, der auch als Kopf bezeichnet wird. Einer der beiden Köpfe an den Enden der Schlagseite befindet sich jeweils in einer Einsatzposition, das heißt er ragt aus dem Rotor heraus. Der andere Kopf befindet sich währenddessen geschützt in einer Rotoraufnahme des Rotors und kann durch Wenden der Schlagleiste in die Einsatzposition gebracht werden.
  • Die Schlagleiste besitzt innerhalb eines kartesischen Koordinatensystems eine in z-Richtung verlaufende Längsachse, die in der Einbaulage parallel zur Schlagleistenaufnahme des Rotors verläuft. Die Schlagleiste besitzt eine in y-Richtung verlaufende Hochachse, die auf eine radial äußere Kopffläche der Schlagleiste gerichtet ist. Die Schlagleiste besitzt schließlich eine in x-Richtung verlaufende Querachse, die auf eine Längsseite der Schlagleiste gerichtet ist. Der Ursprung dieses Koordinatensystems befindet sich in der Mitte der Querschnittsfläche der Schlagleiste.
  • Die Schlagleiste ist in Bezug auf ihre Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie ist nicht spiegelsymmetrisch in Bezug auf die x-z-Ebene und auch nicht im Hinblick auf die senkrecht dazu stehende y-z-Ebene. Die Schlagleiste besitzt an ihren in Hochrichtung oberen und unteren Enden jeweils einen im Querschnitt rechteckigen Kopf. Jeder Kopf hat längsseitig Seitenflächen, welche jeweils in einem ersten Abstand zueinander parallel verlaufen. Dieser erste Abstand zwischen der vorderen und hinteren Seitenfläche definiert die Dicke des jeweils rechteckigen Kopfes. Rechteckig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Seitenflächen im Rahmen der Fertigungstoleranzen parallel zueinander verlaufen und auch parallel zu der y-z-Ebene stehen. Dennoch sind die beiden Köpfe nicht spiegelbildlich angeordnet, sondern in Querrichtung, das heißt in x-Richtung, um einen zweiten Abstand in entgegengesetzte Richtungen versetzt. Die beiden Köpfe sind in Querrichtung zueinander verschoben, dadurch ergibt sich keine Spiegelsymmetrie, sondern eine Rotationssymmetrie bezüglich der Längsachse. Die Schlagleiste ist jeweils im Übergang zu dem mittleren Mittelbereich abgekröpft. Der Mittelbereich verläuft gewissermaßen diagonal zwischen den beiden Köpfen. Es befinden sich im Übergang zum Mittelbereich auf jeder Längsseite der Schlagleiste Stützschultern, über welche Fliehkräfte der Schlagleiste in die Schlagleistungsaufnahme einleitbar sind.
  • Ein Merkmal der Erfindung ist, dass der Mittelbereich auf dem überwiegenden Teil seiner Länge eine Dicke besitzt, die nicht kleiner ist als die Dicke der Köpfe. Auf dem "überwiegenden Teil" bezieht sich auf den ganz überwiegenden Teil, das heißt insbesondere auf mehr als 70% bis 90%. Zum axialen Herausziehen der Schlagleisten aus der Schlagleistenaufnahme kann im Endbereich der Schlagleisten eine Aufnahme für eine Halterung angeordnet sein. In diesem Bereich befindet sich eine Einschnürung, die den Querschnitt auch im mittleren Bereich reduziert. Diese Einschnürung ist allerdings für den Ausnutzungsgrad und für die Betriebssicherheit der Schlagleiste unerheblich. Abgesehen von diesem etwas dünner gestalteten Endbereich ist die Dicke des Mittelbereiches nicht kleiner als die Dicke im Bereich der Köpfe. Darüber hinaus ist der Mittelbereich auch über seine in Hochrechnung betrachtete Höhe auf dem ganz überwiegenden Teil seiner Höhe, insbesondere vollständig, nicht kleiner als die Dicke der Köpfe. Angaben zu den Dickenverhältnissen beziehen sich immer auf den unverschlissenen Zustand der Schlagleiste.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist der besagte Mittelbereich auf dem überwiegenden Teil seiner Länge sogar mindestens 3% dicker als die Köpfe. Bei Gussbauteilen, wie bei derartigen Schlagleisten, ist mit Fertigungstoleranzen von +/- 1 % zu rechnen. Die Dickenunterschiede zwischen dem Mittelbereich und den Köpfen sind bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung deutlich größer und liegen vorzugsweise in einem Bereich von 2-5%, insbesondere in einem Bereich von 3-4%. Dadurch hat die erfindungsgemäße Schlagleiste einen verstärkten Querschnitt und besitzt eine höhere Sicherheit gegen Bruch in diesem Bereich.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht eine Anlagefläche vor, die auf jeder Seite der Schlagleiste ausgebildet ist und im Übergang von dem Mittelbereich zu der rückwärtigen Seitenfläche angeordnet ist. Über die Anlagefläche werden Kräfte von der Schlagleiste in Radialrichtung in den Rotor übertragen bzw. das Drehmoment des Rotors über einen Schlagleistenhalter in die Schlagleiste. Die Anlagefläche ist erhaben. Durch die erhabene, d.h. vorstehende Anlagefläche ist eine Materialzugabe vorhanden, die eine Oberflächenberarbeitung der Anlagefläche ermöglicht, ohne dass eine Vertiefung in der Schlagleiste entsteht. Die Anlagefläche ist auch deshalb erhaben, damit es keine Einschnürungen in diesem Bereich gibt. Dadurch werden Kerbspannungen vermieden. Die Anlagefläche ist bevorzugt nur so breit und lang wie notwendig gestaltet. Daher kann sie auch kürzer und schmaler als die Stützschulter sein. Die Anlagefläche selbst verläuft parallel zur y-z-Ebene.
  • An die erhabene Anlagefläche schließen sich gerundete Flanken zur rückwärtigen Seitenfläche an, wobei die Flanken vollständig konkav gerundet sind. Der Vorteil dabei ist, dass die Flanken unabhängig vom Materialabtrag auf der Anlagefläche immer gerundet bleiben, sodass die unter Last auftretenden Kerbspannungen in diesem Bereich stets minimal gehalten werden. In dem Bereich der Anlageflächen treten die höchsten Flächenpressungen zwischen dem Rotor und der Schlagleiste auf, wobei die beiden Kontaktflächen fortwährendem Verschleiß ausgesetzt sind. Es ist daher wichtig, dass auch nach einem Wechsel einer Schlagleiste, die neue Schlagleiste eine möglichst plane, d. h. bündige Oberfläche, im Bereich der Anlageflächen besitzt. Die Anlageflächen werden daher Span abhebend bearbeitet.
  • Bei einer 1. Ausführungsform der Erfindung endet der Kopf in der Stützschulter, an den sich der Mittelbereich anschließt. Die Stützschulter steht daher gegenüber einer rückwärtigen Seitenfläche vor, nicht aber gegenüber der anderen Seitenfläche auf der entsprechenden Längsseite der Schlagleiste. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung steht die Stützschulter zusätzlich gegenüber der vorderen Seitenfläche vor. Diese Stützschulter vergrößert den Kontaktbereich zwischen der Schlagleistenaufnahme und der Schlagleiste. Die örtliche Flächenpressung im Hinblick auf die Fliehkräfte wird reduziert.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich der stumpfe Winkel, um den die Stützschulter gegenüber den Seitenflächen geneigt ist, kleiner gewählt und insbesondere kleiner 117°. Vorzugsweise beträgt er 115°. Ein kleinerer Winkel hat den Vorteil, dass die Schlagleistenaufnahme geringeren Spreizkräften ausgesetzt ist, die eine Folge der Fliehkräfte sind, die auf die Schlagleiste wirken. Die Schlagleiste wirkt wie ein Keil, der die Schlagleistenaufnahme weitet. Ein kleinerer Winkel reduziert die Keilwirkung. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die Baulänge des Mittelbereiches dadurch reduziert. Der Materialanteil des Mittelbereiches im Verhältnis zu den Köpfen ist kleiner. Der Ausnutzungsgrad wird verbessert.
  • Wenn die Stützschulter gegenüber der vorderen Seitenfläche vorsteht, bildet die Stützschulter Flanken von Längsstegen, die gegenüber der vorderen Seitenfläche erhaben sind. Die Längsstege können im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sein und beiderseits Flanken aufweisen. Die Flankenwinkel der Längsstege sind vorzugsweise identisch und liegen bevorzugt in einem Bereich von 110° bis 117°. Im Übergang zu den Schrägflächen des mittleren Mittelbereichs ist der resultierende Winkel sogar noch größer, und zwar um den Winkel der Schrägflächen, der 10° bis 20° betragen kann, so dass insgesamt ein sanfter, spannungsarmer Übergang von der inneren Flanke, d. h. der Stützschulter zum mittleren Bereich geschaffen wird. Im Unterschied zur oben genannten, 1. Ausführungsform ohne Längssteg, endet der Kopf bei der Variante mit Längssteg in Bezug auf die erfindungsgemäßen Dickenverhältnisse bereits an der äußeren Flanke des Längsstegs nicht erst an der Stützschulter. Die Dickenangaben des Kopfes beziehen sich jeweils auf den schmalsten Bereich des Kopfes ohne die Längsstege.
  • Als Sicherung in Axialrichtung können wenigstens eine, insbesondere zwei Vertiefungen in der vorderen Seitenfläche, insbesondere in einem erhabenen Längssteg ausgebildet sein. Eine Axialsicherung ist beispielsweise ein Bolzen, der nach dem Einsetzen der Schlagleisten durch einen Schlagleistenhalter geführt wird und mit dem Schlagleistenhalter verbunden, insbesondere verschraubt wird. Da in Axialrichtung kaum Kräfte wirken, reicht hier eine sehr einfache Axialsicherung aus. Die Vertiefungen besitzen eine Tiefe, die bis in eine Ebene reicht, die noch oberhalb der Anlageflächen liegt. Sie ragen daher nur relativ wenig in die Schlagleiste hinein und führen nur unwesentlich zu einer lokalen Schwächung. Dieser Effekt ist doch geringer, wenn die Vertiefungen in den erhabenen Längsstegen angeordnet sind. Die Vertiefungen sind vorzugsweise unmittelbar gegenüberliegend der Anlageflächen angeordnet, sodass es in Bezug auf den Querschnitt in x-Richtung keine Reduzierung der Dicke in diesem Bereich ergibt.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schlagleisten eignet sich insbesondere für Schlagleisten mit einer Dicke des Kopfes von 100 mm und einer Gesamthöhe von ca. 300 mm. Es handelt sich daher um relativ kompakte und dicke Schlagleisten. Die diametral gegenüberliegenden vorderen Seitenflächen befinden sich in einem Abstand von ca. 30-40% der Dicke des Kopfes. Dadurch besitzt die abgekoppelte Schlag leisten eine Gesamtdicke von 130-140% der Dicke eines Kopfes. Die erhabenen Anlageflächen sind und ca. 8-15% gegenüber der Dicke des Kopfes erhaben, d. h. sie stehen bei einem Kopf in einer Dicke von 100 mm um ca. 10 mm vor. Sie vergrößern allerdings nicht die Gesamtdicke der Schlagleiste. Die Gesamtdicke kann gegenüber den oben genannten Werten allerdings zunehmen, wenn zusätzliche, erhabene Längsstege vorhanden sind. In diesem Fall bilden die Längsstege die in x-Richtung am weitesten vorstehenden Bereiche. Sie können jeweils eine Dicke von 10-15% der Dicke der Köpfe haben und bei einem Kopf mit einer Dicke von 100 mm beispielsweise eine Dicke von 13 mm haben, sodass die Schlagleiste eine Gesamtdicke von 148 mm besitzt. Das entspricht ungefähr Proportionen von 1:1,5 (Gesamthöhe : Gesamtdicke). Eine derart kompakte Schlagleiste ist extrem unempfindlich gegen Bruch im Mittelbereich und besitzt gleichzeitig einen hohen Ausnutzungsgrad.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1
    Einen Rotor eines Prallbrechers in einer Draufsicht;
    Figur 2
    Einen Schnitt durch den Rotor der Figur 1 entlang der Linie II-II;
    Figur 3
    Die Einzelheit III aus Figur 2;
    Figur 4
    Die Schlagleiste der Figur 3 in einer ersten Ansicht;
    Figur 5
    Die Schlagleiste der Figur 4 in einer zweiten Ansicht;
    Figur 6
    Eine zweite Ausführungsform einer Schlagleiste in einer Ansicht auf die Längsseite;
    Figur 7
    Die Schlagleiste der Figur 6 in einer zweiten Ansicht;
    Figur 8
    Eine Axialsicherung in einer ersten Ansicht und
    Figur 9
    die Axialsicherung der Figur 8 im Längsschnitt entlang der Linie IX-IX.
  • Figur 1 zeigt einen Rotor 1 eines im Übrigen nicht näher dargestellten Prallbrechers. Der Rotor 1 besitzt eine horizontale Rotorwelle 2, welche in Lagern 3, 4 gelagert ist. Die Rotorwelle 2 erstreckt sich horizontal zwischen den Lagern 3, 4. Sie wird von einer Riemenscheibe 5 angetrieben. An dem Rotor 1 sind vier Schlagleisten 6 über den Umfang verteilt angeordnet. Die Schlagleisten 6 verlaufen parallel zur Drehachse D der Rotorwelle 2.
  • Bei der nachfolgenden Erläuterung der Schlagleisten 6 wird auf ein kartesisches Koordinatensystem (Figuren 1 bis 4) Bezug genommen. Der Ursprung des Koordinatensystems befindet sich in der Mitte der Schlagleiste 6, d. h. auf halber Länge (z-Achse), Höhe (y-Achse) und Breite (Dicke) (x-Achse) der besagten Schlagleiste 6. Das Koordinatensystem bezieht sich auf die jeweilige Schlagleiste 6 und nicht auf den Rotor 1. Da die Schlagleiste 6 in der Einbaulage leicht geneigt ist, ist auch das Koordinatensystem in den Figuren 2 und 3 leicht um die Längsachse (z-Achse) der Schlagleiste 6 geneigt.
  • Die x-Richtung des Koordinatensystems zeigt in Richtung einer Flächennormale der vorderen Seitenfläche 9. Die y-Achse ist die radiale Richtung und zeigt von der Rotorwelle 2 weg. Die z-Achse verläuft parallel zu der vorderen Seitenfläche 9 und zur Drehachse D.
  • Die Figur 2 zeigt, dass umfangseitig des Rotors 1 insgesamt vier Schlagleisten 6 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die vier Schlagleisten 6 sind identisch. Die Schlagleistenaufnahmen 7 sind in Längsrichtung des Rotors 1, d. h. parallel zur Drehachse D der Rotorwelle 2 verlaufende Vertiefungen. Bezogen auf das oben genannte Koordinatensystem verlaufen die Vertiefungen in z-Richtung.
  • Die Figuren 2 bis 4 zeigen, dass die Schlagleiste 6 weder bezogen auf die Horizontalebene, d. h. die x-z-Ebene noch bezogen auf die vertikale Längsebene, d. h. die y-z-Ebene, nicht spiegelsymmetrisch sind. Sie sind allerdings im Hinblick auf die zentrale Längsachse, die in z-Richtung verläuft, rotationssymmetrisch, weil sie bei einer Drehung um 180° um die Längsachse auf sich selbst abbildbar ist.
  • Die Schlagleisten 6 besitzen an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils radial äußere Kopfflächen 8 (Figuren 3 und 4). Da es sich bei Schlagleisten 6 um Gussbauteile handelt, können die Kopfflächen gießtechnisch bedingt eine leichte Formschräge haben. Die Seitenflächen 9, 10 der Schlagleiste 6 verlaufen im parallelen Abstand zueinander und stehen dadurch im Wesentlichen senkrecht zu den Kopfflächen 8 (Figur 3). Die Schlagleiste 6 besitzt an ihren in Hochrichtung oberen und unteren Enden jeweils einen im Querschnitt rechteckigen Kopf 11, wobei jeder Kopf 11 die besagten vorder- und rückseitigen Seitenflächen 9, 10 besitzt, welche in einem ersten Abstand A1 zueinander parallel verlaufen. Der Abstand A1 der Seitenflächen 9, 10 ist gleichzeitig die Dicke D1 des Kopfes 11 in x-Richtung (Figur 3). Jeder Kopf 11 besitzt über seine gesamte Länge und Höhe eine gleichbleibende Dicke D1, sodass der Querschnitt des Kopfes 11 rechteckig ist. Die vordere Seitenfläche 9 dient als Schlagfläche, die während des Betriebs einem fortwährenden Verschleiß ausgesetzt ist.
  • Die Schlagleiste 6 besitzt zwischen den beiden Köpfen 11 einen Mittelbereich 12, in welchem zentral die Längsachse (z-Achse) verläuft. Die Seitenflächen 9, 10 verlaufen parallel zu der y-z-Ebene, wobei die Köpfe 11 in Querrichtung (x-Richtung) um einen zweiten Abstand A2 in entgegengesetzte Richtung versetzt zur y-z-Ebene angeordnet sind. Das bedeutet, dass sich in Hochrichtung betrachtet der obere Kopf 11 nicht vollständig fluchtend oberhalb des unteren Kopfes 11 befindet. Die beiden Köpfe 11 sind in Querrichtung zueinander versetzt, wobei der Mittelbereich 12, der die beiden Köpfe 11 miteinander verbindet, schräg verläuft. Die Schlagleiste 6 ist dadurch insgesamt abgekröpft. Die zweite Abstand A2 beträgt 10 bis 20%, insbesondere 15 - 20% der Dicke D1 des Kopfes 11.
  • Ein Merkmal der Erfindung ist, dass der Mittelbereich 12 auf dem überwiegenden Teil seiner Länge eine Dicke D2 besitzt, die zumindest nicht kleiner ist als die Dicke D1 der Köpfe 11. Während die Dicke D1 des Kopfes 11 in x-Richtung gemessen wird, bezieht sich die Dicke D2 des Mittelbereiches 12 auf eine Messrichtung senkrecht zum schräg verlaufenden Mittelbereich 12. Die Dicke D2 des Mittelbereiches ist auch bei abweichender Messrichtung nicht kleiner als die Dicke D1. Der Querschnitt im mittleren Mittelbereich 12 wird nicht geschwächt und besitzt keine Einschnürungen, welche seine eigene Dicke D2 gegenüber der Dicke D1 der Köpfe 11 mindern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Dicke D2 im mittleren Bereich genauso groß, wie die Dicke D1 des Kopfes. Die Sicherheit gegen Bruch in diesem mittleren Mittelbereich 12 wird deutlich erhöht.
  • Die Schlagleiste 6 besitzt zwischen dem Mittelbereich 12 und den im Betrieb jeweils vorderen Seitenflächen 9 der Köpfe 12 eine gegenüber der vorderen Seitenfläche 9 in x-Richtung vorstehende Stützschulter 13. Je größer der seitliche Versatz der Köpfe 11 ist, desto weiter steht die Stützschulter 13 vor.
  • Die Stützschulter geht in die die vordere Seitenfläche 9 über. Figur 3 zeigt, wie die Stützschulter 13 in der Einbaulage dazu dient, die Schlagleiste 6 in der Schlagleistenaufnahme 7 zu halten. Die Stützschulter 13 stützt sich an einem hinteren Schlagleistenhalter 15 ab, der in den Rotor 1 geschweißt ist.
  • Figur 3 zeigt mit gestrichelter Linie Verschleißlinien des oberen Kopfes 11. Der Verschleiß beginnt an der Ecke zwischen der der vorderen Seitenfläche 9 im Übergang zur Kopffläche 8. Ist der Verschleiß zu weit fortgeschritten, wird die Schlagleiste 6 gewendet. Die Schnittdarstellung der Figur 3 zeigt zudem, dass innerhalb der Köpfe 11 rechteckige Bereiche angeordnet sind, die aus einem verschleißfesteren Werkstoff als der umgebende Mantel der Schlagleiste 6 hergestellt sind. Es kann sich um Einbettungen eines keramischen Werkstoffes handeln.
  • Im Abstand von der Stützschulter 13 befindet sich im Übergang zu dem anderen Kopf 11 der Schlagleiste 6 eine Anlagefläche 16 (Figuren 3 und 4). Über die Anlagefläche 16 wird die in Umfangsrichtung wirkende Kraft vom Rotor 1 auf die Schlagleiste 6 übertragen bzw. bei einem Anprall eines zum zerkleinern Materials die Anprallkraft von dem Material in den Rotor 1 übertragen. Zur Vermeidung von Spannungen ist es von Vorteil, wenn ein bündiger, d.h. möglichst vollflächiger Kontakt, zwischen der Anlagefläche 16 und dem Schlagleistenhalter 15 besteht. Da es sich bei Schlagleisten 6 um Gussbauteile handelt, kann es während des Fertigungsprozesses zu thermisch bedingten Verwerfungen kommen (Härteverzug). Eine Material abhebende Nachbearbeitung ist erforderlich, um eine plane Fläche zu schaffen. Die Material abhebende Nachbearbeitung führt unweigerlich zu einer Reduzierung des Querschnitts der Schlagleiste, was erfindungsgemäß unerwünscht ist, sofern dadurch Einschnürungen gebildet werden. Daher ist die Anlagefläche 16 gegenüber der hinteren Seitenfläche 10 des Kopfes 11 soweit erhaben, dass immer genug Material für die Material abhebende Bearbeitung zur Verfügung steht, ohne dass eine Einschnürung gebildet wird. In diesem Ausführungsbeispiel steht die Anlagefläche um das Maß A3 vor, das 10% der Dicke D1 des Kopfes 11 entspricht.
  • Die diametral gegenüberliegende zweite Anlagefläche 16 dient zur Abstützung an einem vorderen Schlagleistenhalter 17. Im Betrieb wird durch anprallendes Material ein hohes Drehmoment um die Längsachse auf die Schlagleiste 6 ausgeübt. Die zu den Anlageflächen 16 gehörenden Widerlagerflächen an dem Schlagleistenhaltern 15, 17 verlaufen im Rahmen der Fertigungstoleranzen parallel zu den Seitenflächen 9, 10 der Schlagleiste 6, so dass ausschließlich Normalkräfte über die Anlageflächen 16 übertragen werden. Fliehkräfte werden über die separate Stützschulter übertragen. Diese funktionale Trennung ist für die Kraftübertragung günstig und vermeidet Spannungsspitzen durch Überlagerung von Normalkräften und Biegemomenten innerhalb der Schlagleiste 6.
  • Die Schlagleistenhalter 15, 17 führen und halten die Schlagleiste 6 in Längsrichtung und in Umfangrichtung. Eine Sicherung gegen axiales Verschieben in Längsrichtung des Rotors 1 erfolgt über wenigstens eine Vertiefung 18 benachbart der Stützschulter 13 (Figur 3). Die Vertiefungen 18 sind dafür ausgebildet, eine lösbar einsetzbare Axialsicherung 19 aufzunehmen (Figuren 5 bis 7). Diese Axialsicherung 19 kann beispielsweise ein Sicherungsstift sein, welcher eine Bohrung in dem Schlagleistenhalter 15 durchsetzt und in die Vertiefung 18 greift. Zur Lagefixierung kann die wenigstens eine Axialsicherung 19 mit dem Schlagleistenhalter 15 verschraubt sein. Hierzu besitzt die Axialsicherung 19 eine an einen Bolzen 20 angeschweißte Platte 26 mit einer Bohrung 27 für eine Schraube, wie die Figuren 8 und 9 zeigen.
  • Theoretisch kann nur eine einzige Vertiefung 18 je Längsseite vorhanden sein. Aus Gründen der Sicherheit ist es jedoch besser, wenn zwei Vertiefungen 18 und Axialsicherungen 19 vorhanden sind, wie s auch in der Seitenansicht gemäß Figur 5 gezeigt ist. Der Vorteil von mehreren Axialsicherungen gegenüber einer einzigen Axialsicherung ist, dass bei einem Bruch der Schlagleiste auch der abgebrochene Teil mit größerer Wahrscheinlichkeit gehalten wird, als bei nur einer Axialsicherung, bei welcher der abgebrochene Teil zwangsläufig nicht gehalten werden kann.
  • Bei der Erfindung tritt auch im Bereich der Vertiefungen keine Schwächung des Mittelbereichs 12 ein, weil auf der anderen Seite der Schlagleiste 6 die Anlagefläche 16 gegenüberliegend der Vertiefung 18 angeordnet ist. In diesem Bereich ist die in x-Richtung gemessene Dicke der Schlagleiste 6 am größten. Erfindungsgemäß ist sie auch in diesem Bereich nicht kleiner als die Dicke D1 der Köpfe 11, auch abzüglich der Tiefe der Vertiefungen 18.
  • Während die Anlageflächen 16 gegenüber den rückwärtigen Seitenflächen 10 erhaben sind, ist dies bei den Stützschultern 13 nicht zwingend erforderlich. Die Stützschulter 13 soll vor allen Dingen die Fliehkräfte aufnehmen, die durch die Drehbewegung auf die Schlagleiste 6 wirken. Die Stützschulter 13 kann daher direkt an eine vordere Seitenfläche 9 angrenzen.
  • Die Stützschulter 13 kann gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich gegenüber der vorderen Seitenfläche 9 vorstehen. In diesem Fall sind an den vorderen Seitenflächen 9 Längsstege 14 angeordnet. Die Figuren 5 und 6 zeigen die Unterschiede zwischen einer Schlagleiste 6 mit und ohne die Längsstege 14. Die Schlagleiste 6 der Figur 6 ist auch in Figur 7 dargestellt, wobei für Figur 7 dieselben Bezugszeichen verwendet werden, wie für Figur 5. Der Unterschied ist lediglich der erhabene Längssteg 14 an der Stützschulter 13. Im Übrigen wird für Figur 7 auf die Erläuterungen zu Figur 4 Bezug genommen.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen im Übrigen, dass an den Enden der Schlagleiste 6 Öffnungen 21 in endseitigen Vertiefungen 25 benachbart der Anlagefläche 16 angeordnet sind. In die Öffnungen 21 und Vertiefungen 25 dienen zur Aufnahme eines Montagewerkzeuges, um die sehr schweren Schlagleisten 6 in die Schlagleistenaufnahme 7 einzusetzen oder daraus zu entnehmen.
  • Der Mittelbereich 12 der Schlagleisten 6 ist funktional betrachtet derjenige Bereich, der nicht durch Kontakt mit dem zu zerkleinernden Material verschleißt. Zum Mittelbereich 12 gehören die Funktionsflächen, über welche die Schlagleiste 6 gehalten ist. Der Mittelbereich 12 endet auf Höhe der äußeren Flanken 24 der Anlageflächen 16. Auf der gegenüber liegenden Seite endet der Mittelbereich 12 mit dem Ende der Vertiefungen 18 oder, sofern vorhanden, mit den äußeren Flanken der Längsstege 14 (Figur 4, Figur 7).
  • Der Mittelbereich 12 besitzt beiderseits Schrägflächen 22, die parallel zueinander verlaufen. Sie verlaufen in einem von 90° abweichenden Winkel W2 zur y-z-Ebene. Der Winkel W2 wird durch den Versatz der beiden Köpfe 11 in Querrichtung und den Abstand der Köpfe 11 zueinander in Hochrichtung bestimmt. Er ist kleiner als 180°. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt er 165° (Figur 4).
  • Ein Flankenwinkel W1 der Stützschulter 13 beträgt 115° in Bezug auf die hintere Seitenfläche 10. Gegenüber der vorderen Seitenfläche 9 beträgt der Flankenwinkel W3 bei diesem Beispiel ebenfalls 115°. Die Schrägflächen 22 schließen mit der Stützschulter 13 bei diesem Ausführungsbeispiel daher einen Winkel von 130° ein. Der steile Winkel W1 der Stützschultern 13 führt dazu, dass die Stützschultern 13 nur in einem geringen parallelen Abstand A4 zueinander angeordnet sind. Die Stützschultern sind nahe der Mitte der Schlagleiste 6 angeordnet. Daher werden die Kräfte relativ zentral in den verstärkten Mittelbereich 12 eingeleitet. Die Spannungspfade sind kurz. Die Materialbelastung geringer.
  • Zwischen der Schrägfläche 22 und der Stützschulter 13 befindet sich ein gerundeter Übergang 23. Die Rundung des Übergangs 23 vermeidet Spannungsspitzen. Die Rundung ist kleiner als bei den Flanken 24 der Anlagefläche 16. Der Übergang 23 liegt insbesondere auf Höhe der x-Achse.
  • Die Anlageflächen 16 sind im Querschnitt trapezförmig. Ihre Flanken 24 sind mit besonders großen Radien gerundet, damit es möglichst wenig Spannungsspitzen im Übergang zu den Köpfen 11 gibt. Die konkav gerundeten Flanken 24 haben zudem den Vorteil, dass unabhängig davon, wieviel Material von den Anlageflächen abgetragen werden muss, immer ein gerundeter Übergang zu den Seitenflächen 10 und den Schrägflächen 22 verbleibt.
  • Das Ausführungsbeispiel der Figur 7 zeigt, dass der Längssteg 14 insgesamt trapezförmig ist, wobei die Flanken 24 des Längssteges 14 denselben Flankenwinkel wie die Stützschulter 13 haben, die an den Längssteg 14 grenzt. Außerdem zeigt die Figur 7 die Gesamtdicke D4 der Schlagleiste 6.
  • Bezugszeichen:
  • 1
    Rotor
    2
    Rotorwelle
    3
    Lager
    4
    Lager
    5
    Riemenscheibe
    6
    Schlagleiste
    7
    Schlagleistenaufnahme
    8
    Kopffläche
    9
    Seitenfläche
    10
    Seitenfläche
    11
    Kopf
    12
    Mittelbereich
    13
    Stützschulter
    14
    Längssteg
    15
    hinterer Schlagleistenhalter
    16
    Anlagefläche
    17
    vorderer Schlagleistenhalter
    18
    Vertiefung
    19
    Axialsicherung
    20
    Bolzen
    21
    Öffnung
    22
    Schrägfläche
    23
    Übergang
    24
    Flanke
    25
    Vertiefung
    26
    Platte
    27
    Bohrung
    A1
    Abstand von 9, 10
    A2
    Abstand von y-z-Achse
    A3
    Abstand der Anlagefläche von 10
    A4
    paralleler Abstand zwischen 13/13
    A5
    Abstand von 14 zu 9
    D
    Drehachse
    D1
    Dicke von 11
    D2
    Dicke von 12
    D4
    Gesamtdicke
    W1
    Winkel
    W2
    Winkel
    W3
    Winkel

Claims (12)

  1. Schlagleiste zum Einsetzen in eine achsparallele Schlagleistenaufnahme (7) eines Rotors (1) eines Prallbrechers mit folgenden Merkmalen:
    a) Die Schlagleiste (6) besitzt innerhalb eines kartesischen Koordinatensystems eine in z-Richtung verlaufende Längsachse, die in der Einbaulage parallel zur Schlagleistenaufnahme (7) verläuft, eine in y-Richtung verlaufende Hochachse, die auf eine radial äußere Kopffläche (8) der Schlagleiste (6) gerichtet ist und eine in x-Richtung verlaufende Querachse, die auf eine Längsseite der Schlagleiste (6) gerichtet ist;
    b) Die Schlagleiste (6) ist rotationssymmetrisch in Bezug auf die Längsachse ausgebildet;
    c) Die Schlagleiste (6) besitzt an ihren in Hochrichtung oberen und unteren Enden jeweils einen im Querschnitt rechteckigen Kopf (11), wobei jeder Kopf (11) längsseitige Seitenflächen (9, 10) hat, welche jeweils in einem ersten Abstand (A1) zueinander parallel verlaufen, so dass der Kopf eine Dicke (D1) zwischen den Seitenflächen (9, 10) hat;
    d) Zwischen den beiden Köpfen (11) befindet sich ein Mittelbereich (12), in welchem zentral die Längsachse die Lage einer y-z-Ebene bestimmt;
    e) Der Mittelbereich (12) besitzt auf dem überwiegenden Teil seiner Länge eine Dicke (D2), die nicht kleiner ist als der erste Abstand (A1) der Seitenflächen (9,10) der Köpfe (11);
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    f) Die Seitenflächen (9,10) verlaufen parallel zu der y-z-Ebene, wobei die beiden Köpfe (11) in Querrichtung um einen zweiten Abstand (A2) in entgegengesetzte Richtung versetzt zur y-z-Ebene angeordnet sind, so dass Stützschultern (22) im Übergang zum Mittelbereich (12) angeordnet sind.
  2. Schlagleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich (12) auf dem überwiegenden Teil seiner Länge eine Dicke (D2) besitzt, die mindestens 3% größer ist die Dicke (D1) der Köpfe (11).
  3. Schlagleiste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mittelbereich (12) und den rückwärtigen Seitenflächen (10) der beiden Köpfe (11) eine gegenüber der rückwärtigen Seitenfläche (10) erhabene Anlagefläche (16) angeordnet ist.
  4. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die erhabene Anlagefläche (16) gerundete Flanken (24) zur rückseitigen Seitenfläche (10) und zur Schrägfläche (22) anschließen, wobei die Flanken vollständig konkav gerundet sind.
  5. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mittelbereich (12) und den vorderen Seitenflächen (9) eine in Querrichtung (x-Richtung) gegenüber der hinteren Seitenfläche (10) vorstehende Stützschulter (13) angeordnet ist, wobei die Stützschulter (13) zusätzlich gegenüber der vorderen Seitenfläche (9) vorsteht.
  6. Schlagleiste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschultern (13) Flanken von Längsstegen (14) bilden, wobei die Längsstege gegenüber den vorderen Seitenflächen (9) erhaben sind und im Querschnitt trapezförmig sind.
  7. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschultern (13) mit der jeweiligen rückwärtigen Seitenfläche (10) einen Flankenwinkel (W1) einschließen, der kleiner als 117° ist.
  8. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschultern (13) in Längsrichtung länger als die Anlageflächen (16) sind.
  9. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (14) in y-Richtung breiter als die Anlagefläche (16) sind.
  10. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den vorderen Seitenflächen (9) jeweils wenigstens eine Vertiefung (18) zur Aufnahme einer Axialsicherung (19) angeordnet ist, wobei die Vertiefungen (18) gegenüberliegend der Anlageflächen (16) angeordnet sind, so dass die Dicke (D2) des Mittelbereichs (12) im Bereich der Vertiefungen (18) nicht kleiner ist als die Dicke (D1) der Köpfe (11).
  11. Schlagleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich (12) vorder- und rückseitige Schrägflächen (22) besitzt, wobei sich die Schrägflächen (22) jeweils von der Anlagefläche (16) zur Stützschulter (13) erstrecken und wobei die Schrägflächen (22) nicht-parallel zur y-z-Ebene verlaufen.
  12. Schlagleiste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass gerundete Übergänge (23) von den Schrägflächen (22) zu den Stützschultern (13) in der x-z-Ebene angeordnet ist.
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