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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur
Einstellung von Brechwerkzeugen von Zerkleinerungsmaschinen mit
einem Rotor mit Schlagleisten und einem Brechwerk mit Mahlkörpern, wobei
der Rotor und das Brechwerk zueinander durch ein Verstellsystem
annäherbar
und entfernbar angeordnet sind und mit einem Meßsystem, welches mit dem Verstellsystem
zusammenwirkt.
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In
der
AT 389653 B wird
ein Verfahren zur Einstellung der Spaltweite eines Kegelbrechers
beschrieben. Für
den Kalibrierungsvorgang des Brechspaltes wird während der Betriebsbewegung, der
Brechkegel durch ein Hydrauliksystem so lange angehoben, bis dieser
die Innenfläche
des Kegelmantels berührt.
Während
des Annäherungsvorganges
des Brechkegels an den Kegelmantel kann auch ein Prüfmaterial
bekannter Körnung
in den Brechraum zwischen Brechkegel und Kegelmantel eingebracht
werden. Wenn bei Verwendung von Prüfmaterial bekannter Körnung der
Brechkegel seinen höchsten
Punkt erreicht hat, ist ein bekannter Referenzspalt erreicht, wenn
ohne Verwendung von Prüfmaterial
der Brechkegel seinen höchsten
Punkt erreicht hat und am Kegelmantel antastet, ist ein Nullspalt
erreicht. Nach der Berührung
des Kegelmantels erfolgt zunächst
ein Absenken des Brechkegels um eine geringen Hubweg. Es können mehrere
Annäherungs- und
Absenkungsvorgänge
durchgeführt
werden. Auf Basis der erkannten Nullspaltweite wird sodann die gewünschte Weite
des Brechspaltes eingestellt.
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Mittels
eines Wegmeßsystems
wird der Hubweg des Brechkegels festgestellt und verfolgt. Die Wegdaten
des Brechkegels werden an einen Prozeßrechner geleitet. Mit Hilfe
der Daten eines Zeitmeßsystems,
kombiniert mit den Wegda ten, können durch
den Prozeßrechner
die Bewegungsgeschwindigkeiten des Brechkegels festgestellt werden.
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Der
Druck im Hydraulikgerät
wird durch ein Druckmeßsystem
festgestellt. Die Erkennung des Nullspaltes erfolgt mit Hilfe eines
Erkennungsprogramms aufgrund der Änderung des Druckes in der Hubhydraulik
bzw. aufgrund von Veränderungen
der Hubbewegung. Bei Berührung
des Kegelmantels durch den Brechkegel erfolgt ein Anstieg des Druckes
in der Hubhydraulik. Darüber
hinaus sinkt die Hubgeschwindigkeit des Brechkegels bis zum Stillstand,
wenn der Brechkegel am Kegelmantel anstößt. Bei Absenken des Brechkegels
sinkt der Druck. Aufgrund des Verschleißes von Brechkegel und Brechmantel
und des Umlaufs des Brechkegels innerhalb des Kegelmantels entstehen
charakteristische Druckschwankungen welche zur Erkennung des Nullspaltes
herangezogen werden. Mittels eines Prozeßrechners, geeigneten Programmen,
geeigneten Programm – und
Datenspeichern können
Kalibrierungszyklen, Veränderungen
der Spaltweiten sowie Produktionsprogramme gesteuert werden.
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In
der
DE 195 11 097 A wird
ein Verfahren zur automatischen Kalibrierung und Einstellung des Mahlspaltes
eines Prallbrechers beschrieben. Dabei wird das Prallwerk mittels
eines Hydraulikzylinders so lange gegen den in Drehrichtung seiner
Betriebsdrehung rotierenden Rotor abgesenkt, bis die umlaufenden
Schlagleisten das Prallwerk berührend
streifen. Bei Berührung
des Prallwerkes durch die umlaufenden Schlagleisten wird das Prallwerk
zurückgedrängt. Dabei
kommt es zu Druckänderungen
im Hydraulikzylinder, welche mittels eines Druckmeßsystems
erkannt werden. Bei jedem Anstreifen einer Schlagleiste am Prallwerk
wird eine Druckspitze im Hydrauliksystem erzeugt. Aufgrund der vom
Druckmeßsystem
gelieferten Druckwerte kann von einem Rechner eine Berührung des
Prallwerkes mit geeigneten Programmen erkannt werden. Mittels eines Wegmeßsystems,
welches den Abstand, zwischen einem Fixpunkt des Gehäuses und
dem verstellbaren Prallwerk mißt
oder mittels eines Drehwinkelgebers, welcher die Ausschwenkung der
Schwenkachse des Prallwerkes feststellt, wird die Position des Berührungspunktes
und somit des Nullspaltes zwischen dem Rotorumlaufkreis und dem
Brechwerk vom Rechner erkannt. Auf Basis der durch die Erkennung
des Nullspaltes durchgeführten
Kalibrierung kann durch Rückwärtsschwenken
des Prallwerkes, mit Hilfe der Hydraulik und des Wegmeßsystems,
die gewünschte
Spaltweite zwischen den Schlagleisten und dem Prallwerk eingestellt
werden.
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Allen
bekannten Verfahren ist gemein, daß sich der rotierende Teil
des Brechers zur sicheren Funktion der Zerkleinerungsmaschine während des Kalibrierungsvorganges
unbehindert im unbewegten Teil bewegen kann. Dies bedingt eine konstruktive Ausführung, durch
die sichergestellt wird, daß ein
unbehindertes Streifen bzw. Abwälzen
der rotierenden Bauteile an den nicht rotierenden Bauteilen erfolgen kann.
Eine plötzliche
Blockade des Rotors durch das Prallwerk oder durch ein Mahlwerk
ist unter allen Umständen
zu vermeiden, da ansonsten eine Beschädigung der Zerkleinerungsmaschine
erfolgt.
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Hervorstehende
oder zurückspringende Prallwerksstufen
und Mahlstufen, an deren Kanten sich die Schlagleisten, mit ihren
Vorderflächen,
beim Zustellen des Brechwerkes einhängen könnten, sind daher bei den bekannte
Lösungen
zu vermeiden. Ebenso ist eine plötzliche
Blockade des Brechkegels innerhalb des Kegelmantels zu vermeiden.
Dies gilt auch für
mit Schlagleisten und Zahnungen versehenen Prallbrecher, Rotormühlen, Walzenmühlen, Kegelmühlen, Kreiselbrecher
und ähnlichen.
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Bei
den bekannten Maschinen sind daher die Arbeitsflächen von Schlagleisten, Prallwerken
und Mahlwerken konstruktiv derart auszuführen, daß die Prallwerke bzw. Mahlwerke
bei Berührung
durch die Schlagleisten des Rotors vom Rotor weggedrückt werden,
sodaß keineswegs
ein formschlüssiger
Kontakt zwischen den Schlagleisten und Prallwerken bzw. Mahlwerken
entstehen kann. Dies gelingt, wenn der Winkel der Prallwerke gegenüber dem
Rotorkreis, im Spaltbereich, etwa tangential verläuft und der
Winkel der vorderen Arbeitsfläche
der Schlagleiste zur Tangente des Rotorumlaufkreises gemessen, etwa
90 Grad, also radial ausgerichtet ist oder stumpfwinkelig verläuft. Zum
besseren und gefahrlosen Gleiten der Schlagleisten an den sie streifenden Prallwerken
hilft, wenn die Arbeitskanten der Schlagleisten gerundet sind, weil
dann die Gefahr des Einhängens
an etwaigen Kanten des Prallwerkes oder Mahlwerkes redu ziert wird.
Die bekannten Konstruktionen haben sich als nachteilig erwiesen,
weil sie lediglich eine geringe Zerkleinerungsfähigkeit besitzen.
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In
zerkleinerungstechnischer Hinsicht hat sich bei Prallbrechern und
Rotormühlen,
der Einsatz von mehrstufigen Brechwerken, insbesondere der Einsatz
von gestuften und gezahnten Prall- und Mahlwerken, als vorteilhaft
erwiesen, weil dadurch ein hoher Zerkleinerungsgrad erzielbar ist.
Als besonders zerkleinerungswirksam haben sich Ausführungen
erwiesen, bei welchen verstellbare Mahlstufen zum Rotor hingerichtete,
abwechselnd vor und rückspringende
Arbeitsflächen
aufweisen, deren Richtung etwa radial zur Rotormitte gerichtet sind oder
die im spitzen Winkel gegen die Rotordrehrichtung hin geneigt sind.
Bei Kegel- und Kreiselmühlen haben
sich Kegelmäntel
und Kegel mit schneidenartig gerippten Brechleisten als zerkleinerungswirksam herausgestellt.
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Bei
Prallbrechern haben sich Schlagleisten, deren Arbeitsflächen in
Drehrichtung einen spitzen Winkel zur Tangente des Rotorkreises
einnehmen, als besonders zerkleinerungswirksam erwiesen. Als besonders
vorteilhaft haben sich Schlagleisten erwiesen, welche an ihrer Arbeitskante
scharfkantig ausgebildet sind. Ein besonderer Zerkleinerungsvorteil
besteht darin, wenn gleichzeitig Prall- und Mahlwerke mit gestuften radial
hervorragenden und gegen die Drehrichtung des Rotors geneigten Arbeitsflächen vorhanden
sind, sowie Schlagleisten mit in Rotordrehrichtung spitzwinkelig
geneigten Arbeitsflächen
mit scharfen Arbeitskanten. Alle bekannten Verfahren zur Verstellung
und Kalibrierung von Brechspalten und Einstellung von Brechwerkzeugen sind
hinsichtlich der Zerkleinerungswirksamkeit des Brechers auch deshalb
nachteilig, weil sie die Verwendung von Prallwerken und Mahlwerken
mit gestuften oder gezahnten, radial zum Rotor hervorragenden oder
gegen die Rotordrehrichtung geneigten Arbeitsflächen, gleichzeitig von mit
in Rotordrehrichtung spitzwinkelig geneigten Arbeitsflächen und scharfkantigen
Arbeitskanten versehenen Schlagleisten, nicht zulassen, da beim
Streifen der Schlagleisten an den Prall- oder Mahlwerken ein formschlüssiger Kontakt
der Schlagleisten mit den vorstehenden Flächen der Prallwerke bzw. Mahlwerke
zustande kommen kann, was zu einer Beschädigung derselben führen würde.
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Mit
der Erfindung sollen eine Einrichtung und ein Verfahren zur Spaltkalibrierung
bei Herstellung des Nullspaltes und zur Spalteinstellung, insbesondere
bei Prallbrechern, Walzenmühlen,
Rotormühlen, Kegelmühlen, Kreiselbrechern
und ähnlichen
mit gestuften, radial hervorstehenden bzw. spitzwinkelig gegen die
Rotordrehrichtung geneigten Arbeitsflächen von Prallwerken und Mahlwerken
mit Schlagleisten mit radialen und spitzwinkelig in Drehrichtung geneigten
Arbeitsflächen
geschaffen werden, welche eine Berührung dieser Schlagleisten
und dieser Prallwerke zulassen, ohne daß es zu einem formschlüssigen Kontakt
zwischen den Prallwerken bzw. Mahlwerken und den Schlagleisten kommen
kann.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe dadurch, daß eine
Vorrichtung zur Drehrichtungsänderung
des Rotors bzw. des Antriebsmotors vorgesehen ist, welche die Drehrichtung
des Rotors während
einer Annäherung
zwischen den Schlagleisten und den Mahlkörpern, entgegen der üblichen
Arbeitsdrehrichtung umkehrt.
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Dabei
weisen die Schlagleisten oder Rotorzahnungen vorzugsweise auf den
ihren Arbeitsflächen
gegenüberliegenden
Rückseiten,
vorzüglich gekrümmte oder
geneigte Gleitflächen
auf, deren Neigungen zu den Tangenten an den Rotorumlaufkreis in
Drehrichtung einen stumpfen Winkel einnehmen. Sinnvollerweise wird
die radiale Erstreckung der Krümmung
bzw. Neigung zur Rotormitte hin in einer radialen Position erfolgen,
wodurch der natürliche
Verschleiß der
Schlagleiste nicht gestört
wird.
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Die
Zerkleinerungsmaschine besitzt vorzugsweise eine Hydraulikverstellung,
welche es erlaubt, ihr Brechwerk zum Beispiel ein Prallwerk bzw. Mahlwerk
relativ zum Rotor oder umgekehrt, anzunähern oder von diesem zu entfernen.
Die Prallwerke bzw. Mahlwerke bzw. die verstellbaren Rotoren, besitzen
ein geeignetes Wegmeßsystem
bzw. Winkelmeßsystem
mit welchem die Veränderung
der Position zwischen Rotor und Brechwerk festgestellt werden kann.
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Zusätzlich ist
vorzugsweise ein bekanntes Druckmeßsystem mit der Verstellhydraulik
des Prallwerkes bzw. des Mahlwerkes bzw. des Rotors verbunden, bzw.
gegebenenfalls ein bekanntes Zeitmeßsystem, ein Systems zur Feststellung
der Leistung des Antriebsmotors, beispielsweise der Stromaufnahme,
vorhanden. Über
einen geeignete Daten- und Programmspeicher, einen Prozeßrechner
und geeignete Programme werden Meßdaten erfaßt und Abläufe gesteuert.
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Es
liegt im Sinn der Erfindung, daß das
Prallwerk bzw. Mahlwerk eine Schwenkbewegung oder eine Schiebebewegung
gegenüber
dem Rotor ausführt.
Es liegt auch im Sinne der Erfindung, daß der Rotor in radialer Richtung,
wie beispielsweise bei Walzenmühlen,
aber auch in axialer Richtung, wie beispielsweise bei Kreiselmühlen, verschoben
werden kann.
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Die
Herstellung des Nullspaltes erfolgt gemäß der Erfindung derart, daß der Rotor
bei ausgeschalteter Materialaufgabe zunächst in eine gegenüber seiner üblichen
Arbeitsdrehrichtung entgegengerichtete Drehung versetzt wird und
dabei gleichzeitig das Prallwerk bzw. Mahlwerk dem Rotor bzw. der
Rotor dem Mahlwerk so lange angenähert wird, bis die an der Rückseite
der Schlagleiste liegende Gleitfläche an der Arbeitsfläche des
Prallwerkes streift. Sobald die Rückseiten der Schlagleisten
an den Arbeitsflächen
des Brechwerkes bzw. Mahlwerkes streifen, ist der Nullspalt erreicht
und die Kalibrierung ist durchgeführt. Dieser Wert stellt den
kalibrierten Nullspalt dar. Aufgrund der gekrümmten bzw. geneigten Kontur
des Schlagleistenrückens
kann ein formschlüssiger
Kontakt zwischen Schlagleiste und Prallwerk, bzw. Mahlwerk nicht
erfolgen.
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Durch
eine vorhandene bekannte Ventilkombination kann erreicht werden,
daß ein
bestimmter Druck im Hydrauliksystem entsteht und vom streifenden
Prallwerk bzw. Mahlwerk auf die Schlagleisten eine Radialkraft ausgeübt wird.
Dadurch wird eine Bremskraft entgegen der Rotordrehung erzeugt,
wodurch die Energieaufnahme bzw. Stromaufnahme des Antriebsmotors
ansteigt, bzw. dessen Drehgeschwindigkeit sinkt, sobald diese Bremskraft
wirksam wird.
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Die
Erkennung des Nullspaltes erfolgt erfindungsgemäß durch Feststellung der geänderten
Energie – bzw.
Stromaufnahme des Antriebsmotors bzw. der Verlangsamung der Drehzahl
des Rotors bzw. des Antriebsmotors bzw. der Druck änderung
in der Hydraulik bzw. Verlangsamung bzw. Beendigung der Zustellbewegungen.
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Es
können
erfindungsgemäß auch mehrere Kriterien
für die
Erkennung des Nullspaltes herangezogen werden.
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Die
im Zeitpunkt des Anstreifens des Brechwerkes bzw. Mahlwerkes an
den Schlagleisten des Rotors vorhandene Position des Brechwerkes
gegenüber
dem Rotor bzw. gegenüber
dem Gehäuse des
Brechers wird mit Hilfe eines geeigneten bekannten Wegmeßsystems
durch einen bekannten Prozeßrechner,
mit Hilfe eines geeigneten Programms erkannt. Nach Erkennung des
Nullspaltes wird die Rückwärts-Rotation
des Rotors beendet. Auf Basis des erkannten Nullspaltes wird die
Einstellung der gewünschten
Spaltweite mittels der Hydraulik vorgenommen. Dazu wird das Prallwerk
bzw. Mahlwerk vom Rotor bzw. der Rotor vom Mahlwerk so weit entfernt,
bis eine gewünschte
Spaltweite erreicht ist. Nach Einstellung der gewünschten
Spaltweite wird der Rotor mittels der Vorrichtung zur Drehrichtungsänderung,
in die Richtung seiner normalen Arbeitsdrehung in Drehung versetzt,
worauf die Materialaufgabe und der Brechbetrieb erfolgen können.
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Die
Zeichnungen zeigen den Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung beispielhaft
in unterschiedlichen Ausführungen.
Es zeigen:
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1 eine
Zerkleinerungsmaschine eines Prallbrechers bzw. einer Mühle, mit
einem bewegbaren Prallwerk bzw. Mahlwerk schematisch im Schnitt, wobei
die Veränderung
der Spaltweite durch radiale Verschiebung bzw. Schwenken des Prallwerkes
bzw. des Mahlwerkes gegenüber
dem Rotor erfolgt,
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2 eine
Draufsicht auf die Zerkleinerungsmaschine aus 1,
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3 ausschnittsweise
ein Detail des Rotors und diesem gegenüberliegende Mahlkörper.
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4 eine
Zerkleinerungsmaschine vorzüglich
eine Walzenmühle,
mit einem gegenüber
einem starr angeordneten Mahlwerken bewegbaren Rotor, schematisch
im Schnitt, wobei die Veränderung
der Spaltweite durch radiale Verschiebung des Rotors gegenüber dem
Mahlwerk erfolgt,
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5 eine
Zerkleinerungsmaschine vorzüglich
eine Kreiselmühle
mit einem axial verlagerbaren Rotor im Schnitt und
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6 eine
Zerkleinerungsmaschine im Querschnitt.
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Die
Zerkleinerungsmaschine besitzt ein Gehäuse 1 mit einer Einlauföffnung 2 einem
Rotor 3 mit Schlagleisten 4 und einer Rotorwelle 5 um
welche der Rotor durch einen Motor 6 und ein Antriebssystem 7,
vorwiegend ein Keilriemengetriebe, angetrieben wird.
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In
den 1 und 2 befindet sich im oberen Bereich
des Gehäuses 1 ein
als Prallwerk bzw. Mahlwerk verwendbares Brechwerk B. Dieses ist
im Sinne der Erfindung verstellbar gelagert und kann durch mindestens
einen Hydraulikzylinder 9, 9A bezüglich seiner
Entfernung zum Rotor verstellt werden. Bekannterweise kann diese
Bewegung als Schwenkbewegung um Achsen 10 oder aber als Schiebebewegung,
oder als kombinierte Schiebe-, und Schwenkbewegung erfolgen.
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Ein
zweites Brechwerk 11 kann sich unterhalb des ersten Brechwerkes
befinden. Dieses ist sinnvollerweise durch einen Hydraulikzylinder 9B um eine
Achse 12 gegenüber
dem Rotor schwenkbar gelagert. Bekannterweise kann dieses mit Hilfe
geeigneter, nicht gezeichneter Einrichtungen, anstelle der Schwenkbewegung
auch eine Verschiebung des Brechwerkes relativ zum Rotor durchführen. Die Brechwerke 8 und 11 tragen
an ihrer, dem Rotor zugewandten Fläche, geeignete Mahlkörper 13,
mit einer der Drehrichtung des Rotor zugekehrten Arbeitsfläche 14.
Die Schlagleisten 4 besitzen an ihrer in Drehrichtung liegenden
Seite eine Arbeitsfläche 15. Die
Richtung Y der Arbeitsfläche 15 wird
im Sinne einer optimalen Zerkleinerung, gegenüber der Tangentenrichtung des
Rotors im spitzen Winkel verlaufen. An ihrer Rückseite besitzen sie eine im
Winkel Z geneigte Fläche 16 die
zum äußeren Rotorumlaufkreis hin,
sich in Drehrichtung weiter neigend bzw. krümmend verläuft und deren Schnittlinie
mit der Arbeitsfläche 15 eine
Arbeitskante bildet Die Richtung X der Arbeitsfläche 14 der Mahlkörper, wird
im Sinne einer optimalen Zerkleinerung, gegenüber der Tangentenrichtung des
Rotors, im spitzen oder etwa im rechten Winkel oder einem anderen
steilen Winkel verlaufen. Die Richtung Z der Rückenfläche 16, der Schlagleisten 4,
wird im Sinne der Erfindung, gegenüber der Tangentenrichtung des
Rotors, im stumpfen Winkel verlaufen und sich im Bereich des Umlaufkreises
zur Tangentenrichtung hin, gekrümmt
annähern.
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Die
Hydraulikzylinder 9, 9A 91B, sind mit
geeigneten bekannten Wegmeßsystemen 17 verbunden.
Dadurch kann die jeweilige Hubposition des Kolbens bzw. der Befestigungspunkte 10, 12,
der Brechwerke 8, 11, relativ zum Gehäuse 1 und
relativ zur Rotorwelle 5 festgestellt werden.
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Erfindungsgemäß ist ein
bekanntes Regelgerät 18 vorhanden,
welches es erlaubt, die Drehrichtung und Drehzahl des Motor 6 zu ändern und
damit auch den Rotor 3 entweder in Arbeitsdrehrichtung V,
oder entgegen der Arbeitsdrehrichtung, in Richtung W, anzutreiben.
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Ein
geeignetes Hydraulikgerät 19 ist
durch geeignete Druckleitungen 20 mit den Hydraulikzylindern 9, 9A, 9B verbunden.
Geeignete Druckmeßsysteme 21,
welche in der Lage sind, ein vom Druck in den Hydraulikzylindern 9 abhängiges Signal
hervorzubringen, sind durch Datenleitungen 22 mit einem geeigneten
bekannten Prozeßrechner 23 verbunden.
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Ein
bekanntes Strom- bzw. Energiemeßgerät 24,
welches in der Lage ist, ein zur jeweiligen Strom – bzw. Energieaufnahme
des Motors 6 definiertes Signal hervorzubringen, ist durch
geeignete Datenleitungen 25 mit dem Prozeßrechner 23 verbunden.
Die Wegmesser 17 sind durch geeignete Datenleitungen 26 mit
dem Prozeßrechner 23 verbunden.
Ein geeignetes Zeitmeßsystem 27 ist
mit dem Prozeßrechner 23 verbunden.
Ein geeigneter Drehzahlwächter 28 ist über Datenleitungen 29 mit
dem Prozeßrechner 23 verbunden
und ein geeigneter Drehzahlwächter 30 über Datenleitungen 31 mit
dem Prozeßrechner 23 verbunden.
Dadurch ist es möglich,
für den
Fall flexibler Antriebssysteme, die Drehge schwindigkeit des Motors 6 und
des Rotors 3 unabhängig
voneinander zu überwachen.
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Der
Prozeßrechner 23 ist über Datenleitungen 32 mit
der Vorrichtung zur Drehrichtungs- und Drehzahländerung 18 und über Datenleitungen 33 mit
dem Hydraulikgerät 19 verbunden.
Der Motor 6 wird durch Energieleitungen 34 über das
Regelgerät 18 derart
versorgt, daß vom
Motor 6 die vom Rechner 23 vorgegebene Drehrichtung,
Drehzahl und Motorleistung sichergestellt wird.
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In 4 sind
die Brechwerke 8 und 11 starr angeordnet, wobei
der Rotor 3 durch den Hydraulikzylinder 9 an den
Brechwerken 8 und 11 angenähert oder von diesen entfernt
werden kann.
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In 5 liegen
die Schlagleisten 4 auf einem kegelförmigen axial verschiebbaren
Rotor 3 innerhalb eines als Innenkegel geformten Gehäuses 2 welches
in seinem Inneren die Mahlkörper 13 trägt. Die
Mahlkörper 13 verlaufen
von unten nach oben und können
in ihrem Längsverlauf
gerade oder gekrümmt
ausgeführt
sein. Die Annäherung
der Schlagleisten 4 an die Mahlkörper 13 erfolgt durch
axiale Verschiebung der Rotorwelle 5 und des Rotors 3, durch
den Hydraulikzylinder 9. Es liegt im Sinn der Erfindung,
daß anstelle
eines elektrischen Antriebsmotors ein Verbrennungsmotor eingesetzt
bzw. ein hier nicht dargestellter Hydraulikmotor oder ein entsprechendes
Getriebe zur Drehrichtungsänderung eingesetzt
werden kann.