EP3852931B1

EP3852931B1 - Schutzkappe und damit ausgestatteter rotor für eine maschine zur zerkleinerung von metallgegenständen oder gesteinsmaterialien

Info

Publication number: EP3852931B1
Application number: EP18778417.8A
Authority: EP
Inventors: Carsten JUNGE; Bruno Mayer
Original assignee: Stahlwerke Bochum AG
Current assignee: Stahlwerke Bochum AG
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2024-04-03
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: EP3852931C0; WO2020057744A1; PL3852931T3; EP3852931A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor zum Zerkleinern von Metallgegenständen oder Gesteinsmaterialien, der mit Schutzkappen bestückt ist. Derartige Schutzkappen und damit bestückte Rotoren werden typischerweise in so genannten "Shreddern" eingesetzt, die zur Zerkleinerung von Metallschrott, wie zu verschrottende Karosserien von Fahrzeugen, oder von Abbruch- oder Baurestmassen eingesetzt werden.
Beispiele für Schutzkappen der hier in Rede stehenden Art sind in der WO 97/05951 A1 und der Broschüre "Stahlwerke Bochum - Hochverschleißfeste Gußteile", aus dem Jahre 2012, herausgegeben von der Anmelderin und zum Download bereitstehend unter der URL http://stahlwerke-bochum.com/wpcontent/uploads/2015/07/swb_image_prospekt_d.pdf gezeigt.
Ein Beispiel für einen Rotor für eine Zerkleinerungsmaschine, der mit Schlagwerkzeugen der hier betrachteten Art bestückt werden kann, ist in der EP 1 047 499 B1 und der EP 0 384 018 A1 dargestellt.
An den im Gebrauch um eine Drehachse rotierenden Rotoren sind an ihrem Umfang mehrere in gleichen Winkelabständen um die Drehachse verteilte, sich achsparallel zur Drehachse erstreckende Achsen vorgesehen, auf denen beabstandet zueinander eine größere Zahl von Schlaghämmern frei pendelnd gelagert sind.
In seinen Umfangsbereichen zwischen den Schlaghämmern ist der Rotor mit Schutzkappen der hier in Rede stehenden Art besetzt, die in der Fachsprache auch "Rotorkappen" genannt werden. Die Schutzkappen bestehen, wie die Schlaghämmer, aus Stahl und sind überwiegend gießtechnisch, alternativ aber auch durch Schmieden, Brennschneiden oder als Schweißkonstruktionen hergestellt.
Die Schutzkappen dienen dabei zum einen als Prallfläche für Bruchstücke des zu zerkleinernden Materials. Gleichzeitig schützen sie die innenliegenden beweglichen Teile des Rotors. Um diese Doppelfunktion zu erfüllen, müssen sie eine hohe Stabilität aufweisen, dürfen jedoch auch kein übermäßiges Volumen aufweisen, um den Rotor nicht durch zu große Gewichte und damit im Betrieb einhergehende dynamische Kräfte zu überlasten.
Zu diesem Zweck weisen Schutzkappen der hier in Rede stehenden Art einen Lagerabschnitt auf, in den eine Lageröffnung eingeformt ist, in die zur Befestigung der Schutzkappe an dem Rotor eine Lagerachse einführbar ist. Der Lagerabschnitt trägt einen dachartig ausgebildeten Felgenabschnitt. Dieser weist eine vom Lagerabschnitt abgewandte Stirnseite mit einer Schlagfläche auf, die im Gebrauch einer schlagenden Belastung durch auf sie treffende Stücke des zu zerkleinernden Materials ausgesetzt ist. Ebenso hat der Felgenabschnitt zwei Längsseiten, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der parallel zur Längsachse der Lageröffnung gemessenen Breite des Felgenabschnitts entspricht, und die seitlich über den Lagerabschnitt hinausstehen, sowie zwei Schmalseiten, von denen sich jeweils eine an einem der schmalen Enden des Felgenabschnitts zwischen den Längsseiten erstreckt. Dabei besitzt der Felgenabschnitt mindestens an seinen Schmalseiten im Neuzustand jeweils eine Nenndicke.
Die nächstbenachbart zu den Schlaghämmern angeordneten Schutzkappen werden dabei so beabstandet zu dem jeweiligen Schlaghammer montiert, dass einerseits der Schlaghammer seine Pendelbewegung frei ausführen kann, andererseits aber der Spalt, der zwischen der jeweiligen Schutzkappe und dem zugeordneten Schlaghammer notwendig vorhanden sein muss, um dessen Pendelbewegung zu ermöglichen, möglichst schmal ist, um während des Betriebs das Eindringen von Metall- oder Gesteinsteilen in den betreffenden Spalt und ein Blockieren des Hammers durch im Spalt sitzendes Material zu verhindern.
In der Praxis zeigt sich an den jeweils benachbart zu den im Gebrauch frei pendelnden Schlaghämmern starker Verschleiß, der an den dem Schlaghammer zugeordneten Längsseiten des Felgenabschnitts besonders schnell fortschreitet. Verursacht wird dieser höhere Verschleiß durch Materialstücke, die trotz einer möglichst passgenauen Anordnung in die Spalte zwischen den pendelnd gelagerten Schlaghämmern und der benachbarten Schutzkappe gelangen. Der schnelle Verschleißfortschritt macht es erforderlich, die hammernahen Schutzkappen früher durch neue Schutzkappen zu ersetzen als die anderen Schutzkappen des Rotors, die dem normalen Verschleiß unterliegen.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik hat sich somit die Aufgabe ergeben, einen Rotor für eine Maschine zur Zerkleinerung von Metall- oder Gesteinsmaterialien zu schaffen, bei dem mit einfachen Mittel eine optimal lange Einsatzdauer zwischen zwei Betriebsunterbrechungen, in denen seine Schutzkappen getauscht werden müssen, erreicht ist.
Die Erfindung hat diese Aufgabe durch einen Rotor für eine Maschine zum Zerkleinern von Metall- oder Gesteinsmaterialien, insbesondere Schrott, wie zu verschrottende Automobilkarosserien, oder vom Gebäudebau oder -abbruch stammenden Gesteinsrestmassen gelöst, der mindestens die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
Eine Schutzkappe für einen erfindungsgemäßen Rotor zum Zerkleinern von Metallgegenständen oder Gesteinsmaterialien weist somit einen Lagerabschnitt, in den eine Lageröffnung eingeformt ist, in die zur Befestigung der Schutzkappe an dem Rotor eine Lagerachse eingeführt ist, und einen von dem Lagerabschnitt getragenen, dachartig ausgebildeten Felgenabschnitt auf, der eine vom Lagerabschnitt abgewandte Stirnseite mit einer Schlagfläche, die im Gebrauch einer schlagenden Belastung durch auf sie treffende Stücke des zu zerkleinernden Materials ausgesetzt ist, zwei Längsseiten, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der parallel zur Längsachse der Lageröffnung gemessenen Breite des Felgenabschnitts entspricht, und die seitlich über den Lagerabschnitt hinausstehen, sowie zwei Schmalseiten hat, von denen sich jeweils eine an einem der schmalen Enden des Felgenabschnitts zwischen den Längsseiten erstreckt, wobei der Felgenabschnitt mindestens an seinen Schmalseiten im Neuzustand jeweils eine Nenndicke DSN besitzt.
Der Lagerabschnitt einer Schutzkappe der erfindungsgemäßen Art trägt somit den Felgenabschnitt nach Art eines Dachs, das mindestens an seinen Längsseiten über den Lagerabschnitt hinaussteht, so dass die Breite des Felgenabschnitts deutlich größer ist als die des Lagerabschnitts. Dabei kann der Lagerabschnitt selbstverständlich in an sich bekannter Weise im Bereich des Lagerauges verbreitert sein, um die dort im Gebrauch auftretenden Belastungen sicher aufnehmen zu können. Ebenso können an dem Lagerabschnitt in ebenso bekannter Weise schmale Rippen oder desgleichen ausgebildet sein, die zur Aussteifung der Schutzkappe insgesamt oder zur optimierten Abstützung des Felgenabschnitts dienen.
Erfindungsgemäß ist eine Schutzkappe nun dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite ihres Felgenabschnitts ein nach außen vorstehender Verdickungsabschnitt ausgebildet ist, der mindestens an eine der Längsseiten angrenzt und eine Dicke DVM aufweist, die größer ist als die Nenndicke DSN des Felgenabschnitts.
Bei Schutzkappen eines erfindungsgemäßen Rotors ist folglich an der im Gebrauch der schlagenden Belastung ausgesetzten Stirnseite eine Materialanhäufung vorgesehen, die an eine der Längsseiten des Felgenabschnitts angrenzt und in radialer Richtung gegenüber den an sie angrenzenden, nicht verdickten Bereichen des Felgenabschnitts vorsteht. Der Verdickungsabschnitt ist auf diese Weise so an der Stirnseite des Felgenabschnitts ausgebildet und angeordnet, dass er bei Montage an einem erfindungsgemäßen Rotor in engster Nachbarschaft des Schlaghammers montiert werden kann. Als Folge davon steht in dem hinsichtlich eines schnell fortschreitenden abrasiven Verschleißes empfindlichen Bereich des Rotors zusätzliches Materialvolumen zur Verfügung, das zwar nach wie durch Schrott- oder Gesteinstücke und desgleichen, die in den Spalt zwischen der jeweiligen erfindungsgemäßen Schutzkappe und dem neben ihr pendelnden Schlaghammer gelangen, beschleunigt abgetragen wird. Aufgrund des im Bereich des Verdickungsabschnitts zusätzlich vorhandenen Materials wird jedoch auch im besonders stark verschleißenden Bereich des Felgenabschnitts die für einen sicheren Betrieb erforderliche Mindestdicke des Felgenabschnitts erst unterschritten, wenn auch in den sonstigen, nicht verdickten Bereichen des Felgenabschnitts durch Verschleiß die Dicke nicht mehr ausreicht.
Mit der Erfindung gelingt es somit auf denkbar einfache Weise, die Lebensdauer auch derjenigen Schutzkappen, die bei einem Rotor für eine Maschine zum Zerkleinern von Schrott oder Gesteinsmaterialien und desgleichen in unmittelbarer Nachbarschaft eines pendelnd gelagerten Schlaghammers angeordnet sind, an die Lebensdauer der übrigen Schutzkappen des Rotors anzupassen. Infolgedessen sind bei einem erfindungsgemäßen Rotor die Zeitintervalle, die zwischen dem Austausch der Schutzkappen vergehen, so vereinheitlicht, dass innerhalb eines technisch stets unvermeidbaren Toleranzbereichs regelmäßig alle Schutzkappen gemeinsam einen Verschleißzustand erreichen, in dem sie gemeinsam ausgetauscht werden müssen.
Das im Bereich des erfindungsgemäß auf der Stirnseite des Felgenabschnitts vorgesehenen Verdickungsabschnitts jeweils anzuhäufende Materialvolumen, insbesondere seine Ausdehnung und seine Dickenverteilung, kann durch Beobachtung des Verschleißfortschritts bei, in der Nachbarschaft der Schlaghämmer am jeweiligen Rotor montierten konventionell gestalteten Schutzkappen ermittelt werden.
So kann es bei sehr stark belasteten Schutzkappen zweckmäßig sein, wenn sich der Verdickungsbereich über die gesamte Breite des Felgenabschnitts erstreckt.
In vielen Fällen wird es jedoch ausreichen, wenn sich der Verdickungsabschnitt ausgehend von der Längsseite, an die er jeweils angrenzt, über höchstens drei Viertel der Breite des Felgenabschnitts erstreckt, wobei der Felgenabschnitt dann in einem Bereich Nenndicke aufweist, der an diejenige Längsseite angrenzt, die zu der Längsseite gegenüberliegt, an der der Verdickungsbereich angrenzt. Eine auf einen Teilbereich der Breite des Felgenabschnitts beschränkte Erstreckung des Verdickungsbereichs hat zudem den Vorteil, dass bei einem erfindungsgemäßen Rotor an ihrer Längsseite, an der Nenndicke vorliegt, ein sprungfreier Übergang zwischen der erfindungsgemäßen Schutzkappe und einer zur betreffenden Längsseite der erfindungsgemäßen Schutzkappe nächst benachbart angeordneten, konventionell ausgebildeten Schutzkappe hergestellt werden kann.
Mit "Nenndicke" ist im vorliegenden Text jeweils die Dicke im unverschlissenen Neuzustand bezeichnet, also die Dicke, die der betreffende Bereich oder Abschnitt des Felgenabschnitts aufweist, wenn die erfindungsgemäße Schutzkappe neu am Rotor eines Shredders oder einer vergleichbaren Zerkleinerungsmaschine montiert wird.
In gleicher Weise wie die Breitenerstreckung des Verdickungsabschnitts kann auch seine optimale Erstreckung in Umfangsrichtung des Felgenabschnitts, d.h. in einer längs der Längsseiten des Felgenabschnitts ausgerichteten Richtung, empirisch durch Beobachtung des Verschleißgeschehens bei konventionellen Schutzkappen ermittelt werden. Hierbei hat sich gezeigt, dass der Verdickungsabschnitt sich vorteilhafterweise über nicht mehr als neun Zehntel und nicht weniger als zwei Zehntel der in Umfangsrichtung des Felgenabschnitts gemessenen Umfangslänge des Felgenabschnitts erstreckt. Auf diese Weise liegen angrenzend an die jeweilige Schmalseite des Felgenabschnitts jeweils noch ein Endabschnitt vor, dessen Dicke der Nenndicke entspricht, so dass auch hier ein passgenauer sprungfreier Übergang zur in Umfangsrichtung nächst benachbart angeordneten, konventionell ausgebildeten Schutzkappe eines erfindungsgemäß bestückten Rotors gewährleistet werden kann.
Die erfindungsgemäß erzielte Verlängerung der Lebensdauer einer Schutzkappe wird hier insbesondere dadurch erreicht, dass der Bereich größter Dicke des Verdickungsabschnitts der erfindungsgemäßen Schutzkappen bei einem erfindungsgemäßen Rotor jeweils den Winkelbereich abdeckt, den das jeweilige Schlagwerkzeug bei seiner Pendelbewegung im Betrieb überstreicht.
Schließlich kann auch die erforderliche Dicke des Verdickungsabschnitts durch Beobachtung des Verschleißgeschehens bei konventionell gestalteten Schutzkappen empirisch ermittelt werden. Erfahrungswerte zeigen hier, dass auch bei besonders starkem Verschleiß ein ausreichendes Verschleißvolumen im erfindungsgemäß vorgesehenen Verdickungsabschnitt des Felgenabschnitts bereitgestellt ist, wenn für das aus der maximalen Dicke DVM, die der Verdickungsabschnitt zusätzlich zur Nenndicke DSN der Schutzkappe an den Schmalseiten ihres Felgenabschnitts aufweist, und der Nenndicke DSN gebildete Verhältnis DVM : DSN gilt 1 : 10 ≤ DVM : DSN ≤ 1 : 1.
Indem das Verhältnis DVM : DSN mindestens 1 : 5 beträgt, kann auch bei einem nicht vorsehbar schnellen Verschleißfortschritt gewährleistet werden, dass auch die im besonders verschleißgefährdeten Bereich des Rotors angeordneten erfindungsgemäßen Schutzkappen das Ende ihrer Lebensdauer erst erreichen, wenn auch die konventionellen anderen Schutzkappen des Rotors ausgetauscht werden müssen.
Eine optimale Abwägung zwischen der durch die erfindungsgemäße Verdickung des Felgenabschnitts verursachte Gewichtszunahme und der Verlängerung der Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Schutzkappe ergibt sich dann, wenn das Verhältnis DVM : DSN höchstens 4 : 5 beträgt.
Indem der Verdickungsabschnitt sprungfrei in die an ihn angrenzenden, mindestens Nenndicke aufweisenden Bereich übergeht, kann erreicht werden, dass auf den so ausgebildeten Übergangsbereich der Stirnseite des Felgenabschnitts treffende Bruchstücke des jeweils zu zerkleinernden Materials von der Schlagfläche abprallen, ohne dabei größere Teile aus dem Verdickungsbereich herauszubrechen.
Der Verdickungsabschnitt kann in einem separaten Arbeitsgang nach der Herstellung der Schutzkappe auf die Stirnseite des Felgenabschnitts aufgebracht werden. Denkbar sind hierzu alle Auftragsverfahren, die den nachträglichen Auftrag von ausreichend verschleißbeständigem Werkstoff in ausreichender Dicke und Verteilung ermöglichen. Möglich ist es auch, einen entsprechend geformten Blechzuschnitt oder desgleichen auf der Stirnseite des Felgenabschnitts durch Verschweißen zu befestigen.
Auf besonders einfache und wirtschaftliche Weise lassen sich erfindungsgemäße Schutzkappen jedoch erzeugen, indem sie in einem Stück aus einem eisenbasierten Gussmaterial erzeugt werden. Typische Stahlwerkstoffe, aus denen erfindungsgemäß gestaltete Schutzkappen hergestellt sind, sind heute schon zu diesem Zweck verwendete martensitisch erstarrende Vergütungsstähle mit Kohlenstoff-Gehalten von 0,1 - 0,70 Gew.-%. Ebenso lassen sich erfindungsgemäße Schutzkappen aus austenitisch erstarrenden Stählen mit Mangangehalten von 7 - 30 Gew.-% herstellen. Auch diese unter der Bezeichnung "Hadfield-Stähle" bekannten Stahlsorten haben sich in der Praxis für die Herstellung von Schutzkappen der in Rede stehenden Art seit vielen Jahren bewährt. Ein Beispiel für einen solchen Hadfield-Stahl ist der unter der Normbezeichnung X120Mn12 und der Werkstoffnummer 1.3401 handelsübliche Stahl. Gerade unter stoßender Belastung weisen Hadfield-Stähle einen guten Verschleißwiderstand aufgrund ihrer hohen Kaltverfestigungsfähigkeit auf. Des Weiteren können erfindungsgemäße Schutzkappen aus zu diesem Zweck bekannten Eisengusswerkstoffen gegossen werden, beispielsweise aus so genanntem "weißen Gusseisen", das Chrom-Gehalte von bis zu 29 Gew.-% aufweist. Ebenso ist es möglich, die erfindungsgemäßen Schutzkappen aus Stahlblech in Schweißkonstruktion herzustellen. Die Verstärkung des Felgenabschnitts erfolgt dabei durch Auftragsschweißen oder durch das Aufschweißen eines entsprechend vorgefertigten Verstärkungsmoduls aus Stahlblech.
Grundsätzlich lässt sich der erfindungsgemäß vorgesehene Verdickungsabschnitt in Bezug auf den Lagerabschnitt der Schutzkappe so anordnen, dass er seine Schutzfunktion optimal erfüllen kann. Hierzu eignet sich abhängig von der im Betrieb sich einstellenden Belastungssituation eine auf die Längsseitenansicht der Schutzkappe bezogene asymmetrische oder symmetrische Anordnung des Verdickungsabschnitts.
In vielen Fällen sind konventionelle Schutzkappen bereits in ihrer Längsseitenansicht gesehen spiegelsymmetrisch gestaltet. Ist ein Rotor für eine Shreddermaschine mit solchen Schutzkappen zu bestücken, erweist es sich als besonders günstig, wenn auch eine erfindungsgemäße Schutzkappe hinsichtlich der Anordnung und Erstreckung ihres Verdickungsabschnitts in der Längsseitenansicht spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass selbst dann nur ein Typ erfindungsgemäßer Schutzkappen erforderlich ist, um einen Rotor beidseits eines Schlaghammers mit erfindungsgemäßen Schutzkappen zu bestücken, wenn der Verdickungsabschnitt sich nicht über die gesamte Breite des Felgenabschnitts erstreckt. Die Schutzkappen können in diesem Fall durch einfaches Wenden so ausgerichtet werden, dass diejenige ihrer Längsseite, an die der Verdickungsabschnitt angrenzt, dem betreffenden Schlaghammer zugeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch und nicht maßstäblich:

Fig. 1: eine erste Schutzkappe in einer Längsseitenansicht;
Fig. 2: die Schutzkappe gemäß Fig. 1 in einem Schnitt entlang der in Fig. 1 eingetragenen Schnittlinie A-A;
Fig. 3: eine zweite Schutzkappe in einer Längsseitenansicht;
Fig. 4: die Schutzkappe gemäß Fig. 3 in einem Schnitt entlang der in Fig. 3 eingetragenen Schnittlinie B-B;
Fig. 5: einen Ausschnitt eines Rotors für einen Shredder zum Zerkleinern von Metallschrott, wie Fahrzeugkarosserien, mineralischen Rohstoffen oder mineralischen Abfällen, wie Bauschutt, Abraum oder desgleichen, in einer frontalen Ansicht;
Fig. 6: den Rotor gemäß Fig. 5 in einem Schnitt entlang der in Fig. 5 eingetragenen Schnittlinie C-C.

Die in den Figuren 1 - 2 dargestellten Schutzkappen 1,1' sind jeweils einstückig aus einem hierzu im Stand der Technik gebräuchlichen Stahlgusswerkstoff hergestellt.
Die Schutzkappen 1,1' sind in der Längsseitenansicht (Figuren 1,3) jeweils spiegelsymmetrisch ausgebildet und weisen einen Lagerabschnitt 2,2' auf, der einen nach Art eines Tonnendachs gewölbten Felgenabschnitt 3,3' trägt. Der Lagerabschnitt 2,2' besitzt einen breiteren Mittelbereich 4,4', an den sich zwei Stützrippen 6,6',7,7' anschließen, von denen sich jeweils eine von einer der Querseiten des Mittelbereichs 4,4' in Längsrichtung L der Schutzkappe 1,1' erstreckt und mittig in Bezug auf die jeweilige Querseite des Mittelbereichs 4,4' ausgerichtet ist. Die Stützrippen 6,6',7,7' weisen dabei eine deutlich geringere Breite BR auf als der Mittelbereich 4,4' und der Felgenabschnitt 3,3'.
In den Mittelbereich 4,4' des Lagerabschnitts 2,2' ist an zentraler Stelle eine Lageröffnung 8,8' eingeformt, die sich quer zur den Stützrippen 6,6',7,7' durch den Mittelbereich 4,4' erstreckt und eine Achse X definiert, parallel zu der die hier angegebenen Breitenmaße gemessen werden.
Der Felgenabschnitt 3,3' steht mit seinen Längsseiten 9,9', 10,10' in Breitenrichtung B beidseits seitlich über den Lagerabschnitt 2,2' über und ist in Längsrichtung L an seinen Enden durch Schmalseiten 11,11',12,12' begrenzt, von denen jeweils eine die einander zugeordneten Enden der Längsseiten 9,9', 10,10' miteinander verbinden. Die an der vom Lagerabschnitt 2,2' abgewandten Stirnseite 13,13' des Felgenabschnitts 3,3' vorhandene Schlagfläche 14,14' hat demgemäß bei einer Projektion in eine Ebene eine rechteckige Grundform.
An seinen jeweils eine der Schmalseiten 11,11',12,12' angrenzenden Endabschnitten 16,16',17,17' besitzt der Felgenabschnitt 3,3' eine in bezogen auf die Krümmung des Felgenabschnitts 3,3' in radialer Richtung R gemessene Nenndicke DSN.
Gleichzeitig weisen die Schutzkappen 1,1' an der Stirnseite 13,13' ihrer Felgenabschnitte 3,3' jeweils einen Verdickungsabschnitt 15,15' auf, in dem der Felgenabschnitt 3,3' zusätzlich zur Nenndicke DSN um eine ebenfalls in radialer Richtung R gemessene, hier zur Verdeutlichung nicht maßstäblich dargestellte Dicke DVM verdickt ist. Dabei beträgt das Verhältnis DVM : DSN typischerweise 1 : 5 - 4 : 5.
Bei der Schutzkappe 1 (Figuren 1,2) erstreckt sich der Verdickungsabschnitt 15 in Längsrichtung L über etwa neun Zehntel der Umfangslänge UL des Felgenabschnitts 3 und in Breitenrichtung B über dessen gesamte Breite BF. Dabei geht der Verdickungsabschnitt 15 an seinen den Schmalseiten 11,12 zugeordneten Enden jeweils kehlenartig abgerundet in den jeweiligen Endabschnitt 16,17 über, so dass ein sprungfreier Übergang zwischen der maximalen Dicke DVM des Verdickungsbereichs 15 und der im Bereich der Endabschnitte 16,17 gegebenen Nenndicke DSN des Felgenabschnitts 3 gebildet ist. Außerhalb des Übergangsbereichs entspricht die Dicke des Verdickungsbereichs 15 im Neuzustand konstant der maximalen Dicke DVM.
Bei der Schutzkappe 1' erstreckt sich der Verdickungsabschnitt 15' dagegen nur über ca. sechs Zehntel der Umfangslänge UL des Felgenabschnitts 3', wobei er an seinen den Schmalseiten 11',12' zugeordneten Enden in einem längeren, sich jeweils über ca. einem Zehntel der Umfangslänge UL erstreckenden Übergang in den jeweiligen Endabschnitt 16',17' übergeht, in dem der Felgenabschnitt 3' der Schutzkappe 1' im Neuzustand Nenndicke DSN aufweist. Die maximale Dicke DVM liegt im Neuzustand dementsprechend bei der Schutzkappe 1' in einem zentralen Bereich des Verdickungsabschnitts 15' vor, der etwa vier Zehntel des Umfangslänge UL einnimmt.
Gleichzeitig erstreckt sich der Verdickungsabschnitt 15' ausgehend von dessen einer Längsseite 10' nur über etwa zwei Drittel der Breite BF des Felgenabschnitts 3'. Dabei liegt im Neuzustand die maximale Dicke DVM ausgehend von der Längsseite 10' nur über etwa der Hälfte der Breite BF vor. Über den restlichen Teil der Breite BF geht der Verdickungsabschnitt 15' in Breitenrichtung B in einem kehlenartig aus- und abgerundeten Übergang in den an die andere Längsseite 9' angrenzenden Längsseitenbereich 18' des Felgenabschnitts 3' der Schutzkappe 1' über, in dem Nenndicke DSN vorliegt.
Ein prinzipiell wie ein konventioneller Rotor aufgebauter Rotor 100 für eine hier nicht gezeigte Maschine zum Zerkleinern von Automobilkarosserien oder desgleichen weist drei in gleichen Winkelabständen um eine zentrale Rotorachse 101 verteilte Achsen 102 - 104 auf, auf der jeweils ein Schlaghammer 105 - 107 konventioneller Bauart pendelnd gelagert ist. Der Rotor 100 trägt darüber hinaus Schutzkappen 108, die außerhalb des von dem jeweiligen Schlaghammer 105 - 107 bei seiner Pendelbewegung überstrichenen Bewegungsbereichs 109 dicht an dicht auf dem Rotor 100 sitzen. Die Schutzkappen, die in Längsrichtung LX der Rotorachse 101 gesehen rechts und links von dem jeweiligen Bewegungsbereich 109 angeordnet sind und diesen an seiner Längsseite begrenzen, sind jeweils entsprechend der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Schutzkappe 1' ausgebildet, wogegen die anderen Schutzkappen 108 des Rotors 100 in konventioneller Bauweise ausgestaltet sind, d.h. eine Form besitzen, die der Form der Schutzkappe 1', jedoch ohne den Verdickungsabschnitt 15', entspricht.
Die die Bewegungsbereiche 109 seitlich begrenzenden Schutzkappen 1' sind mit ihren Längsseiten 10', an die ihr Verdickungsabschnitt 15' jeweils angrenzt, zum jeweiligen Schlaghammer 105 - 107 hin orientiert. Auf diese Weise pendeln die Schlaghämmer 105 - 107 im Gebrauch jeweils entlang des dicksten Bereichs des Verdickungsabschnitts 15'. Dabei besteht notwendig ein Spalt 112,113 von gewisser Breite zwischen der jeweiligen Längsseite 10' der jeweiligen Schutzkappe 1' und der zugeordneten Seite des betreffenden Schlaghammers 105 - 107. Dieser Spalt 112,113 ist erforderlich, um die freie Pendelbewegung der Schlaghämmer 105 - 107 zu gewährleisten.
Kommen kleinere Stücke des zu zerkleinernden Materials in den Bereich einer der Spalten 112,113, so treffen sie dort auf den Verdickungsabschnitt 15' der jeweiligen Schutzkappe 1'. Im optimalen Fall prallen die Materialstücke an ihm ab. Gelangt jedoch ein Materialstück in den jeweiligen Spalt 112,113, so wird es vom Schlaghammer 105 - 107 mitgenommen und schabt entlang des Verdickungsabschnitts 15'. Der in Folge dessen verstärkte abrasive Verschleiß an der jeweiligen Schutzkappe 1' wird durch die im Bereich des Verdickungsabschnitts 15' vorgesehene Materialanhäufung kompensiert, so dass auch im Bereich des einem gesteigerten Verschleiß ausgesetzten Verdickungsabschnitts 15' die für eine ordnungsgemäße Funktion erforderliche Mindestdicke erst unterschritten wird, wenn sie auch in den ursprünglich nur nenndicken Abschnitten (Endabschnitte 15',16', Längsabschnitt 18') unterhalb der Mindestdicke fällt.
Nach Art der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schutzkappen 1 gestaltete Schutzkappen können beispielsweise an Rotoren eingesetzt werden, bei denen in Längsrichtung LX in abwechselnder Folge jeweils eine Schutzkappe und ein Schlaghammer an dem Rotor gelagert sind, so dass im Gebrauch jeweils entlang beider Längsseiten 9,10 der Schutzkappen 1 ein Schlaghammer pendelt.

BEZUGSZEICHEN

1,1': Schutzkappen
2,2`: Lagerabschnitt
3,3': Felgenabschnitt
4,4': Mittelbereich
6,6',7,7': Stützrippen
8,8': Lageröffnung
9,9',10,10': Längsseiten
11,11',12,12': Schmalseiten
13,13': Stirnseite
14,14': Schlagfläche
15,15': Verdickungsabschnitt
16,16',17,17': Endabschnitte
18': Längsseitenbereich des Felgenabschnitts 3'
100 -: Rotor
101: zentrale Rotorachse
102 - 104: Schlaghammer-Achsen
105 - 107: Schlaghammer
108: konventionelle Schutzkappen
109: Bewegungsbereich der Schlaghammer
112,113: Spalt
B: Breitenrichtung
BF: Breite des Felgenabschnitts 3,3',3'
BR: Breite der Stützrippen 6,6',6',7,7'
DVM: maximale zusätzliche Dicke des Verdickungsabschnitts 15,15'
DSN: Nenndicke des Felgenabschnitts
L: Längsrichtung der Schutzkappen 1,1'
LX: Längsrichtung der Rotorachse 101
UL: Umfangslänge
X: Achse der Lageröffnung 8

Claims

Rotor (100) für eine Maschine zur Zerkleinerung von Metallgegenständen oder Gesteinsmaterialien, umfassend mindestens zwei an dem Rotor (100) fest montierte Schutzkappen (1,1`) und ein Schlagwerkzeug (105-107), das zwischen den Schutzkappen (1') angeordnet und an dem Rotor (100) pendelnd gelagert ist, wobei die Schutzkappen (1,1') einen Lagerabschnitt (2,2'), in den eine Lageröffnung (8,8') eingeformt ist, in die zur Befestigung der Schutzkappe (1,1') an dem Rotor (100) eine Lagerachse eingeführt ist, und einen von dem Lagerabschnitt (2,2') getragenen, dachartig ausgebildeten Felgenabschnitt (3,3') umfassen, der eine vom Lagerabschnitt (2,2') abgewandte Stirnseite (13,13') mit einer Schlagfläche (14,14'), die im Gebrauch einer schlagenden Belastung durch auf sie treffende Stücke des zu zerkleinernden Materials ausgesetzt ist, zwei Längsseiten (9,9',10,10'), die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der der parallel zur Längsachse (X) der Lageröffnung (8,8') gemessenen Breite (BF) des Felgenabschnitts (3,3') entspricht, und die seitlich über den Lagerabschnitt (2,2') hinausstehen, sowie zwei Schmalseiten (11,11',12,12') aufweist, von denen sich jeweils eine an einem der schmalen Enden des Felgenabschnitts (3,3') zwischen den Längsseiten (9,9',10,10') erstreckt, wobei jeweils diejenige Längsseite (10') der Schutzkappen (1,1') dem Schlagwerkzeug (105-107) zugewandt ist, an die der Verdickungsabschnitt (15,15`) der Schutzkappen (1,1') angrenzt,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Felgenabschnitt (3,3') der Schutzkappen an seinen Schmalseiten (11,11',12,12') im Neuzustand jeweils eine Nenndicke (DSN) besitzt,

- dass an der Stirnseite (13,13') des Felgenabschnitts (3,3') ein nach außen vorstehender Verdickungsabschnitt (15,15') ausgebildet ist, der mindestens an eine der Längsseiten (9,9',10,10') angrenzt und eine Dicke (DVM) aufweist, die größer ist als die Nenndicke (DSN) des Felgenabschnitts (3,3'), und

- dass der Bereich größter Dicke (DVM) des Verdickungsabschnitts (15,15`) der Schutzkappen (1') den Winkelbereich abdeckt, den das Schlagwerkzeug (105-107) im Betrieb bei seiner Pendelbewegung überstreicht.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schutzkappen (1,1`) der Verdickungsabschnitt (15') sich über höchstens drei Viertel der Breite (BF) des Felgenabschnitts (3') erstreckt und dass der Felgenabschnitt (3') in einem Längsseitenbereich (18') Nenndicke (DSN) aufweist, der an diejenige Längsseite (9') angrenzt, die zu der Längsseite (10') gegenüberliegt, an der der Verdickungsbereich (15') angrenzt.
Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schutzkappen (1,1') der Verdickungsabschnitt (15,15') sich höchstens über neun Zehntel der in Umfangsrichtung U des Felgenabschnitts (3,3') gemessenen Umfangslänge (UL) des Felgenabschnitts (3,3') erstreckt.
Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das aus der maximalen Dicke DVM des Verdickungsabschnitts zur Nenndicke DSN der Schutzkappen (1,1') an den Schmalseiten ihres Felgenabschnitts (3,3') gebildete Verhältnis DVM : DSN gilt 1:10 ≤ DVM : DSN ≤ 1 : 1.
Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis DVM : DSN mindestens 1 : 5 beträgt.
Rotor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis DVM : DSN höchstens 4 : 5 beträgt.
Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schutzkappen (1,1') der Verdickungsabschnitt (15,15') sprungfrei in die an ihn angrenzenden, mindestens Nenndicke (DSN) aufweisenden Bereich (16,16`,17,17`,18`) übergeht.
Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappen (1,1') einstückig aus einem eisenbasierten Gusswerkstoff gegossen sind.
Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappen (1,1') in Längsseitenansicht spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.