Hammerbrecher-Rost

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Hammerbrecher-Rost aus mehreren sich kreuzenden Blechstreifen (12,14,16,16',18), wobei die Blechstreifen über korrespondierende Profilierungen unter Ausbildung einer Gitterstruktur miteinander formschlüssig verbunden sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hammerbrecher-Rost. Ein Hammerbrecher, auch Hammermühle genannt, ist eine Zerkleinerungsmaschine, die beispielsweise zur industriellen Rohstoffaufbereitung, aber auch zur Zerkleinerung von Wertstoffen (Reststoffen) seit langem eingesetzt wird. Zentrales Element eines Hammerbrechers ist ein Rotor mit horizontal angeordneter Welle und umlaufenden Zerkleinerungswerkzeugen (Hämmern), die auf das zu zerkleinernde Material einwirken. Ihre Zerkleinerungswirkung beruht primär auf der Prall- und Schlagbeanspruchung des Aufgabegutes durch die am Rotor gelenkig angeordneten Hämmer.

[0002] Hammerbrecher können über einen oder mehrere Rotoren verfügen, die meistens zentrisch im Brecherarbeitsraum angeordnet sind. Die nachstehenden Ausführungen beziehen sich der Einfachheit halber auf einen Einwellen-Hammerbrecher, lassen sich analog aber auch auf Hammerbrecher mit mehreren Rotoren übertragen.

[0003] Das von den Hämmern zerkleinerte Aufgabegut wird anschließend über einen so genannten Austragsrost zum einen nachzerkleinert, zum anderen aus der Maschine herausgeführt. Es gibt verschiedene Bauformen derartiger Roste. Eine Möglichkeit ist ein so genannter Stabrost, der aus einzelnen Roststäben besteht, die im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Stäbe können einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, so dass der Rost, der Form des zylindrischen Rotors folgend, entlang eines bestimmten Umschlingungswinkels mehr oder weniger parallel zur Rotor-Oberfläche und im Abstand zu dieser verläuft.

[0004] Während bei einem Stabrost die Durchgangsöffnungen für das Zerkleinerungsgut durch den Abstand der Roststäbe definiert werden, werden bei gitterartigen Rosten zahlreiche diskrete Durchgangsöffnungen ausgebildet, die eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche aufweisen und deshalb eine Klassierung entsprechend den jeweiligen Querschnittsformen der Öffnungen erlauben.

[0005] Solche gitterartigen Roste bestehen beispielsweise aus Manganhartguss, Chromhartguss oder anderem legierten Stahlguss. Während des Zerkleinerungsprozesses ist das Material einer starken Schlagbeanspruchung und einem hohen Reibverschleiß ausgesetzt. Es besteht für die Gussteile eine erhöhte Bruchgefahr. Zwar lässt sich die Bruchanfälligkeit durch eine Reduzierung der Härte der gewählten Legierung reduzieren. Dies geht dann jedoch zu Lasten der Standzeit, da der Verschleiß durch Reibung zunimmt. Bei Gussteilen aus Manganhartstahl tritt eine Volumensvergrößerung bei Schlagbeanspruchung hinzu. Diese ist unerwünscht.

[0006] Es sind schließlich auch Gitterroste bekannt, die als Schweißkonstruktionen ausgeführt sind. Diese haben jedoch den Nachteil, dass insbesondere in den Schweißzonen die Härte deutlich geringer ist. Es besteht eine Rissgefahr durch Kerbwirkung an den Schweißnähten. Die Schweißnähte sind insoweit einem erhöhten Verschleißfortschritt ausgesetzt. Durch die Schweißnähte kann sich der Rost verziehen und muss dann aufwendig justiert werden. Die Herstellung ist außerdem teuer.

[0007] Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Hammerbrecher-Rost hinsichtlich Härte, Duktilität, Verschleißverhalten und Einsatzdauer zu optimieren. Dabei soll sich die Erfindung insbesondere auf einen Gitterrost beziehen.

[0008] Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf zwei, technisch und funktional aufeinander abgestimmten Maßnahmen, nämlich:

• Verwendung von Grobblech als Produkt zur Herstellung des Gitterrostes.
• Ausbildung der Streifen aus Grobblech mit Profilierungen zur kraftschlüssigen Verbindung der Blechstreifen untereinander zur Ausbildung der Gitterstruktur.

[0009] Die EN 10029 definiert Grobblech als Stahlplatten mit einer Dicke t ≥ 3,00 mm. Es handelt sich um gewalzte Stahlplatten, die die früher verwendeten Gusselemente ersetzen sollen.

[0010] Die Profilierungen lassen sich durch Stanzen oder Brennen (Ausbrennen) herstellen. Beide Verfahren sind bekannt, einfach und preiswert auszuführen.

[0011] Die verwendeten Bleche können unlegiert oder legiert sein. Sie können Dicken bis zu 400 mm aufweisen. Wie nachstehend noch näher erläutert werden für den neuen Hammerbrecher-Rost insbesondere Blechstreifen verwendet, die eine Breite von 50 bis 150 mm und eine Höhe von 100 bis 400 mm aufweisen. Die Blechstreifen/Roststäbe besitzen hervorragende mechanische und thermomechanische Eigenschaften. Eine beispielhafte Werkstoffsorte und deren mechanische Eigenschaftswerte sind im Zusammenhang mit dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel genannt.

[0012] Die gewalzten Blechstreifen werden erfindungsgemäß über die genannten Profilierungen ineinander gesteckt beziehungsweise miteinander verbunden, unter Ausbildung der gewünschten Gitterstruktur und zwar so, dass eine selbsttragende Konstruktion entsteht.

[0013] In der allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung danach einen Hammerbrecher-Rost aus mehreren sich kreuzenden Blechstreifen, wobei die Blechstreifen über korrespondierende Profilierungen unter Ausbildung einer Gitterstruktur miteinander kraftschlüssig verbunden sind.

[0014] Nach einer Ausführungsform sind die Blechstreifen kreuzweise angeordnet und über korrespondierende Vor- und Rücksprünge ineinander gesteckt.

[0015] Die Blechstreifen können kammartig gestaltet sein, wie dies auch im nachfolgenden Ausführungsbeispiel dargestellt wird. Dabei sind mindestens 70 % der Blechstreifen kammartig gestaltet.

[0016] Die sich kreuzenden Blechstreifen können unter einem Winkel von 90 Grad zueinander verlaufen, so dass zwischen den Blechstreifen Durchgangsöffnungen mit rechteckigem Querschnittsprofil ausgebildet werden. Je nach Anwendungsfall können die Durchgangsöffnungen entlang des Gitterrostes mit unterschiedlicher Querschnittsfläche und/oder unterschiedlicher Querschnittsform gestaltet sein. Neben rechteckigen, quadratischen oder schlitzartigen Öffnungen können auch Durchgangsöffnungen mit einem rhombusartigen oder trapezartigen Querschnitt ausgebildet werden.

[0017] Soweit nachstehend im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Gitterrost von dessen Hauptseiten gesprochen wird, so handelt es sich bei der einen Hauptseite um die Seite des Rostes, die dem Rotor des Hammerbrechers zugeordnet ist und bei der anderen Hauptseite um die der ersten Seite gegenüberliegende Seite.

[0018] Dabei können mehrere Blechstreifen so miteinander verbunden werden, dass mindestens eine Hauptseite der Gitterstruktur die Form einer Teil-Oberfläche eines Zylinders hat. Eine solche Geometrie kann auch mit Blechstreifen erreicht werden, die einen Rechteckquerschnitt besitzen. Die (gedachte) Zylinderoberfläche wird dann im Bereich der Blechstreifen von planaren Flächenabschnitten gebildet, wobei die Orientierung der Blechstreifen, über den gesamten Rost betrachtet, dann jedoch so ist, dass die korrespondierende Hauptseite im Wesentlichen parallel zur Rotoroberfläche verläuft.

[0019] Selbstverständlich können die Blechstreifen im korrespondierenden Oberflächenabschnitt auch mit einer korrespondierenden Krümmung ausgebildet sein.

[0020] Dabei können die beiden Hauptseiten parallel/konzentrisch zueinander verlaufen.

[0021] Eine andere Ausführungsform sieht vor, die Geometrie des Rostes so zu wählen, dass in Drehrichtung des Rotors der Abstand zwischen Rost und Rotor kleiner wird und/oder die Öffnungsweite (die Querschnittsfläche) der einzelnen Durchgangsöffnungen zwischen den Blechstreifen in Rotationsrichtung des Rotors kleiner wird.

[0022] Ein wesentlicher Parameter für die Stabilität des gesamten Gitterrostes ist auch das axiale Flächenträgheitsmoment, also das Maß für den Widerstand des Querschnitts gegen Biegung. Entsprechend sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass mindestens 70 % der Blechstreifen eine Höhe, senkrecht zu mindestens einer Hauptseite des Rostes, aufweisen, die mindestens 1,5 mal größer als ihre Breite ist. "Senkrecht zur Hauptseite des Rostes" ist dabei nicht zwangsläufig im Sinne von 90 Grad zu verstehen, sondern technisch dahingehend, dass die Orientierung des Blechstreifens im Wesentlichen radial zur korrespondierenden Hauptfläche liegt.

[0023] Das Verhältnis von Höhe zu Breite beträgt nach einer Ausführungsform ≥ 2.

[0024] Die formschlüssige Verbindung der sich kreuzenden Blechstreifen (Blechbalken, Blechstäbe) kann durch präzise Dimensionierung korrespondierender Vor- und Rücksprünge eingestellt werden. Das Grundprinzip ist also ein Ineinanderstecken sich kreuzender Metallelemente (Blechstreifen) ohne zusätzliche Befestigungen untereinander. In jedem Fall erfolgt dabei die Verbindung so, dass die Haftreibung ein Lösen der Blechstreifen beispielsweise während des Transportes und/oder der Montage verhindert.

[0025] Im eingebauten Zustand spielt dies regelmäßig dann keine Rolle mehr, wenn die Konfektionierung (der Zusammenbau) der einzelnen Blechstreifen so ist, dass für alle Bauteile korrespondierende Auflager existieren, die in Transportrichtung des Zerkleinerungsgutes außen liegen.

[0026] Die Montage des Gitterrostes bei einem Hammerbrecher kann beispielsweise so erfolgen, dass die parallel zur Welle des Rotors verlaufenden Blechstäbe endseitig an korrespondierenden Wänden befestigt sind, während senkrecht dazu verlaufende Blechstäbe auf die längs verlaufenden Blechstäbe aufgesetzt (in diese eingeklinkt) werden, wie ebenfalls bei nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher dargestellt.

[0027] Bei Bedarf können jedoch einzelne Schweißpunkte im Kontaktbereich sich kreuzender Blechstreifen vorgesehen werden, insbesondere als Transportsicherung. Diese haben keine mechanischen Aufgaben im Betrieb des Hammerbrechers und insbesondere keine mechanischen Aufgaben zur Fixierung des Gitterrostes und/oder dessen Teile.

[0028] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

[0029] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0030] In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hammerbrechers dargestellt. Da dieser grundsätzlich bekannt ist, werden nachstehend nur die wesentlichen Elemente beschrieben:

[0031] Bei A wird das Aufgabegut zugeführt und aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeit des Rotors R und der hohen Schlagenergie der Hämmer H zerkleinert. Durch das Zusammenwirken der Hämmer H und die Gestaltung der Rostöffnungen in den Rosten B1 und B2 wird das zerkleinerte Gut ausgetragen (Pfeile P1, P2).

[0032] Figur 2 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Gitterrostes, der hier aus zwei Blechstreifen 12, 14 besteht, die im Abstand zueinander verlaufen und durch insgesamt 13 weitere Blechstreifen miteinander und untereinander kraft- und formschlüssig verbunden sind, wobei die endseitigen Blechstreifen mit 16 und die dazwischen verlaufenden Blechstreifen mit 18, 16' gekennzeichnet sind.

[0033] Die Blechstreifen 12, 14 weisen eine Länge L auf, die etwas größer ist als die axiale Länge des zugehörigen Rotors R. Jeder Blechstreifen 12, 14 besitzt eine Höhe H, die etwa dreimal so groß ist wie ihre jeweilige Breite B, woraus sich ein entsprechend vorteilhaftes Flächenträgheitsmoment in Pfeilrichtung T ableitet, wobei die durch den Pfeil T vorgegebene Richtung etwa der Richtung entspricht, mit der das Zerkleinerungsgut auf den Rost 10 fällt.

[0034] Die beiden Blechstreifen 12, 14 weisen jeweils neun Aussparungen 20 auf, so dass jeder Blechstreifen 12, 14 eine Art Kammform erhält, wie dies insbesondere aus Figur 3 erkennbar ist. In die Aussparungen 20 greifen korrespondierende Vorsprünge 22 der Blechstreifen 18 ein, die, wie Figur 3 zeigt, eine Kammform besitzen.

[0035] Die Dimensionierung der Blechstreifen 18 ist auf die Dimensionierung der Aussparungen 20 so abgestellt, dass sich eine form- und kraftschlüssige Verbindung und damit eine selbsttragende Struktur des Gitterrostes ergibt.

[0036] Endseitig werden die Blechstreifen 12, 14 durch Blechstreifen 16 miteinander verbunden, die ähnlich wie.die Blechstreifen 18 aufgebaut sind, jedoch von unten gegen und zwischen die Blechstreifen 12, 14 gesetzt werden, wie insbesondere Figur 2 zeigt.

[0037] Dabei ist jeweils einer der zapfenartigen Vorsprünge 24 der Blechstreifen 16 mit einem in der Aufsicht trapezförmigen Querschnitt ausgebildet, so dass die auf- und eingelegten Blechstreifen 12, 14 nicht parallel, sondern geneigt zueinander ausgerichtet werden. Dies gilt auch für die Blechstreifen 16', die zwischen den Blechstreifen 16 von unten eingesetzt sind und eine zusätzliche form- und kraftschlüssige Verbindung mit den Blechstreifen 12, 14 schaffen.

[0038] Analog sind auch die Blechstreifen 18 gestaltet, das heißt dort ist jeweils ein zapfenartiger Vorsprung ebenfalls mit einem trapezförmigen Querschnitt gebildet, wobei dieser Abschnitt zwischen den Blechstreifen 12, 14 im zusammengebauten Zustand des Gitterrostes liegt.

[0039] In den Figuren 2, 3 ist nur ein Ausschnitt eines Gitterrostes dargestellt. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass sich die Länge und Breite des Gitterrostes bei analogem Aufbau beliebig vergrößern und/oder verkleinern lässt. Ebenso lassen sich die Abstände benachbarter Blechstreifen 12, 14, 16, 18, 16' variieren und damit auch die Öffnungen 30, die zwischen den Blechstreifen 12, 14, 16, 18, 16' ausgebildet werden.

[0040] Die Blechstreifen 16, 16' dienen gleichzeitig als Auflager zur Befestigung des Gitterrostes in der Hammermühle.

[0041] Alle Blechstreifen bestehen aus gewalztem Grobblech. Ihre Höhe h beträgt größenordnungsmäßig 250 mm, ihre Breite b größenordnungsmäßig 70 mm. Die Länge 1 der Blechstreifen 12, 14 liegt beim dargestellten Ausführungsbeispiel größenordnungsmäßig bei 2.700 mm.

[0042] Alle Blechstreifen 12, 14, 16, 18, 16' in diesem Beispiel bestehen aus hochfestem Feinkornbaustahl (water quenched wear resistant steel). Dieser wasservergütete Stahl hat eine Härte von 400 bis 600 HB und wird unter den Werkstoff-Nummern 1.8721 und 1.8715 [DIN EN 10027] angeboten. Diese Sorten eignen sich auch für andere Ausführungsformen der Erfindung.

[0043] Sofern gewünscht wird, den kompletten Gitterrost vorkonfektioniert in einer Hammermühle einzubauen, kann es zweckmäßig sein, die an sich selbsttragende Konstruktion durch einzelne Schweißpunkte zwischen korrespondierenden Bauteilen zusätzlich zu stabilisieren. Solche beispielhaften Schweißpunkte sind in Figur 2 mit S angedeutet.

[0044] Die Figuren 2, 3 zeigen auch, dass die Blechstreifen 16, 18, 16' auf ihrer jeweils dem Rotor zugewandten Oberseite gewölbt ausgebildet sind, so dass sich insgesamt (Figur 2) eine Hauptseite des Gitterrostes ergibt, die einem Abschnitt einer Zylinderoberfläche angenähert ist. Dabei wird die Krümmung in Abhängigkeit vom jeweiligen Rotor gewählt, außerdem in Abhängigkeit davon, ob der Gitterrost parallel zur Rotoroberfläche oder leicht exzentrisch dazu angeordnet ist.

Ansprüche

1. Hammerbrecher-Rost aus mehreren sich kreuzenden Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16'), wobei die Blechstreifen über korrespondierende Profilierungen (20, 22, 24) unter Ausbildung einer Gitterstruktur miteinander formschlüssig verbunden sind.

2. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem die sich kreuzenden Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') über korrespondierende Vor- und Rücksprünge (20, 22, 24) ineinander gesteckt sind.

3. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem mindestens 70 % der Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') kammartig gestaltet sind.

4. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem die sich kreuzenden Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') unter einem Winkel von 90 Grad zueinander verlaufen.

5. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem die sich kreuzenden Blechstreifen (12, 14, 16 18, 16') formschlüssig verbunden sind.

6. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem mehrere Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') so miteinander verbunden sind, dass mindestens eine Hauptseite der Gitterstruktur die Form einer Teil-Oberfläche eines Zylinders hat.

7. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem mehrere Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') im Wesentlichen einen Rechteckquerschnitt, senkrecht zu ihrer Längserstreckung, aufweisen.

8. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem die Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') so ausgebildet und angeordnet sind, dass zwischen ihnen Gitteröffnungen (30) mit rechteckiger Querschnittsfläche ausgebildet werden.

9. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem die Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') so ausgebildet und angeordnet sind, dass die dazwischen ausgebildeten Gitteröffnungen (30) im Wesentlichen gleich groß sind.

10. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1 mit zwei zueinander parallelen Hauptseiten.

11. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem mindestens 70 % der Blechstreifen eine Höhe (H), senkrecht zu mindestens einer Hauptseite des Rosts, aufweisen, die mindestens 1,5 mal größer als ihre Breite (B) ist.

12. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem mindestens 70 % der Blechstreifen eine Höhe (H), senkrecht zu mindestens einer Hauptseite des Rosts, aufweisen, die mindestens doppelt so groß wie ihre Breite (B) ist.

13. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, der zur Transportsicherung mehrere Schweißpunkte im Kontaktbereich sich kreuzender Blechstreifen (12, 14, 16, 18, 16') aufweist.

14. Hammerbrecher-Rost nach Anspruch 1, bei dem die Blechstreifen so angeordnet und ausgebildet sind, dass der Rost selbsttragend ist.

Zeichnung