DE19706827A1

DE19706827A1 - Jaw crusher

Info

Publication number: DE19706827A1
Application number: DE1997106827
Authority: DE
Inventors: Ernst Josef Kronenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-08-27
Also published as: WO1998036835A1

Abstract

The invention relates to a jaw crusher, in particular a rapidly operating, single toggle crusher designed for crushing large quantities of rock, ore or clinker, comprising two crushing jaws (5, 7) one of which can at its lower end be vibrated by means of an eccentric drive while the other is immovably fixed in relation to the first, and the two jaws between them form a crushing mouth (13) with a crushing gap which narrows towards the bottom. The vibrating crushing jaw (5) at its lower end is mounted on the eccentric shaft (1) and its top end is held in a supporting manner against a movably held supporting element (3) by a tension spring system (4). Said jaw crusher is characterized in that the force of the eccentric shaft (1) is transmitted to the lower third of the vibrating crushing jaw (5) and the force of the supporting element (3) is transmitted to the top third of said crushing jaw.

Description

Die Erfindung betrifft einen Backenbrecher, insbesondere schnellaufenden, für hohe Zerkleinerungsleistung von Ge stein, Erz oder Klinker ausgebildeten Kurbelschwingenbre cher mit einer an ihrem unteren Ende mittels Excenteran trieb in Schwingungen erregbaren, sowie eine dieser ge genüber feststehenden, zwischen sich ein Brechmaul mit nach unten zu verengendem Brechspalt ausbildenden Brech backen, wobei die schwingbare Brechbacke unten an der Ex zenterwelle gelagert und am oberen Ende gegen ein beweg lich gehaltenes Stützglied abstützbar durch eine Zugfe deranordnung gehalten ist.The invention relates to a jaw crusher, in particular high-speed, for high shredding performance of Ge stone, ore or clinker-trained crank arm cher with one at its lower end by means of eccentric driven in vibrations excitable, as well as one of these ge opposite, with a crushing jaw between them Crush forming downward crushing gap bake with the swinging jaw at the bottom of the Ex center shaft mounted and at the upper end against moving Lich held support member can be supported by a Zugfe the arrangement is held.

Backenbrecher sind in vielfältiger, unterschiedlicher Ausgestaltung seit langem bekannt. Dabei sind diesen die Merkmale gemeinsam, daß jeder Backenbrecher eine bewegli che Brechbacke und eine gegenüberliegend feststehende Brechbacke aufweist, zwischen denen durch periodische Ab standsveränderungen das in den Brechspalt aufgegebene Brechgut schrittweise zerkleinert wird.Jaw crushers are more diverse, different Design known for a long time. These are the ones Features in common that each jaw crusher has a moveable che jaw and an opposing fixed Crushing jaw, between which by periodic Ab changes in the state of the given in the crushing gap Crushed material is crushed gradually.

Beim Stand der Technik wird unterschieden zwischen Ein fach-Kniehebel-Brechern, Doppel-Kniehebel-Brechern, Kur belschwingen-Brechern und deren konstruktiven Varianten. Bekannt ist beispielsweise der "Blake" oder Doppel- Kniehebel-Brecher, der bereits im Jahre 1858 konstruiert und gebaut wurde. Die um ein oberes Gelenk schwingende Brechbacke ist im Brechspalt gegenüber der Vertikalen mit einem Winkel von annähernd 30° angeordnet und zwingt da durch das zu zerkleinernde Gut aufwärts. Dadurch entsteht Reibung, die Verschleiß und geringe Leistung verursacht und einen Teil der eingespeisten Energie vergeudet.In the prior art, a distinction is made between on fold toggle breakers, double toggle breakers, cure belschwingen crushers and their design variants. For example, the "Blake" or double Toggle-type crusher that was constructed in 1858 and was built. The one swinging around an upper joint Crusher jaw is in the crushing gap with the vertical arranged at an angle of approximately 30 ° and forces there through the material to be shredded upwards. This creates Friction that causes wear and poor performance and wasted part of the energy fed in.

Auch der im Jahre 1879 konstruierte "Überkopf"-Exzenter bzw. Einfach-Kniehebel-Brecher zwingt mit seiner Brech backe beim Brechhub das Brechgut aufwärts, wodurch Rei bung und großer Verschleiß verursacht wird. Infolge schlechten Wirkungsgrades ist auch die Lagerbeanspruchung außerordentlich hoch.Also the "overhead" eccentric designed in 1879 or simple toggle crusher forces with its crusher bake up the material to be crushed during the crushing stroke, whereby Rei exercise and great wear. As a result bearing efficiency is also poor efficiency extremely high.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde der seit langem bekannte KUE-KEN-Brecher konstruiert, bei dem die Brech backen beim Brechvorgang keine Relativbewegung in Rich tung des Brechgut-Durchsatzes ausüben, und der demzufolge nahezu reibungslos arbeitet.To avoid these disadvantages, the has long been well-known KUE-KEN crusher designed, in which the crusher bake no relative movement in Rich during the breaking process exercise of the crushed material throughput, and consequently works almost smoothly.

Bekannt sind darüber hinaus sogenannte Kurbelschwingen- Brecher in unterschiedlichen Ausführungen, wobei die be weglich Brechbacke an einem Ende in einer Exzenterwelle gelagert und am anderen Ende von einem beweglichen Stütz glied abgestützt ist.So-called crank swingarms are also known. Crusher in different versions, the be movable jaw at one end in an eccentric shaft stored and at the other end by a movable support limb is supported.

Aus der DE-OS 23 45 111 ist ein Kurbelschwingen-Brecher in spezieller Bauart bekannt, der für eine geringe Bauhö he konzipiert ist und für ein schnellaufende Betriebs weise mit hohem Durchsatz geeignet sein soll. Über die Schnelligkeit sind jedoch keine Angaben gemacht. Ebenso wenig sind darin Angaben zur Brechleistung vorhanden. Der bekannte Backenbrecher ist dadurch in besonderer Wei se gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Brechraumes eine begrenzte Überkorn-Brechzone vorgesehen ist, die die Gesteine zwischen den Brechwerkzeugen sicher hält. Im üb rigen ist die schwingende Brechbacke am untersten Ende in einer Exzenterwelle gelagert und am obersten Ende gegen eine schräg-aufwärtsgerichtete bewegliche Schwinge abge stützt, deren Kraftvektor so steil angestellt ist, daß er das oberste Ende der Schwinge gerade noch tangiert. Be züglich ihrer Beanspruchung auf Biegung bildet dabei die Schwinge in abgewandelter Form einen an zwei Enden auf liegenden Träger mit dazwischen unregelmäßiger Belastung, wobei jedoch in dem Gebiet zwischen den Auflagen, das heißt im vorliegendem Falle zwischen dem unteren Exzenter und dem oberen Stützglied durch das Brechgut eine sehr hohe Biegebeanspruchung entsteht.DE-OS 23 45 111 is a swing arm crusher known in a special design, which for a low overall height he is designed and for fast running operation should be suitable with high throughput. About the However, no information is given on speed. Likewise there is little information on the crushing performance. The well-known jaw crusher is therefore particularly white se marked that in the upper area of the crushing chamber a limited oversize crushing zone is provided which the Holds rocks securely between the crushing tools. In the practice the swinging jaw is at the bottom in an eccentric shaft and at the top against a diagonally upward-moving rocker arm supports whose force vector is set so steep that it the top end of the swingarm just touched. Be in terms of their stress on bending forms the In a modified form, swing one up at two ends lying beams with irregular load in between, however, in the area between the editions, the means in the present case between the lower eccentric and the upper support member through the crushed material a very high bending stress occurs.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Backenbrecher, insbesondere einen schnellaufenden, für hohe Zerkleine rungsleistung von Gestein, Erz oder Klinker ausgebildeten Kurbel-Schwingen-Brecher mit einem an ihrem unteren Ende mittels Exzenterantrieb in Schwingungen erregbaren, sowie mit einer dieser gegenüber feststehenden, zwischen sich ein Brechmaul mit nach unten zu verengendem Brechspalt ausbildenden Brechbacken anzugeben, wobei die schwingbare Brechbacke unten an der Exzenterwelle gelagert und am oberen Ende gegen ein beweglich gehaltenes Stützglied ab stützbar durch eine Zugfederanordnung gehalten ist, wel cher beim Brechvorgang eine aufwärtsgerichtete Bewegungs komponente vermeidet und damit annähernd reibungslos ar beitet, infolgedessen einen relativ hohen Zerkleinerungs wirkungsgrad mit hoher Zerkleinerungsleistung von Ge stein, Erz oder Klinker verwirklicht und die Einwirkung hoher Biegespannungen in der schwingbaren Brechbacke weitgehend reduziert, so daß die Schwinge leichter kon struiert und bei reduzierter Eigenträgheit problemlos mit vergleichsweise höherer Schwingungszahl und verringerter Lagerbeanspruchung bei gedrängter Bauhöhe betrieben wer den kann.Based on the aforementioned prior art the object of the invention, a jaw crusher, especially a high-speed one, for high shreds performance of rock, ore or clinker Crank-swing crusher with one at its lower end vibrations excitable by means of an eccentric drive, and with one of these fixed between them a crushing jaw with a crushing gap to be narrowed downwards Specifying crushing jaws, the swingable Crushing jaw mounted on the bottom of the eccentric shaft and on upper end against a movably supported support member is supported by a tension spring assembly, wel cher an upward movement during the breaking process avoids component and therefore almost smoothly ar processes, consequently a relatively high size reduction efficiency with high shredding capacity of Ge stone, ore or clinker realized and the impact high bending stresses in the swinging jaw largely reduced, so that the swingarm more easily structured and with reduced inherent inertia without problems comparatively higher number of vibrations and reduced Bearing stress operated at a compact height that can.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Backenbrecher der im Oberbegriff im Anspruch 1 genannten Art mit der Erfin dung vorgeschlagen, daß die Krafteinleitung der Exzenter welle in die schwingende Brechbacke im Bereich von deren unterem Drittel und die Krafteinleitung des Stützgliedes im Bereich von deren oberem Drittel angeordnet ist. In order to solve the task, the jaw crusher is the mentioned in the preamble in claim 1 with the inven tion proposed that the force application of the eccentric wave into the vibrating jaw in the area of their lower third and the force transmission of the support member is arranged in the area of the upper third.

Dadurch, daß die Brechbacke nicht, wie bisher üblich, an den äußersten Enden abstützbar bzw. exzentrisch gehalten ist, sondern daß die Krafteinleitung von Exzenterwelle und Stützglied jeweils etwa im Bereich von deren unterem bzw. oberen Drittel angeordnet ist, werden die vom Druck des Brechgutes induzierten Biegespannungen wesentlich re duziert. Dies hat zur Folge, daß die Brechbacke mit we sentlich geringerem Gewicht konstruiert und ausgeführt werden kann, wodurch einerseits Kosten gespart und ande rerseits die auf Exzenterlager und Stützglied wirkenden Reaktionskräfte wesentlich verringert werden, und dies insbesondere bei dem angestrebten Schnellauf.The fact that the jaw is not, as was previously the case, on the extreme ends can be supported or held eccentrically is, but that the force transmission from the eccentric shaft and support member each in the area of the lower or upper third is arranged, the pressure of the crushed material induced bending stresses substantially right induced. This has the consequence that the crushing jaw with we designed and executed considerably less weight can be saved, thereby saving costs on the one hand and on the other hand, those acting on the eccentric bearing and support member Reactive forces are significantly reduced, and this especially when it comes to speeding up.

Ebenfalls abweichend von den zumeist konventionellen kon struktiven Gegebenheiten des Standes der Technik ist bei dem erfindungsgemäßen Brecher vorgesehen, daß die an treibbare Brechbacke mit einer Rückwärtsneigung relativ zur Vertikalen in einem Winkel zwischen 5° und 10° ange ordnet und das Stützglied bevorzugt unterhalb der Zugfe deranordnung und mit einem Winkel relativ zur Horizonta len zwischen 15° und 30° angeordnet ist.Also deviating from the mostly conventional con structural conditions of the prior art is at the crusher according to the invention provided that the drivable crushing jaw with a backward inclination relative to the vertical at an angle between 5 ° and 10 ° arranges and the support member preferably below the Zugfe the arrangement and at an angle relative to the horizonta len is arranged between 15 ° and 30 °.

Das Zusammenwirken der beiden Maßnahmen hat eine annä hernd reibungsfreie Betriebsweise zur Folge, wobei insbe sondere die auf die Exzenterwelle einwirkenden Kräfte be trächtlich reduziert werden. Insbesondere die flache An stellung des Stützgliedes trägt zu dieser vorteilhaften Betriebsweise erheblich bei.The interaction of the two measures has approx This results in smooth operation, with esp special be the forces acting on the eccentric shaft be reduced dramatically. In particular the flat type position of the support member contributes to this advantageous Operating mode significantly.

In weiteren Ausgestaltungen ist vorgesehen, daß der Ex zenterhub der Exzenterwelle zwischen 18 mm und 22 mm be trägt. Darüber hinaus ist der Antrieb des Backenbrechers in Verbindung mit dem Schwungrad so ausgelegt und abge stimmt, daß die Brecherschwinge zwischen 350 und 600 Hübe pro Minute ausführt. Im Gegensatz hierzu wurde bisher ei ne derartige Arbeitsgeschwindigkeit entweder nicht er reicht oder war nur mit überdurchschnittlichem Einsatz von Energie und Verschleiß erreichbar, weil bei Backen brechern üblicher Konstruktionen der Materialaufwärtsstau im Brechspalt mit der Betriebsgeschwindigkeit derart an stieg, daß die Bewegung des Brechgutes nach unten immer geringer wurde und somit die Brechleistung abnahm, was in Fachkreisen als sogenannte "überkritische" Fahrweise be zeichnet wurde. Infolgedessen wurden konventionelle Bre cher bisher mit Drehzahlen von Maximum 250 Umdrehungen pro Minute gefahren.In further configurations it is provided that the Ex Center stroke of the eccentric shaft between 18 mm and 22 mm wearing. In addition, the jaw crusher is driven designed in connection with the flywheel true that the breaker arm is between 350 and 600 strokes per minute. In contrast to this, ei ne such working speed either not he is enough or was only with above average commitment of energy and wear achievable because of baking break conventional constructions of material upward jams in the crushing gap with the operating speed rose that the movement of the crushed material downward always became lower and thus the breaking performance decreased, which in Specialist groups as so-called "supercritical" driving style be was drawn. As a result, conventional bre up to now with speeds of maximum 250 revolutions driven per minute.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spieles. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention result from the following explanation of an in the drawing shown schematically game. Show it:

Fig. 1 in Seitenansicht einen Brecher nach der Erfin dung; Figure 1 in side view of a crusher after the inven tion.

Fig. 2 ein kinematisches Diagramm des Backenbrechers nach Fig. 1. FIG. 2 shows a kinematic diagram of the jaw crusher according to FIG. 1.

Die Darstellung des Backenbrechers in der Prinzipskizze nach Fig. 1 zeigt, daß dieser das Brechgut im unteren Be reich des Brechspaltes 15 mit Hilfe der Exzenterbewegung der Brechbacke 5 durch die Exzenterwelle 1, welche die bewegliche Schwinge 5 trägt, zerkleinert.The illustration of the jaw crusher in the schematic diagram of FIG. 1 shows that this crushes the material to be crushed in the lower region of the crushing gap 15 with the aid of the eccentric movement of the crushing jaw 5 by the eccentric shaft 1 , which carries the movable rocker 5 .

Der Brecher zeigt eine äußerst gedrungene Bauweise, deren Ziel es ist, die folgenden Forderungen zu erfüllen:
The crusher shows an extremely compact design, the aim of which is to meet the following requirements:

1) low dead weight to make roadworthy drivable or mobile systems to different construction sites quickly to be able to move.
2) low height to fit in street dimensions being able to stay;
3) large mouth opening 13 in order to be able to accommodate even large pieces of material with the task 16 ;
4) suitable for high speeds in connection with ver equally small crushing stroke to material a good one To be able to produce cubicity;
5) good pull-in properties for crushed material due to the elliptical movement of the movable crushing jaw 5 , in particular to be able to process broken concrete with steel inserts.

Im oberen Bereich der beweglichen Schwinge 5 ist diese durch einen Knie-Hebel 3 geführt. Bei der Abwärtsbewegung der Exzenterwelle führt somit der obere Teil der bewegli chen Schwinge auch eine begrenzte Relativbewegung in Richtung der X-Achse (Fig. 2) aus.In the upper area of the movable rocker 5 , this is guided by a knee lever 3 . During the downward movement of the eccentric shaft, the upper part of the movable rocker arm also performs a limited relative movement in the direction of the X axis ( FIG. 2).

Entsprechend der Lehre der Erfindung ist die Krafteinlei tung der Exzenterwelle 1 in die schwingende Brechbacke 5 im Bereich von deren unteren Drittel, und die Kraftein leitung des Stützgliedes 3 im Bereich von deren oberen Drittel angeordnet. Dadurch werden die vom Brechgut auf die Brechbacke 5 einwirkenden Biegekräfte erheblich redu ziert, und zwar gegenüber einer bisher üblichen Bauweise, bei welcher die bewegliche Brechbacke an den äußersten Enden abgestützt war. Durch die erfindungsgemäße Anord nung verkürzt sich der Abstand des durch Biegung gefähr deten Querschnitts, weshalb die Brechbacke 5 gegenüber konventioneller Bauweise erheblich leichter und schlanker ausgeführt werden kann. Hierdurch wird einerseits Gewicht und es werden Kosten gespart, andererseits wird die Träg heit gegenüber Schwingungserregung minimiert, so daß pro blemlos mit erhöhter Drehzahl, beispielsweise mit 350 bis 400 Umdrehungen pro Minute gefahren werden kann. Gleich zeitig verringert sich die Bauhöhe in der in Fig. 1 ge zeigten Art und Weise, so daß sich der erfindungsgemäße Brecher für mobilen Einsatz an unterschiedlichen Baustel len eignet.According to the teaching of the invention, the Krafteinlei device of the eccentric shaft 1 in the vibrating jaw 5 in the region of the lower third, and the power line of the support member 3 is arranged in the region of the upper third. As a result, the bending forces acting on the crushing jaw 5 from the material to be crushed are considerably reduced, in comparison with a previously conventional design in which the movable crushing jaw was supported at the extreme ends. The arrangement according to the invention shortens the distance between the cross-section endangered by bending, which is why the crushing jaw 5 can be made considerably lighter and slimmer than conventional construction. As a result, weight and costs are saved on the one hand, on the other hand, the inertia against vibration excitation is minimized, so that one can easily drive at increased speed, for example at 350 to 400 revolutions per minute. At the same time, the overall height in the ge shown in Fig. 1 shown way, so that the crusher according to the invention is suitable for mobile use at different construction sites.

Zu diesem äußerst vorteilhaften Ergebnis trägt auch die Maßnahme bei, daß die antreibbar Brechbacke 5 mit einer Rückwärtsneigung relativ zur Vertikalen y-y in einem Win kel β zwischen 5° und 10° angeordnet ist.To this extremely advantageous result, the measure also contributes to the fact that the drivable crushing jaw 5 is arranged with a backward inclination relative to the vertical yy in a win angle β between 5 ° and 10 °.

Die erfindungsgemäße Bauart ist auch dadurch gekennzeich net, daß das Stützglied 3 bevorzugt unterhalb der Zugfe deranordnung 4 und mit einem Winkel α relativ zur Hori zontalen x-x zwischen 15° und 30° angeordnet ist.The design according to the invention is also characterized in that the support member 3 is preferably arranged below the Zugfe deranordnung 4 and at an angle α relative to the horizontal xx between 15 ° and 30 °.

Die Forderung nach vergleichsweise geringem Hub wird da durch erfüllt, daß der Exzenterhub der Exzenterwelle 1 zwischen 18 mm und 22 mm beträgt.The requirement for a comparatively small stroke is met by the fact that the eccentric stroke of the eccentric shaft 1 is between 18 mm and 22 mm.

Infolgedessen kann die Bauart des Backenbrechers und ins besondere sein Antrieb im Zusammenwirken mit dem Schwung rad 14 so ausgelegt sein, daß die Brecherschwinge 5 zwi schen 350 und 400 Hübe pro Minute ausführt. Aus Sicher heitsgründen ist das Schwungrad 14 lose auf der Exzenter welle 1 gelagert und mit dieser rotativ durch eine Über last-Drehmomentsicherung, beispielsweise einen Scher stift, verbunden.As a result, the design of the jaw crusher and in particular its drive in cooperation with the flywheel 14 can be designed so that the crusher rocker 5 performs between 350 and 400 strokes per minute. For safety reasons, the flywheel 14 is loosely mounted on the eccentric shaft 1 and connected to it rotatably by means of an overload torque lock, for example a shear pin.

Um den Brechspalt 15 verstellen zu können, ist die fest stehende Brechschwinge 7 im unteren Bereich so gestal tet, daß durch eingeschobene Leisten 11 am Widerlager 8 ein größerer oder kleinerer Spalt problemlos eingestellt werden kann. Im oberen Widerlager ist durch eine einfa che Pfanne der erforderliche Drehpunkt angeordnet. Sowohl die bewegliche Brechbacke 5, als auch die feststehende Brechbacke 7 sind in an sich bekannter Weise mit Brech backen 6 bzw. 10 als Verschleißteile versehen.In order to be able to adjust the crushing gap 15 , the fixed crushing arm 7 is designed in the lower region in such a way that a larger or smaller gap can easily be set by inserted strips 11 on the abutment 8 . In the upper abutment, the required pivot point is arranged by a simple pan. Both the movable crushing jaw 5 and the fixed crushing jaw 7 are provided in a manner known per se with crushing jaws 6 and 10 as wear parts.

Fig. 2 zeigt die kinematische Situation des Brechers und insbesondere den Anstellwinkel α des Stützgliedes 3 sowie den Winkel β der Rückwärtsneigung der Brechbacke 5. Daraus geht auch deutlich hervor, daß die Brechbacke 5 eine elliptische oder elliptoidische Bewe gung bei einer Umdrehung der Exzenterwelle um 360° aus führt. Fig. 2 shows the kinematic situation of the crusher and in particular the angle of attack α of the support member 3 and the angle β of the backward inclination of the jaw 5 . It is also clear from this that the crushing jaw 5 performs an elliptical or elliptical movement when the eccentric shaft rotates through 360 °.

Claims

1. jaw crusher, in particular high-speed, rocker arm crusher designed for high shredding of rock, ore or clinker, with a vibratable at its lower end by means of an eccentric drive, and one that is fixed relative to it, with a crushing jaw ( 13 ) between it to lower the crushing gap ( 15 ) forming crushing jaws ( 5 , 7 ), the swingable crushing jaw ( 5 ) being mounted on the bottom of the eccentric shaft ( 1 ) and supported at the upper end against a movably supporting member ( 3 ) by a tension spring arrangement ( 4 ) is held, characterized in that the introduction of force of the eccentric shaft ( 1 ) into the oscillating crushing jaw ( 5 ) is arranged in the region of its lower third, and the introduction of force of the support member ( 3 ) is arranged in the region of its upper third.

2. jaw crusher according to claim 1, characterized in that the drivable crushing jaw ( 5 ) with a backward inclination relative to the vertical (yy) is arranged at an angle (β) between 5 and 10 degrees.

3. jaw crusher according to claim 1 or 2, characterized in that the support member ( 3 ) is preferably arranged below the tension spring arrangement ( 4 ) and at an angle (α) relative to the horizontal (xx) between 15 and 30 degrees.

4. jaw crusher according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the eccentric stroke of the eccentric shaft ( 1 ) is between 18 and 22 mm.

5. jaw crusher according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that its drive and flywheel ( 14 ) are designed and coordinated with one another so that the crusher arm ( 5 ) performs between 350 and 400 strokes per minute.

6. jaw crusher according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the flywheel ( 14 ) is loosely mounted on the eccentric shaft ( 1 ) and is rotatably connected to this by an overload torque safety device, for example a shear pin.