[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sieben und/oder Brechen von grobem Material,
insbesondere von Abraum, Steinen, Erdaushub oder dergleichen, mit einem Behälter zur
Aufnahme des zu siebenden Materials und einer Öffnung im Behälterboden oder in einer
hierzu benachbarten Wandung zum Austritt des Materials aus dem Behälter, und mit einem
Rotor, der einen wirksamen Öffnungsquerschnitt der Öffnung begrenzt.
[0002] Aus der
DE 103 11 918 A1 ist eine Schaufel für einen Bagger bekannt, bei der in einer Schaufelrückwand eine
Öffnung vorgesehen ist und in dieser Öffnung eine Brechwalze und eine Siebwalze angeordnet
sind. Dabei verlaufen die Drehachsen der beiden Walzen parallel zur Schaufelrückwand.
[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer alternativen Ausführung
zu der bekannten Vorrichtung. Insbesondere soll das Brechen von grobem Material effektiver
durchführbar sein.
[0004] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehachse des Rotors in die Öffnung hineinerstreckt. Vorzugsweise ist die
Öffnung im Boden des Behälters vorgesehen. Die Rotorachse kann sich senkrecht zur
Öffnungsebene erstrecken. Insbesondere ragt der Rotor nur oder zumindest teilweise
in den Behälter hinein. Dabei ergibt sich in der Öffnung, um den Rotor herum, ein
ringförmiger Durchlass für das Material.
[0005] Die äußere Gestallt des Rotors und/oder die Innenseiten des Behälters weisen Abweichungen
von der Kreisform auf, so dass sich bei Drehung des Rotors fortlaufend Querschnittsänderungen
ergeben und zwar im Bereich des ringförmigen Durchlasses und/oder auch im Behälter
selbst. Da sich der Rotor teilweise in den Behälter erstreckt, ergibt sich auch innerhalb
des Behälters ein ringförmiger Spalt zwischen Rotor und Behälterwandungen. Die Abweichungen
von der Kreisform sind vorzugsweise hergestellt durch eine polygonale Gestaltung des
Behälters und/oder des Rotors. Möglich ist auch die züsätzliche Anordnung von Brech-
oder Siebelementen, die in den vom Material zumindest teilweise ausgefüllten Spalt
oder Raum hineinragen.
[0006] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist der Rotor einen in Richtung auf
das Innere des Behälters sich verjüngenden Querschnitt auf. Der Rotor kann kegelig
oder konisch ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Rotor mit einem größten Querschnitt
außerhalb des Behälters und einem kleinsten Querschnitt innerhalb des Behälters ausgebildet.
Bei kegeliger Gestalt ragt somit die Spitze des Rotors in den Behälter hinein, während
die Basis des Kegels außerhalb des Behälters oder im Bereich der Öffnung liegt.
[0007] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist der Rotor in Umfangsrichtung mehrere
gegeneinander abgewinkelte Flächen auf. Insbesondere sind in Umfangsrichtung sechs
oder mehr, vorzugsweise acht gegeneinander abgewinkelte Flächen vorgesehen. Möglich
sind auch Querschnitte mit weniger Ecken, beispielsweise Drei-, Vier- oder Fünfecke.
Je größer die Anzahl der Ecken bzw. Flächen, umso geringer ist die Gefahr des Klemmens
im praktischen Betrieb. Die einzelnen Flächen sind bei kegeliger Gestaltung des Rotors
auch gegen die Rotordrehachse geneigt, beispielsweise um 30 bis 60°.
[0008] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Behälter trichterförmig ausgebildet
mit einem sich in Richtung auf die Öffnung verjüngenden Behälterquerschnitt. Demnach
können auch die Behälterwandungen relativ zur Rotordrehachse geneigt ausgebildet sein,
beispielsweise mit einem Winkel von 30 bis 60°. Insgesamt wird ein Winkel zwischen
den Wandungen des Rotors und den Wänden des Behälters von 90 bis 100° bevorzugt, insbesondere
von etwa 75°.
[0009] Vorteilhafterweise ist der Behälter als Polygon, nämlich mit in Umfangsrichtung aufeinander
folgenden und gegeneinander abgewinkelten Wänden ausgebildet. Dabei kann der Behälter
insgesamt zylindrisch oder kegelig gestaltet sein. Die gegeneinander abgewinkelten
Wände reichen vorzugsweise bis an die Öffnung heran.
[0010] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weisen der Rotor und/oder der Behälter
Schlagelement auf zum Anschlagen des zu siebenden oder brechenden Materials. Vorzugsweise
handelt es sich um Schlagleisten, etwa im Übergang zwischen abgewinkelten Wänden.
Die Schlagelemente können so ausgebildet sein, dass sich je nach Drehrichtung des
Rotors unterschiedliche Schlagwirkungen einstellen, etwa durch eine asymmetrische
Außenform und/oder unterschiedlich gestaltete Anschlagflächen.
[0011] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist der ringförmige bzw. umlaufende
Öffnungsspalt zwischen Rotor und Behälter im Bereich der Öffnung eine Weite von 5
bis 20 cm bei einem Rotordurchmesser - ebenfalls im Bereich der Öffnung - von 40 bis
80 cm auf.
[0012] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass die Öffnung nicht
ganz an die gegeneinander abgewinkelten Wände des Behälters angrenzt, sondern dass
zwischen Öffnung und Wänden, insbesondere zur Bildung eines in diesem Bereich ringförmig
begrenzten Öffnungsspalts, Übergangselemente angeordnet sind. Die Wände sind so ausgebildet
und angeordnet, dass sich ein polygoner Querschnitt ergibt. Entsprechend würde eine
an die Wände unmittelbar anschließende Öffnung einen polygonen Außenumfang aufweisen.
Durch die angeordneten Übergangselemente ist die Öffnung nun kreisförmig gestaltet.
Die Übergangselemente können zugleich Verschleißsegmente sein. Die durch Druck und
Abrieb stark belasteten Übergangselemente sind vorteilhafterweise austauschbar im
Behälter angeordnet, insbesondere an Schlagelementen gehalten. Die Schlagelemente
sind vorzugsweise im Inneren der Behälters angeordnet, beispielsweise im Bereich des
Übergangs zwischen den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden und gegeneinander
abgewinkelten Wänden. Die Schlagelemente können sich bis an die Übergangselemente
heränerstrecken und diese stützen oder halten. Übergangselemente und/oder Schlagelemente
sind als Verschleißteile für sich oder gemeinsam miteinander austauschbar. Möglich
ist auch die Ausbildung der Übergangselemente ohne Anpassung an eine kreisförmige
Öffnung oder zur Erzielung einer anderen nicht-kreisförmigen Gestalt.
[0013] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Antrieb für den Rotor über eine
Rotorwelle mit dem Rotor verbunden, wobei der Rotor insbesondere durch seine Lage
den Antrieb gegenüber dem zu siebenden Material abschirmt. Als Antrieb ist vorzugsweise
ein Hydraulikmotor unterhalb des Rotors vorgesehen. Die Rotorwelle kann zugleich Antriebswelle
des Motors sein.
[0014] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Rotor in seiner Position relativ
zum Behälter verstellbar, insbesondere zur Änderung der Größe oder Form des umlaufenden
Öffnungsspalts. Der Rotor kann in den Behälter hinein oder aus diesem heraus verschiebbar
sein, vorzugsweise zusammen mit dem Antriebsmotor.
[0015] Vorteilhafterweise ist der Antrieb außen am Behälter gehalten. Der Antrieb kann an
der Unterseite des Behälters bzw. an Wänden nahe der Unterseite gehalten sein, insbesondere
an Armen, die über Streben mit dem Behälter verbunden sind. Vorzugsweise sind drei
Arme vorgesehen. Arme und Streben sind gegeneinander abgewinkelt, beispielsweise um
etwa 90°. Die Arme erstrecken sich dann in einer radialen Ebene, während die Streben
parallel zur Drehachse des Rotors verlaufen.
[0016] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Länge der Streben gegen Federwirkung
veränderbar. Vorzugsweise sind die Streben als Federrohre ausgebindet mit integrierten
Zug- oder Druckfedern. Der Rotor kann so in axialer Richtung bei zu starkem Druck
ausweichen oder bewusst vertikal verstellt werden.
[0017] Vorteilhafterweise sind die Streben hydraulisch verstellbar ausgebildet. In die Streben
kann jeweils eine Kolben-Zylinder-Einheit integriert sein.
[0018] Vorteilhafterweise ist der Rotor in beide Drehrichtungen antreibbar. Der Antrieb
ist entsprechend eingerichtet.
[0019] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Rotor nur einseitig gelagert,
insbesondere außerhalb oder unterhalb des Behälters. Vorzugsweise ist der Rotor direkt
angetrieben, so dass die Antriebswelle zugleich Rotorwelle ist. Die Lagerung des Antriebs
ist vorzugsweise zugleich Lagerung des Rotors.
[0020] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Rotor zweiseitig gelagert. Vorzugsweise
ist eine Lagerung am Antrieb oder nahe demselben vorgesehen, während eine zweite Lagerung
an einem anderen Ende des Rotors vorgesehen ist, etwa im Behälter oder oberhalb des
Behälters. Eine Rotorwelle kann sich durch diesen hindurch erstrecken und ist drehfest
mit dem Rotor verbunden. Die Rotorwelle ist zugleich Antriebswelle des Motors oder
axial an die Antriebswelle angeflanscht oder angekuppelt. Hierzu gegenüberliegend
ist die Rotorwelle am Behälter gelagert, so dass insbesondere radial auf den Rotor
wirkende Kräfte gut aufgenommen werden können. Je nach Anwendungsfall ist aber auch
die bereits genannte einseitige Lagerung möglich.
[0021] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist insbesondere oberhalb des Rotors ein
Rüttelelement vorgesehen. Das Rüttelelement kann auf dem Rotor oder einem Wellenzapfen
des Rotors angeordnet sein. Mit Hilfe des Rüttelelements entstehen Vibrationen oder
Klopfsequenzen, die einen höheren und besseren Durchsatz des zu siebenden Materials
bewirken. Auch kann damit ein Reinigungseffekt verbunden sein.
[0022] Vorteilhafterweise ist das Rüttelelement auf dem oberen Wellenzapfen des Rotors axial
bewegbar und insbesondere frei drehbar angeordnet. Vorzugsweise ist ein Zwangsantrieb
des Rüttelelements nicht vorgesehen. Das Rüttelelement kann in Umfangsrichtung still
stehen, während der Rotor relativ hierzu dreht. Ein Klopfeffekt kann durch schnelles
und kurzes Absenken des Behälters entstehen, wobei das Rüttelelement auf dem Wellenzapfen
gleitet und am Rotor oder an hiermit verbundenen Teilen anschlägt.
[0023] Alternativ kann eine zeitweise Aufwärtsbewegung des Rüttelelements auf dem Wellenzapfen
durch einen geeigneten Antrieb erzeugt werden, sodass auch hier während einer antriebslosen
Phase das Rüttelelement in Richtung auf den Rotor zurückfällt und einen Klopfeffekt
auslöst.
[0024] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist das Rüttelelement radial und axial
gerichtete Flügelelemente auf. Die Flügelelemente stecken in dem zu siebenden Material.
Bei frei drehbarem Rüttelelement ergibt sich so eine Relativbewegung zwischen Rüttelelement
und drehendem Rotor. Bei nicht frei drehbarem Rüttelelement nimmt der Rotor dieses
mit und bewegt dadurch zugleich das Siebgut entsprechend der Rotordrehung. Eine Durchmischung
des Siebguts ist die Folge. Die Größe der Flügelelemente ist auf die zu erwartende
Konsistenz des Siebgutes abzustimmen.
[0025] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind dem Rüttelelement einerseits und
dem Rotor oder Wellenzapfen andererseits Auflaufelemente zugeordnet, wobei die Auflaufelemente
des Rüttelelements die Auflaufelemente des Rotors oder Wellenzapfens berühren können,
sodass in Abhängigkeit von der Masse des Rüttelelements und der Drehung des Rotors
relativ zum Rüttelelement eine rhythmische axiale Bewegung des Rüttelelements entsteht.
Die Auflaufelemente des Rüttelelements interagieren mit den Auflaufelementen des Rotors
oder Wellenzapfens. Die entstehende rhythmische axiale Bewegung - der Rütteleffekt
- ist auch abhängig von der axialen Länge der Auflaufelemente. Vorgesehen ist in diesem
Zusammenhang insbesondere die frei drehbare Anordnung des Rüttelelements auf dem Wellenzapfen.
Während das Rüttelelement vom Siebgut in Umfangsrichtung festgehalten wird, dreht
der angetriebene Rotor unter dem Rüttelelement durch. Durch die genannte Interaktion
der Auflaufelemente miteinander wird das Rüttelelement relativ zum Rotor angehoben
und fällt durch seine eigene Masse wieder zurück auf den Rotor. Je nach Anzahl, Anordnung
und Ausbildung der Auflaufelemente ergibt sich der Rüttel- oder Klopfeffekt.
[0026] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Auflaufelemente des Rüttelelements
und/oder des Rotors bzw. Wellenzapfens im Wesentlichen nockenartig oder dreieckförmig
ausgebildet mit zum anderen Teil - Rotor bzw. Wellenzapfen oder Rüttelelement - gerichteten
Spitzen. Ausreichend ist die dreieckförmige Ausbildung der Auflaufelemente nur eines
der beiden Teile - Rotor bzw. Wellenzapfen oder Rüttelelement. Es können aber auch
beide Teile entsprechende Auflaufelemente aufweisen. Vorzugsweise sind die Auflaufelemente
zumindest eines der beiden Teile gleichschenklig ausgebildet. Dadurch ergibt sich
eine Unabhängigkeit von der Drehrichtung.
[0027] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Auflaufelemente des Rüttelelements
an dessen unterem Ende und über den Umfang mit gleichen Abständen zueinan-der angeordnet.
Eine analoge Anordnung kann am Rotor bzw. Wellenzapfen vorgesehen sein. Der Abstand
zwischen zwei Auflaufelementen an deren Basis entspricht etwa der mittleren Breite
eines Auflaufelements. Zur Wegbegrenzung in abgesenkter Position des Rüttelelements
weisen der Rotor bzw. Wellenzapfen und/oder das Rüttelelement eine Anschlagfläche,
insbesondere einen Anschlagring auf.
[0028] Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist das Sieben oder Brechen von grobem Material
in Verbindung mit einem Bagger, Radlader oder dergleichen. Die Vorrichtung ist deshalb
so ausgebildet, dass sie anstelle einer üblichen Baggerschaufel von einem Bagger aufgenommen
und an dessen Hydrauliksystem angeschlossen werden kann. Wie bei Baggerschaufeln üblich
weist der Behälter vorzugsweise eine Aufgabeseite für das Material, nämlich eine obere
Einfüllöffnung auf. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Bagger oder Radlader mit
der beschriebenen Vorrichtung.
[0029] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch ohne Bagger oder dergleichen zum
Einsatz kommen. Zusätzlich vorhanden sind dann vorzugsweise Einrichtungen für den
Antrieb und für einen sicheren Stand der Vorrichtung.
[0030] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus
den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische (seitliche) Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung
mit einem Rotor in einer oberen Position,
- Fig. 2
- die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Rotor in einer unteren Position,
- Fig. 3
- eine perspektivische Darstellung (ähnlich einer Draufsicht) der erfindungsge- mäßen
Vorrichtung mit dem Rotor in oberer Position,
- Fig. 4
- eine Darstellung wie in Fig. 3, aber mit dem Rotor in unterer Position,
- Fig. 5
- eine Seitenansicht der Vorrichtung mit Rotor in oberer Position,
- Fig. 6
- eine Ansicht entsprechend Fig. 5, jedoch mit Rotor in unterer Position.
- Fig. 7
- eine andere Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit Rotor in oberer Position,
- Fig. 8
- eine Darstellung gemäß Fig. 7, jedoch mit Rotor in unterer Position,
- Fig. 9
- eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
- Fig. 10
- einen Querschnitt durch die Darstellung gemäß Fig. 9,
- Fig. 11
- eine weitere Ausführurigsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer per- spektivischen
Draufsicht analog den Fig. 3 und 4, jedoch mit einer zusätzlichen, oberen Lagerung
der Rotorwelle,
- Fig. 12
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer per- spektivischen
Draufsicht analog Fig. 11, jedoch zusätzlich mit einem Rüttelele- ment,
- Fig.13
- eine leicht perspektivische Seitenansicht des Rotors mit Antriebseinheit und Rüttelelement
bei abgesenkter Position des letzteren.
- Fig. 14
- eine leicht perspektivische Seitenansicht analog Fig. 13, jedoch mit angehobe- nem
Rüttelelement.
[0031] Ein Behälter 20 ist nach Art einer Baggerschaufel ausgebildet, mit einer Schaufelschneide
21 an einer Vorderwand 22, und mit in einem oberen Bereich angeordneten Schnellkupplungen
23 (Haken) zur Befestigung des Behälters an einem nicht gezeigten Gestänge eines Baggers.
Der Behälter 20 ist an seiner Oberseite bzw. Aufgabeseite 24 offen und weist an seiner
Unterseite eine Öffnung 25 für den Austritt von gesiebtem oder gebrochenem Material
auf.
[0032] Zwischen Unterseite und Oberseite sind in Umfangsrichtung gegeneinander abgewinkelte
Schaufelwände 26 vorgesehen, im vorliegenden Beispiel sechs Schaufelwände. Die Vorderwand
22 schließt dabei nach oben an eine der Schaufelwande 26 an. Analog dazu schließen
nach oben an die übrigen Schaufelwände 26 eine hohe Seitenwandkombination 27, 28,
eine niedrige Seitenwand 29, 30 und eine niedrige Rückwand 31 an.
[0033] In der Öffnung 25 ist ein kegelig ausgebildeter Rotor 32 gehalten. Dabei erstreckt
sich eine Drehachse der Rotors senkrecht zur Ebene der Öffnung 25, also von der Öffnung
25 zur Oberseite 24.
[0034] Der Rotor 32 ist so aufgehängt bzw. gelagert, dass ein Teil des Rotors nämlich eine
Spitze 33 in den Behälter eintaucht, während ein anderer Teil, nämlich eine Basis
34 bzw. Unterseite des Rotors außerhalb des Behälters 20 liegt.
[0035] Zwischen Basis 34 und Spitze 33 ist der Rotor 32 polygonartig gestaltet, nämlich
mit in Umfangsrichtung gegeneinander abgewinkelten Rotorflächen 35, im vorliegenden
Beispiel acht Rotorflächen.
[0036] Die Rotorflächen 35 sind gegenüber der Drehachse des Rotors um 30 bis 60° geneigt,
ebenso die Schaufelwände 26 jedoch in Gegenrichtung hierzu, so dass zwischen einander
gegenüberliegenden Schaufelwänden 26 und Rotorflächen 35 ein umlaufender konischer
Öffnungsspalt mit einem Winkel von etwa 50° bis 100° gebildet ist, vorzugsweise von
75°.
[0037] Der Rotor 32 ist auf eine Antriebseinheit 36 aufgesetzt. Diese ist vorzugsweise ein
Hydraulikmotor, gegebenenfalls mit integriertem Getriebe. Eine aus der Antriebseinheit
36 nach oben austretende Antriebswelle (nicht gezeigt) ist zugleich Rotorwelle oder
mit einer nicht gezeigten Rotorwelle unmittelbar verbunden.
[0038] Die Antriebseinheit 36 ist auf einem Halter 37 gelagert, welcher drei im Wesentlichen
radial gerichtete Arme 38, 39, 40 aufweist. Jeder Arm ist als Vierkantrohr ausgebildet
und weist an seiner Unterseite ein Fußelement 41 auf. Beim Abstellen des Behälters
20 ruht dieser auf den Fußelementen 41.
[0039] Außen an die Arme 38, 39, 40 schließt je eine aufwärtsgerichtete Strebe 42, 43, 44
an. Diese steckt jeweils in einem Rohr 45, 46, 47. Jedes Rohr ist fest mit einer Schaufelwand
26 (außerhalb des Behälters) verbunden, im vorliegenden Beispiel mit der unterhalb
der niedrigen Rückwand 31 vorgesehenen Schaufelwand und mit den beiden unterhalb der
Seitenwandkombinationen 27, 28 vorgesehenen Schaufelwänden.
[0040] Der Rotor 32 ist höhenverstellbar. Im vorliegenden Beispiel ist der Rotor 32 zusammen
mit der Antriebseinheit 36 und dem Halter 37 auf- und abbewegbar. Zu diesem Zweck
sind die Streben 42 bis 44 in den Rohren 45 bis 47 verschiebbar. Hierzu kann in den
Rohren 45 bis 47 jeweils eine hydraulisch angetriebene Verstelleinheit vorgesehen
sein. Möglich ist aber auch eine einfachere Ausführung mit "manueller" Verstellung
durch Anheben oder Senken des auf einer Fläche aufstehenden Behälters 20 in Verbindung
mit einem gezielten Lösen und Arretieren der Streben 42 bis 44 in den Rohren 45 bis
47.
[0041] Die Fig. 1, 3, 5, 7 zeigen eine obere Position des Rotors, während aus den Figuren
2, 4, 6, 8 eine untere Position des Rotors ersichtlich ist. In der unteren Position
taucht etwa die halbe Höhe des Rotors oder weniger in den Behälter von seiner Unterseite
her ein. In der oberen Position des Rotors reicht dieser mit etwa 90% seiner Höhe
in den Behälter hinein, siehe insbesondere Fig. 10. Andere Positionen, insbesondere
Zwischenstellungen sind mglich.
[0042] Der Behälter 20 ist im Bereich der Öffnung 25 in besonderer Weise ausgebildet. Die
durch die aneinander grenzenden Schaufelwände 26 gebildete Sechseckform der Öffnung
25 ist abgerundet durch Verschleißsegmente 49, welche jeweils im Wesentlichen in der
Ebene der Öffnung 25 angeordnet oder gegenüber dieser Ebene leicht abgewinkelt sind,
siehe insbesondere Fig. 1, 2 und 10. Dort sind die Verschleißsegmente 49 geringfügig
von außen nach innen abwärtsgeneigt um einen Winkel von etwa 15°. Die Verschleißsegmente
sind plattenförmig und auf als Übergangssegmente wirkenden Platten 50 montiert bzw.
verschraubt, siehe insbesondere Fig. 10. Dabei erstreckt sich die untere Platte 50
in Radialrichtung etwas weiter nach außen als das obere Verschleißsegment 49. Im Bereich
dieses Überstands der unteren Platte 50 liegt die jeweilige Schaufelwand 26 an der
unteren Platte 50 an und ist mit dieser verschweißt.
[0043] Innen im Behälter 20 ist im Bereich eines jeden Übergangs von Schaufelwand zu Schaufelwand
26 ein aufrechter Steg 51 angeordnet, der beidseitig mit einer Schlagleiste 52, 53
versehen ist. Die Stege 51 bzw. Schlagleisten erstrecken sich bis auf die Verschleißsegmente
49 und stützen diese dadurch ab. Außerdem kann eine feste Verbindung zwischen den
Verschleißsegmenten 49 und den Stegen oder Schlagleisten vorgesehen sein.
[0044] Schlagleisten 54, 55 sind auch am Rotor 32 vorgesehen, nämlich im Bereich eines jeden
zweiten Übergangs zwischen den aufeinander folgenden Rotorflächen 35. Über die Rotorachse
einander gegenüberliegende Schlagleisten 54, 55 spannen eine Ebene auf, in der auch
die Rotorachse selbst liegt. Gleiches gilt für einander gegenüberliegende Schlagleisten
52, 53 des Behälters 20.
[0045] Schlagleisten und/oder Verschleißsegmente sind so konstruiert und angeordnet, dass
sie auf einfache Weise austauschbar sind. Je nach zu siebendem oder brechendem Material
kann sich ein mehr oder weniger schneller Verschleiß einstellen.
[0046] Aufgrund der beschriebenen Anordnung und Wirkungsweise hat die Vorrichtung einen
relativ hohen Materialdurchsatz. Der zwischen den Verschleißsegmenten 49 und dem Rotor
32 gebildete Ringspalt weist eine umlaufende Weite von 5 bis 20 Zentimetern bei einem
Rotordurchmesser von 40 bis 80 Zentimetern auf. Der Siebeffekt der Vorrichtung ergibt
sich allein durch die Weite des Ringspalts. Größere Brocken werden je nach Festigkeit
von den Schlagleisten gebrochen oder bleiben im Behälter. Die Zerkleinerungswirkung
ist relativ gering. Entsprechend kann auch die Antriebsleistung kleiner sein als bei
üblichen Sieben mit Brecherfunktion. Ein Festklemmen des Rotors ist nahezu unmöglich.
Die Spaltweite ist variabel, so dass unterschiedliche Siebungen möglich sind. Die
Antriebseinheit 36 ist durch den Rotor 32 gegenüber dem auszutragenden Material verdeckt
und damit gegen Beschädigung geschützt.
[0047] Sofern besonders schweres Material gesiebt oder gebrochen werden soll, kann der Rotor
auch zweiseitig gelagert werden, siehe Fig. 11. Erkennbar ist dort eine nach oben
aus dem Rotor 32 herausragende Rotorwelle 56, die oben am Behälter 20 gelagert ist,
in vorliegendem Beispiel mit einem Lager 59 an einer Querstrebe 57, welche mit einer
Traverse 58 zwischen den beiden Schnellkupplungen 23 verbunden ist. Diese sind über
entsprechend dimensionierte Bleche oder Streben mit den Seitenwänden 29, 30 verbunden.
[0048] Vorzugsweise ist der Rotor 32 durch eine nicht gezeigte lösbare Verbindung auf einem
Flansch der Antriebseinheit 36 befestigt und kann so schnell und einfach gegen einen
anderen Rotor ausgewechselt werden.
[0049] Alternativ zur hydraulischen Höhenverstellung des Rotors 32 können die Rohre 45 bis
47 mit Federn ausgerüstet sein. Beispielsweise sind nicht gezeigte Zugfedern vorgesehen,
mit denen der Rotor in seiner oberen Position auf Anschlag gehalten wird. Der Anschlag
ist verstellbar. Bei sehr starkem Druck auf den Rotor, etwa durch einen besonders
harten Materialbrocken, geben die Federn nach, so dass der Rotor abwärts bewegt und
der Ringspalt zum Durchtritt des Materials gegen den Federzug erweitert wird. Die
Federn haben dann die Funktion eines Überlastungsschutzes. Analog hierzu kann auch
die hydraulische Verstellung des Rotors 32 als Überlastungsschutz ausgeführt sein.
Dabei gibt der Rotor nach unten nach, sobald ein entsprechender Materialbrocken ausreichenden
Druck ausübt. Die Kegelform des Rotors 32 erzeugt die für die Abwärtsbewegung erforderliche
Kraft.
[0050] In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Schlagleisten 52 bis 55 gleich ausgebildet.
Möglich sind auch asymmetrische Formationen, so dass sich bei Linksdrehung des Rotors
ein anderer Brecheffekt ergibt als bei Rechtsdrehung des Rotors 32.
[0051] In der Ausführungsform der Fig. 12 bis 14 ist in einer Ausführung analog Fig. 11
oben auf der Rotorwelle 56 ein Rüttelelement 60 frei drehbar und zugleich axial verschiebbar
angeordnet. Das Rüttelelement 60 besteht hier aus einer Hülse 61, die auf der Rotorwelle
56 gleitend gelagert ist und außenseitig mit vier Flügeln 62 versehen ist.
[0052] Die Flügel 62 sind im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und erstrecken sich in
radialer und zugleich axialer Richtung. Die Erstreckung in radialer Richtung beträgt
etwa ein Viertel bis eine Hälfte des Rotordurchmessers. Die axiale Länge der Flügel
beträgt etwa 50 % bis 100 % der axialen Länge des Rotors 32. Andere Abmessungen sind
möglich.
[0053] Ein Rüttel- oder Klopfeffekt entsteht durch die Axialbewegung des Rüttelelements
60. Die Länge der Axialbewegung entspricht der Länge eines in Fig. 13 gezeigten Wellenabschnitts
63 zwischen einem Wellensteg 64 und einem Anschlagring 65 des Rüttelelements 60 oder
liegt knapp darunter.
[0054] Die axiale Bewegung des Rüttelelements 60 auf der Rotorwelle 56 kann beispielsweise
erzeugt werden durch schnelles Auf- und Abwärtsbewegen des Behälters 20. Sofern dieser
anstelle einer Schaufel an das Traggestell eines Baggers angehängt ist, kann durch
hydraulische Verstellung des Gestells die entsprechende Auf- und Abwärtsbewegung herbeigeführt
werden. Durch die Masse des Rüttelelements 60 ergibt sich ein Klopf- oder Rütteleffekt
am Rotor 32, sodass der Siebvorgang erleichtert und sogar beschleunigt werden kann.
Am Rotor anhaftendes Material kann sich dabei lösen.
[0055] In der vorliegenden Ausführungsform wird die axiale Bewegung des Rüttelelements 60
in besonderer Weise herbeigeführt. Dem Anschlagring 65 gegenüberliegend - am axial
gegenüberliegenden Ende der Flügel 62 sind Auflaufelemente 66 am Rüttelelement 60
angeordnet. Diese sind nach Art von gleichschenkligen Dreiecken ausgebildet, deren
Spitzen zum Rotor 32 gerichtet sind. Vorzugsweise ist jedem Flügel 62 ein Auflaufelement
66 am Rüttelelement 60 zugeordnet. Dabei stützen sich die Auflaufelemente 66 an einem
Ring 67 ab, welcher zugleich an den Flügeln 62 anliegen kann - analog dem Anschlagring
65.
[0056] Dem Rotor 32 sind hier Auflaufelemente 68 zugeordnet, die ebenfalls vorzugsweise
nach Art gleichschenkliger Dreiecke ausgebildet sind, und deren Spitzen zum Rüttelelement
60 gerichtet sind. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Auflaufelemente 68 der Anzahl
der Auflaufelemente 66. Die Abmessungen der einzelnen Auflaufelemente 66, 68 und die
Abstände zwischen den jeweils gleichartigen Auflaufelementen 66 bzw. 68 sind so gewählt,
dass die Auflaufelemente 66 zwischen die Auflaufelemente 68 passen und umgekehrt.
[0057] Schräge Seitenflächen der Auflaufelemente 66, 68 sind derart ausgebildet, dass ein
aneinander Vorbeigleiten ohne Selbsthemmung möglich ist. Bei Drehung des Rotors 32
relativ zum Rüttelelement 60 wird letzteres aus der Position gemäß Fig. 13 aufgrund
der Interaktion der Auflaufelemente 66 und 68 angehoben in die Position gemäß Fig.
14, nämlich bis die Spitzen der Auflaufelemente 66 einerseits und der Auflaufelemente
68 andererseits einander passieren. Anschließend fällt das Rüttelelement durch seine
eigene Masse wieder in die Position der Fig. 13. Die beschriebene Relativbewegung
zwischen Rütteletement 60 und Rotor 32 entsteht, weil das Siebgut vom Rotor 32 nicht
vollständig in eine rotierende Masse umgewandelt wird. Vielmehr steht ein Teil des
Siebgutes in Umfangsrichtung nahezu still.
[0058] In der abgesenkten Position gemäß Fig. 13 liegen vorzugsweise die Spitzen der Auflaufelemente
68 des Rotors am Ring 67 an. Der Rütteleffekt wird über den Ring 67 und die Auflaufelemente
68 auf den Rotor 32 übertragen. Alternativ können auch die Spitzen der Auflaufelemente
66 des Rüttelelements direkt an Teilen des Rotors 32 anschlagen.
[0059] Die nockenartige Ausbildung der Auflaufelemente 66, 68 und die Anordnung derselben
wirken auch einer Überlastung der Antriebseinheit 36 entgegen.
[0060] Die Antriebseinheit 36 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 12 bis 14, wie auch vorzugsweise
in den anderen Ausführungsbeispielen, als Hydraulikmotor ausgebildet. Erkennbar sind
Anschlüsse 69, 70 für Hydraulikleitungen.
Bezugszeichenliste:
[0061]
- 20
- Behälter
- 21
- Schaufelschneide
- 22
- Vorderwand
- 23
- Schnellkupplungen
- 24
- Oberseite (Aufgabeseite)
- 25
- Öffnung
- 26
- Schaufelwand
- 27
- Seitenwandkombination
- 28
- Seitenwandkombination
- 29
- niedrige Seitenwand
- 30
- niedrige Seitenwand
- 31
- niedrige Rückwand
- 32
- Rotor
- 33
- Spitze
- 34
- Basis
- 35
- Rotorflächen
- 36
- Antriebseinheit
- 37
- Halter
- 38
- Arm
- 39
- Arm
- 40
- Arm
- 41
- Fußelement
- 42
- Strebe
- 43
- Strebe
- 44
- Strebe
- 45
- Rohr
- 46
- Rohr
- 47
- Rohr
- 48
- 49
- Verschleißsegmente
- 50
- Platten
- 51
- Steg
- 52
- Schlagleisten
- 53
- Schlagleisten
- 54
- Schlagleisten
- 55
- Schlagleisten
- 56
- Rotorwelle
- 57
- Querstrebe
- 58
- Traverse
- 59
- Lager
- 60
- Rüttelelement
- 61
- Hülse
- 62
- Flügel
- 63
- Wellenabschnitt
- 64
- Wellensteg
- 65
- Anschlagring
- 66
- Auflaufelemente (des Rüttelelements)
- 67
- Ring
- 68
- Auflaufelemente (des Rotors)
- 69
- Anschluss
- 70
- Anschluss
1. Vorrichtung zum Sieben und/oder Brechen von grobem Material, insbesondere von Abraum;
Steinen, Erdaushub oder dergleichen, mit einem Behälter (20) zur Aufnahme des zu siebenden
oder brechenden Materials und einer Öffnung (25) im Behälterboden oder in einer hierzu
benachbarten Wandung zum Austritt des Materials aus dem Behälter (20), und mit einem
Rotor (32), der einen wirksamen Öffnungsquerschnitt der Öffnung (25) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehachse des Rotors (32) in die Öffnung (25) hineinerstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) einen in Richtung auf das Innere des Behälters (20) sich verjüngenden
Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) mit einem größtem Querschnitt außerhalb des Behälters (20) und einem
kleinsten Querschnitt innerhalb des Behälters (20) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) in Umfangsrichtung mehrere gegeneinander abgewinkelte Flächen (35)
aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (20) trichterförmig ausgebildet ist mit einem sich in Richtung auf die
Öffnung (25) verjüngenden Behälterquerschnitt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (20) als Polygon, nämlich mit in Umfangsrichtung aufeinander folgenden
und gegeneinander abgewinkelten Wänden (26) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) und/oder der Behälter (20) Schlagelemente (52 bis 55) aufweist zum
Anschlagen des zu siebenden oder brechenden Materials.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger bzw. umlaufender Öffnungsspalt zwischen Rotor (32) und Behälter
(20) gebildet ist, wobei der Öffnungsspalt eine Weite von 5 bis 20 cm bei einem Rotordurchmesser
(im Bereich der Öffnung 25) von 40 bis 80 cm aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (25) nicht ganz an die gegeneinander abgewinkelten Wände (26) des Behälters
angrenzt, sondern dass zwischen Öffnung (25) und Wänden (26) zur Bildung eines in
diesem Bereich ringförmig begrenzten Öffnungsspalts Übergangselemente angeordnet sind,
insbesondere Verschleißsegmente (49).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangselemente austauschbar sind und insbesondere an Schlagelementen (52,
53) des Behälters (20) gehalten sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb für den Rotor (32) mit demselben verbunden ist, wobei der Rotor (32)
den Antrieb gegenüber dem zu siebenden Material abschirmt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) in der Position relativ zum Behälter (20) verstellbar ist, insbesondere
zur Änderung der Größe oder Form des umlaufenden Öffnungsspalts.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb außen am Behälter gehalten ist, insbesondere an Streben (42 bis 44).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Länge der Streben (42 bis 44) gegen Federwirkung veränderbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Länge der Streben (42 bis 44) hydraulisch verstellbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor in beide Drehrichtungen antreibbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) nur einseitig gelagert ist, insbesondere außerhalb bzw. unterhalb
des Behälters (20).
18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor zweiseitig gelagert ist, insbesondere oberhalb und unterhalb des Rotors.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufender Öffnungsspalt zwischen Rotor (32) und Behälter (20) gebildet ist,
wobei der Öffnungsspalt trichterförmig bzw. konisch ausgebildet ist mit einem sich
zur Öffnung (25) verjüngenden Querschnitt und mit einem Winkel zwischen Schaufelwänden
und Rotorflächen von 50° bis 100°, vorzugsweise von 75°.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rüttelelement (60) insbesondere oberhalb des Rotors (32).
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (32) mit einem oberen Wellenzapfen versehen ist, und dass das Rüttelelement
(60) axial bewegbar und insbesondere frei drehbar auf dem Wellenzapfen angeordnet
ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Rüttelelement (60) radial und axial gerichtete Flügelelemente (Flügel 62) aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rüttelelement (60) einerseits und dem Rotor (32) oder Wellenzapfen andererseits
Auflaufelemente (66, 68) zugeordnet sind, und dass die Auflaufelemente (66) des Rüttelelements
(60) die Auflaufelemente (68) des Rotors (32) oder Wellenzapfens berühren können,
so dass in Abhängigkeit von der Masse des Rüttelelements und der Drehung des Rotors
relativ zum Rüttelelement eine rhythmische axiale Bewegung des Rüttelelements entsteht.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflaufelemente (66, 68) des Rüttelelements (60) und/oder des Rotors (32) bzw.
des Wellenzapfens im Wesentlichen nockenartig oder dreieckigförmig ausgebildet sind
mit zum anderen Teil - Rotor bzw. Wellenzapfen oder Rüttelelement- gerichteten Spitzen.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflaufelemente (66) des Rüttelelements (60) an dessen unterem Ende und über
den Umfang mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sind.
26. Radlager oder Bagger mit einer Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche.