DE4409037C2 - Verfahren zum Betrieb eines Prallbrechers und Meßmittel zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Prallbrechers nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 und ein Meßmittel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Ein herkömmlicher Prallbrecher weist eine von einem Motor angetriebene Schlagwalze auf. Der Antriebsmotor, zumeist ein Elektromotor, wird in seiner Drehzahl von dem Bedie­ nungsmann mehr oder weniger willkürlich eingestellt. Die Schlagwalze weist am Umfang angeordnete Schlagleisten auf, zumeist zwei diametral gegenüberliegende Schlagleisten, während um 90° versetzt dazu sogenannte Konterschlaglei­ sten angeordnet sind, die eine deutlich geringere Höhe als die schlagenden Schlagleisten aufweisen. Die Schlagleisten bekannter Prallbrecher sind an der Außenseite angeschrägt mit einem in Drehrichtung verlaufenden Gefälle. Die Schlag­ leisten sind Verschleißteile, die nach einer gewissen Betriebsdauer ausgewechselt werden müssen. Während dieser Zeit ist der Betrieb des Prallbrechers unterbrochen.

Die Schlagleisten wirken mit mindestens einem Prallwerk im Gehäuse des Brechers zusammen, einem sogenannten Monoblock, das üblicherweise in seinem Abstand zur Umlaufbahn der Schlagleisten veränderbar ist, um die gewünschte Korngröße zu erzielen. Bei bekannten Prallbrechern sind mindestens zwei Prallwerke dem Umfang der Schlagwalze zugeordnet, wobei das eine nahe dem Aufgabemaul und das andere im Um­ fangsabstand dazu angeordnet ist.

Aus der AT 327 657 ist bekanntgeworden, am Auslauf eines Brechers eine Sortiervorrichtung vorzusehen, die den Über­ kornanteil vom Normalkornanteil trennt. Ferner ist eine Wiegevorrichtung für den Überkornanteil vorgesehen, deren Ausgangssignale in einer Steuervorrichtung zur Steuerung eines Verstellantriebs für den ersten Monoblock gegeben werden. Die Steuervorrichtung ändert die Lage des Mono­ blocks gegenüber der Schlagwalze, wenn das Verhältnis von Normal- zu Überkornanteil vom vorgegebenen Wert abweicht. Auf diese Weise wird die Kornzusammensetzung konstant ge­ halten. Zur Änderung des Mengenverhältnisses ist bei dem bekannten Prallbrecher auch vorgesehen, die Drehzahl des Antriebsmotors für die Schlagwalze zu verändern.

Das Brechkorn ist in seiner Größe abhängig von dem Spalt zwischen den Prallwerken und dem Schlagkreis der Schlag­ leisten. Je nach dem anfallenden Material ändert sich jedoch bei konstantem Spalt die Korngröße. Bei einer Ände­ rung des Materials ist daher eine entsprechende Anpassung des Spaltes erforderlich. Bei einem wirtschaftlich betrie­ benen Brecher soll die Durchsatzmenge nach Möglichkeit maximal sein. Diese hängt jedoch ab von dem Anteil des sogenannten Überkorns bzw. der Menge des Normalkorns. Je größer im Verhältnis die Menge des Überkorns ist, um so größer ist der Durchsatz. Der Anteil des Überkorns ist normalerweise vorgegeben. Aus der DE 39 11 086 A1 ein Prallbrecher bekanntgeworden, mit dem der jeweils maximal erlaubte Überkornanteil erzielt wird. Am Auslauf des Bre­ chers ist eine Sortiervorrichtung angeordnet, die den Normalkornanteil vom Überkornanteil trennt. Wiegevorrich­ tungen wiegen die Normal- und Überkornanteile und erzeugen Ausgangssignale für eine Steuervorrichtung, die den Mono­ block gegenüber dem Schlagkreis der Schlagwalze ändert, wenn das Verhältnis von Überkornanteil zum Normalkornan­ teil von einem vorgegebenen Wert abweicht.

Mit dem zuletzt beschriebenen bekannten Prallbrecher läßt sich das Verhältnis von Überkorn- und Normalkornanteil in der Tat einstellen. Wie sich jedoch herausgestellt hat, ist die maximale Durchsatzmenge nicht nur von diesem Ver­ hältnis abhängig.

Aus DE-Z. Aufbereitungs-Technik 1993, Nr. 11, Seite 596/ 597 ist bekannt, die Spaltbreite zu messen und sie von einer Steuerwarte aus mit Fernverstellung den Anforderun­ gen anzupassen. Es ist aus dieser Druckschrift ferner be­ kannt, eine steuerbare bzw. regelbare Antriebsmaschine für den Rotor vorzusehen, um eine optimale Anpassung an das Fertigprodukt zu erzielen.

Aus DE 26 55 655 C2 ist bekannt geworden, den Verschleiß der Schlagleisten eines Prallbrechers zu messen und entspre­ chend dem Verschleiß den Spalt gleichzuhalten. Bei dem be­ kannten Brecher wird eine Meßvorrichtung in Form eines He­ bels vorgesehen, der dem Schlagkreis angenähert wird, bis er vom Profil der Schlagleiste erfaßt und umgelegt wird. Die Verschiebung des Hebels bis zum Umschwenken ist ein Maß für den Schlagleistenverschleiß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Prallbrechers anzugeben, das eine maxi­ male Durchsatzleistung bei minimalem Verschleiß gewährlei­ sten soll, und ein Meßmittel zur Durchführung des Verfahrens.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst und bei dem Meßmittel durch die Merkmale des Patentanspruchs 2.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorgegebenen Abständen die Höhe des Profils, insbesondere der vorderen Kante der Schlagleiste gemessen. In Abhängigkeit von der Höhe des Profils werden die Motordrehzahl und die Spalt­ breite, d. h. der Abstand zwischen Prallwerk und Schlag­ kreis eingestellt. Die Höhe und auch das Profil der Schlagleisten ändert sich mit zunehmendem Betrieb, insbe­ sondere nimmt die Höhe zunehmend ab. Demgemäß werden nach einem leicht zu bestimmenden Algorithmus nach Maßgabe der gemessenen Werte die Drehzahl des Antriebsmotors und die Spaltbreite zwischen Schlagkreis und Prallwerk verringert. Es versteht sich, daß der Algorithmus auch abhängig ist von dem zu brechenden Material, beispielsweise Beton, Bi­ tumen, Ziegel, Naturstein usw.

Zum Betrieb eines Prallbrechers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Prozeßrechner verwendet, in den die verschiedenen Materialarten eingegeben werden sowie der Algorithmus, der eine Umrechnung vornimmt für die Drehzahl und den Spaltabstand nach Maßgabe der jeweils gemessenen Höhe des Schlagleistenprofils.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von folgenden Über­ legungen aus. Die Zerkleinerungswirkung in einem Prall­ brecher geht zum einen auf einen Pralleffekt zurück, den das Material durch Aufschlagen auf das Prallwerk erleidet. Zum anderen stellt sich ein sogenannter Mahleffekt ein. Bei herkömmlichen Prallbrechern liegt das Verhältnis von Pralleffekt zu Mahleffekt bei 40% zu 60%. Der Verschleiß der Schlagleisten und der Prallwerke geht in erster Linie auf den Mahleffekt zurück. Wenn es daher gelingt, den Ver­ schleiß zu minimieren, führt dies ebenfalls zu einer hohen Durchsatzleistung, da das Auswechseln der Schlagleisten, wie beschrieben, eine aufwendige Betriebsunterbrechung im Gefolge hat. Eine Maximierung der Endkörnung ist daher nicht automatisch eine Maximierung der Durchsatzleistung. Sie wäre nur dann erfüllt, wenn gleichzeitig für eine Mi­ nimierung des Verschleißes gesorgt ist. Dies ist bei dem Verfahren nach der Erfindung der Fall. Zu Beginn bei un­ verbrauchten Schlagleisten kann bei der Erfindung eine re­ lativ hohe Drehzahl gefahren werden. Eine hohe Drehzahl führt zu einem guten Pralleffekt, da eine hohe Schlagge­ schwindigkeit erreicht wird. Die Durchsatzleistung ist maximal, weil durch die hohe Schlaggeschwindigkeit die Verweilzeit des Brechgutes im Schlagwalzenraum minimal ist. Diese hohe Geschwindigkeit kann jedoch bei sich redu­ zierender Höhe des Schlagleistenprofils nicht beibehalten werden, sondern muß stetig verringert werden. Gleichwohl führt die Anpassung der Drehzahl an die Höhe des Schlag­ leistenprofils noch bei der jeweiligen Beschaffenheit der Schlagleiste zu einem maximalen Durchsatz bei minimalem Verschleiß der Schlagleisten.

Es sind verschiedene Methoden denkbar, die Höhe des Schlag­ leistenprofils zu messen, insbesondere seiner vorderen Kante. Es ist zwar denkbar, eine geeignete Meßvorrichtung einzusetzen, um die Höhe der Schlagleiste permanent zu messen, wegen des rauhen Betriebs eines Brechers dürfte es jedoch Schwierigkeiten bereiten, eine derartige Meßvor­ richtung betriebssicher zu installieren. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Satz von Schablo­ nen vorgesehen ist, die eine dem Profil der Schlagleisten entsprechende Ausnehmung aufweisen und die Ausnehmungen eines Schablonensatzes sich durch unterschiedliche Tiefe der Ausnehmungen unterscheiden. Jede Schablone weist eine Kennzeichnung auf. Der Bedienungsmann prüft in einer Be­ triebspause, welche Schablone zu den Schlagleisten paßt. Die auf der Schablone aufgebrachte Kennzeichnung wird dann unmittelbar oder durch eine entsprechende Umsetzung in den Prozeßrechner gegeben, der aus der neu ermittelten Höhe der Schlagleiste einen neuen Wert für die Drehzahl des Antriebsmotors und den Spalt des Prallwerks ermittelt. Die Verstellvorrichtung für das Prallwerk verstellt dieses nach Maßgabe dieses Wertes. Der Antriebsmotor stellt sich auf die neue Drehzahl ein, wenn der Prallbrecher wieder in Betrieb gesetzt wird.

Die Schlagleiste ist vorzugsweise außen dachförmig ge­ schrägt mit einem in Drehrichtung ver­ laufenden Anstieg. Die vordere Kante eines Schlagleisten­ profils hat daher die größte Höhe der Schlagleiste. Es hat sich herausgestellt, daß ein derartiges Schlagleistenpro­ fil eine maximale Produktionsleistung bei minimalem Ver­ schleiß gewährleistet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Schlag­ walze eines Prallbrechers zur Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 2 zeigt zwei im Profil unterschiedliche Schlagleisten.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des er­ findungsgemäßen Verfahrens.

Eine Schlagwalze 10 eines nicht dargestellten Prallbre­ chers wird durch einen nicht gezeigten Elektromotor in Uhrzeigerrichtung mit der Drehzahl n angetrieben. Die Schlagwalze hat diametral gegenüberliegend Schlagleisten 12, 14 sowie um 90° versetzt dazu Konterschlagleisten 16, 18. Die Konterschlagleisten 16, 18 weisen eine geringere radiale Erstreckung oder Höhe auf als die schlagenden Schlagleisten 12, 14. Das Übermaß der schlagenden Schlag­ leisten ist mit / H bezeichnet. Wie außerdem zu erkennen, weisen die Schlagleisten 12, 14 an der Außenseite eine dachförmige Schräge 20 auf, deren Steigung in Richtung der Drehrichtung verläuft.

Der Schlagwalze 10 ist ein Prallwerk 22 zugeordnet in Form eines Monoblocks, das im oberen Bereich bei 24 schwenkbar im nicht gezeigten Gehäuse angelenkt ist und mit Hilfe eines Verstellantriebs 26 verschwenkt werden kann zur Ver­ änderung des Spaltes a zwischen dem Schlagkreis 26 der schlagenden Schlagleisten 12, 14 und der unteren der Schlagwalze 10 zugekehrten Kante des Monoblocks 22.

In Fig. 2 ist die Schlagwalze 10 angedeutet mit einer schlagenden Schlagleiste 12a in einem Fall und einer schlagenden Schlagleiste 12b im anderen Fall. Die Schlag­ leiste 12a ist noch unverbraucht und weist die typische Dachschräge 20a auf. Nach einer gewissen Betriebszeit wird die Schlagleiste verbraucht und verringert mithin ihre Höhe und auch ihre Neigung, wie in der rechten Hälfte von Fig. 2 zu erkennen. Zur Bestimmung des Profils und der Höhe der Schlagleisten 12, 12a, 12b wird ein Satz von Schablonen, zum Beispiel aus geeignetem Kunststoffmaterial verwendet, von denen in Fig. 1 die erste Schablone 30 ge­ zeigt ist. Sie ist mit P01 gekennzeichnet und weist eine Ausnehmung 32 auf, welche dem Profil der Schlagleiste 12a entspricht. Wie aus der rechten Darstellung in Fig. 2 zu erkennen, ergibt sich beim Ansetzen der Schablone 30 in der Ausnehmung 32 ein Freiraum. Es wird daher die nächste Schablone P02 verwendet, deren Ausnehmung 32 geringer ist. Jede Schablone ist mithin kennzeichnend für eine bestimmte Höhe bzw. ein bestimmtes Profil der Schlagleiste. Hat der Bedienungsmann die betreffende Schablone gefunden, kann er an der Kennzeichnung erkennen, welchen Wert er in den ent­ sprechenden Prozeßrechner einzugeben hat. Dieser ist in Fig. 3 mit 40 gekennzeichnet. In dem Block 42 sind die verschiedenen Schablonen eines Satzes angegeben. Im vor­ liegenden Fall liegen sechs Schablonen P01 bis P06 vor. Der Prozeßrechner hat ferner eine Eingabetastatur mit den Kennzeichen M01 bis M06, welche verschiedenen Materialar­ ten, die mit dem Prallbrecher zu zerkleinern sind, ent­ sprechen. Die Bedienungsperson gibt daher die Werte für das Material und für die betreffende Schablone, die auf die abgemessene Schlagleiste paßt, in den Prozeßrechner 40. Dieser errechnet nach einem Algorithmus Steuersignale für eine Steuervorrichtung 44 für einen Elektromotor 46, d. h. für eine bestimmte Drehzahl n. Ferner für eine Steuer­ vorrichtung 48 zur Verstellung der Verstellvorrichtung 26 (siehe auch Fig. 1), um den Spalt a des Monoblocks 22 nach Fig. 1 zu verändern.

Üblicherweise haben Prallbrecher zwei oder mehr Monoblocks. Die Spaltverstellung, wie sie oben beschrieben wurde, be­ zieht sich insbesondere auf die Verstellung des in Dreh­ richtung letzten Monoblocks.

Nachstehend wird ein Beispiel (Algorithmus) für den Zusam­ menhang von Verschleiß, Umfangsgeschwindigkeit und Spalt­ abstand für ein gewünschtes Normalkorn gegeben.

Der Zusammenhang zwischen dem Verschleiß der Schlagleisten und der Verringerung des Spaltabstands ist annähernd li­ near, während die Geschwindigkeitsabnahme abhängig vom Verschleiß leicht degressiv verläuft, d. h. nimmt nicht in gleichem Maße ab wie die erwähnte Höhendifferenz ΔH.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb eines Prallbrechers, der eine von einem Motor angetriebene Schlagwalze, an deren Umfang mindestens zwei diametral gegenüberliegende Schlag­ leisten angeordnet sind, und mindestens ein dem Umfang der Schlagwalze zugeordnetes Prallwerk aufweist, das mittels einer Verstellvorrichtung verstellbar ist zur Veränderung des zwischen Prallwerk und Schlagkreis ge­ bildeten Spalts, wobei in vorgegebenen Zeitabständen die Höhe des Profils der Schlagleisten gemessen und die Spaltbreite nach Maßgabe der Höhenabnahme des Profils eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Prozeßrechners in Abhängigkeit vom zu brechenden Material und nach Maßgabe der Höhenabnahme des Profils sowohl die Drehzahl (n) des Motors von einem maximalen Drehzahlwert bei einer unverbrauchten Schlagleiste aus­ gehend als auch die Spaltbreite (a) zunehmend verrin­ gert wird.

2. Meßmittel zur Bestimmung der Höhe und ggf. der Neigung des Profils der Schlagleisten zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz (42) von Schablonen (P01 bis P06) vorgesehen ist, die eine dem Profil der Schlagleisten entsprechen­ de Ausnehmung (32) aufweisen und die Ausnehmungen eines Schablonensatzes sich durch unterschiedliche Tiefe un­ terscheiden, wobei jede Schablone eine Kennzeichnung trägt.