B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Exzenter-Walzenbrecher mit einem Brechergehäuse, einer Antriebswelle, einer auf der Antriebswelle exzentrisch und drehbar gelagerten Walze und einer Schwinge, die zur Einstellung eines Austrittsspaltes zwischen Walze und Schwinge um eine Schwingenachse schwenkbar ist.

Ein Exzenter-Walzenbrecher mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist als "Rotex- Brecher" bereits seit langer Zeit aus der Fach- und Patentliteratur bekannt. So werden der

Aufbau und die Funktionsweise des gattungsgemäßen Exzenter-Walzenbrechers in der Zeitschrift "Aufbereitungs-Technik, Zeitschrift für die Aufbereitung fester Rohstoffe", Jahrgang 5 (1964), Heft 5, Seiten 242 bis 247 sowie "Aufbereitungs-Technik, Zeitschrift für die Aufbereitung fester Rohstoffe", Jahrgang 5 (1966), Heft 3, Seiten 166 bis 174 beschrieben. Der Exzenter-Walzenbrecher (Rotex-Brecher) umfasst eine frei drehbare, auf einer Exzenterwelle in Wälzlagern gelagerte Brechwalze und zumindest eine mit Brechbacken versehenen Schwinge. Die Funktionsweise des Exzenter-Walzenbrechers unterscheidet sich grundlegend von der eines herkömmlichen Walzenbrechers. Während bei einem herkömmlichen Walzenbrecher das Brechgut von Zähnen in den Brechspalt hineingezogen und durch die Rotationsbewegung zerkleinert wird, wird bei dem Exzenter- Walzenbrecher durch die exzentrische Anordnung der Walze auf der Antriebswelle eine hin- und hergehende Bewegung, das heißt eine exzentrisch oszillierende Bewegung erzeugt, die den Spalt zwischen der Walze und der zumindest einen Schwinge periodisch verengt und erweitert. Das Brechgut, beispielsweise Gestein, wird bei den bekannten Rotex-Brechem durch einen Trichter zugeführt und zwischen der Walze und der zumindest einen Schwinge zerkleinert, wenn aufgrund der hin- und hergehenden Bewegung der Spalt verringert wird. Bei einer darauffolgenden Erweiterung des Spaltes kann dann weiteres Brechgut nachrutschen,

Durch die freie oder weitgehend freie drehbare Lagerung der Walze auf der Antriebswelle entstehen keine Reibungsverluste. Die Walze ist in ihrer Bewegung nicht eingeschränkt und vollführt aufgrund der im Betrieb auf sie einwirkenden Kräfte eine langsame Drehbewegung, die der Drehrichtung der Antriebswelle entgegengesetzt ist. Obwohl das Brechen - ähnlich wie einem Backenbrecher - durch eine Hubbewegung erfolgt, kann durch die Drehung der Walze entgegen der Drehrichtung der Antriebswelle auch erreicht werden, dass sich die Belastungen auf den gesamten Mantel der Walze verteilen. Der bekannte Exzenter-Walzenbrecher zeichnet sich durch geringe Verluste, einen geringen Verschleiß und relativ kompakte Abmessungen aus.

Der Brechspait wird zwischen der Walze und der zumindest einen Schwinge gebildet. Unter Berücksichtigung der exzentrischen Hin- und Herbewegung der Walze ergibt sich ein äußerer Berührungskreis der Walze, der von dem Mantel der Walze sukzessive bei einer vollständigen Drehung der Antriebswelle überstrichen wird. Wie bereits zuvor erläutert, ändert sich bei der Drehung der Antriebswelle der effektive Spalt zwischen der Walze und der zugeordneten Schwinge. Um zusätzlich den effektiven Austrittsspalt sowie den Eintrittsspalt ändern zu können, ist die Schwinge oberhalb der Achse der Antriebswelle um eine Schwingenachse gelagert, die parallel zur Antriebsachse verläuft. Die Schwinge ist an einen geeigneten Verstellmechanismus angeschlossen, um unterschiedliche Spaltmaße realisieren zu können. Darüber hinaus kann der Verstellmechanismus auch mit einer Sicherheitseinrichtung zur Begrenzung der wirkenden Kräfte ausgerüstet sein. Die Gefahr einer Überlastung besteht beispielsweise, wenn anstelle des eigentlichen Brechgutes, wie beispielsweise Gestein, Verunreinigungen wie Metallteile oder dergleichen in den Brechraum gelangen.

Gattungsgemäße Exzenter-Walzenbrecher, also Walzenbrecher mit exzentrisch rotierender Brechwalze, sind auch aus DE 1 140 799, DE 2 733 379 A1 , DE 1 889 686, DE 1 257 004 und DE 1 875 346 bekannt. Die WO 2007/019146 A2 zeigt eine Ausgestaltung eines Einwalzenbrechers mit einer Walze und lediglich einer Schwinge, wobei gegenüberliegend der oberhalb der Walze an der Schwingenachse gelagerten Schwinge ein Sieb zur Absiegung des Brechgutes vorgesehen ist, wodurch feine Partikel, die bereits eine gewünschte Korngröße aufweisen, direkt ausgesiebt werden und nicht mehr als zusätzliches Material durch den Brechspalt geführt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Exzenter- Walzenbrecher zu verbessern. Insbesondere soll die ohnehin bereits relativ kompakte Bauweise verbessert werden, um damit auch den Einsatzbereich des Exzenter- Walzenbrechers zu erweitern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Eintrittspalt für das Brechgut im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen nicht von der Schwinge selbst, sondern von einem von der Schwinge getrennten, separaten Führungselement gebildet wird, welches an dem Brechergehäuse befestigt ist. Das separate Führungselement kann insbesondere die Form einer Haube aufweisen, die in Richtung des Brechspaltes mit Brechbacken besetzt ist. Erfindungsgemäß erfolgt damit eine Aufteilung des Brechraumes in einen oberen Bereich mit dem Eintrittspalt und einen unteren Bereich mit dem Austrittsspalt, wobei der obere Bereich zwischen der Walze und dem separaten Führungselement und der untere Bereich des Brechraums zwischen der Walze und der Schwinge gebildet ist.

Wenn das Führungselement gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung starr an dem Brechergehäuse befestigt ist, wird bewusst auf eine Verstellbarkeit des Eintrittsspaltes unmittelbar während des Betriebes verzichtet. Eine Veränderung des Eintrittsspaltes in Größe und Form kann jedoch durch einen Austausch oder eine Modifikation des Führungselementes erfolgen. So weist das Führungselement üblicherweise auch B rech backen auf, wobei die Größe und die Kontur des Eintrittsspaltes durch einen Austausch der Brechbacken entsprechend der jeweiligen Erfordernisse verändert werden kann. Je nach Ausgestaltung des üblicherweise haubenförmigen Führungselementes kann ein Wechsel der Brechbacken oder zumindest eines Teils der Brechbacken nach einer Demontage des Führungselementes oder auch im eingebauten Zustand des Führungselementes erfolgen. Durch die beschriebene Aufteilung des Brechraumes bei einem Exzenter-Walzenbrecher ergibt sich der Vorteil, dass die bewegliche Schwinge und insbesondere die Schwingenachse mit der notwendigen Lagerung tiefer angesetzt werden können. Bei den bekannten Ausgestaltungen des auch als Rotex-Brecher bezeichneten Exzenter- Walzenbrechers ist die Schwinge weit oberhalb der Achse der Antriebswelle an der Schwenkachse gelagert. Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des Brechraums mit einem aufgesetzten Führungselement kann gerade die Schwingenachse tiefer und damit mehr seitlich zu der Walze angeordnet werden. So ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Ausgestaltung, bei der eine Verbindungslinie zwischen einer Drehachse der Antriebswelle und der Schwingenachse mit einer horizontalen Ebene, die üblicherweise der Aufstellfläche des Exzenter-Walzenbrechers entspricht, einen Winkel von weniger als 45°, besonders bevorzugt weniger als 30°, einschließt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Exzenter-Walzenbrecher zwei Schwingen an beiden Seiten der Walze oder lediglich eine Schwinge aufweisen. Bei einer Ausgestaltung mit zwei Schwingen können beide Schwingen mit dem zuvor beschrieben Führungselement kombiniert werden, welches für jeden der beiden Brechräume dann den Eintrittsspalt bildet. Bei einer Ausgestaltung mit zwei Schwingen können die beiden Brechräume gleich ausgeführt sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch eine Absiebung des Brechgutes vorgesehen sein, um das ausgesiebte Material direkt ohne eine weitere Zerkleinerung abführen zu können oder das abgesiebte Material einem kleineren Brechspalt zuführen zu können. Bei der zweiten Variante kann dann für diesen zusätzlichen Spalt, der nur kleineres Material brechen soll, auf ein separates Führungselement verzichtet werden. Bei einer Ausgestaltung mit zwei Schwingen ist das Sieb einem der beiden Brechräume vorgelagert, wobei der entsprechende Brechraum dann üblicherweise ein kleineres Spaltmaß aufweist, als der Brechraum, in dem die groben, vom Sieb zurückgehaltenen Partikel gebrochen werden. Bei einer Ausgestaltung mit lediglich einer Schwinge ist die Siebweite zweckmäßigerweise so gewählt, dass das abgesiebte Material direkt abgeführt werden kann.

Im Rahmen der Erfindung können weitere Maßnahmen vorgesehen sein, um eine besonders einfache Handhabung des Exzenter-Walzenbrechers auch bei begrenzten Platzverhältnissen zu ermöglichen. So ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Brechergehäuse im Bereich der Walze trennbar ist. Vorzugsweise ist das Brechergehäuse derart trennbar, dass sich zwei seitlich nebeneinander angeordnete Brechergehäusehälften ergeben, die für Wartungszwecke besonders bevorzugt auch auseinander bewegt werden können. Bei der Trennung in zwei nebeneinander angeordnete Brechergehäusehälften verläuft die Trennebene üblicherweise im Wesentlichen vertikal. Im Rahmen der beschriebenen Ausgestaltung ergibt sich zunächst der Vorteil, dass der gesamte Exzenter-Walzenbrecher in Module zerlegt werden kann, die leicht transportiert werden können. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass durch ein Auseinanderziehen der getrennten Brechergehäusehälften auch die Walze von der Seite zugänglich wird. Insbesondere wenn der Einbauraum oberhalb des Exzenter-WaIzenbrechers begrenzt ist, kann so die Walze auch seitlich eingeführt, montiert, ausgetauscht und gewartet werden.

Da der Eintrittsspalt von einem separaten Führungselement gebildet wird, welches an der Oberseite des Brechergehäuses befestigt ist, kann das gesamte Brechergehäuse im Rahmen der Erfindung eine geringe Höhe aufweisen. Wie bereits bei der allgemeinen Erläuterung des Exzenter-Walzenbrechers beschrieben, definiert ein Mantel der Walze durch die exzentrische Bewegung beim Betrieb einen Berührungskreis. Die vorliegende Erfindung erlaubt dabei eine Ausgestaltung des Exzenter-Walzenbrechers, bei der das Brechergehäuse in vertikaler Richtung nicht oder nur geringfügig über den Berührungskreis hinausgeht, insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich das Brechergehäuse in vertikaler Richtung um weniger als ein Drittel des Durchmessers der Walze über den Berührungskreis hinauserstreckt. Die Schwingenachse kann dabei in etwa auf der Höhe des oberen Randes des Berührungskreises liegen.

Üblicherweise sind die Walze und die Schwinge mit auswechselbaren Brechbacken ausgerüstet. Das Gleiche gilt auch für das erfindungsgemäß vorgesehene Führungselement, weiches den Eintrittsspalt für das Brechgut bildet. Die Brechbacken, insbesondere die der Walze, können Längsrillen aufweisen, um bei dem Brechprozess lokale Kraftspitzen zu erzeugen.

An dem Exzenter-Walzenbrecher können weitere Einrichtungen vorgesehen sein. Insbesondere kann auf dem Brechergehäuse auch ein Fülltrichter angeordnet sein, mit dem das Material dem Brechspalt bzw. den Brechspalten zugeführt wird.

Der erfindungsgemäße Exzenter-Walzenbrecher zeichnet sich durch eine sehr kompakte Bauweise aus, weshalb der Exzenter-Walzenbrecher besonders für die Verwendung in einem Untertagebergwerk geeignet ist. In Untertagebergwerken besteht das Problem, dass für einen Brecher ein entsprechend großer Hohlraum bereitgestellt werden muss. Brecher werden beispielsweise dann eingesetzt, wenn ein Nutzmaterial mittels Sprengung gewonnen, gebrochen und nachfolgend abgeführt wird. Eine Zerkleinerung ist deshalb erforderlich, weil bei der Sprengung selbst eine breite Korngrößenverteilung erzeugt wird, wobei große Brocken nicht mit Förderbändern oder dergleichen abgeführt werden können. Der Exzenter-Walzenbrecher kann besonders bevorzugt auch bei einem Blockbruchbau ("block caving") eingesetzt werden. Beim Blockbruchbau wird unterhalb oder in einem unteren Bereich einer Lagerstätte ein Hohlraum gebildet, wobei dann das darüber in der Lagerstätte vorhandene Nutzmaterial aufgrund des Eigengewichtes sowie aufgrund innerer Spannung in dem Material zusammenbricht. Zur Abführung des Nutzmaterials werden zuvor Abzugstrichter erzeugt, durch die das Nutzmaterial geleitet wird. Auch bei diesem Abbauverfahren kann eine breite Korngrößenverteilung resultieren, weshalb große Brocken vor einem Abtransport mittels Förderbändern weiter zerkleinert werden müssen.

Bei Untertagebergwerken ist es bekannt, Kegelbrecher einzusetzen, die aufgrund ihrer vertikalen Ausrichtung des Brechkegels eine relative kleine Standfläche benötigen.

Dagegen muss jedoch unter Tage ein ausreichend hoher Hohlraum erzeugt werden. Die Höhe wird dabei durch den vertikal ausgerichteten Kegel und den darüber angeordneten

Fülltrichter bestimmt. Zusätzlich besteht auch das Problem, dass der Brechkegel üblicherweise von oben in den Brechraum eingesetzt wird, weshalb ein weiterer Freiraum für Montage- und Wartungszwecke notwendig ist. Der erfindungsgemäße Exzenter- Walzenbrecher ist dagegen auch bei vergleichsweise niedrigen Raumhöhen gut einsetzbar.

Schließlich kann der beschriebene Exzenter-Walzenbrecher auch relativ leicht unter Tage transportiert werden, wozu dieser entweder zerlegt oder auf Kufen oder dergleichen gezogen werden kann.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Zeichnung des Exzenter-Walzenbrechers,

Fig. 2a bis 2d wesentliche Elemente des Exzenter-Walzenbrechers gemäß der

Fig. 1 , Fig. 3 der Exzenter-Walzenbrecher mit einem auf das Brechergehäuse aufgesetzten Fülltrichter in einem Untertagebergwerk.

Die Fig. 1 zeigt in einem schematischen Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Exzenter-Walzenbrecher mit einem Brechergehäuse 1 , einer Antriebsweife 2, einer auf der Antriebswelle 2 exzentrisch und frei drehbar gelagerten Walze 3 und mit einer Schwinge 4, die zur Einstellung eines Austrittsspaltes A zwischen Walze 3 und Schwinge 4 um eine parallel zur Drehachse D der Antriebswelle 2 verlaufende Schwingenachse S schwenkbar ist. Erfindungsgemäß ist oberhalb der Schwinge 4 ein Führungselement 5 in Form einer von der Schwinge getrennten, separaten Haube angeordnet, wobei das Führungselement 5 einen Eintrittsspalt E für das Brechgut bildet.

Die Haube als Führungselement 5 ist starr an dem Brechergehäuse 1 befestigt, kann jedoch für Montage- und Wartungszwecke entfernt werden, wozu an dem Rand von Brechergehäuse 1 und Führungselement 5 Öffnungen 6a, 6b für eine Verschraubung vorgesehen sind (vgl. Fig. 2b und 2d).

Der Exzenter-Walzenbrecher ist insbesondere für die Zerkleinerung von hartem, groben Material vorgesehen. Die Fig. 3 zeigt exemplarisch die Verwendung des Exzenter- Walzenbrechers in einem Untertagebergwerk, wobei ein Nutzmateria! mittels Sprengung gewonnen, dem Exzenter-Walzenbrecher zugeführt, von dem Exzenter-Walzenbrecher zerkleinert und über ein in der Fig. 3 angedeutetes Förderband 7 abtransportiert wird. Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Exzenter-Walzenbrecher insgesamt eine vergleichsweise niedrige Bauhöhe aufweist. Lediglich für einen Brechereinlauf in Form eines Fülltrichters 8 muss eine erhöhte Raumhöhe vorgesehen werden. Das Brechergehäuse 1 kann aber so niedrig ausgeführt werden, dass der gesamte Walzenbrecher nach der Demontage des Fülltrichters auch unter Tage noch gut transportiert werden kann.

In der Fig. 3 ist auch angedeutet, dass der unter Tage zu erzeugende Freiraum 9 genau an die kompakten Abmessungen des Exzenter-Walzenbrechers angepasst ist, wobei das Förderband 7 in einem Schacht unterhalb des Bodens des Brechergehäuses 1 verläuft.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das Brechgut über ein Sieb 10 geführt, welches gegenüberliegend der Schwinge 4 oberhalb der Walze 3 angeordnet ist und zum Aussieben kleiner Partikel vorgesehen ist. Kleine Partikel, betspielsweise bis zu einer Korngröße von ca. 160 mm gelangen unzerkleinert durch einen unterhalb des Siebes 10 und neben der Walze 3 angeordneten Absiebraum zu dem Förderband 7. Das grobe Material mit einer Korngröße von mehr 160 mm wird dagegen in einem Brechraum zwischen der Walze 3 einerseits und der Schwinge 4 mit dem darüber angeordneten Führungselement 5 andererseits zerkleinert. In der Fig. 3 ist dargestellt, dass ein Absieben auch in einem Abstand vor der Walze 3 erfolgen kann.

Die Walze 3, die Schwinge 4 und das Führungselement 5 sind mit Brechbacken 11a, 11b, 11c versehen (siehe Fig. 2a, 2c, 2d) und bilden bezogen auf das zu zerkleinernde Material einen Formzwang. Durch die exzentrische Bewegung der Walze 3 wird ein äußerer Berührungskreis B definiert, wobei sich die Walze 3 gegenüber der Schwinge 4 und dem Führungselement 5 hin- und herbewegt und so das grobe Material wechselweise bricht und freigibt, so dass dieses weiter entlang des Spaltes rutschen bzw. den Brechraum an dem Austrittsspalt A letztendlich verlassen kann.

Die Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch die Antriebswelle 2 mit der darauf angeordneten Walze 3. Während auf einer Seite der Walze 3 eine Antriebsscheibe 12 angeordnet ist, ist auf der gegenüberliegenden Seite eine Schwungscheibe 13 angebracht, um einen gleichmäßigen Lauf zu ermöglichen. Zu erkennen ist auch, dass die Antriebswelle 2 erste Lager 14a zur Lagerung in dem Brechergehäuse 1 sowie zweite Lager 14b für die exzentrische Aufnahme der Walze 3 aufweist. Schließlich ist auch zu erkennen, dass um den Umfang der Walze 3 Brechbacken 11a als Ringsegmente angeordnet sind, wobei die Brechbacken 11a der Walze 3 durch eine Verschraubung auswechselbar sind und eine Profilierung aufweisen.

Die Fig. 2b zeigt das Brechergehäuse 1 , in dem die Walze 3 aufgenommen und die Schwinge 4 an der Schwingenachse S gelagert ist. Zu erkennen ist eine Zweiteilung des Brechergehäuses 1 mit einer vertikalen Trennebene T. Die Verbindung kann beispielsweise durch Verbindungsplatten 15 erfolgen, die innenliegend und außenliegend an dem Brechergehäuse 1 angeordnet sind. Das Brechergehäuse 1 kann dann in zwei Brechergehäusehälften 1a, 1 b getrennt werden, wobei nach einem Auseinanderziehen der Brechergehäusehälften 1a, 1b die Walze 3 zugänglich ist und auch seitlich aus dem Brechergehäuse 1 herausgenommen werden kann, wodurch auf einen großen Freiraum oberhalb des Brechergehäuses 1 zum Herausheben der Walze 3 verzichtet werden kann. Die Fig. 2c zeigt eine Detailansicht der Schwinge 4, wobei an der Schwinge wechselbare

Brechbacken 11 b befestigt sind. Die Lagerung der Schwinge 4 an der Schwingenachse S kann beispielsweise mittels eines Gleitlagers 16 erfolgen.

Die Fig. 2d zeigt schließlich das Führungselement 5 in Form einer Haube, die ebenfalls mit wechselbaren Brechbacken 11c ausgerüstet ist. An der Vorderseite des Führungselementes 5 sind Ösen 17 angeordnet, mit denen die Haube im Bedarfsfall, nach einem Lösen der Verschraubung mit dem Brechergehäuse 1 , abgehoben werden kann.

Gemäß der Fig. 1 kann durch den Einsatz einer Schwinge 4 mit einem darüber angeordneten Führungselement 5 die Schwinge 4 im Vergleich zu Ausgestaltungen gemäß dem Stand der Technik niedriger angeordnet werden, wodurch sich eine besonders kompakte Bauweise ergibt. So ist in der Fig. 1 zu erkennen, dass eine Verbindungslinie V zwischen der Drehachse D der Antriebswelle 2 und der Schwingenachse S mit einer horizontalen Ebene einen Winkel α von weniger als 30° einschließt. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 liegt der Winkel α bei etwa 25°. Die Schwinge 4 ist also eher neben der Walze 3 und nicht oberhalb der Walze 3 gelagert.

Schließlich sind in der Fig. 1 noch weitere Elemente des Exzenter-Walzenbrechers dargestellt. Um die Schwinge 4 um die Schwingenachse S bewegen zu können und damit die Spaltweite des Austrittsspaltes A einstellen zu können, ist ein Verstellmechanismus 18 vorgesehen. Auf einem das Brechergehäuse 1 tragenden Grundrahmen 19 sind schließlich auch ein Antriebsmotor 20 sowie elektrische Versorgungseinrichtungen 21 angeordnet.