Antriebsanordnung für einen Walzenbrecher Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für einen Walzenbrecher.

Es sind Walzenbrecher bekannt, die grobstückiges Material, z.B. Gestein oder Kohle, mithilfe von zumeist zwei sich ge- genläufig drehenden Zahnwalzen zerkleinern, zwischen die das zu brechende Material aufgegeben wird. Durch eine synchroni ^¬ sierte Drehung der Walzen wird der Zerkleinerungsvorgang durch ständig wiederkehrende, aufeinander zulaufende Bewegun ^¬ gen der Zahnwalzen bewirkt, so dass ein definierter Zerklei- nerungsgrad erreicht werden kann. Auch die Effektivität des Zerkleinerungsvorgangs ist von der synchronisierten Drehung der Walzen abhängig.

CN 201200902 Y (Guizhou Lailisi Machinery Design and Manufac- turing Co., Ltd.) 2009-03-04 beschreibt einen Walzenbrecher mit zwei Walzen 13 und zwei unabhängigen Antrieben, jeweils bestehend aus einem Motor 1, einer Fluidkupplung 2 und einem Getriebe 3. Zwischen den beiden Getrieben 3 und den Walzen 13 ist zur Synchronisierung der Rotation der beiden Walzen ein gemeinsames Synchronisierungsgetriebe 10 angeordnet.

EP 1 593 435 AI (Bondioli, Edi) 09.11.2005, die als nächst ^¬ liegender Stand der Technik betrachtet wird, offenbart eine Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Inbetriebnahme eines Walzenbrechers muss in vielen Fällen eine, gegebenenfalls auch wiederholte, Änderung der Winkella ^¬ ge der Walzen zueinander vorgenommen werden, bis die Körnigkeit des gebrochenen Materials den Anforderungen entspricht. Auch kann bei einer Änderung der Eigenschaften des Bruchmaterials eine Neuj ustierung der Winkellage nötig werden. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Justierung der Winkellage der Walzen eines Walzenbrechers zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsanord- nung für einen Walzenbrecher mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß au ^¬ ßerdem durch ein Verfahren mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Antriebsanordnung ist für einen Walzenbrecher mit zwei parallel angeordneten Walzen, die auch als Brecherwellen bezeichnet werden, geeignet. Die Antriebsanordnung umfasst zwei Antriebsstränge zum Antrieb je einer Walze. Die Antriebs ^¬ stränge weisen jeweils ein Zahnradgetriebe auf, welches eine mit einem Motor verbindbare Antriebswelle und eine mit einer Walze verbindbare Abtriebswelle umfasst. Die Zahnradgetriebe weisen jeweils eine zwischen der Antriebswelle und der

Abtriebswelle angeordnete Zwischenwelle auf. Die Zwischenwel ^¬ len der Zahnradgetriebe sind mit einer schlupffreien Drehmo- mentübertragungsvorrichtung, welche einen Versatz der Zahnradgetriebe zueinander erlaubt, in Kombination mit einer Überlastkupplung, welche bei Überschreitung eines einstellbaren Drehmoments die drehfeste Verbindung der Zwischenwellen unterbricht, miteinander verbunden.

Das Verfahren dient dem Synchronisieren einer Walzenrotation eines Walzenbrechers mit zwei parallel angeordneten Walzen und einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, wie oben beschrieben. Das Verfahren weist dabei folgende Schritte auf: Lösen der drehfesten Verbindung der Zwischenwellen; Drehen mindestens einer der Zwischenwellen, bis eine definierte Win ^¬ kellage der Walzen erreicht ist; und Wiederherstellen der drehfesten Verbindung der Zwischenwellen. Die Zahnradgetriebe, die im Gegensatz zu Keilriemenüberset ^¬ zungen oder zu Reibradgetrieben eine schlupflose Übertragung ermöglichen, übersetzen die Drehzahl der durch Motoren antreibbaren Antriebswellen (schnelle Getriebeseite) in eine geringere Drehzahl der Abtriebswellen (langsame Getriebesei ^¬ te) . Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, die Justie ^¬ rung der Winkellage, d.h. die Synchronisierung, der Walzen, auf der schnell drehenden, gut zugänglichen Seite der Getrie- be vorzusehen, nicht auf der langsam drehenden Getriebeseite, wie es im Stand der Technik praktiziert wird. Walzenbrecher, deren Walzen auf der langsam drehenden Getriebeseite synchronisiert sind, werden auch als langsam laufend synchronisierte Walzenbrecher bezeichnet.

Eine nachträgliche Einstellung der Winkellage der Brecher ^¬ wellen zueinander ist an einem langsam laufend synchronisierten Walzenbrecher nur mit sehr hohem Aufwand möglich. Der hohe Aufwand entsteht hier infolge der sehr schweren Zahnräder, mit denen die Synchronisation direkt an den Brecherwellen erfolgt. Zur Veränderung der Winkellage der Brecherwellen zueinander muss mindestens ein Zahnrad unter Zuhilfenahme von Krantechnik und Spezialwerkzeugen demontiert und nach der Korrektur der Winkellage wieder montiert werden.

Durch eine Synchronisation beider Antriebe und somit beider Brecherwellen im schnelllaufenden, gut zugänglichen Getriebebereich über zwei Synchronisierungs-Kegelradgetriebe ist der Aufwand zur nachträglichen Feineinstellung der Winkellage beider Brecherwellen zueinander sehr gering. Die vorliegende Erfindung erlaubt es, ohne aufwändige Demontage des Brechers die Winkellage der Brecherwellen zueinander nachträglich einzustellen und damit eine signifikante Verbesserung der

Brechereffektivität zu erzielen.

Auch kann die Justierung der Winkellage der Walzen an der schnelllaufenden Getriebeseite erheblich genauer erfolgen als an der langsam laufenden Getriebeseite: Aufgrund der Überset ^¬ zung des Getriebes entspricht eine Umdrehung der Zwischenwel- le nur einem Bruchteil einer Umdrehung einer Walze (je nach Übersetzung wenige Winkelgrad) . Durch die unkomplizierte nachträgliche und genaue Einstell ^¬ barkeit der Winkellage der beiden Brecherwellen zueinander kann die Brechereffektivität dem zu brechenden Material ange- passt und optimiert werden.

Die Erfindung fügt zwei bestehenden Antriebssträngen eines Walzenbrechers einen mit den beiden Antriebssträngen drehfest gekoppelten Synchronisierungsstrang, umfassend eine schlupffreie Drehmomentübertragungsvorrichtung, und eine Überlast- kupplung hinzu.

Eine Überlastkupplung, vorzugsweise eine definiert einstell ^¬ bare Überlastkupplung, z.B. in Form einer Rutschkupplung, verhindert eine einseitige Getriebeüberlastung, d.h. eine Überlastung eines Zahnradgetriebes, welche sich durch eine Undefinierte Drehmomentübertragung von einem ersten Antrieb zu dem anderen Antrieb ergeben kann. Die durch die Synchronisierung hervorgerufene maximale zusätzliche Belastung für ein einzelnes Zahnradgetriebe ist somit kalkulierbar. Die Über- lastkupplung dient somit als Sicherheitskupplung, um Undefinierte Lastzustände, die zu Schäden an dem Walzenbrecher führen können, auszuschließen.

Walzenbrecher, d.h. Brecher mit zwei rotierenden Walzen, die- nen der Zerkleinerung vorzugsweise mineralischen Brechgutes, wie Gestein, Kohle oder Ölsand. Am Umfang der Brechwalzen können Brech- oder Schneidzähne angeordnet sein. Die Rotati ^¬ onsachsen der Brechwalzen liegen im Wesentlichen parallel zueinander, und in der Regel horizontal oder in etwa horizon- tal . Vorzugsweise besitzen direkt benachbarte Brechwalzen entgegengesetzte Drehrichtungen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch entsprechend den abhängi ^¬ gen Vorrichtungsansprüchen weitergebildet sein, und umgekehrt . Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Drehmomentübertragungsvorrichtung zwei Synchronisierungs- Kegelradgetriebe mit je einer Eingangswelle und je einer Aus ^¬ gangswelle. Dabei sind die Eingangswellen jeweils mit den Zwischenwellen drehfest verbunden. Die Ausgangswellen sind mittels einer Wellenverbindung, die einen Versatz der Ausgangswellen erlaubt, miteinander verbunden. Die Wellenverbindung, die einen Versatz der Ausgangswellen erlaubt, kann beispielsweise eine Gelenkwelle und/oder eine Ausgleichskupplung umfassen. Eine Gelenkwelle ist eine Welle, die durch ein oder mehr Gelenke in zwei oder mehr Wellenabschnitte unterteilt wird. Die Gelenke erlauben somit einen radialen, winkeligen oder auch einen axialen Versatz der Wellenabschnitte. Eine Ausgleichskupplung ist eine Kupplung, welche eine axiale und/oder radiale und/oder winklige Wellenverlagerung ausgleichen kann. Geeignete Ausgleichskupplungen sind z.B. eine Doppelzahnkupplung oder eine Federlamellenkupplung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Kette oder einen Zahnriemen, womit die Zwischenwellen miteinander verbunden sind. Ketten und Zahnriemen stellen eine schlupffreie Drehmo ^¬ mentübertragungsvorrichtung dar, die einen Versatz der antreibenden Welle und der angetriebenen Welle zueinander er- lauben. In diesem Fall sind die antreibende Welle und die an ^¬ getriebene Welle parallel zueinander. Die Überlastkupplung kann in diesem Fall z.B. zwischen einem Kettenritzel bzw. einer gezahnten Riemenscheibe und der entsprechenden tragenden Welle angeordnet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind auf der Antriebswelle und der Zwischenwelle jeweils Zahnräder an ^¬ geordnet, welche unmittelbar miteinander kämmen. Die durch die drehfeste Verbindung miteinander synchronisierten Zwi- schenwellen sind also Wellen, die im Zahnradgetriebe - in

Richtung der Drehmomentübertragung gesehen - unmittelbar nach der Antriebswelle angeordnet sind. Da die Antriebswelle des Zahnradgetriebes mit der Drehzahl des Antriebsmotors rotiert, handelt es sich bei den unmittelbar nachgeschalteten Zwischenwellen ebenfalls um relativ schnell drehende Wellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Zahnradgetriebe jeweils eine oder mehrere Antriebsstrang- Stirnradstufen und/oder Antriebsstrang-Kegelradstufen

und/oder Antriebsstrang-Planetenradstufen auf. Durch den mehrfachen Zahneingriff einer Planetenstufe kann diese auf geringem Bauraum ein hohes Drehmoment übertragen. Damit kann bei einem vorgegebenen Brechwalzenabstand ein größtmögliches Drehmoment auf jede Brechwalze übertragen werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung erläutert. Es zeigt jeweils schematisch und nicht maßstabsge ^¬ treu

Fig. 1 ein Getriebeschema einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Walzenbrechers mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung;

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 2 gezeigten Walzenbre ^¬ chers ;

Fig. 4 eine Detailansicht einer Gelenkwelle und einer Über ^¬ lastkupplung; und

Fig. 5 eine Draufsicht einer Wellensynchronisierung mittels eines Kettengetriebes bzw. eines Synchronriemens.

Fig. 1 zeigt ein Getriebeschema einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit einem ersten Antriebsstrang 1 und einem zweiten Antriebsstrang 2. Der erste und der zweite Antriebsstrang 1, 2 sind spiegelbildlich zueinander aufgebaut. Die beiden Antriebsstränge 1, 2 rufen gegensinnig orientierte Drehmomente hervor, die sie gegenseitig durch eine Abstützung 70 aufeinander abstützen. Jeder der beiden Antriebsstränge 1, 2 weist ein Antriebsstrang-Kegelradgetriebe 17, 27 auf, dem ein Planetengetriebe 15, 25 nachgeschaltet ist. Die Antriebs ^¬ strang-Kegelradgetriebe 17, 27 weisen jeweils eine Antriebs- welle 11, 21 auf, die mit einem Motor, z.B. einem elektrischen oder einem hydraulischen Motor, drehfest verbindbar ist. Mit einem auf der Antriebswelle 11, 21 angeordneten ers ^¬ ten Zahnrad kämmt ein zweites Zahnrad, das auf einer ersten Zwischenwelle 12, 22 angeordnet ist. Anstatt der in Fig. 1 gezeigten Kegelradstufe der Antriebswelle 11, 21 könnte auch eine Stirnradstufe vorhanden sein. Die Rotation wird über weitere Zwischenwellen, vorliegend eine zweite und eine drit ^¬ te Zwischenwelle 13, 14 bzw. 23, 24, in ein Planetengetriebe

15, 25, umfassend ein Sonnenrad, ein Hohlrad und mindestens ein mit dem Sonnen- und dem Hohlrad kämmendes Planetenrad, das in einem rotierbaren Planetenradträger gelagert ist, übertragen, das jeweils eine Abtriebswelle 16, 26 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Abtriebswellen

16, 26 durch die Planetenradträger der Planetengetriebe 15, 25 gebildet. Die Abtriebswellen 16, 26 sind mit Brecherwalzen des Walzenbrechers drehfest verbindbar.

Die ersten Zwischenwellen 12, 22 sind jeweils drehfest mit den Eingangswellen 31, 41 von Synchronisierungs-Kegelrad- getrieben 37, 47 drehfest verbunden. Die beiden Ausgangswellen 32, 42 der Synchronisierungs-Kegelradgetriebe 37, 47 sind über eine Gelenkwelle 50 mit zwei Gelenken 51, 52 und eine Überlastkupplung 60 drehfest miteinander verbunden. Durch die Kopplung der ersten Zwischenwellen 12, 22 der Zahnradgetriebe mithilfe der Synchronisierungs-Kegelradgetriebe 37, 47 und der Gelenkwelle 50 haben die beiden Antriebsstränge dieselbe Drehzahl. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Walzenbrechers mit ei ^¬ ner erfindungsgemäßen Antriebsanordnung. Die Antriebsanordnung umfasst zwei Antriebsstränge 1, 2, die gegensinnige Ro ^¬ tationen der Walzen des Walzenbrechers hervorrufen. Der erste Antriebsstrang 1 weist ein Kegelradgetriebe 17 und ein nachgeschaltetes einstufiges Planetengetriebe 15 auf. Die An ^¬ triebswelle 11 des ersten Antriebsstrangs 1 ist über eine Kupplung 101 mit einem Antriebsmotor 102 gekoppelt, der auf einer Motorschwinge 103 angeordnet ist. Der zweite Antriebs ^¬ strang 2 ist analog ausgebildet: auch er weist ein Kegelrad ^¬ getriebe 27 und ein nachgeschaltetes einstufiges Planetenge ^¬ triebe 25 auf. Die Antriebswelle 21 des zweiten Antriebs ^¬ strangs 2 ist über eine Kupplung 201 mit einem Antriebsmotor 202 gekoppelt, der auf einer Motorschwinge 203 angeordnet ist. Jeweils eine erste Zwischenwelle der Kegelradgetriebe 17, 27 ist mit einer Eingangswelle von Synchronisierungs- Kegelradgetrieben 37, 47 verbunden. Zur Drehmomentabstützung ist jeweils eine Drehmomentstütze 104, 204 zwischen den Ke- gelradgetrieben 17, 27 des Antriebsstrangs und den Synchroni- sierungs-Kegelradgetrieben 37, 47 angeordnet. Die beiden Ausgangswellen 32, 42 der Synchronisierungs-Kegelradgetriebe 37, 47 sind mit einer Gelenkwelle 50 mit zwei Gelenken 51, 52 und einer Überlastkupplung 60 drehfest miteinander verbunden.

Zur Drehmomentabstützung ist jeweils eine Drehmomentstütze 71, 72 zwischen den Planetengetrieben 15, 25 angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht des in Fig. 2 gezeigten Walzen- brechers . Dabei sind die beiden Drehmomentstützen 71, 72 zwischen den Planetengetrieben 15, 25 sowie die jeweils mit ei ^¬ ner Abtriebswelle 16, 26 eines der beiden Antriebsstränge 1, 2 verbundenen Walzen 301, 302 des Walzenbrechers deutlich erkennbar .

Fig. 4 gibt eine Detailansicht einer Gelenkwelle 50 und einer Überlastkupplung 60 wieder, die die Ausgangswellen eines ersten 37 und eines zweiten 47 Synchronisierungs-Kegelradgetrie- bes drehfest miteinander verbinden. Durch die beiden Gelenke 51, 52 der Gelenkwelle 50 kann ein während des Betriebes des Walzenbrechers auftretender Versatz - radial und/oder winkelig, in einem gewissen Maß auch ein axialer Versatz - der Ausgangswellen 32, 42 der Synchronisierungs-Kegelradgetriebe 37, 47 ausgeglichen werden.

Die Überlastkupplung 60 ist so eingestellt, dass sie ein für die Synchronisierung der beiden Antriebsstränge erforderliches Drehmoment überträgt und sich erst löst, z.B. durch Rut ^¬ schen, falls ein übermäßiges Drehmoment anliegt, welches ei ^¬ nen Getriebeschaden hervorrufen würde. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht einer Wellensynchronisierung mittels eines Kettengetriebes bzw. eines Synchronriemens. Je ^¬ der Antriebsstrang zum Antrieb einer der beiden Walzen eines Walzenbrechers weist ein Antriebsstrang-Kegelradgetriebe 17, 27 auf. Einander entsprechende Zwischenwellen 12, 22 der An- triebsstrang-Kegelradgetriebe 17, 27 sind über die Getriebe ^¬ gehäuse hinaus verlängert und tragen jeweils ein erstes und ein zweites Kettenrad 501, 502. Dabei sind beide Kettenräder 501, 502 mithilfe einer Kette 503 drehfest miteinander ver ^¬ bunden. Die Überlastkupplung 60 sitzt in diesem Fall auf ei- ner der beiden Zwischenwellen 12, 22, hier: auf der zweiten

Zwischenwelle 22, und trägt das zweite Kettenrad 502. Im Fall einer Überlast kann so das zweite Kettenrad 502 auf der zwei ^¬ ten Zwischenwelle 22 rutschen. Gegenüber der in Fig. 1 beschriebenen Synchronisierung mittels Kegelradgetrieben ver- ziehtet die Kettengetriebe-Synchronisierung auf eine Umlen- kung des Drehmoments um 90 Grad mithilfe von Kegelrädern; stattdessen erfolgt die Synchronisierung unmittelbar über die achsparallelen Zwischenwellen 12, 22. Eine analoge Synchronisierung der beiden Zwischenwellen 12, 22 kann auch anstatt eines Kettengetriebes mit einem Syn ^¬ chronriemen, d.h. gezahnten Riemenscheiben und einem Zahnriemen, erfolgen. In dieser Ausführungsoption entsprächen die Bezugszeichen 501, 502 den gezahnten Riemenscheiben und das Bezugszeichen 503 dem Zahnriemen.