Befestigung des Brechkegels in einem Kegelbrecher
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Brechkegels auf dem Kegelträger eines Kegelbrechers, wobei der Brechkegel mit Unterstützung einer hydraulischen Spannvorrichtung vermittels einer am Kegelträger aufgeschraubten Spannmutter gegen den konischen Sitz des Kegelträgers verspannt wird. Die Erfindung betrifft auch das entsprechende Verfahren zur Demontage des Brechkegels. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kegelbrecher mit Kegelträger und auf dem konischen Sitz des Kegelträgers aufsetzbarem Brechkegel, wobei der Brechkegel vermittels einer auf einem Kegelträgerzapfen des Kegelträgers aufgeschraubten Spannmutter gegen den Kegelträger verspannbar ist.
STAND DER TECHNIK
Ganz allgemein läuft bei bekannten Kegelbrechern dieser Art die Spitze des Kegelträgers in den zylindrischen Kegelträgerzapfen aus, der mit einem Außengewinde versehen ist. Das Gewinde dient zum Aufschrauben einer Spannmutter, die mit ihrer unteren Stirnfläche am oberen Rand des Brechkegels oder an einem den Brechkegel beaufschlagenden Spannrings anliegt. Wird die Spannmutter angezogen, so presst sie den Brechkegel zumindest im unteren Bereich gegen den konischen Sitz des Kegelträgers, so dass sich die Oberflächen über einen Hebelweg„verkeilen" und der Brechkegel kraftschlüssig somit auf dem Kegelträger gehalten ist. Da das Anziehen der Spannmutter hohen Kraftaufwand erfordert, ist der Einsatz von schwerem Werkzeug, beispielsweise eines Schlagschlüssels und/oder eines schweren Hammers notwendig. Das ist nicht nur mit Unfallgefahr verbunden, sondern kann bei unsachgemäßer Handhabung zur Beschädigung von Maschinenteilen führen.
Schwieriger und damit noch gefährlicher als die Montage des Brechkegels ist dessen Demontage. So erfordert das Lösen der Spannmutter meist größere Kraft als das Anziehen, da der austenitische Manganstahl, aus dem der Brechkegel zum Zwecke der hohen Verschleißfestigkeit besteht, bei starker Beanspruchung eine Volumenvergrößerung erfährt, womit die Anpresskraft der Spannmutter stark ansteigt.
Zur Lösung dieses Problems wurde entsprechend der DE 1 283 654 vorgeschlagen, zwischen dem Kegelträgerzapfen und der Spannmutter einen mit dem Kegelträgerzapfen lösbar verbundener Gewindering und eine zwischen dem Gewindering und dem Brechkegel wirkende hydraulische Druckvorrichtung vorzusehen. Diese Lösung hat den Nachteil, dass eine solchermaßen eingebaute hydraulische Druckvorrichtung aufwendig und vor allem störanfällig ist. Das gilt insbesondere, da der von dem Brechkegel erzeugte axiale Druck über die Spannmutter auf die hydraulische Druckvorrichtung wirkt und die dabei auftretenden Scherkräfte zu Leckagen in den Öl führenden Leitungen führen. Darüber hinaus ist es nachteilig, dass die hydraulische Druckvorrichtung von der Spannmutter überdeckt und bei Ausfall nicht mehr zugänglich ist.
Letztendlich haben sich Systeme, die sich lediglich einer Spannmutter respektive eines auf den Kegelträgerzapfen aufschraubbaren Prallkopfes zum Verspannen des Brechkegels auf dem konischen Sitz bedienen, durchgesetzt. Diese haben auch den Vorteil, dass der Lauf des Gewindes zwischen Kegelträgerzapfen und Spannmutter der Rotation des Brechkegels entgegengesetzt sein kann, so dass ein Lösen während des Betriebs ausgeschlossen ist. Allerdings ist damit auch die Demontage erschwert.
DIE ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, ein alternatives Verfahren zur Montage und zur Demontage eines Brechkegels auf dem Kegelträger eines Kegelbrechers unter Zuhilfenahme hydraulischer Kräfte vorzuschlagen, das praxistauglich ist, das sich mit einfachen technischen Mitteln kostengünstig umsetzen lässt, und das bei komfortabler Handhabung eine hohe Spannkraft
zwischen dem Brechkegel und dem konischen Sitz erzeugt. Zudem ist es die Aufgabe, ein einfaches und kostengünstig zu realisierendes System zu schaffen, das eine komfortable und sichere Montage und Demontage des Brechkegels gewährleistet und das den zuverlässigen Betrieb eines Kegelbrechers bei großer Leistungsfähigkeit gewährleistet.
Diese Aufgaben werden durch die Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 3, sowie das System nach Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
Entsprechend der Ansprüche liegt der wesentliche Aspekt der Erfindung darin, den Kegelbrecher derart auszurüsten, dass zum Zwecke der Montage und der Demontage des Brechkegels eine hydraulische Spannvorrichtung mit einfachen Mitteln am Kegelträger montiert werden kann, mit der die Montage und die Demontage im Hinblick auf die starke Verspannung zwischen Brechkegel und Kegelträger unterstützt wird. Diese hydraulische Spannvorrichtung wird jedoch vor der Inbetriebnahme des Kegelbrechers mit wenigen einfachen Handgriffen wieder entfernt.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise liegt darin, dass die hydraulische Spannvorrichtung nicht den zerstörerischen Kräften, die während des Betriebes des Kegelbrechers herrschen, ausgesetzt ist und daher zuverlässig funktioniert. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass handelsübliche Spannvorrichtungen insbesondere in Form von Hydraulikmuttern Anwendung finden können. Für den Einsatz handelsüblicher Hydraulikmuttern sind nur wenige Änderungen am Kegelträger erforderlich. So macht die Verwendung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen gerade in Form von Hydraulikmuttern und entsprechender Spannplatten möglich, bestehende Kegelbrecher auf einfache Weise für deren Einsatz einer solchen hydraulischen Spannvorrichtung umzurüsten. Darüber hinaus ist sowohl die hydraulische Druckvorrichtung als auch die Spannmutter jederzeit für eventuelle Reparaturen zugänglich.
Erfindungsgemäß wird zunächst die aufgeschraubte Spannmutter unmittelbar oder unter Vermittlung eines Spannringes händisch oder unter einfacher Handhabung
eines entsprechenden Werkzeuges gegen den Brechkegel angelegt, mithin nur „handfest" angezogen. Darauffolgend wird die hydraulische Spannvorrichtung lösbar auf dem Kegelträger montiert und betätigt. Mit dem Ausfahren des hydraulisch angetriebenen Kolbens wird der Brechkegel unmittelbar oder vermittels des Spannringes gegen den konischen Sitz des Kegelträgers gepresst. Während die Spannvorrichtung den Brechkegel derart beaufschlagt, kann die angelegte aber nunmehr entlastete Spannmutter um den Weg der Verspannung nachgezogen werden. Zuletzt wird die Spannvorrichtung entspannt und vom Kegelträger abgenommen.
Wie gesagt, ist es besonderes vorteilhaft, wenn als Spannvorrichtung eine handelsübliche Hydraulikmutter eingesetzt wird. Solche Hydraulikmuttern werden für die Montage und Demontage von Wälzlagern eingesetzt. Erfindungsgemäß wird die Hydraulikmutter nach dem Aufschrauben der Spannmutter koaxial zu dieser auf einen an der Spitze des Kegelträgers befindlichen Kegelträgerzapfen aufgeschraubt.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn am Kegelträgerzapfen verschiedene Außengewinde für die Spannmutter und die Hydraulikmutter vorgesehen sind. So umgibt den Kegelträgerzapfen ein erstes Außengewinde zum Aufschrauben der Spannmutter und ein im Verhältnis zum Brechkegel dahinter liegendes zweites Außengewinde zum Aufschrauben der Hydraulikmutter. Für die einfache Montage der Spannmutter ist es von Vorteil, wenn der Durchmesser des zweiten Außengewindes kleiner als der Durchmesser des ersten Außengewindes und kleiner als das Innengewinde der Spannmutter ist, so dass die Spannmutter einfach über das zweite Außengewinde geführt werden kann.
Vorteilhafterweise ist eine Spannplatte vorgesehen, die der ausfahrende Ringkolben der Hydraulikmutter beaufschlagt und die als ein Kraft vermittelndes und individuell an die bauliche Geometrie des Kegelbrechers angepasstes Bauteil vorgesehen ist. Dabei ist es vorteilhaft, die Spannplatte für die effektive Beaufschlagung durch den Ringkolben mit einem flächigen Deckenflansch auszustatten, auf den sich der Ringkolben anlegen kann. Im Hinblick auf einen einfachen Aufbau ist es zudem vorteilhaft, wenn an den Deckenflansch ein die
Spannmutter übergreifender Druckring anschließt, der unmittelbar oder vermittels des Spannringes auf den Brechkegel wirkt. Um die vom Druckring umgebene Spannmutter bedienen zu können, sind im Umfang des Druckrings Durchbrüche vorgesehen, durch die hindurch Drehhebel in entsprechende Aufnahmen in der Spannmutter gesteckt werden können.
Vice versa kann die Erfindung auch zur Demontage des vermittels der Spannmutter auf dem Kegelträger verschraubten und gegen den konischen Sitz des Kegelträgers verspannten Brechkegels dienen. Dazu wird der Brechkegel zunächst mittels einer am Kegelträger montierten hydraulischen Spannvorrichtung auf den konischen Sitz aufgepresst. Während der Beaufschlagung wird die Spannmutter dann so weit gelöst, dass der sich später entspannende Brechkegel ausdehnen kann, ohne noch einmal gegen die Spannmutter zu stoßen. Nach dem ausreichenden Lösen kann die Spannvorrichtung und mit ihr der Brechkegel entspannt und demontiert werden. Zuletzt wird die Spannmutter vollständig abgeschraubt und der Brechkegel abgehoben.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kegelbrechers wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch den Kopf des Kegelbrechers,
Figur 2 den Kegelträgerzapfen mit montierter hydraulischer Pressvorrichtung und
Figur 3 eine Hydraulikmutter.
In Figur 1 ist zunächst ein Schnitt durch den Kopf des erfindungsgemäßen Kegelbrechers dargestellt. Dabei wird das dem Kegelbrecher aufgegebene Brechgut zwischen dem feststehenden Brechring 1 des Gehäuseoberteils 2 und dem auf einem konischen Sitz 13.2 am Fuß des Kegelträgers 4 aufsitzenden Brechkegels 3 zerkleinert. Der Kegelträger 4 wird über die angetriebene
Exzenterbuchse 5 in eine taumelnde Bewegung versetzt, wodurch sich der Brechspalt 6 zwischen Brechring 1 und Brechkegel 3 kontinuierlich umlaufend verändert. In dem Brechspalt 6 wird das Brechgut durch Quetsch- und Schlagwirkung soweit zerkleinert, bis es den Kegelbrecher durch den Brechspalt 6 verlassen kann.
Die angetriebene Exzenterbuchse 5 rotiert in radialer Führung um eine Achse 7, die im Gehäuseunterteil 8 fest eingespannt ist. Zur axialen Abstützung des Kegelträgers 4 dient ein am Kopf eines Zylinderkolbens 9 angeordnetes sphärisches Axiallager 10. Der Zylinderkolben 9 ist in die Achse 7 integriert und ermöglich die axiale Verschiebung des Kegelträgers 4 und damit des Brechkegels 3 zur Einstellung der Weite des Brechspaltes 6.
Die Befestigung des Brechkegels 3 auf dem Kegelträger 4 erfolgt mittels einer Spannmutter 16 (Figur 2), die auf den an der Spitze des Kegelträgers 4 koaxial angeordneten Kegelträgerzapfen 12 aufgeschraubt ist und vermittels eines Spannringes 1 1 auf den oberen Rand des Brechkegels 4 wirkt. Der Spannring 1 1 ist auf den Kegelträgerzapfen 12 axial verschieblich aufgesetzt und liegt gegen den oberen Rand des Brechkegels 3 an. Dabei bietet er der Spannmutter 16 eine Anlage.
Durch die von der Spannmutter 16 erzeugte Spankraft wird der Brechkegel 4 auf den konischen Sitz 13.2 am Fuße des Kegelträgers 4 gespannt. Zwischen Kegelträger 4 und Brechkegel 4 verbleibt im oberen Bereich ein Hohlraum, der später über Bohrungen 20 mit Vergussmasse 21 aufgefüllt wird. Der Kegelträgerzapfen 12 erhebt sich über den radial abgeflachten Hals 13.2 des Kegelträgers 4 und ist zum Schutz mit einem als Helm 22 ausgebildeten Prallkopf bedeckt.
Erfindungsgemäß wird der Brechkegel 3 in der oben genannten Vorgehensweise auf dem Kegelträger 4 montiert oder vom Kegelträger 4 demontiert, während eine hydraulische Spannvorrichtung 14 den Brechkegel 3 mit hoher Spannkraft in den konischen Sitz 13.2 des Kegelträgers 4 presst. Die erfindungsgemäße Unterstützung besteht darin, dass der Brechkegel 3 über den Spannring 1 1 mit der
Spannvorrichtung 14 vorgespannt wird, bevor die Spannmutter 16 festgeschraubt wird.
Die hydraulische Spannvorrichtung 14 weist eine Hydraulikmutter 15 und eine Spannplatte 17 auf (Figur 3), wobei die Hydraulikmutter 15 über die Spannplatte 17 auf den Kegelträger 4 wirkt. Die Spannplatte 17 ist abnehmbar auf den Kegelträgerzapfen 12 aufgesteckt und übergreift im aufgesteckten Zustand die Spannmutter 16. Wie die Spannmutter 16, beaufschlagt auch die Spannplatte 17 den Brechkegel 3 vermittels des Spannringes 1 1 .
Die Spannplatte 17 hat einen von der Hydraulikmutter 15 beaufschlagten Deckenflansch 23 und einen den Brechkegel 3 vermittels des Spannringes 1 1 beaufschlagenden Druckring 24, der die Spannmutter 16 umfasst. Der Spannring 1 1 bietet somit auch dem Druckring 24 eine Anlage. Im Umfang des Druckrings 24 sind Durchbrüche vorgesehen, durch die hindurch die Spannmutter 16 für einsteckbare Drehhebel 18 zugänglich ist. Die Drehhebel 18 werden zum Verdrehen der Spannmutter 16 zeitweilig in entsprechende Bohrungen eingesteckt, die im Umfang der Spannmutter 16 angeordnet sind.
Der Kegelträgerzapfen 12 weist zum Aufschrauben der Spannmutter 16 ein erstes Außengewinde 25 und ein bezüglich des Brechkegels 3 dahinter, respektive darüber liegendes zweites Außengewinde 26 zum Aufschrauben der Hydraulikmutter 15 auf. Dabei ist der Durchmesser des zweiten Außengewindes 26 kleiner als der des ersten Außengewindes 25 und kleiner als das Innengewinde der Spannmutter 16. Somit kann die Spannmutter 16 ohne Behinderung durch das zweite Außengewinde 26 auf den Kegelträgerzapfen 12 aufgeschoben werden.
Nach der Montage des Brechkegels 3 und der Demontage von Hydraulikmutter 15 und Spannplatte 17 wird auf das zweite Außengewinde 26 ein ringförmiger Gewindeschutz 19 aufgeschraubt. Zum Schutz des Kegelträgerzapfens und der Verschraubung wird zuletzt ein Prallhelm 22 auf den Kegelträgerzapfen aufgesetzt.
Figur 3 zeigt eine Hydraulikmutter 15, die einen Ringkörper 27 mit Innengewinde und einer Ringnut in der Seitenfläche aufweist. In die Ringnut ist ein Ringkolben 28 eingesetzt. Zwei Dichtringe 29 dichten den Ringkolben 28 in der Ringnut ab. Der Ringkolben 28 wird durch Hydraulikol betätigt, das in die Druckkammer 30 gepumpt wird. Für den Anschluss von Ölleitungen sind Gewindebohrungen 31 mit eingeschraubten Adapterstücken 32 vorgesehen. In eine Gewindebohrung kann ein Manometer 33 eingeschraubt werden.
Die Montage des Brechkegels erfolgt nun nach folgenden Schritten:
- Der Brechkegel 3 wird auf den Kegelträger 4 aufgesetzt.
- Der Spannring 1 1 wird über den Kegelträgerzapfen 12 zentrisch auf den Brechkegel 3 aufgesetzt.
- Die Spannmutter 16 wird auf den Kegelträger 4„handfest" aufgeschraubt, so dass der Spannring 1 1 und der Brechkegel 3 am Kegelträger 4 anliegen.
- Die Spannplatte 17 wird aufgesetzt.
- Die Hydraulikmutter 15 wird aufgeschraubt und betätigt, so dass der Brechkegel 3 auf dem konischen Sitz 13.2 des Kegelträgers 4 hydraulisch verspannt ist.
- Die Spannmutter 16 wird mittels der eingesteckten Drehhebel 18 festgeschraubt.
- Die Hydraulikmutter 15 wird demontiert und die Spannplatte 17 abgenommen.
- Der Gewindeschutz 19 wird aufgeschraubt.
- Der verbliebene Zwischenraum zwischen Brechkegel 3 und Kegelträger 4 wird über die Bohrungen 20 im Spannring 1 1 mit Vergussmasse 21 vergossen.
- Der Prallhelm 22 wird aufgesetzt.
Die Demontage des Brechkegels erfolgt nach folgenden Schritten:
Der Prallhelm 22 wird abgenommen.
- Der Gewindeschutz 19 wird abgeschraubt.
- Die Spannplatte 17 wird aufgesetzt und die Hydraulikmutter 15 wird montiert.
- Mit der Hydraulikmutter 15 wird der Spannring 1 1 soweit vorgespannt, dass sich die Spannmutter mit den eingesteckten Drehhebeln 18 leicht lösen lässt.
- Die Hydraulikmutter 15 wird demontiert und die Spannplatte 17 abgenommen.
- Die Spannmutter 16 wird abgeschraubt und der Spannring 1 1 abgehoben.
- Der Brechkegel 3 wird abgenommen.
B ezu g sze i ch en l iste Brechring
Gehäuseoberteil
Brechkegel
Kegelträger
Exzenterbuchse
Brechspalt
Achse
Gehäuseunterteil
Zylinderkolben
Axiallager
Spannring
Kegelträgerzapfen
Hals
konischer Sitz
Spannvorrichtung
Hydraulikmutter
Spannmutter
Spannplatte
Drehhebel
Gewindeschutz
Bohrungen
Vergussmasse
Prallhelm
Deckenflansch
Druckring
erstes Außengewinde
zweites Außengewinde
Ringkörper
Ringkolben
Dichtringe
Druckkammer
Gewindebohrungen
Adapterstücke
Manometer