[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationsbackenbrecher mit einem innerhalb eines
Gehäuses um eine horizontale Drehachse umlaufenden, wenigstens eine Umlaufbacke aufnehmenden
Rotor und einer gehäusefesten, im wesentlichen oberhalb des absteigenden Bereiches
des Rotorumlaufkreises angeordneten Festbacke, die sich in einer gegenüber der Horizontalen
flach ansteigenden Neigung entgegen der Rotordrehrichtung zur Einwurföffnung des Gehäuses
hin erstreckt und rotorseitig vorstehende Brechleisten od. dgl. besitzt.
[0002] Wie aus der FR-A 2 580 193 hervorgeht, gibt es bereits Prallbrecher mit ähnlichen
Rotoren und einer Prallplatte, die parallel zur Rotordrehachse verlaufende und schneidenlose
Prallkörper bildende Brechleisten aufweist. Die Zerkleinerungswirkung dieser Prallbrecher
ergibt sich durch den Aufprall des vom Rotor weggeschleuderten Materials auf den Prallflächen
und Brechleisten der Prallplatte, was einen recht hohen Verschleiß mit sich bringt
und wegen des hohen Anteils von Bewegungs- und Reibungsarbeit beim Zerkleinern nur
zu einem verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad führt.
[0003] Neben den Prallbrechern sind auch Backenbrecher bekannt, bei denen zwei relativ zueinander
schwingende Brechbacken zusammenwirken und das Zerkleinerungsgut zwischen sich zerkleinern.
Diese Brechbacken können dabei mit in Fallrichtung verlaufenden Schneiden ausgestattet
sein, um die Zerkleinerungswirkung zu verbessern, doch ist hier aufgrund der Bewegungsumkehr
bei der Backenbewegung und der begrenzten Hubzahlen und Hubwege trotz hohen Energieaufwandes
die erreichbare Zerkleinerungsleistung gering.
[0004] Hammermühlen wiederum sind Zerkleinerungsmaschinen, die mit schwenkbaren Hämmern
ausgerüstete Rotoren und diesen zugeordnete Prallplatten aufweisen, wobei die Prallplatten
vorstehende Reißfinger tragen können, zwischen denen die Rotorhämmer hindurchschlagen.
Diese Hammermühlen sind aber von vornherein wegen der relativ geringen Schlagenergie
ihrer Hämmer für die Zerkleinerung von grobstückigem, hartem Gestein ungeeignet.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsbackenbrecher der
eingangs geschilderten Art zu schaffen, der in seiner Funktion einer Kombination aus
Backenbrecher und Prallbrecher entspricht und bei hohen Wirkungsgraden und geringer
Verschleißanfälligkeit beste Zerkleinerungsleistungen erbringt.
[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Festbacke etwa normal zur Rotordrehachse
verlaufende Brechleisten aufweist, die mit Schneiden versehen sind. Es hat sich herausgestellt,
daß selbst große und harte Ausgangsstücke durch eine Beaufschlagung mit hohen Druckspannungen
brechen, auch wenn die Druckspannung nur kurzzeitig auf einen kleinen Oberflächenteil
dieser Stücke einwirkt. Durch die schneidenbildenden Brechleisten kann nun die Rotationsenergie
des Rotors auf das im wesentlichen ruhende Material übertragen und in hohe Druckspannungen
umgesetzt werden, so daß der gewünschte Zerkleinerungseffekt weitgehend unabhängig
von der Ausgangsgröße des Materials rasch und wirkungsvoll auftritt, wobei die Eigenbewegung
des Materials innerhalb des Gehäuses auf ein Minimum reduziert wird. Es kommt zu einem
hohen Wirkungsgrad bei geringen Verschleißerscheinungen und einer begrenzten Staubentwicklung.
[0007] Ist die Festbacke zusätzlich zu den schneidenbildenden Brechleisten mit meißelartigen
Brechkörpern bestückt, die zwischen und/oder auf den Brechleisten sitzen, entstehen
beim Aufsetzen dieser Brechkörper auf dem zu brechenden Material Spannungsspitzen,
die zu einer Vergößerung der Sprengwirkung für das Material sorgen und schon mit geringer
Energie eine hohe Zerkleinerungsleistung ergeben. Außerdem können die Brechkörper
das Material zum Zerkleinern fixieren und größere Eigenbewegungen des Materials unterbinden.
[0008] Sind unterschiedlich hohe und/oder lange Brechleisten vorgesehen, setzen die Schneiden
dieser Brechleisten nicht gleichzeitig, sondern hintereinander auf dem zu zerkleinernden
Material auf, was die durch die einzelnen Schneiden erzielbaren Druckspannungen erhöht
und den Zerkleinerungseffekt steigert. Ähnliches wird erreicht, wenn die Brechkörper
die Schneiden der Brechleisten überragen, wodurch zuerst die Brechkörper und dann
die Schneiden wirksam werden.
[0009] Günstig ist es weiters, wenn sich die Brechleisten über den brechkörperbestückten
Bereich der Festbacke hinaus zur Einwurföffnung hin erstrecken, da sich dadurch eine
Einwurfführung für das Material ergibt und es hier zu einer Art Vorzerkleinerung kommen
kann.
[0010] Sind den Brechkörpern der Festbacke radiale Schneidkörper der Umlaufbacken zugeordnet,
können zusätzlich zu den Brechkörpern dem zu zerkleinernden Material auch rotorseitig
über die Schneidkörper Spannungsspitzen aufgezwungen werden, die den Zerkleinerungsvorgang
beschleunigen und verstärken.
[0011] Eine Erhöhung der Zerkleinerungswirkung ergibt sich auch dadurch, daß die Schneiden
der Brechleisten sägeartige Einkerbungen aufweisen, wodurch beim Aufsetzen der Schneiden
auf das zu zerkleinernde Material Druckspannungen unterschiedlicher Intensität entstehen
und die Sprengwirkung gesteigert wird.
[0012] Um Leistungsverluste zu minimieren, soll das zu zerkleinernde Material beim Brechen
möglichst festgehalten werden. Eine Verbesserung dieser Materialfixierung wird erreicht,
wenn erfindungsgemäß die Brechkörper der Einwurföffnung zugewandte vordere Brechkanten
bilden, die im wesentlichen einen zur Horizontalen um einen Winkel von mehr als 30
°, vorzugsweise um einen Winkel von 40 ° bis 80 °, geneigten Verlauf besitzen, wodurch
das eingebrachte Material in den Keilspalt zwischen Rotorumlaufkreis und Festbacke
gelenkt werden kann.
[0013] Das Fixier- und Brechverhalten läßt sich auch dadurch günstig beeinflussen, daß eine
geradlinige Verlängerung der Brechkante des obersten Brechkörpers gegebenenfalls den
Rotorumlaufkreis in einem Bogenbereich schneidet, der sich vom Scheitelpunkt des Umlaufkreises
20 ° in und 90 ° gegen die Rotordrehrichtung erstreckt, welche Verlängerung aber auch
oberhalb des Umlaufkreises vorbeiführen kann. Eine solche Brechkanten- und Brechkörperlage
erlaubt es, das Material gleich im Einwurfbereich richtig zu erfassen und brechgerecht
weiterzuleiten.
[0014] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch veranschaulicht, und zwar
zeigen
Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Rotationsbackenbrechers
im Vertikalschnitt normal zur Rotordrehachse,
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 und die
Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsbeispiele der Festbacke dieses Rotationsbackenbrechers
jeweils im Schnitt parallel zu den Brechleisten.
[0015] Der erfindungsgemäße Rotationsbackenbrecher 1 besteht aus einem Maschinengehäuse
2, das eine obere Einwurföffnung 3 und eine untere Auswurföffnung 4 bildet. Im Maschinengehäuse
2 ist ein Rotor 5 um eine horizontale Achse 6 drehbar gelagert, der fest verankerte
Umlaufbacken 7 mit radialen Schneidkörpern 8 und achsparallelen Schlagbalken 9 aufweist.
Mit den Umlaufbacken 7 wirkt eine gehäusefeste Festbacke 10 zusammen, die sich im
wesentlichen oberhalb des absteigenden Bereiches des Rotorumlaufkreises quer zwischen
den Gehäuseseitenwänden 2a erstreckt und entgegen der Rotordrehrichtung im spitzen
Winkel zur Horizontalen nach oben zur Einwurföffnung 3 hin ansteigt. Die Festbacke
10 ist verstellbar abgestützt, wozu entsprechende Hydrauliktriebe 11 und Hebelgestänge
12 dienen, und eine nur angedeutete Druckbegrenzungseinrichtung 13 erlaubt die Einstellung
des Maximaldrukkes im Hydrauliksystem und bietet eine Überlastsicherung.
[0016] Unterhalb der Festbacke 10 ist eine Mahlplatte 14 angeordnet, die über Verstellorgane
15 in ihrer Lage einstellbar ist und die Engstelle zwischen Festbacke 10 und Rotorumlaufkreis
begrenzt. Zur Nachzerkleinerung kann an die Mahlplatte 14 eine gekrümmte Mahlbahn
16, die sich über eine Verstelleinrichtung 17 ebenfalls in ihrer Lage verändern läßt,
anschließen.
[0017] Die Festbacke 10 ist nun, um die gewünschte Zerkleinerungswirkung zu gewährleisten,
mit normal zur Rotordrehachse 6 verlaufenden Brechleisten 18 ausgestattet, die Schneiden
18a bilden, und außerdem ist die Festbacke zusätzlich zu den Brechleisten mit meißelartigen
Brechkörpern 19 bestückt, wobei die Brechkörper 19 auf und/oder zwischen den Brechleisten
18 sitzen können. Es gibt unterschiedlich hohe Brechleisten 18 und die Brechkörper
19 überragen die Schneiden 18a der Brechleisten. Die Brechleisten 18 können außerdem
sägeartige Einkerbungen 20 aufweisen und je nach den baulichen Gegebenheiten des Maschinengehäuses
2 ist es möglich, die Brechleisten 18 über den brechkörperbestückten Bereich hinaus
aufwärts zur Einwurföffnung 4 hin hochzuziehen (Fig. 2 und 4).
[0018] Im Betrieb des Rotationsbackenbrechers 1 wird das Aufgabematerial durch die Einwurföffnung
3 eingeworfen und gelangt auf den Rotor 5, der es mit seinen Umlaufbacken 7 mitnimmt
und es gegen die Festbacke 10 bewegt. Hier wird das Aufgabematerial gegen die Schneiden
18a der Brechleisten 18 und die Brechkörper 19 gedrückt, wobei die flache Neigung
der Festbacke 10 und der sich verengende Spalt zwischen Rotor 5 und Festbacke 10 einen
immer stärker werdenden Einzug mit sich bringen, so daß die auf das Material übertragenen
Druckspannungen so lange ansteigen, bis das Material bricht. Durch das Anpressen des
Materials an die Brechleisten 18 und die Brechkörper 19 kann es nicht im Brechraum
des Gehäuses frei herumfliegen oder dem Einwirken der Brechwerkzeuge ausweichen und
wird rasch und wirkungsvoll zerkleinert. Dieses Fixierverhalten und damit auch der
Brecheffekt wird durch vordere Brechkanten 19a der Brechkörper 19 verbessert, deren
Verlauf im wesentlichen um einen Winkel von mehr als 30 ° zur Horizontalen geneigt
ist. Außerdem ist es dabei günstig, wenn eine geradlinige Verlängerung A der Brechkante
19a der obersten Brechkörper 19 den Rotorumlaufkreis, wenn überhaupt, dann in einem
Bogenbereich schneidet, der sich nicht weiter als 20 ° vom Scheitelpunkt weg in Rotordrehrichtung
erstreckt, um bereits im Einwurfbereich das aufgegebene Material richtig erfassen
zu können. Das genügend zerkleinerte Material gelangt dann von der Festbacke 10 in
Rotordrehrichtung zur Mahlplatte 14 und fließt von dort zur Mahlbahn 16, wobei gegebenenfalls
eine Nachzerkleinerung erfolgt, und verläßt das Maschinengehäuse 2 durch die Auswurföffnung
4.
1. Rotationsbackenbrecher (1), mit einem innerhalb eines Gehäuses (2) um eine horizontale
Drehachse (6) umlaufenden, wenigstens eine Umlaufbacke (7) aufnehmenden Rotor (5)
und einer gehäusefesten, im wesentlichen oberhalb des absteigenden Bereichs des Rotorumlaufkreises
angeordneten Festbacke (10), die sich in einer gegenüber der Horizontalen flach ansteigenden
Neigung entgegen der Rotordrehrichtung zur Einwurföffnung (3) des Gehäuses (2) hin
erstreckt und rotorseitig vorstehende Brechleisten (18) od. dgl. besitzt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Festbacke (10) etwa normal zur Rotordrehachse (6) verlaufende
Brechleisten (18) aufweist, die mit Schneiden (18a) versehen sind.
2. Rotationsbackenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festbacke
(10) zusätzlich zu den schneidenbildenden Brechleisten (18) mit meißelartigen Brechkörpern
(19) bestückt ist, die zwischen und/oder auf den Brechleisten (18) sitzen.
3. Rotationsbackenbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich
hohe und/oder lange Brechleisten (18) vorgesehen sind.
4. Rotationsbackenbrecher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkörper
(19) die Schneiden (18a) der Brechleisten (18) überragen.
5. Rotationsbackenbrecher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Brechleisten (18) über den brechkörperbestückten Bereich der Festbacke (10)
hinaus zur Einwurföffnung (3) hin erstrecken.
6. Rotationsbackenbrecher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
den Brechkörpern (19) der Festbacke (10) radiale Schneidkörper (8) der Umlaufbacken
(7) zugeordnet sind.
7. Rotationsbackenbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schneiden (18a) der Brechleisten (18) sägeartige Einkerbungen (20) aufweisen.
8. Rotationsbackenbrecher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brechkörper (19) der Einwurföffnung (3) zugewandte vordere Brechkanten (19a) bilden,
die im wesentlichen einen zur Horizontalen um einen Winkel (α) von mehr als 30 °,
vorzugsweise um einen Winkel von 40 ° bis 80 °, geneigten Verlauf besitzen.
9. Rotationsbackenbrecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine geradlinige
Verlängerung der Brechkante (19a) des obersten Brechkörpers (19) gegebenenfalls den
Rotorumlaufkreis in einem Bogenbereich schneidet, der sich vom Scheitelpunkt des Umlaufkreises
20 ° in und 90 ° gegen die Rotordrehrichtung erstreckt.