DE102016200912A1 - Verschleißschutzelement für eine Zerkleinerungseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verschleißschutzelement zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung sowie eine Zerkleinerungseinrichtung mit einem solchen Verschleißschutzelement.
- Bei Zerkleinerungseinrichtungen, wie Mahlwalzen, die insbesondere bei Gutbettzerkleinerung von beispielsweise hartem Erz zum Einsatz kommen, findet im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung ein hoher Verschleiß der Oberfläche einer Verschleißfläche, wie beispielsweise der Mahlwalzenoberfläche statt. Um diesem Verschleiß entgegenzuwirken, ist es beispielsweise aus der
DE 2006 010 042 A1 bekannt, zusätzliche Verschleißschutzelemente auf die Oberfläche der Mahlwalze aufzubringen. Bei einem bestimmten Verschleißgrad ist es notwendig, die Verschleißschutzelemente der Mahlwalze auszutauschen, um eine effiziente Mahlung zu garantieren. Der Austausch der Verschleißschutzelemente bedingt beispielsweise lange Stillstandzeiten der Walzenmühle, sowie hohe Wartungskosten. - Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verschleißschutzelement bereitzustellen, das eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, um die Wartungsintervalle zum Austausch der Verschleißschutzelemente zu erhöhen, wobei das Verschleißschutzelement gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verschleißschutzelement mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Die Erfindung umfasst nach einem ersten Aspekt ein Verschleißschutzelement zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung, wobei das Verschleißschutzelement einen Befestigungsbereich, der mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche verbindbar ist und einen Verschleißbereich aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche hervorsteht. Der Befestigungsbereich umfasst ein Material, das eine geringere Verschleißfestigkeit aufweist als das Material des Verschleißbereichs, wobei sich der Verschleißbereich in der Höhe des Verschleißschutzelements über den Befestigungsbereich hinaus erstreckt.
- Bei der Zerkleinerungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Walzenmühle, einen Walzenbrecher, eine Hammermühle oder eine Vertikalrollenmühle, wobei die Verschleißfläche insbesondere die im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung einem hohen Verschleiß ausgesetzte Oberfläche einer Mahlwalze, die Hammerwerkzeuge und die Oberfläche der Mahlbahn einer Hammermühle oder die Oberfläche der Rollen und des Mahltellers einer Vertikalrollenmühle ist.
- Das Verschleißschutzelement ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet oder weist einen viereckigen Querschnitt auf. Insbesondere ist ein Ende der Verschleißschutzelemente derart ausgebildet, dass es an der Oberfläche der Verschleißfläche, insbesondere in einer Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche, befestigbar ist. Insbesondere ist das Verschleißschutzelement plattenförmig ausgebildet. Dies ist insbesondere bei der Anwendung eines solchen Verschleißschutzelementes auf beispielsweise einer Mahlbahn einer Hammermühle oder eine Vertikalrollenmühle vorteilhaft.
- Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise derart angeordnet, dass er im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist. Insbesondere dient der Befestigungsbereich der Befestigung des Verschleißschutzelementes an der Oberfläche der Verschleißfläche. Der Verschleißbereich ist an dem Befestigungsbereich angeordnet und erstreckt sich in der Höhe des Verschleißschutzelements über den Befestigungsbereich hinaus, sodass der Verschleißbereich dem Großteil des auf das Verschleißschutzelements wirkenden Verschleiß ausgesetzt ist. Ein solches Verschleißschutzelement ist wesentlich kostengünstiger herstellbar, da auf die Ausbildung des gesamten Verschleißschutzelements aus dem teureren verschleißfesteren Material verzichtet werden kann. Der Bereich des Verschleißschutzelements, der keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, weist ein weniger verschleißfestes Material auf, das geringere Materialkosten bedingt.
- Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst das Material des Verschleißbereichs einen keramischen Werkstoff, wie beispielsweise Wolframcarbid WC, Titancarbid TiC, Titancarbonitrid TiCN, Vanadiumcarbid VC, Chromcarbid CrC, Tantalcarbid TaC, Borcarbid BC, Niobcarbid NbC, Molybdäncarbid Mo2C, Aluminiumoxid AI2O3, Zirkonoxid ZrO2, oder Siiliziumcarbid SiC. Des Weiteren sind in dem Verschleißbereich vorzugsweise Partikel aus Industrie-Diamanten, insbesondere hochfeste Keramiken, in eine keramische oder metallische Matrix eingebettet.
- Das Material des Befestigungsbereichs umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Stahl, wie beispielsweise einen vergüteten Baustahl.
- Der Befestigungsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Verschleißbereiches auf, der derart ausgebildet ist, dass er den Verschleißbereich relativ zu dem Befestigungsbereich zentriert. Der Aufnahmebereich ist vorzugsweise an der dem Verschleißbereich zugewandten Seitenfläche des Befestigungsbereichs ausgebildet. Insbesondere ist die dem Befestigungsbereich zugewandte Fläche des Verschleißbereichs derart ausgebildet, dass sie mit dem Aufnahmebereich zusammenwirkt.
- Der Aufnahmebereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest eine Aussparung und der Verschleißbereich einen Vorsprung auf, der mit der Aussparung zusammenwirkt. Insbesondere weist der Aufnahmebereich einen Vorsprung und der Verschleißbereich eine entsprechende Aussparung auf.
- Das Verschleißschutzelement weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine stirnseitige Aussparung, insbesondere eine Bohrung, auf, die in Richtung der Verschleißfläche der Zerkleinerungseinrichtung weist. Vorzugsweise weist der Befestigungsbereich die stirnseitige Aussparung auf. Die Aussparung ist insbesondere koaxial zu dem Verschleißschutzelement ausgebildet. Eine solche Aussparung bewirkt eine Materialersparnis des Befestigungsbereichs und somit eine Kostenreduktion des Verschleißschutzelements.
- Der Befestigungsbereich ist gemäß einer weiteren Ausführungsform hülsenförmig ausgebildet. Ein hülsenförmiger Befestigungsbereich bietet den Vorteil einer besonders einfachen Herstellbarkeit.
- Der Verschleißbereich ist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Bereichs des Befestigungsbereichs angeordnet. Der zumindest teilweise um den Verschleißbereich angeordnete hülsenförmige Befestigungsbereich bietet den Vorteil einer einfachen Anordnung des Verschleißbereiches an dem Befestigungsbereich sowie einer einfachen Nachbearbeitung des Mantels des Verschleißschutzelements.
- Der Befestigungsbereich und der Verschleißbereich sind gemäß einer weiteren Ausführungsform stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt oder gelötet. Eine Verschraubung des Verschleißbereichs und des Befestigungsbereichs ist ebenfalls denkbar. Eine stoffschlüssige Verbindung bietet eine einfache Möglichkeit der Befestigung des Verschleißbereichs an dem Befestigungsbereich, wobei der Verschleißbereich vorzugsweise lösbar an dem Befestigungsbereich angebracht ist, sodass bei einem Verschleiß des Verschleißbereichs dieser auf einfache Weise austauschbar ist. Ein Austausch des Befestigungsbereichs ist somit im Verschleißfall des Verschleißbereichs nicht notwendig.
- Der Befestigungsbereich umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 45%, vorzugweise weniger als 30%, höchstvorzugshalber weniger als 20% des Verschleißschutzelementes.
- Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Zerkleinerungseinrichtung aufweisend eine Verschleißfläche und ein Verschleißschutzelement wie voran beschrieben, wobei das Verschleißschutzelement zumindest teilweise in einer Ausnehmung in der Oberfläche Verschleißfläche, insbesondere einer Mahlwalze, angebracht ist.
- Die mit Bezug auf das Verschleißschutzelement beschriebenen Vorteile treffen auch auf die Zerkleinerungseinrichtung mit einem solchen Verschleißschutzelement zu.
- Der Befestigungsbereich des Verschleißschutzelements ist gemäß einer weiteren Ausführungsform mit der Mahlwalze stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet. Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich mit der Ausnehmung in der Verschleißfläche gelötet geklebt oder verschweißt.
- Die Zerkleinerungseinrichtung ist beispielsweise eine Mahlwalze zur Gutbettzerkleinerung oder eine Vertikalrollenmühle.
- Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungseinrichtung in einer Frontansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel. -
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Mahlwalze der Zerkleinerungseinrichtung gemäß1 . -
3 –7 zeigt schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele von Verschleißschutzelementen in einer Querschnittsansicht. - In
1 ist eine Zerkleinerungseinrichtung10 , insbesondere eine Walzenmühle schematisch dargestellt. Die Zerkleinerungseinrichtung10 umfasst zwei schematisch als Kreise dargestellten Mahlwalzen mit Verschleißflächen12 ,14 , die den gleichen Durchmesser aufweisen und nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Verschleißflächen12 ,14 der Mahlwalzen ist ein Mahlspalt ausgebildet, der beispielsweise in der Größe einstellbar ist. - Im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung
10 rotieren die Mahlwalzen in durch die Pfeile dargestellte Rotationsrichtung gegenläufig zueinander, wobei Mahlgut in Fallrichtung den Mahlspalt durchläuft und gemahlen wird. -
2 zeigt einen Endbereich einer Mahlwalze, die eine Verschleißfläche12 aufweist, an der Verschleißschutzelemente16 angebracht sind. Die Verschleißschutzelemente16 sind in dem äußeren Umfang der Oberfläche der Mahlwalze angebracht. Beispielhaft weisen die zueinander beabstandeten, nebeneinander angeordneten Verschleißschutzelemente16 der2 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Verschleißschutzelemente16 über die Oberfläche der Mahlwalze in der Größe, der Anzahl, der Querschnittsform und der Anordnung zueinander variieren, um beispielsweise lokale Unterschiede der Abnutzung im Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung10 auszugleichen. - Ferner weist die Mahlwalze an ihrem Ende angebrachte Verschleißschutzeckelemente
17 auf, die beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in Reihe derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie über den Umfang der Mahlwalze einen Ring ausbilden. Es sind außerdem weitere Querschnittsformen der Verschleißschutzeckelemente17 denkbar, die von der in2 gezeigten Querschnittsform abweichen. Auch eine zueinander beabstandete Anordnung der Verschleißschutzeckelement17 ist möglich. In2 ist beispielhaft nur das linke Ende der Mahlwalze mit der Verschleißfläche12 gezeigt, wobei das nicht gezeigte rechte Ende vorteilhafterweise im Aufbau identisch ist. -
3 zeigt ein Verschleißschutzelement16a , das in einer Ausnehmung26 in mit der Verschleißfläche12 der Mahlwalze gemäß1 und2 angeordnet ist. Das Verschleißschutzelement16a weist einen Befestigungsbereich24 und einen Verschleißbereich22 auf, wobei der Befestigungsbereich in der Ausnehmung26 an der Oberfläche des Verschleißfläche12 der Mahlwalze angeordnet ist und mit der Verschleißfläche12 der Mahlwalze verbunden ist. Beispielsweise ist das Verschleißschutzelement16a an dem Befestigungsbereich24 mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche12 der Mahlwalze stoffschlüssig, insbesondere verschweißt, verlötet oder verklebt oder formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt oder verkeilt. Der Verschleißbereich22 des Verschleißschutzelements16a ist zumindest teilweise außerhalb der Ausnehmung26 in der Verschleißfläche12 angeordnet, sodass dieser in radialer Richtung der nicht dargestellten Mahlwalze aus der Oberfläche der Verschleißfläche12 hervorsteht. Der Befestigungsbereich24 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel des gesamten Verschleißschutzelements16a , wobei der Verschleißbereich22 in etwa die weiteren zwei Drittel umfasst. Der Befestigungsbereich24 weist einen Aufnahmebereich18 auf, der die dem Verschleißbereich22 zugewandte Fläche des Befestigungsbereichs umfasst. Der Aufnahmebereich18 ist zwischen dem Verschleißbereich22 und dem Befestigungsbereich24 angeordnet und insbesondere gewölbt ausgebildet, sodass der Befestigungsbereich24 des Verschleißschutzelements16a an dem dem Verschleißbereich22 zugewandten Ende eine nach innen weisende Wölbung aufweist. Diese Wölbung dient der Positionierung des Verschleißbereichs22 auf dem Befestigungsbereich24 . - Der Verschleißbereich
22 des Verschleißschutzelements16a weist ein Material mit einer höheren Verschleißfestigkeit auf als das Material des Befestigungsbereichs24 . Beispielsweise weist der Verschleißbereich22 einen keramischen Werkstoff, wie zum Beispiel Wolframcarbid, Titancarbid, Titancarbonitrid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Tantalcarbid, Borcarbid, Niobcarbid, Molybdäncarbid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, oder Siiliziumcarbid auf. Des Weiteren können im Verschleißbereich auch Partikel aus Industrie-Diamanten bzw. hochfesten Keramiken in eine keramische oder metallische Matrix eingebettet sein. Beispielsweise weist der Verschleißbereich ein Matrixmaterial auf, in dem eine Mehrzahl von Partikeln angeordnet sind. Bei den Partikeln handelt es sich insbesondere um ein hochverschleißfestes Material, das beispielsweise Diamant, Keramik oder Titan umfasst. Das Matrixmaterial umfasst beispielsweise Wolframcarbid. Die Partikel sind insbesondere stoffschlüssig beispielsweise durch Sintern mit dem Matrixmaterial verbunden. - Im Betrieb der Zerkleinerungseirichtung
10 sind die Verschleißschutzelemente16a einem hohen Verschleiß ausgesetzt, wobei insbesondere der aus der Oberfläche der Verschleißflächen12 ,14 der Mahlwalzen hervorstehende Verschleißbereich22 der Verschleißschutzelemente16a verschleißt. Das verschleißfeste Material des Verschleißbereichs22 verringert den Verschleiß der Verschleißschutzelemente16a erheblich. Des Weiteren wird auf eine Ausbildung des Befestigungsbereichs, der keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, aus dem teureren, verschleißfesteren Werkstoff verzichtet. -
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verschleißschutzelements16b , wobei die Verschleißfläche mit der Ausnehmung26 , in der das Verschleißschutzelement16b angeordnet ist, nicht dargestellt ist.4 zeigt ein Verschleißschutzelement16b , das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement16a der1 entspricht, wobei der Aufnahmebereich, insbesondere der dem Verschleißbereich22 zugewandten Bereich des Befestigungsbereichs24 des Verschleißschutzelements16b eine Aussparung aufweist, die mit einem Vorsprung in der dem Befestigungsbereich24 zugewandten Bereich des Verschleißschutzbereichs22 zusammenwirkt. Eine solche Aussparung in dem Befestigungsbereich24 dient insbesondere der Positionierung des Verschleißbereichs22 auf dem Befestigungsbereich24 , wobei der Verschleißbereich relativ zu dem Befestigungsbereich24 zentriert wird. Die Aussparung ist beispielsweise zylinderförmig und zentriert ausgebildet. -
5 zeigt ein Verschleißschutzelement16c , das einen im Wesentlichen hülsenförmigen Befestigungsbereich24 aufweist, wobei sich dieser entlang der Mantelfläche des Verschleißbereichs22 erstreckt und der Verschleißbereich22 zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Befestigungsbereichs24 angeordnet ist. Der hülsenförmige Befestigungsbereich24 ist aus einem weicheren, weniger verschleißfesten Material als der Verschleißbereich22 ausgebildet. Der Verschleißbereich22 des Verschleißschutzelements16c erstreckt sich in Längsrichtung des Verschleißschutzelements16c über den hülsenförmigen Befestigungsbereich24 hinaus sodass der Verschleißbereich22 aus dem hülsenförmigen Befestigungsbereich24 hervorsteht. Der Verschleißbereich22 erstreckt sich insbesondere in radialer Richtung der Mahlwalze über den Befestigungsbereich24 hinaus. -
6 zeigt ein Verschleißschutzelement16d , das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement16c der5 entspricht mit dem Unterschied, dass das Verschleißschutzelement16d in seinem Befestigungsbereich24 eine Aussparung20 aufweist. Die Aussparung20 ist stirnseitig in dem Befestigungsbereich24 angebracht und beispielsweise zylinderförmig oder konusförmig ausgebildet. Die Aussparung ist besondere koaxial zu dem Verschleißschutzelement16d ausgebildet und dient beispielsweise der Befestigung des Verschleißschutzelements16d in der Ausnehmung26 in der Verschleißfläche der Zerkleinerungseinrichtung10 . Ferner bedingt die Aussparung20 eine erhebliche Materialersparnis des Befestigungsbereichs24 . -
7 zeigt ein Verschleißschutzelement16e , das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement16a der3 entspricht mit dem Unterschied, dass das Verschleißschutzelement16e in dem Befestigungsbereich24 eine Aussparung20 gemäß der6 aufweist. Der Aufnahmebereich18 des Verschleißschutzelements16e ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Eine gewölbte Ausbildung ist ebenfalls denkbar. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Zerkleinerungseinrichtung / Walzenmühle
- 12
- Verschleißfläche / Mahlwalze
- 14
- Verschleißfläche / Mahlwalze
- 16a–e
- Verschleißschutzelement
- 17
- Verschleißschutzeckelement
- 18
- Aufnahmebereich
- 20
- Aussparung
- 22
- Verschleißbereich
- 24
- Befestigungsbereich
- 26
- Ausnehmung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2006010042 A1 [0002]
Claims (12)
- Verschleißschutzelement (
16a –e) zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung (26 ) in der Oberfläche einer Verschleißfläche (12 ,14 ) einer Zerkleinerungseinrichtung (10 ), wobei das Verschleißschutzelement (16a –e) einen Befestigungsbereich (24 ), der mit der Ausnehmung (26 ) in der Oberfläche der Verschleißfläche (12 ,14 ) verbindbar ist und einen Verschleißbereich (22 ) aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche (12 ,14 ) hervorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (24 ) ein Material umfasst, das eine geringere Verschleißfestigkeit aufweist als das Material des Verschleißbereichs (22 ) und wobei sich der Verschleißbereich (22 ) in der Höhe des Verschleißschutzelements (16a –e) über den Befestigungsbereich (24 ) hinaus erstreckt. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach Anspruch 1, wobei das Material des Verschleißbereichs (22 ) einen keramischen Werkstoff umfasst. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material des Befestigungsbereichs (24 ) einen Stahl umfasst. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsbereich (24 ) einen Aufnahmebereich (18 ) zur Aufnahme des Verschleißbereiches (22 ) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er den Verschleißbereich (22 ) relativ zu dem Befestigungsbereich (24 ) zentriert. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach Anspruch 4, wobei der Aufnahmebereich (18 ) zumindest eine Aussparung und der Verschleißbereich (22 ) einen Vorsprung aufweist, der mit der Aussparung zusammenwirkt. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschleißschutzelement eine stirnseitige Aussparung (20 ), insbesondere eine Bohrung, aufweist, die in Richtung der Verschleißfläche (12 ,14 ) der Zerkleinerungseinrichtung (10 ) weist. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsbereich (24 ) hülsenförmig ausgebildet ist. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach Anspruch 7, wobei der Verschleißbereich (22 ) zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Bereichs des Befestigungsbereichs (24 ) angeordnet ist. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach einem vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsbereich (24 ) und der Verschleißbereich (22 ) stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt oder gelötet sind. - Verschleißschutzelement (
16a –e) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsbereich (24 ) weniger als 45%, vorzugweise weniger als 30%, höchstvorzugshalber weniger als 20% des Verschleißschutzelementes (16a –e) umfasst. - Zerkleinerungseinrichtung (
10 ) aufweisend eine Verschleißfläche (12 ,14 ) und ein Verschleißschutzelement (16a –e) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verschleißschutzelement (16a –e) zumindest teilweise in einer Ausnehmung (26 ) in der Oberfläche Verschleißfläche (12 ,14 ) angebracht ist. - Zerkleinerungseinrichtung (
10 ) nach Anspruch 11, wobei der Befestigungsbereich (24 ) des Verschleißschutzelements (16a –e) mit der Mahlwalze (12 ,14 ) stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet ist.
Priority Applications (12)
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