Die Erfindung betrifft eine Brechschwinge eines Backenbrechers sowie einen Backenbrecher zur Zerkleinerung von Gesteinsmaterial.

Backenbrecher, wie sie beispielsweise aus der DE 196 31 023 AI bekannt sind, weisen üblicherweise eine erste und eine zweite Brechbacke auf, wobei eine Brechbacke meist stationär und die andere als schwingende Brechbacke ausgebildet ist. Sie werden zur Zerkleinerung von harten bis sehr harten Materialien, wie beispielsweise Kalkstein oder Dolomit, eingesetzt. Aus der Materialfestigkeit resultieren entsprechend hohe Belastungen im Backenbrecher, die insbesondere auf die Brechschwinge wirken. Um den Belastungen standzuhalten, wird die Brechschwinge üblicherweise als geschlossener Gusskasten ausgeführt, wobei aus gusstechnischer Sicht im Kasten mehrere Löcher vorgesehen sind, um die Gusskerne zu positionieren und zu halten. Diese Löcher haben sich jedoch im Brechprozess aufgrund der auftretenden großen Kräfte und Spannungen als Schwachstelle herausgestellt, die zu Schäden an der Brechschwinge führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brechschwinge zu konzipieren, bei der die in der Brechschwinge auftretenden Spannungen reduziert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst.

Die erfindungsgemäße Brechschwinge eines Backenbrechers weist eine in einem oberen Teil der Brechschwinge vorgesehene Aufnahme zur schwingenden Halterung der Brechschwinge am Backenbrecher und einen in einem unteren Teil der Brechschwinge angeordneten Abstützbereich zum Abstützen der Brechschwinge auf, wobei die Schwinge zur Versteifung eine Hohlkörperstruktur aufweist, die im Querschnitt wenigstens eine rhombusförmige Zelle vorsieht. Die wenigstens eine im Querschnitt rhombusförmige Zelle weist eine senkrecht zur Längsmittelebene verlaufende Diagonale auf, die sich von dem ersten bis zum zweiten Seitenteil erstreckt. Hieraus ergibt sich eine optimale Verteilung der Kräfte und Reduzierung der Spannungen.

Die Rhombusform hat gegenüber dem bisher oft verwendeten Waffelmuster den Vorteil, dass der Kraftfluss sehr gut verteilt werden kann und dadurch die in der Hohlkörperstruktur entstehenden Spannungen reduziert werden können. Außerdem ergibt sich durch die wenigstens eine rhombusförmige Zelle eine sehr torsionssteife Konstruktion, sodass die Schwinge nicht mehr als geschlossener Gusskasten ausgeführt werden muss, sondern vielmehre einseitig oder beidseitig offen ausgebildet werden kann. Eine offene Konstruktion hat zudem den Vorteil, dass auf Löcher für die Gusskerne verzichtet werden kann, wodurch eine Schwachstelle bei bekannten Brechschwingen vermieden wird.

Die Form eines Rhombuses ähnelt der Form eines wachsenden Baumes, sodass man von einer „bionischen Brechschwinge" sprechen kann. Rhombusförmige Zellen benötigen gegenüber einem Waffelmuster eine geringere Masse, um die Kräfte zu verteilen und die Spannungen in einem niedrigeren Bereich zu halten. Der Verzicht auf ein Frontblech und/oder Rückblech ermöglicht zudem ein sehr einfaches Gießen des Bauteils. Durch die Zugänglichkeit der Versteifungen/Verrippung lässt sich außerdem die Qualität (Prüfung auf Lunker) der einzelnen Versteifungen gut überprüfen. Außerdem können durch die erzielte Zugänglichkeit weitere Funktionen, wie Befestigungsmöglichkeiten bei geteilten Brechbacken, in die Tragstruktur integriert werden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Hohlkörperstruktur von der Aufnahme zur schwingenden Halterung der Brechschwinge bis wenigstens zum Abstützbereich. Des Weiteren kann sich die Hohlkörperstruktur im Querschnitt aus der wenigstens einen rhombusförmigen Zelle und aus dreieckförmigen Zellen zusammensetzen, wodurch sich die Hohlkörperstruktur bis zu Seitenteilen erstreckt. Die Brechschwinge weist eine Längsmittelebene auf, die sich senkrecht zur Schwingachse der Brechschwinge erstreckt, wobei die im Querschnitt rhombusförmige Zelle so angeordnet ist, dass die Längsmittelebene eine Symmetrieebene der rhombusförmigen Zelle bildet. Die Zelle ist somit zentral angeordnet und ermöglicht so eine gute Verteilung der entstehenden Kräfte, Momente und Spannungen- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind wenigstens zwei im Querschnitt rhombusförmige Zellen vorgesehen, die in einem Eckbereich der rhombusförmigen Zellen aneinander angrenzend so angeordnet sind, dass die Längsmittelebene für jede der beiden rhombusförmigen Zellen auch eine Symmetrieebene bildet. Die Brechschwinge weist eine Vorderseite zur Bestückung mit einer Brechbacke, eine Rückseite sowie ein erstes und ein zweites Seitenteil auf, wobei die Hohlkörperstruktur auf der Vorderseite und/oder Rückseite offen ausgebildet sein kann.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Brechschwinge mit einer Vorderseite, eine Rückseite und zwei Seitenteilen, wobei die Vorderseite mit einer Brechbacke bestückt ist. Dabei stützt sich die Brechbacke in einem Kontaktbereich auf der Hohlkörperstruktur ab, wobei die Brechbacke in diesem Kontaktbereich eine an die Hohlkörperstruktur angepasste Versteifungsstruktur aufweisen kann, wodurch sich eine optimale Ableitung der Kräfte ergibt.

Um das erste und zweite Seitenteil zu versteifen, können diese mit Querversteifungen versehen sein. Außerdem kann die Brechschwinge so ausgebildet werden, dass sie sich in der Seitenansicht von der Aufnahme zur schwingenden Halterung der Brechschwinge bis zum Abstützbereich keilförmig verjüngt, wodurch im unteren Bereich Masse eingespart wird.

Des Weiteren ist es denkbar, dass auf der Vorderseite der Brechschwinge eine einstückig mit Hohlkörperstruktur ausgebildete Frontplatte vorgesehen ist. Diese dient der zusätzlichen Versteifung der Brechschwinge. Sofern eine solche Frontplatte vorgesehen ist, wird die Rückseite vorzugsweise offen ausgebildet, um dadurch die Herstellung der Brechschwinge zu vereinfachen.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Backenbrecher zur Zerkleinerung von Gesteinsmaterial mit einem Einlass für das Gesteinsmaterial, einem Auslass für zerkleinertes Gesteinsmaterial sowie einer ersten und zweiten Brechbacke, wobei wenigstens eine der beiden Brechbacken als schwingende Brechbacke ausgebildet ist und die wenigstens eine schwingende Brechbacke auf einer Brechschwinge mit den oben beschriebenen Merkmalen befestigt ist. Die andere Brechbacke kann wahlweise stationär oder schwingend ausgebildet werden. Bei einer stationären Konstruktion wird die andere Brechbacke auf einer stationären Tragstruktur angeordnet, wobei die stationäre Tragstruktur ebenfalls eine Hohlstruktur mit wenigstens einer im Querschnitt rhombusförmigen Zelle aufweist.

Weite Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Backenbrechers,

Fig. 2a Vorderansicht einer Brechschwinge gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 2b eine Rückansicht der Brechschwinge gemäß Fig

Fig. 2c dreidimensionale Darstellung der Brechschwinge gemäß Fig

Fig. 2d eine Brechbacke für die Brechschwinge gemäß Fig

Fig. 3a eine Vorderansicht einer Brechschwinge gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 3b eine Rückansicht der Brechschwinge gemäß Fig. 3a, Fig. 3c eine dreidimensionale Darstellung der Brechschwinge gemäß Fig.

3 a,

Fig. 3d eine Brechbacke für die Brechschwinge gemäß Fig. 3a,

Fig. 4a eine Vorderansicht einer Brechschwinge gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 4b eine Rückansicht der Brechschwinge gemäß Fig. 4a,

Fig. 4c eine dreidimensionale Darstellung der Brechschwinge gemäß Fig.

4a und

Fig. 5 eine dreidimensionale Darstellung einer stationären Tragstruktur mit Brechbacke.

Fig. 1 zeigt einen Backenbrecher zur Zerkleinerung von Gesteinsmaterial mit einem Einlass 1 für das Gesteinsmaterial, einem Auslass 2 für zerkleinertes Gesteinsmaterial sowie eine erste und eine zweite Brechbacke 3, 4. Die erste Brechbacke 3 ist als schwingende Brechbacke ausgebildet und ist hierzu auf einer Brechschwinge 5 montiert. Die zweite Brechbacke 4 ist hingegen auf einer stationären Tragstruktur 6 angeordnet. Die Brechschwinge 5 weist in einem oberen Teil eine Aufnahme 7 zur schwingenden Halterung der Brechschwinge am Backenbrecher auf. Die Brechschwinge wird in diesem Bereich mittels einer exzentrischen Welle 8 angetrieben. In einem unteren Teil der Brechschwinge ist ein Abstützbereich 9 vorgesehen an dem sich die Brechschwinge an einer Druckplatte 10 in an sich bekannter Art und Weise abstützt. Ein Zuganker 11 gewährleistet dabei einen ständigen Kontakt zwischen Druckplatte 10 und Brechschwinge 5. Zwischen den beiden Brechbacken 3, 4 bildet sich ein Brechspalt 12 aus, in dem das zu zerkleinernde Gesteinsmaterial einer Druckbeanspruchung aufgrund der exzentrisch angetrieben ersten Brechbacke 3 ausgesetzt ist.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 2a bis 2d ein erstes Ausführungsbeispiel der Brechschwinge 5 näher erläutert. Zur Versteifung der Brechschwinge weist diese eine Hohlkörperstruktur 25 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Querschnitt erste und zweite rhombus förmige Zelle 13, 14 vorsieht. Der verbleibende Bereich der Hohlkörperstruktur ist mit dreiecksförmigen Zellen 15 aufgefüllt, sodass sich die Hohlkörperstruktur 25 bis zu zwei Seitenteile 16, 17 erstreckt, welche die Hohlkörperstruktur begrenzen. Die Seitenteile 16, 17 sind im

Querschnitt U-förmig ausgebildet und sind mit optionalen Querversteifungen 18, 19 versehen. Nach oben wird die Hohlkörperstruktur 25 durch die Aufnahme 7 zur schwingenden Halterung der Brechschwinge um eine Schwingachse 32 begrenzt. Nach unten ist die Hohlkörperstruktur 25 in diesem Ausführungsbeispiel offen ausgebildet. Die rhombusförmigen Zellen 13, 14 sind bezüglich einer sich senkrecht zur Schwingachse 32 erstreckenden Längsmittelebene 20 der Brechschwinge 5 so angeordnet, dass die Längsmittelebene 20 für jede der beiden rhombusförmigen Zellen 13, 14 auch eine Symmetrieebene bildet. Die beiden rhombusförmigen Zellen grenzen in einem Eckbereich 21 aneinander und erstrecken sich ansonsten von dem einen zum anderen Seitenteil 16, 17.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hohlkörperstruktur auf der in Fig. 2a dargestellten Vorderseite und auf der in Fig. 2b dargestellten Rückseite offen ausgebildet. Zur Halterung der in Fig. 2d dargestellten ersten Brechbacke 3 auf der Brechschwinge 5 sind auf der Vorderseite der Brechschwinge eine untere Klemmleiste 22 und obere Klemmmittel 23 (siehe Fig. 1) vorgesehen. In Fig. 2d ist die Rückseite der ersten Brechbacke 3 dargestellt, die in ihrem Kontaktbereich mit der Brechschwinge 5 eine Versteifungsstruktur 24 aufweist, die an die Hohlkörperstruktur 25 der Brechschwinge 5 angepasst ist. Aus Fig. 1 ist auch ersichtlich, dass sich die Brechschwinge in der Seitenansicht von der Aufnahme 7 zur schwingenden Halterung der Brechschwinge bis zum Abstützbereich 9 keilförmig verjüngt, wodurch im unteren Bereich der Brechschwinge Masse eingespart wird.

In den Fig. 3a bis 3d ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brechschwinge 5 dargestellt. Der Unterschied besteht im Wesentlichen darin, dass die Hohlkörperstruktur 25 lediglich eine rhombus förmige Zelle 26 aufweist, die an den Seiten mit dreieckförmigen Zellen 27 vervollständig ist. Die rhombusförmige Zelle 26 ist wiederum symmetrisch zur Längsmittelebene 20 ausgerichtet und bietet dadurch eine optimale Form, um die beim Brechprozess auftretenden Kräfte, Momente abzuleiten und dadurch die Spannungen minimal zu halten.

Des Weiteren ist auf der in Fig. 3a gezeigten Vorderseite eine einstückig mit der Hohlkörperstruktur 25 ausgebildete Frontplatte 28 vorgesehen. Die im Fig. 3d dargestellte erste Brechbacke 3 weist wiederum eine an die Hohlkörperstruktur der Brechschwinge 5 angepasste Versteifungsstruktur 29 auf, die ebenfalls nur eine rhombusförmige Zelle vorsieht.

Das in den Figuren 4a bis 4c gezeigte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2a bis 2d im Wesentlichen nur dadurch, dass die Hohlkörperstruktur 25 auf der Rückseite mit einer Rückwand 30 abgedeckt ist, die vorzugsweise wiederum einstückig mit der Hohlkörperstruktur 25 ausgebildet ist. Die Hohlkörperstruktur ist auf seiner Vorderseite (Fig. 4a) hingegen offen ausgebildet, wodurch die Herstellung und die spätere Inspektion der Brechschwinge durch eine bessere Zugänglichkeit erleichtert wird.

Soll der Backenbrecher mit zwei beweglichen Brechschwingen ausgebildet werden, können diese gemäß den oben aufgezeigten Ausführungsbeispielen ausgebildet werden. Üblicherweise ist jedoch eine Brechbacke stationär und die andere Brechbacke schwingend angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die zweite Brechbacke 4 stationär ausgebildet und wird auf einer stationären Tragstruktur 6 gehaltert, welche ebenfalls eine Hohlkörperstruktur 31 mit wenigstens einer im Querschnitt rhombusförmigen Zelle aufweist (Fig.l und 5). Die stationäre Tragstruktur kann dabei aber auch mehrere rhombusförmige Zellen, beispielsweise nach Art der in Fig. 2 gezeigten Brechschwingen aufweisen. Die zweite Brechbacke 4 kann in Anlehnung an die erste Brechbacke 2 ebenfalls mit einer Versteifungsstruktur versehen sein, welche im Kontaktbereich mit der Tragstruktur 6 an die Hohlkörperstruktur 31 der Tragstruktur angepasst ist.