DE4343801A1 - Zerkleinerungsmaschine mit Rotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Zerkleinerungsmaschinen mit Rotor.

Derartige Zerkleinerungsmaschinen sind in verschiedenen Bauweisen und für verschiedenes Aufgabegut bekannt. So gibt es beispielsweise Bauarten, bei denen die Tragkörper für die Zerkleinerungswerkzeuge aus einem Armkreuzrotor oder auch aus einem einteiligen Rotorkörper bestehen. Eine besonders vorteilhafte Bauart ist der Hammerbrecher nach der deutschen Patentschrift 26 05 751, dessen Rotor aus mehreren auf einer Welle drehfest aufgesteckten Scheiben und aus zwischen diesen verteilt angeordneten Hämmern besteht, die drehbeweglich gelagert sind.

Die genannten Zerkleinerungsmaschinen dienen dem Zerklei­ nern von metallischem oder nichtmetallischem Material oder einem Gemisch aus diesen beiden Materialarten und bestehen fast stets aus einem feststehenden Gehäuse, in welchem der Rotor drehbar gelagert ist. An der Innenseite des Gehäuses befindet sich in aller Regel ein sogenannter Amboß, und zwar vorzugsweise am Einlaß des Gehäuses, der im Falle des Hammerbrechers nach dem genannten Patent mit den am Rotor gelagerten beweglichen Schlagwerkzeugen oder Hämmern zusammenwirkt. Zu diesem Zweck ist der meist mit einem schnell umlaufenden Antrieb gekuppelte Rotor mit einer Vielzahl von parallel zur Rotorwelle, gegen diese aber exzentrisch versetzten Achsen ausgerüstet, auf denen die Hämmer oder Rotorwerkzeuge frei drehbar gelagert sind. Die Zerkleinerung findet durch das Zusammenwirken der Rotorhämmer sowohl mit dem feststehenden Amboß am Ma­ terialeinlaß als auch mit der die Funktion eines Gegen­ werkzeuges besitzenden Gehäuseinnenwand statt, gegen die das Material geschleudert und zumindest in einem Teilbe­ reich des Rotorumfangs auch zwischen dieser und den Zer­ kleinerungswerkzeugen zerquetscht bzw. zerrissen wird.

Die Rotorhämmer sind in irgend geeigneter Weise am Umfang des Rotors verteilt mit Abstand zueinander angeordnet. Um diesen Abstand zu schaffen, besteht der Rotorkörper aus einer Vielzahl von Scheiben, die sämtlich mit der Rotor­ welle drehfest verbunden sind.

Vor allem dann, wenn das zu zerkleinernde Material ganz oder teilweise aus Metall besteht, erleiden die Außenflä­ chen der Scheiben, zwischen denen die Rotorhämmer schwenkbar gelagert sind, durch Abrieb und Aufprallen der Materialstücke erhebliche Verschleißschäden. Nach ver­ hältnismäßig kurzer Betriebs zeit wird dann vom Umfang der Scheiben so viel Metall abgerissen oder abgeschliffen, daß die Scheiben unbrauchbar werden und ausgewechselt oder aufwendig aufgeschweißt werden müssen.

Der Vorschlag nach dem genannten Patent begegnet diesem Nachteil dadurch, daß aus besonders verschleißfestem Ma­ terial bestehende Schutzschilde oder auch sogenannte Schutzkappen, die im wesentlichen aus jeweils einem kreisringsegmentförmigen Abdeckteil und jeweils einer an der Innenseite des Abdeckteils vorgesehenen Lagernabe ge­ bildet und mit diesen auf Achsstangen befestigt sind, mit ihren Abdeckteilen die Umfangsflächen der jeweils benach­ barten Scheiben abdecken.

Wenngleich diese Hammerbrecherbauart sich in der Praxis bisher schon während nahezu zweier Jahrzehnte in außerordentlich großem Umfang bestens bewährt hat, ist doch zu bedenken, daß sowohl diese bekannten Schutzkappen als auch die Zerkleinerungswerkzeuge, d. h. bei diesem Hammerbrecherrotor die Hämmer, gegossen werden, so daß diese Teile nicht nur in der Herstellung relativ teuer sind, sondern auch die relativ großen Gußtoleranzen erfordern, die beim Aufbau der Maschine und Einbau der genannten Teile berücksichtigt werden müssen.

Des weiteren ist der Verschleiß an Hämmern und Schutz­ schilden bzw. Schutzkappen unterschiedlich, da die Hämmer als aktive Werkzeuge einer größeren Beanspruchung ausge­ setzt sind als die inaktiven Schutzschilde bzw. Schutz­ kappen, so daß für beide dem Verschleiß unterliegenden Bauteile unterschiedliche Standzeiten gelten, die zu unterschiedlichen Intervallen für deren Austausch und/oder Aufarbeitung führen mit der Folge entsprechend unregelmäßiger und damit zeitaufwendiger Stillstandzeiten für die Zerkleinerungsmaschine.

Diese Schwierigkeiten gelten im übrigen in noch wesent­ lich stärkerem Maße für die übrigen eingangs erwähnten Bauarten, deren Schutzschild- bzw. Schutzkappensysteme, wenn sie denn überhaupt eins besitzen, bei weitem nicht so einfach wie das nach dem genannten Patent gestaltet sind. Allen gattungsgemäßen Zerkleinerungsmaschinen ist im übrigen gemeinsam, daß die Werkzeuge und gegebenen­ falls die verschleißschützenden Teile Gußteile sind.

Es sind schließlich Lösungen, u. a. nach der deutschen Pa­ tentschrift 31 23 857 und der deutschen Gebrauchsmuster­ schrift 92 06 489 bekannt, die eine hohe Verschleißbe­ ständigkeit anstreben, jedoch einseitig auf aktive Schleißteile oder Werkzeuge beschränkt bleiben und auch kostenaufwendig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Optimie­ rung der Rüstzeiten zu erreichen, sowie auch die Kosten der Einzelteilherstellung zu verringern. Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise durch die im Haupt­ anspruch angegebenen Merkmale und Maßnahmen gelöst.

Wenn hier von "aktiven" Schleißteilen einerseits und "inaktiven" Schleißteilen andererseits gesprochen wird, dann berücksichtigen diese Bezeichnungen, daß die Zerkleinerungswerkzeuge, beispielsweise die Hämmer durch ihre aktive Zerkleinerungsarbeit einem anderen Verschleiß (aktiven Verschleiß) unterliegen als die dem Verschleiß­ schutz anderer Maschinenteile dienenden Abdeckungen, wie beispielsweise die Schutzschilde, die zwar nicht aktiv am Zerkleinerungsprozeß teilnehmen, jedoch durch das herum­ wirbelnde Aufgabegut, wie eingangs erwähnt, durch Abrieb und aufprallende Materialstücke verschleißen (sekundärer Verschleiß der inaktiven Bauteile).

Die erfindungsgemäße Lehre führt nicht nur zu einer Erhö­ hung der Standzeit, indem weniger unterschiedliche Wech­ selphasen der aktiven und inaktiven Schleißteile erreicht werden, sondern eröffnet auch vielfältige Konstruktions­ möglichkeiten für ein optimales Schleißteilsystem. Dabei ist dieses besonders vorteilhaft bei derartigen Zerklei­ nerungsmaschinen einzusetzen, deren Rotor aus Scheiben, vorzugsweise im wesentlichen kreisrunden Scheiben be­ steht.

Das im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene aufeinander abgestimmte Verschleißverhalten ist in vielfältiger Art zu erreichen, wobei eine besonders bevorzugte Ausfüh­ rungsform darin besteht, daß mindestens eine der beiden Schleißteilarten in Verbundbauweise gefügt ist. Damit er­ gibt sich die Möglichkeit, für die Einzelteile des Ver­ bundes Form und Material so zu wählen, daß der Verbund in seinem Verschleißverhalten dem der jeweils anderen Bau­ teile angepaßt werden kann, wobei es selbstverständlich auch im Rahmen der Erfindung liegt, daß die eine Schleiß­ teilart, beispielsweise die Hämmer, nach wie vor aus Guß gefertigt werden, während die andere Schleißteilart, bei­ spielsweise die Schutzschilde oder Abdeckkappen aus einem Verbund verschiedener Stahlbleche bestehen, oder umge­ kehrt.

Mit der Verbundbauweise ist der überraschende Vorteil verbunden, daß wesentlich geringere Toleranzen als bei Gußteilen erforderlich sind, so daß die Passungsprobleme bei gleichzeitig kompakterer Bauweise minimiert werden. Mit der Technik des Laserbrennens können die den Verbund bildenden Teile im übrigen rationell und paßgenau bei­ spielsweise aus Stahlblechen hergestellt werden.

Alternativ zum Verbundaufbau kann mindestens eine der beiden Schleißteilarten aus Zonen unterschiedlicher Mate­ rialeigenschaften, wie Güte, Härte, Zähigkeit und/oder Dicke bestehen. Dies kann beispielsweise durch gezielte Wärmebehandlung erreicht werden. Es können somit die Deckflächen bzw. die Abdeckteile der inaktiven Schleiß­ teile (Schutzkappen) eine größere, dem Verschleiß stärker widerstehende Härte bekommen als deren Stege und Naben.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die aktiven und/oder inaktiven Schleißteile lösbar und/oder unlösbar gefügt sind, so daß für den Verbund beispielsweise einerseits Schrauben oder Nieten und ande­ rerseits Löten, Schweißen, Kleben u. a. in Frage kommen oder auch Kombinationen davon.

Einen besonders günstigen Verbund stellt die Sandwichbau­ weise dar, in der in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zumindest Teile der Schleißteile ausgeführt sind, bei­ spielsweise der Hammer insgesamt und von der Schutzkappe lediglich deren Abdeckteil bzw. Deckfläche.

Wenn dabei der Hammeraufbau so aussieht, daß zwei relativ harte, verschleißfeste Schichten oder Lagen mindestens eine weichere zwischen sich einschließen, d. h. beidseitig auf den Seitenflächen der weicheren Kernschicht ange­ bracht sind, dann ergibt sich in vorteilhafter Weise eine selbstschärfende Sandwichbauweise für die Hämmer, da dann an den freien Stirnflächen die weichere Kernschicht schneller verschleißt als die seitlichen härteren Deck­ schichten, so daß das Hammerende im Bereich des Kerns eine eingezogene Form erhält, wodurch die demgegenüber vorspringenden Deckschichten zu einem besseren Zerkleinerungswirkungsgrad sowie höherer Standfestigkeit führen.

Diese an den Schlag- bzw. Zerkleinerungskanten des Ham­ mers in dessen Kernbereich zurückspringende bzw. eingezo­ gene Querschnittsform kann aufgrund der erfindungsgemäßen Sandwichbauweise auch bereits bei ungebrauchten Hämmern vorgesehen werden, indem die weichere Kernschicht gegen­ über den härteren Deckschichten an diesen Stellen in ih­ ren Abmessungen kleiner als die Deckschichten gewählt wird.

Die weicheren, vorzugsweise zähfesten Materialschichten bzw. -bereiche wirken sich insbesondere vorteilhaft im Bereich der beispielsweise mit härteren Buchsen ausge­ statteten Lageraugen, der Hämmer und Schutzkappen aus, besitzen aber auch als Kernschichten für die Hämmer und im Falle der Mehrschichten-Verbundbauweise der Abdeck­ teile der Schutzkappen erhebliche Vorteile, beispiels­ weise als die Bruchgefahr der Schleißteile erheblich ver­ mindernde Unter- bzw. Zwischenschicht.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Schleißteile aus Lagen, Zonen, Bereichen und/oder Schichten unterschiedlicher Materialeigenschaften ermöglicht neben der gegenseitigen Anpassung des Verschleißverhaltens und der optimalen Ein­ stellung auf die Zusammensetzung des Aufgabegutes auch neue Wege der räumlichen Zuordnung der beiden Schleiß­ teilarten zueinander, indem nunmehr Schichten bzw. Berei­ che so zusammengefügt werden können, daß sie aufgrund ih­ rer unterschiedlichen Eigenschaften als Verbundbauteil dann auch mehrere Aufgaben gleichzeitig erfüllen können. So kann ein inaktives Schleißteil, also hier eine Schutz­ kappe an den Seitenwangen derart gestaltet bzw. aufgebaut werden, daß dort z. B. Lager für die Hämmer entstehen bzw. unterzubringen sind, wodurch eine Achsstangenbefestigung für die Hämmer entfällt, was im Einzelfall zu einer Er­ leichterung des Hammerwechsels führen kann.

Im Falle der Hämmer braucht die weichere Zwischen- bzw. Kernschicht nicht über ihre gesamten beiden seitlichen Hauptflächen mit härteren Deckschichten belegt zu sein, vielmehr können letztere bis auf die Kernschicht rei­ chende Durchbrüche aufweisen, insbesondere nur im seitli­ chen Randbereich vorgesehen werden, und zwar vorzugsweise in einer der äußeren Hammerkontur angepaßten Form auch der Ausnehmung in der Deckschicht. Damit kann Material gespart werden; die Herstellung dieser konturierten, mit Durchbrüchen versehenen Deckschichten ist mittels Laser­ schneidens und/oder Konturbrennens ohne weiteres möglich. Wenn in diesem Fall die Deckschichten vorzugsweise auf die Kernschicht aufgeschweißt werden, dann kann damit zu­ sätzlich noch der Härteverlauf im Randbereich auch der Kernschicht in für das Verschleißverhalten des Hammers optimaler Weise beeinflußt werden.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Flächen- und/oder Kör­ performen für die Schleißteile, insbesondere Hämmer, liegt es im Sinn der Erfindung, daß diese den unter­ schiedlichen Verschleißzonen und -verhalten anpaßbar sind.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Erfindung für die Schutzkappen, insbesondere deren Abdeckteile bzw. Deckflächen, da diese nunmehr jeweils aus abgewinkelten Teilflächen bestehen können, d. h. es ist dann lediglich ein Abwinkeln von ebenen Platten bzw. Blechen erforder­ lich, um sich dem Rotorradius mehr oder weniger anzunä­ hern, was gegenüber entsprechend gebogenen Abdeckteilen kostengünstiger und einfacher ist, insbesondere jedoch gegenüber den bisher bekannten gegossenen Schutzkappen einen enormen Preisvorteil bei der Herstellung bietet. Grundsätzlich kann die abgewinkelte Deckfläche auch aus ebenen Teilflächen bestehen, die entsprechend zusammenge­ fügt werden. Mit dieser Maßnahme kann die Bogenform der Abdeckfläche in einfacher und vielfältiger Weise durch eine Vieleckschweißkonstruktion ersetzt werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verbundbauweise ver­ einfachen nicht nur die Herstellung der Schleißteile, sondern eröffnen insbesondere auch für die Abdeckteile der Schutzkappen einfach herzustellende, unterschiedliche Formen, wodurch sich besonders gut an den Einsatz der Zerkleinerungsmaschine und das gegenseitige Beeinflussen der sich relativ zueinander bewegenden Teile anzupassende Gestaltungsmöglichkeiten für den Rotorschutzmantel erge­ ben. So können die Abdeckteile bzw. Deckflächen in ihrer abgewinkelten Umfangsfläche beispielsweise versetzt bzw. ausgeklinkt, d. h. z. B. L-förmig gestaltet werden, so daß durch den Mäanderverlauf der Berührungslinien der Abdeck­ teile einerseits eine umlaufende Berührungslinie vermie­ den wird, die auf die Dauer Anlaß zu besonderem Ver­ schleiß in diesem Bereich geben könnte, und andererseits damit auch eine noch größere Variationsmöglichkeit des Hammerbildes gegeben ist unter gleichzeitiger Verrin­ gerung von Berührungsschlitzen bzw. Trennfugen zwischen benachbarten Schutzkappen. Diese variable Form der Schutzkappen ermöglicht auch ein optimales Gestalten der für das Durchschwingen der Hämmer erforderlichen Frei­ räume.

Sofern in ihrer Deckfläche versetzt bzw. ausgeklinkt aus­ gebildete Schutzkappen vorgesehen sind, kann es sich emp­ fehlen, in dem breiteren Schutzkappenbereich zwei axial fluchtende Lageraugen vorzusehen, so daß die Halterungen zwischen mindestens drei benachbarte Rotorscheiben ragen. Sofern das Abdeckteil umfangsmäßig zwei Hammerachsen überspannt, empfiehlt es sich, mindestens eine weitere Halterung radial bzw. umfangsversetzt anzuordnen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, die nachstehend an­ hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spiele näher erläutert wird, ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rotor einer Zer­ kleinerungsmaschine nach Linie I-I in Fig. 3 an den Positionen "c" und "e" mit Anordnung der Schleißteile gemäß Fig. 4;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Rotor nach Linie I-I in Fig. 3 an den Positionen "c" und "e" mit Anordnung der Schleißteile gemäß Fig. 5;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Rotor nach Linie II-II in Fig. 1 oder Fig. 2 mit den Befestigungs­ positionen "a" bis "f" für die Schleißteile, wo­ bei an den Positionen "a" und "b" ein inaktives Schleißteil nach Fig. 15 oder Fig. 17 und ent­ sprechend Fig. 6 dargestellt ist;

Fig. 4 eine schematisch dargestellte Abwicklung eines Rotormantels zur Veranschaulichung der Anordnung der Schleißteile nach Fig. 1 in den Positionen "a" bis "f" gemäß Fig. 3, wobei die aktiven Schleißteile zur besseren Unterscheidung um 90° in die Zeichenebene geklappt dargestellt sind;

Fig. 5 eine schematisch dargestellte Abwicklung eines Rotormantels zur Veranschaulichung der Anordnung der Schleißteile nach Fig. 2 in den Positionen "a" bis "f" gemäß Fig. 3 und Darstellung der in­ aktiven Schleißteile gemäß Fig. 16;

Fig. 6 eine schematisch dargestellte Abwicklung eines Rotormantels analog Fig. 4 und Fig. 5 mit inakti­ ven Schleißteilen gemäß Fig. 13 bis 15 zur Veran­ schaulichung einer besonderen Zuordnung der Schleißteile hinsichtlich eines aufeinander abge­ stimmten Verschleißverhaltens;

Fig. 7 eine perspektivische, vereinfachte Darstellung eines Rotors einer Zerkleinerungsmaschine mit schematischer Anordnung der aktiven Schleißteile in Fliehkraftfunktion und der inaktiven Schleiß­ teile entsprechend den Abdeckflächen nach Fig. 15 oder Fig. 17;

Fig. 8 ein aktives Schleißteil in einer Verbundbauweise, insbesondere Sandwichbauweise;

Fig. 9 ein aktives Schleißteil in einer Verbundbauweise, insbesondere Sandwichbauweise, mit lösbaren und unlösbaren Fügearten sowie Lagen unterschiedli­ cher Härte;

Fig. 10 ein aktives Schleißteil mit Zonen unterschiedli­ cher Härte und Darstellung des Verschleißzustan­ des;

Fig. 11 ein aktives Schleißteil in einer Verbundbauweise und insbesondere selbstschärfender Sandwichbau­ weise;

Fig. 12 Darstellungen des Verschleißzustandes eines her­ kömmlichen (Fig. 12a) und eines erfindungsgemäßen aktiven Schleißteils (Fig. 12b);

Fig. 13 ein inaktives Schleißteil aus einem Verbund von Deckfläche und Halterung mit unterschiedlich har­ ten Zonen, Schichten oder Lagen der Deckfläche;

Fig. 14 ein inaktives Schleißteil mit einer Deckfläche, die aus abgewinkelten Teilflächen besteht;

Fig. 15 ein inaktives Schleißteil mit in sich versetzt bzw. ausgeklinkt ausgebildeter Deckfläche und zwei radial bzw. umfangsversetzten Halterungen;

Fig. 16 ein inaktives Schleißteil mit zwei axial fluchtenden Halterungen; und

Fig. 17 ein inaktives Schleißteil mit drei Halterungen, von denen zwei axial fluchten und die dritte ra­ dial bzw. umfangsversetzt ist.

Die folgenden Ausführungsbeispiele werden am Beispiel ei­ ner als Hammerbrecher ausgebildeten Zerkleinerungsma­ schine erläutert. Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem mit strichpunktierten Linien angedeuteten, nicht näher darge­ stellten Gehäuse 1 ein Rotor 2 mit einer Welle 3 drehbar gelagert. Auf der Welle 3 sind mehrere Scheiben 4 z. B. durch eine Paßfeder 5 (Fig. 3, Fig. 7) drehfest gehalten.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf einen aus Scheiben bestehenden Rotor 2, sondern ist auch bei ande­ ren Tragkörpern von Zerkleinerungsmaschinen, beispiels­ weise einem Armkreuzrotor oder einem einteiligen Rotor­ körper, anwendbar.

Die Welle 3 kann durch einen nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt werden.

Die Scheiben 4 bestehen aus Flanschen 4.1 sowie Naben 4.2 und weisen Bohrungen 4.3 auf, die auf gleichem Teilkreis liegen. Die Scheiben 4 liegen mit ihren Naben 4.2 auf der Welle 3 dicht aneinander und sind zum Abschluß an den Ro­ torenden als Endscheiben 4.4 mit Deckeln 4.5 gestaltet.

Mit den Naben 4.2 und den Flanschen 4.1 bilden die Schei­ ben 4 auf der Welle 3 einen mehrteiligen Rotor- oder Tragkörper des Rotors 2 für den Hammerbrecher (Fig. 1 und 2).

Parallel zur Welle 3 und radial gegen diese sowie zuein­ ander umfangsversetzt sind Achsstangen 6 vorgesehen, die die Bohrungen 4.3 in den Scheiben 4 entsprechend den Po­ sitionen "a" bis "f" (Fig. 3) durchdringen. Die Achsstan­ gen dienen als Befestigung für aktive Schleißteile 7, so­ genannte Hämmer, und für inaktive Schleißteile 8, soge­ nannte Schutzkappen.

Die aktiven Schleißteile 7 sind auf den Achsstangen 6 drehbeweglich, d. h. frei drehbar, exzentrisch gelagert und zerkleinern in Fliehkraftstellung (Fig. 3) im Zusam­ menwirken mit einem oder mehreren nicht dargestellten Ge­ genwerkzeugen des Gehäuses 1 ein hier nicht näher be­ stimmtes Aufgabegut.

Die inaktiven Schleißteile 8 bilden mit ihren Deckflächen 8.1 einen im wesentlichen zylindrischen Mantel, der die Scheiben 4 vor Verschleiß schützt.

In den Fig. 4, 5 und 6 sind beispielsweise Anordnungen der Schleißteile 7, 8 als Abwicklung schematisch darge­ stellt. Es kennzeichnen darin die römischen Ziffern Mit­ tellinien der Räume zwischen den Flanschen 4.1 der Schei­ ben 4 und die Buchstaben "a" bis "f" die Mittellinien der Achsstangen 6. Dabei liegen die Befestigungen bzw. Lager­ stellen der drehbeweglichen, aktiven Schleißteile 7 im Bereich der Schnittpunkte f-III, f-VII, f-x, e-I usw. so­ wie die Befestigungsstellen bzw. Halterungen der inakti­ ven Schleißteile 8 in den Schnittpunkten f-I, f-II, f-IV usw. (Fig. 4), bzw. f-I/II, f-IV/V/VI, f-VIII/IX usw. (Fig. 5), bzw. f-I, f-II, f/e-IV usw. (Fig. 6). Daraus ist in Verbindung mit den Fig. 1, 2 und 3 erkennbar, daß die aktiven Schleißteile 7 in Freiräumen 9 (Fig. 1, 2 und 7), die durch die inaktiven Schleißteile 8 begrenzt sind, in Arbeitsstellung, d. h. bei drehendem Rotor durchschwin­ gen (Fliehkraftfunktion) können. In Fig. 7 ist dieser Zu­ stand des Rotors 2 vereinfacht dargestellt. Erkennbar sind die durch die Anordnung und Ausgestaltung der inak­ tiven Schleißteile 8 gebildeten Freiräume 9 und die den Betriebszustand andeutenden aktiven, durch die Flieh­ kraftwirkung nach außen ragenden Schleißteile 7.

Die verschiedenen Anordnungen von aktiven und inaktiven Schleißteilen 7, 8 gemäß den Fig. 4 bis 6 in Verbindung mit Fig. 7 sollen verdeutlichen, daß die Funktionseinheit Rotor 2 mit den aktiven Schleißteilen 7 und den inaktiven Schleißteilen 8 während des Zerkleinerungsprozesses im Sinne der Erfindung einem aktiven und inaktiven Ver­ schleiß unterliegt. Dabei beträgt in der Regel der Ver­ schleiß der aktiven Schleißteile 7 zwangsläufig ein Viel­ faches des Verschleißes der inaktiven Schleißteile 8. Im Sinne der Aufgabenstellung der Erfindung ist dieser un­ terschiedliche Verschleiß auf abgestimmte, möglichst übereinstimmende Intervalle auszulegen.

Mit den weiteren Ausführungen wird gezeigt, daß die er­ findungsgemäß in ihrem Aufbau, ihrer Formgebung, ihrer Materialzusammensetzung und/oder ihrer gegenseitigen Zu­ ordnung dem Verschleiß während des Zerkleinerungsprozes­ ses angepaßten aktiven und inaktiven Schleißteile 7, 8 zu einem aufeinander abgestimmten, vorteilhaften Verschleiß­ verhalten führen.

In Fig. 8 ist ein Hammer als aktives Schleißteil 7 in Verbund-, insbesondere Sandwichbauweise in Seitenansicht und im Schnitt dargestellt. Das Fügen in Verbundbauweise umfaßt im Sinne der Erfindung lösbare und/oder unlösbare Fügemittel bzw. -arten, wie z. B. Schrauben, Bolzen, Spannstifte, Niete, Schweißen, Löten, Schrumpfen, Kleben oder ähnliches, und zwar für sich oder in Kombination. Dieser Hammer 7 besteht aus einer Kernschicht 7.1 und beidseitigen Deckschichten 7.2 sowie einer Bohrung 7.3 für die drehbewegliche, exzentrische Lagerung auf den Achsstangen 6 (Fig. 1, 2, 3 und 7). Die Deckschichten 7.2 sind in Form der äußeren Kontur des Hammers 7 durchbro­ chen, so daß die Kernschicht 7.1 im Bereich der Bohrung 7.3 und den inneren Rändern der Deckschichten 7.2 frei­ liegt. Die Deckschichten 7.2 weisen gegenüber der zäh oder weicher ausgeführten Kernschicht 7.1 eine größere Härte auf. Damit ist vorteilhaft der Lagerbereich des Hammers 7 zäh und der eigentliche aktive Verschleißbe­ reich hart und verschleißfest ausführbar.

Eine weitere Ausführung eines Hammers 7 mit harten Deck­ schichten 7.2 und weicher Kernschicht 7.1 ist Fig. 9 zu entnehmen, die in den zugehörigen Längsschnitten zum Fi­ xieren der harten Deckschichten 7.2 auf der weicheren Kernschicht 7.1 lösbare und unlösbare Verbindungen 7.4 mittels Bolzen, Spannstift, Niet- und Lochschweißung zeigt. Dabei ist es möglich - wie oben erwähnt -, daß die einzelnen Lagen 7.1, 7.2 beispielsweise auch durch Schrauben, Löten oder Kleben oder bei entsprechender Ge­ staltung auch durch Schrumpfen gefügt werden können.

Eine andere Ausführung eines Hammers 7 nach Fig. 10 be­ steht aus einem Teil, welches so behandelt ist (Wärmebehandlung, Vergütung), daß harte Zonen 7.5 gegen­ über dem unbehandelten Gefüge und eine weiche Zone 7.6 entstehen. Dabei zeigen der Schnitt 10a den Hammer im neuen und der Schnitt 10b ihn im gebrauchten Zustand mit dadurch entstandenem selbstschärfendem Profil.

In Fig. 11 ist nun ein Hammer 7 in Verbund-, insbesondere Sandwichbauweise dargestellt, bei dem im Bereich des hauptsächlichen, aktiven Verschleißes die härteren Deck­ schichten 7.2 die weichere Kernschicht 7.1 überragen. Diese Formgebung soll schon vor dem eigentlichen Ver­ schleiß auf die gewünschte Verschleißform (Fig. 10b und 12b) als "selbstschärfender" Hammer 7 hinwirken.

Ziel all dieser Maßnahmen an den Hämmern 7 entsprechend den Fig. 8 bis 11 ist es, sie als aktive Schleißteile 7 durch Lagen, Schichten oder Zonen unterschiedlicher Güte, Härte, Zähigkeit, Dicke und/oder Form so auszubilden, daß sie im Verschleißzustand nicht wie bisher eine Ver­ schleißform nach Fig. 12a (Längsschnitt des Hammers 7) einnehmen, die sich im Zerkleinerungsprozeß "stumpf" aus­ wirkt, sondern bis zum Auswechseln ihren "selbst-schär­ fenden" Zustand - wie in Fig. 10b und 12b dargestellt - erhalten. Es wurde überraschend gefunden, daß dieser selbstschärfende Zustand sich vorteilhaft und wesentlich auf die Erhöhung der Standzeit der aktiven Schleißteile 7 sowie den Zerkleinerungswirkungsgrad auswirkt und zu ei­ nem abgestimmten Verschleißverhalten innerhalb des ge­ samten Schleißteilsystems führt. Im Hinblick auf das Zu­ sammenwirken mit den inaktiven Schleißteilen 8 wird dies im folgenden noch weiter ausgeführt.

Das inaktive Schleißteil 8, eine sogenannte Schutzkappe, besteht beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 aus einem Verbund eines im vorliegenden Zusammenhang Deckfläche 8.1 genannten Abdeckteils mit einer Halterung, welche aus ei­ ner Lagernabe 8.2 für die Befestigung auf den Achsstangen 6 (Fig. 1, 2, 3 und 7) und einem Steg 8.3 zusammengesetzt sein kann. Zweckmäßige Fügungen des Verbundes ergeben sich aus den Darstellungen nach den Fig. 13a und b. Zur Gewährleistung eines mit den aktiven Schleißteilen 7 kor­ respondierenden Verschleißverhaltens ist die Deckfläche 8.1 vorzugsweise mehrschichtig bzw. mehrlagig aufgebaut oder mit unterschiedlichen Zonen ausgestattet, so daß die Deckfläche 8.1 z. B. eine relativ harte äußere Fläche 8.4 gegenüber den nicht direkt dem Verschleiß ausgesetzten Verbundteilen, Lagen, Schichten oder Zonen aufweist.

Einen weiteren erfindungsgemäßen Verbund von Deckfläche 8.1 und Halterung 8.2, 8.3 stellt die Ausführung gemäß Fig. 14 mit abgewinkelten Deckflächen 8.1 dar, die auch aus abgewinkelten, mehrlagigen Flächen oder abgewinkelt zusammengefügten Teilflächen bestehen können.

Zum Erreichen einer für das abgestimmte Verschleißverhal­ ten zwischen den aktiven Schleißteilen 7 und den inakti­ ven Schleißteilen 8 besonders günstigen Anordnung, die beispielsweise in Fig. 6 (schematisch abgewickelt) und Fig. 7 (vereinfacht) dargestellt ist, wird die Deckfläche 8.1 gemäß den Fig. 15 und 17 in sich versetzt bzw. ausge­ klinkt ausgebildet, so daß sie, wie die Draufsichten in den Fig. 15 und 17 zeigen, im Verlauf ihres Umfangs un­ terschiedliche Breite besitzen. Dadurch bildet sich im montierten Zustand ein der Mäanderform ähnliches, zusam­ menhängendes Raster für ein abgestimmtes Schleißteilsy­ stem.

Durch die Ausstattung mit mehreren Halterungen 8.2, 8.3 für jedes inaktive Schleißteil 8 entsprechend den Fig. 15, 16 und 17 läßt sich die Standzeit der Anordnungen für ein erfindungsgemäßes Schleißteilsystem, wie sie z. B. den Fig. 4, 5 und 6 zu entnehmen sind, noch weiter erhöhen. In diesen Darstellungen kennzeichnen gleiche Großbuchsta­ ben jeweils gleiche Formen der Deckflächen 8.1 sowie An­ zahl von Halterungen 8.2, 8.3 pro inaktivem Schleißteil 8.

Mit den in sich versetzten bzw. ausgeklinkten Deckflächen 8.1 sowie Halterungen 8.2, 8.3 zwischen mindestens drei benachbarten Scheiben 4 lassen sich nach den Schemata ge­ mäß Fig. 4, 5 und 6 Konfigurationen von aktiven und inak­ tiven Schleißteilen 7, 8 realisieren, die einerseits die erfindungsgemäßen Vorteile der Hämmer 7 (Fig. 8 bis 12) mit denen der Schutzkappen 8 (Fig. 13 bis 17) wirkungs­ voll hinsichtlich sowohl des Zerkleinerungsprozesses als auch eines günstigen Verschleißverhaltens kombinieren, sowie andererseits den Wirkungsgrad der Zerkleinerungsma­ schine im Hinblick auf die Leistungsaufnahme erhöhen. Nach der Erfindung werden schließlich auch Schleißteile bereitgestellt, die in der Fertigung flexibel herstellbar und an die Erfordernisse des Schleißmaterials variabel anpaßbar sind sowie das Auswechseln von aktiven und inak­ tiven Schleißteilen 7, 8 in einem aufeinander abgestimm­ ten Intervall ermöglichen. Darüber hinaus werden ruhig laufende Rotoranordnungen realisierbar, die mittels eines abstimmbaren Schleißteilsystems dem jeweiligen Aufgabegut angepaßt werden können, insbesondere für die Fälle, in denen z. B. Einschlüsse von Fremdstoffen vorliegen, Ver­ dichtungen für den nachfolgenden Prozeß vermieden oder auch erzielt werden sollen und ein günstiger Energiebe­ darf zu gewährleisten ist.

Claims (29)

1. Zerkleinerungsmaschine mit Rotor,

• - der aktive und inaktive Schleißteile (7 bzw. 8) trägt,
• - die in ihrem Aufbau, ihrer Formgebung, ihrer Ma­ terialzusammensetzung und/oder ihrer gegenseiti­ gen Zuordnung zu einem aufeinander abgestimmten Verschleißverhalten führen.

2. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch einen aus Scheiben (4) bestehenden Rotor (2).

3. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Schleißteilarten (7, 8) in Verbundbauweise gefügt ist.

4. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Schleißteilarten (7, 8) zumindest teilweise aus La­ gen, Schichten und/oder Zonen (7.1, 7.2 bzw. 8.3, 8.4) unterschiedlicher Materialeigenschaften, wie Güte, Härte, Zähigkeit und/oder Dicke besteht.

5. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die aktiven und/oder inaktiven Schleißteile (7, 8) lösbar und/oder unlösbar gefügt sind.

6. Zerkleinerungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Schleißteile (7) drehbeweglich gelagerte Zer­ kleinerungswerkzeuge (Hämmer) sind und die inaktiven Schleißteile (8) (Schutzkappen) zumindest die dem se­ kundären Verschleiß ausgesetzten Rotorteile (4) ab­ decken.

7. Zerkleinerungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest Teile der Schleißteile (7, 8) in Sandwichbau­ weise ausgeführt sind.

8. Zerkleinerungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die aktiven Schleißteile (7) in selbstschärfender Sand­ wichbauweise ausgeführt sind.

9. Zerkleinerungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Kon­ struktionsverbund mehrerer aktiver und inaktiver Schleißteile (7, 8) miteinander, wobei mindestens ein aktives Schleißteil (7) zwischen mindestens zwei inaktiven Schleißteilen (8) getragen und/oder an die­ sen gelagert ist und das inaktive Schleißteil (8) je­ weils einen vom äußeren Schwungkreis des aktiven Schleißteils (7) im wesentlichen definierten Ver­ schleißbereich an einer Scheibe (4) umfaßt.

10. Aktives Schleißteil für eine Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch mehrere Materialschichten (7.1, 7.2), von denen min­ destens eine (7.2) härter als die übrige(n) (7.1) ist.

11. Schleißteil nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei Deckschichten (7.2) mit dazwischenliegender Kernschicht (7.1).

12. Schleißteil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckschichten (7.2) eine größere Härte besitzen als die vor allem im Bereich des La­ gerauges (7.3) zähfeste Kernschicht (7.1).

13. Schleißteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckschichten (7.2) bis auf die Kernschicht (7.1) reichende Durchbrüche aufweisen.

14. Schleißteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch eine Glockenform.

15. Schleißteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Deckschicht (7.2) die Kernschicht (7.1) am Hammerrand überragt.

16. Inaktives Schleißteil für eine Zerkleinerungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, vor­ zugsweise in Kombination mit Schleißteilen nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch einen gefügten Verbund von Abdeckteil bzw. Deckfläche (8.1) und Halterung (8.2, 8.3).

17. Schleißteil nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen Vieleckverlauf der Deckfläche bzw. des Abdeck­ teils (8.1).

18. Schleißteil nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch eine Deckfläche (8.1) unterschiedlicher Breite.

19. Schleißteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche (8.1) derart ausgeklinkt ist, daß entsprechend ausgeklinkte Deckflächen benachbarter inaktiver Schleißteile unter Bildung eines geschlos­ senen Mantels am Rotor befestigt werden können.

20. Schleißteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch mehrere Halterungen (8.2, 8.3) pro Schleißteil.

21. Schleißteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet daß die Halterungen axial fluchten.

22. Schleißteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (8.2, 8.3) umfangsversetzt sind.

23. Schleißteil nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch die Kombination axial fluchtender und umfangsversetz­ ter Halterungen.

24. Schleißteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen zwischen mindestens drei benachbarte Rotorscheiben ragen.

25. Schleißteil nach Anspruch 9 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 24, gekennzeichnet durch einen Achszapfen an der Halterung, der zusammen mit einem Achszapfen an einem benachbarten inaktiven Schleiß­ teil (8) ein Lager für ein aktives Schleißteil (7) bildet.

26. Schleißteil nach Anspruch 9 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet daß die Halterungen (8.2, 8.3) jeweils einen vom äußeren Schwungkreis des aktiven Schleißteils (7) im wesent­ lichen definierten Verschleißbereich an den Scheiben (4) abdecken.

27. Schleißteil nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Konturen der Stege (8.3) offene Aussparungen zur Befestigung an den Achsstangen (6) vorgesehen sind.

28. Schleißteilsystem für eine Zerkleinerungsmaschine ge­ mäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 mit Schleißteilen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch eine Anordnung der in­ aktiven Schleißteile (8) zur Bildung eines im wesentlichen walzenförmigen Mantels mit gewünscht versetzt zueinander angeordneten Durchbrüchen bzw. Freiräumen zum Durchschwingen der aktiven Schleiß­ teile (7).

29. Schleißteilsystem nach Anspruch 28, dadurch gekenn­ zeichnet daß zumindest einige der inaktiven Schleiß­ teile (8) Abschnitte mehrerer Rotorscheiben (4) ab­ decken.