WO2000015342A1

WO2000015342A1 - Vorrichtung zum aufbereiten von materialien

Info

Publication number: WO2000015342A1
Application number: PCT/AT1999/000220
Authority: WO
Inventors: Georg L. Kemetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2001-03-11
Also published as: AU5719899A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Materialien, mit wenigstens einem Werkzeug (2), das aus einem Grundkörper mit einer teilweise kreiszylindrischen Oberfläche gebildet ist, welche mit abstehenden Zerkleinerungseinrichtungen (10) versehen ist. Um insbesondere bei einem Verschleiss der Zerkleinerungseinrichtungen (10) den erforderlichen Austausch des Werkzeuges auf rasche und einfache Weise vornehmen zu können, besteht der Grundkörper aus einem Hohlzylinder (4), der an seinem einen Ende durch eine Wand (5) abgeschlossen ist und dessen Innendurchmesser dem Durchmesser einer Welle (7) entspricht, die lediglich enseitig gelagert ist, so dass der der Hohlzylinder (4) mit seiner an einer Stirnseite befindlichen Öffnung auf das freie Ende (6) der von den Lagern (8) abstehenden Welle (7) augeschoben werden kann. Die Welle (7) wird durch einen aufgekeilten Hebel (11) zu einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben.

Description

Vorrichtung zum Aufbereiten von Materialien

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten, insbesondere zum Zerkleinern von Materialien, wie Gestein, Erze, Ton, Schüttgüter, agglomeriertes Pulver od.dgl., mit wenigstens einem Werkzeug, das aus einem zumindest teilweise eine kreiszylindrische Oberfläche aufweisenden Grundkörper besteht, welche Oberfläche mit abstehenden Zerkleinerungseinrichtungen wie Zähnen, Nocken, Leisten od.dgl. versehen ist, wobei der Grundkörper mit einer um den Kreisbogenmittelpunkt drehbar gelagerten, etwa horizontal verlaufenden Welle drehfest verbunden ist, und wobei das Werkzeug seitlich von einem Gehäuse umgeben ist.

Zum Zerkleinern von Hartgestein werden bisher vorwiegend zum Vorbrechen sogenannte Backenbrecher und zum Feinbrechen bzw. Mahlen sogenannte Kegel- bzw. Kreiseibrecher eingesetzt, also Geräte, die auf das Gesteinsmaterial eine quetschende und drückende Wirkung ausüben, da bei diesen Geräten der Arbeits- und Verschleißteil-Aufwand verhältnismäßig gering ist. Der Zerkieinerungsgrad mit diesen Geräten ist jedoch verhältnismäßig gering. Zur Zerkleinerung von relativ weichem Material, wie beispielsweise Kalkstein ohne Silikateinschlüsse, werden mit gutem Erfolg auch schnelldrehende Prall- und Hammermühlen verwendet, die einen wesentlich besseren Zerkleinerungsgrad in einem Durchgang aufweisen als die vorgenannten Backenbrecher und Kegel- bzw. Kreiselbrecher, deren Verschleißwerte jedoch ab einer gewissen Materialhärte so rasch ansteigen, daß die erzielten Vorteile durch einen zu hohen Wartungs- und Verschleißteil-Aufwand aufgehoben werden.

Es ist weiters eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Materialien bekannt, bei welcher zwei wenigstens teilweise eine kreiszylinderförmige Oberfläche aufweisende Werkzeuge vorgesehen sind, die auf in den Kreisbogenmittelpunkten angeordneten, im wesentlichen horizontalen und zueinander parallelen Achsen gelagert und durch Antriebseinrichtungen derart bewegbar sind, daß wenigstens eines der Werkzeuge eine pendelnde Aufwärts-Abwärtsbewegung um seine Achse ausführt, wobei oben zwischen den einander gegenüberliegenden kreiszylinderförmigen Oberflächen der beiden Werkzeuge ein Einzugskeil für das aufzubereitende Material vorgesehen ist und wobei die kreiszylinderförmige Oberfläche wenigstens eines Werkzeuges mit abstehenden Zerkleinerungseinrichtungen versehen ist.

Bei allen bekannten Vorrichtungen mit Werkzeugen, die eine drehende Bewegung oder eine Auf-Abwärtsbewegung um eine Rotationsachse ausführen, sind diese Werkzeuge auf einer Welle angeordnet, welche im Bezug auf die Rotationsachse zu beiden Seiten jedes Werkzeuges gelagert ist. Der Austausch bzw. die Reparatur der einem Verschleiß unterliegenden Werkzeuge ist bei diesen bekannten Vorrichtungen schwierig, da entweder das aus mehreren Einzelteilen bestehende Werkzeug zerlegt oder zumindest eine Lagerung der Welle ausgebaut werden muß, und erfordert hiefür den Einsatz von teuren Spezialkräften. Vor allem aber benötigt ein solcher Austausch einen erheblichen Zeitaufwand, die Stillstandszeiten dieser bekannten Vorrichtungen sind somit sehr groß.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die Werkzeuge rasch und einfach ausgetauscht werden können und die weiters auf einfache Weise an die jeweils aufzubereitenden Materialien verschiedenster Art angepaßt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, vor, daß die Welle lediglich im Bereich, der einem mit einer Öffnung versehenen Stirnende des Werkzeuges benachbart ist, drehbar gelagert ist, und daß das freie Ende der Welle in die Öffnung am Stirnende des Werkzeuges eingeschoben ist. Die Welle ist somit lediglich im Bereich eines Stirnendes des Werkzeuges drehbar gelagert und ragt von dort unabgestützt in Richtung zu ihrem freien Ende, sodaß es möglich ist, das Werkzeug mit seiner Öffnung einfach auf diese Welle aufzuschieben bzw. von dieser Welle abzuziehen, ohne daß hiefür aufwendige Montagearbeiten erforderlich sind. Zweckmäßig ist hiebei die Welle im Bereich ihrer Lagerung mit einer Antriebseinrichtung, vorzugsweise zur Erzielung einer oszillierenden Hin- und Herbewegung, gekoppelt. Die Antriebseinrichtung kann hiebei beispielsweise eine auf der Welle aufgekeilte Scheibe sein, die durch eine exzentrisch befestigte Pleuelstange hin- und herbewegt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchsetzt die Welle eine Wand des Gehäuses und es sind die Lagerung und die Antriebseinrichtung der Welle außerhalb des Gehäuses angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß Lagerung und Antriebseinrichtung vom beim Zerkleinern der Materialien entstehenden Staub geschützt sind. Selbstverständlich können Lagerung und Antriebseinrichtung auch in einem Gehäuse untergebracht sein, welches gegebenenfalls mit dem das Werkzeug umgebenden Gehäuse vereint ist. Wesentlich ist, daß der Raum, in dem die Zerkleinerung der Materialien durch das Werkzeug erfolgt, von dem Lagerung und Antriebseinrichtung aufnehmenden Bereich getrennt ist. In diesem Fall können auch Wälzlager verwendet werden.

Durch die einseitige Lagerung der Welle muß diese Lagerung hohen Ansprüchen gerecht werden. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, die Welle in wenigstens zwei in bezug auf die Rotationsachse voneinander beabstandeten Lagern zu lagern, wobei die Antriebseinrichtung vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Lagern vorgesehen ist. Durch diese mehrfache Lagerung der Welle, welche immer einem der beiden Stirnenden eines Werkzeuges benachbart erfolgt, werden die auf die Lagerung einwirkenden Kräfte wesentlich besser aufgenommen. Der Grundkörper des Werkzeuges kann erfindungsgemäß aus einem Hohlzylinder bestehen, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser der Welle entspricht, und der an einer Seite durch eine an der Stirnseite des freien Endes der Welle anliegende Wand verschlossen ist. Dieser Hohlzylinder umgibt somit die Welle umfangsmäßig und mit seiner Wand auch die Stirnseite des freien Endes der Welle, sodaß dadurch der Aufschiebevorgang begrenzt ist, bis die Wand des Hohizyiinders an der Stirnseite des freien Endes der Welle anliegt.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das gesamte Werkzeug leicht ausgetauscht werden kann, ohne daß ein Wellenlager ausgebaut werden muß, ist es nicht erforderlich, die Zerkleinerungseinrichtungen, die dem stärksten Verschleiß unterliegen, getrennt vom Grundkörper austauschen zu können. Es ist aus diesem Grunde vorteilhaft, die Zerkleinerungseinrichtungen fest mit dem Grundkörper, vorzugsweise durch Schweißen, zu verbinden. Dadurch können in konstruktiver Hinsicht aufwendige, lösbare Befestigungseinrichtungen für die Befestigung am Grundkörper vermieden werden Der rasche Ein- und Ausbau eines Werkzeuges wird dadurch unterstützt, daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der dem freien Ende der Welle benachbarte Teil des Gehäuses mit einer, beispielsweise durch eine verschwenkbare Türe, verschließbaren Öffnung versehen ist, durch die das Werkzeug auf die Welle aufschiebbar ist. Zum Austausch des Werkzeuges ist es dann lediglich notwendig, diese Türe zu entriegeln, worauf bei entsprechend dimensionierter Öffnung das Werkzeug von der Welle abgezogen und ein neues Werkzeug auf die Welle aufgeschoben werden kann. Dieser Vorgang erfordert lediglich einige Minuten, wogegen bei den bekannten Vorrichtungen für den Austausch des Werkzeuges schwierige Montagearbeiten von einigen Stunden erforderlich waren. Die Anordnung der beispielsweise durch eine verschwenkbare Türe verschließbaren Öffnung bringt aber noch einen weiteren Vorteil mit sich. Wird das Verschlußorgan, also beispielsweise die Türe in einer Lage angeordnet, in welcher es sich unmittelbar neben der Wand des den Grundkörper bildenden Hohizyiinders befindet, so wird dieser Hohlzylinder in seiner auf die Welle aufgeschobenen Lage gegen unerwünschtes Verschieben in Achsrichtung gesichert, ohne daß es hiefür zusätzlicher Maßnahmen bedarf. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Welle, auf der das Werkzeug aufgeschoben ist, nur einseitig gelagert ist, ist es nicht nur erforderlich, diese Welle entsprechend zu dimensionieren, sondern es muß auch die axiale Länge des Werkzeuges geringer sein als bei bekannten Vorrichtungen, bei welchen die Welle zu beiden Seiten gelagert ist. Um diesen Nachteil zu kompensieren, kann erfindungsgemäß die Welle etwa mittig gelagert sein, wobei auf die von der Lagerung beidseitig abstehenden freien Enden jeweils ein Werkzeug aufgeschoben ist. Die Lagerung kann in diesem Fall ohne Schwierigkeiten entsprechend dimensioniert sein.

Um die erfindungsgemäße Vorrichtung an das jeweils aufzubereitende Material anzupassen, ist erfindungsgemäß der Abstand zwischen zumindest einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden Gehäusewand und dieser Rotationsachse veränderbar, sodaß der Zwischenraum zwischen dem Werkzeug bzw. den sich auf diesem Werkzeug befindlichen Zerkleinerungseinrichtungen und der Gehäusewand, durch welchen das aufzubereitende Material während der Bewegung des Werkzeuges hindurchtritt, eingestellt und damit den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden kann. Auf einfache Weise ist dies dadurch möglich, daß erfindungsgemäß zumindest eine parallel zur Achse verlaufende Gehäusewand auf einem verschiebbar gelagerten Schlitten angeordnet ist, der vorzugsweise durch eine Hydraulikanordnung verstellbar ist.

Die Erfindung ermöglicht es auch, die Werkzeuge paarweise mit zueinander parallelen Rotationsachsen anzuordnen, wobei dann zwischen den beiden Werkzeugen ein

Einzugskeil gebildet ist, über den das Material zugeführt wird, und wobei dieses Material in der Folge durch den immer kleiner werdenden Spalt zwischen den beiden Werkzeugen hindurchtritt und dabei entsprechend aufbereitet wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Vertikalschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Werkzeug. Fig. 2 stellt einen Schnitt nach der Linie ll-ll in Fig. 1 dar. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Werkzeugen in Vertikalschnitt und Fig. 4 stellt einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 dar. Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1 bzw. in Fig. 3. Fig. 6 stellt eine dritte Ausführungsform mit vier Werkzeugen dar, von welchen jeweils immer zwei paarweise angeordnet sind, und Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie Vll-Vll in Fig. 6.

Bei der in den Fig. 1 , 2 und 5 dargestellten Ausführung ist in einem allgemein mit 1 bezeichneten Gehäuse ein Werkzeug 2 um eine Rotationsachse 3 auf- und abschwenkbar angeordnet. Das Werkzeug 2 besteht aus einem Hohlzylinder 4, der an einer Seite durch eine Wand 5 verschlossen ist. Der Hohlzylinder 4 ist auf das freie Ende 6 einer Welle 7 aufgeschoben, die lediglich im Bereich eines Stirnendes des Werkzeuges 2 in außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Lagern 8 drehbar gelagert ist, und ist mit dieser Welle 7 in geeigneter Weise, beispielsweise mittels eines in eine Nut eingesetzten Keiles, drehfest verbunden. Die Welle 7 durchsetzt hiebei eine Gehäusewand 9 des Gehäuses 1. An der Außenseite des Hohizyiinders 4 ist eine aus einer Leiste 10 bestehende Zerkleinerungseinrichtung vorgesehen.

Um der Welle 7 und damit dem Werkzeug 2 eine hin- und hergehende Bewegung zu erteilen, ist auf der Welle 7 ein Hebel 11 aufgekeilt, der von einer motorisch angetriebenen Exzenterscheibe über eine Pleuelstange hin- und herbewegt wird.

Damit der Hohlzylinder 4 auf das freie Ende 6 der Welle 7 aufgeschoben werden kann, muß dieses freie Ende 6 zugänglich gemacht werden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist zu diesem Zweck die Gehäusewand 12 des Gehäuses 1 als Türe ausgebildet und um eine Achse 13 schwenkbar, sodaß nach dem Ausschwenken dieser Gehäusewand 12 das Werkzeug 2 zugänglich ist und vom freien Ende 6 der Welle 7 abgezogen werden kann. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht somit einen Austausch des Werkzeuges 2 innerhalb kürzester Zeit mit wenigen Handgriffen.

Wie aus den Fig. 2 und 5 hervorgeht, ist der Abstand zwischen den Gehäusewänden 14, 15 und der Rotationsachse 3 veränderbar, sodaß der Spalt 16 zwischen der Oberfläche des Werkzeuges 2 und diesen Gehäusewänden größer oder kleiner gemacht werden kann und damit den aufzubereitenden Materialien angepaßt werden kann. Hiezu sind die Gehäusewände 14, 15 auf einem verschiebbaren Schlitten 17 angeordnet, der durch eine Hydraulikanordnung 18 verstellt werden kann. Da die Welle 7 lediglich einseitig gelagert ist, muß, damit diese Welle das auftretende

Biegemoment aufnehmen kann, nicht nur diese Welle entsprechend dimensioniert sein, sondern es muß auch die axiale Länge des Werkzeuges 2 entsprechend klein gehalten werden. Um diesen Nachteil zu kompensieren, ist bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform die Welle 7 etwa mittig in den Lagern 8 gelagert, sodaß von diesen Lagern nach beiden Seiten freie Enden 6 abstehen, auf die dann jeweils ein Werkzeug 2 aufgeschoben werden kann. Bei dieser Ausführungsform steht somit gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 die doppelte axiale Länge eines Werkzeuges 2 für das Aufbereiten von Materialien zur Verfügung.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 sind jeweils zwei Werkzeuge 2 paarweise mit zueinander parallelen Achsen 3', 3" vorgesehen. Die aufzubereitenden Materialien werden bei dieser Ausführungsform nicht nur durch den Spalt 16 zwischen der Oberfläche des Werkzeuges und einer Gehäusewand 14,15 hindurchgedrückt, sondern auch durch den Spalt 19 zwischen den beiden Werkzeugen 2 mit zueinander parallelen Rotationsachsen 3', 3". Um die Größe des Spaltes den aufzubereitenden Materialien anpassen zu können, ist der Abstand zwischen den beiden Achsen 3', 3" einstellbar. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Lager 9 einer der beiden Wellen 8 auf einem hydraulisch verstellbaren Schlitten angeordnet sind und daß diese Welle 8 einen sich in Verstellrichtung erstreckenden Langschlitz in der Gehäusewand 9 durchsetzt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Vorrichtung zum Aufbereiten, insbesondere zum Zerkleinern von Materialien, wie Gestein, Erze, Ton, Schüttgüter, agglomeriertes Pulver od.dgl., mit wenigstens einem

Werkzeug (2), das aus einem zumindest teilweise eine kreiszylindrische Oberfläche aufweisenden Grundkörper besteht, welche Oberfläche mit abstehenden Zerkleinerungseinrichtungen (10) wie Zähnen, Nocken, Leisten od.dgl. versehen ist, wobei der Grundkörper mit einer um den Kreisbogenmittelpunkt drehbar gelagerten, etwa horizontal verlaufenden Welle (7) drehfest verbunden ist, und wobei das

Werkzeug (2) seitlich von Wänden (9, 12, 14, 15) eines Gehäuses (1) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) lediglich im Bereich, der einem mit einer Öffnung versehenen Stirnende des Werkzeuges (2) benachbart ist, drehbar gelagert ist, und daß das freie Ende (6) der Welle (7) in die Öffnung am Stirnende des Werkzeuges (2) eingeschoben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) im Bereich ihrer Lagerung (8) mit einer Antriebseinrichtung (11), vorzugsweise zur Erzielung einer oszillierenden Hin- und Herbewegung, gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) eine Wand (9) des Gehäuses (1) durchsetzt und daß die Lagerung (8) und die Antriebseinrichtung (11 ) der Welle (7) außerhalb des Gehäuses angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) in wenigstens zwei in bezug auf die Rotationsachse (3) voneinander beabstandeten Lagern (8) gelagert ist, wobei die Antriebseinrichtung (11 ) vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Lagern (8) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper des Werkzeuges (2) aus einem Hohlzylinder (4) besteht, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser der Welle (7) entspricht, und der an einer Seite durch eine an der Stirnseite des freien Endes der Welle (7) anliegende Wand (5) verschlossen ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungseinrichtungen (10) fest mit dem Grundkörper, vorzugsweise durch Schweißen, verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem freien Ende (6) der Welle (7) benachbarte Teil des Gehäuses (1) mit einer, beispielsweise durch eine verschwenkbare Türe (12) verschließbaren Öffnung versehen ist, durch die das Werkzeug (2) auf die Welle (7) aufschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) etwa mittig gelagert ist, und daß auf die von der Lagerung (8) beidseitig abstehenden freien Enden (6) jeweils ein Werkzeug (2) aufgeschoben ist. (Fig. 4 bis 7)

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zumindest einer parallel zur Rotationsachse (3) verlaufenden Gehäusewand (14, 15) und dieser Rotationsachse (3) veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine parallel zur Rotationsachse (3) verlaufende Gehäusewand (14, 15) auf einem verschiebbar gelagerten Schlitten (17) angeordnet ist, der vorzugsweise durch eine Hydraulikanordnung (18) verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (2) paarweise mit zueinander parallelen Rotationsachsen (3', 3") angeordnet sind. (Fig. 6, 7).