DE102013102407A1

DE102013102407A1 - Paddle wheel for the degradation of materials from a composite material in particular high hardness

Info

Publication number: DE102013102407A1
Application number: DE102013102407.6A
Authority: DE
Inventors: Viktor Raaz; Franz-Otto Geesmann; Edeltraud Butterbach; Bastian Hofmann; Christian Gruszien
Original assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: KOCH SOLUTIONS GMBH, DE
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: CA2904147A1; DE102013102407B4; CN105008621A; WO2014139927A2; MA38471B1; WO2014139927A3; CL2015002554A1; CA2904147C; AU2014230973A1; EA030626B1; MA38471A1; PE20151823A1; AU2014230973B2; CN105008621B; EA201591528A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaufelrad (1) zum Abbau von Materialien aus einem Materialverband (25) insbesondere hoher Härte, mit einem Grundkörper (10), der sich um eine Schaufelradrotationsachse (11) erstreckt und an dem auf dem Umfang verteilt mehrere Schaufeln (12) mit Schaufelmessern (13) aufgenommen sind und wobei an jedem Schaufelmesser (13) mehrere Schneidzähne (14) angeordnet sind, die durch Rotation des Grundkörpers (10) um die Schaufelradrotationsachse (11) auf jeweiligen Kreisbahnen (15, 16) bewegbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schneidzähne (14), die auf zueinander benachbarten Schaufelmessern (13) aufgenommen sind, wenigstens teilweise zueinander versetzt angeordnet sind, sodass diese auf in Richtung zur Schaufelradrotationsachse (11) versetzten Kreisbahnen (15, 16) bewegbar sind. The present invention relates to a paddle wheel (1) for removing materials from a material dressing (25), in particular of high hardness, comprising a base body (10) which extends around a paddle wheel rotation axis (11) and at the periphery of which a plurality of blades (12 ) are received with blade blades (13) and wherein on each blade blade (13) a plurality of cutting teeth (14) are arranged, which are movable by rotation of the base body (10) about the Schaufelradrotationsachse (11) on respective circular paths (15, 16). According to the invention, the cutting teeth (14), which are accommodated on blade blades (13) which are adjacent to one another, are arranged at least partially offset relative to one another, so that they can be moved on circular paths (15, 16) offset in the direction of the blade wheel rotation axis (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaufelrad zum Abbau von Materialien aus einem Materialverband insbesondere hoher Härte, mit einem Grundkörper, der sich um eine Schaufelradrotationsachse erstreckt und an dem auf dem Umfang verteilt mehrere Schaufeln mit Schaufelmessern aufgenommen sind und wobei an jedem Schaufelmesser mehrere Schneidzähne angeordnet sind, die durch Rotation des Grundkörpers um die Schaufelradrotationsachse auf jeweiligen Kreisbahnen bewegbar sind. Die Erfindung richtet sich ferner auf eine Schaufel für ein Schaufelrad sowie auf ein Verfahren zum Abbau von Materialien mit einem solchen Schaufelrad. The present invention relates to a paddle wheel for the degradation of materials from a material bond, in particular high hardness, with a base body which extends around a Schaufelradrotationsachse and on the circumferentially distributed a plurality of blades are received with blade blades and wherein a plurality of cutting teeth are arranged on each blade knife, which are movable by rotation of the body about the Schaufelradrotationsachse on respective circular paths. The invention further relates to a blade for a paddle wheel and to a method for the degradation of materials with such a paddle wheel.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Schaufelräder finden insbesondere für Schaufelradbagger Anwendung, und Schaufelradbagger werden üblicherweise im offenen Tagebau zum Abtragen und zum Abtransport großer Mengen an Materialien verwendet. Dabei wird das Material aus einem Materialverband gelöst, und der Materialverband kann beispielsweise ein Gebirgsverband oder auch eine künstlich aufgeschüttete Halde sein. Harte Materialien weisen dabei Druckfestigkeiten von mehr als 5,0 MPa auf, sodass Schaufelräder in besonderer Weise ausgeführt werden müssen, um der größeren Härte des Materialverbandes gerecht zu werden. Paddle wheels find particular utility for bucket wheel excavators, and paddle wheel excavators are commonly used in open pit mining for the removal and removal of large quantities of materials. The material is released from a composite material, and the material dressing can be, for example, a mountain band or an artificially heaped heap. Hard materials have compressive strengths of more than 5.0 MPa, so that paddle wheels must be performed in a special way to meet the greater hardness of the material association.

Das Schaufelrad wird durch einen Antrieb des Schaufelradbaggers um seine Schaufelradrotationsachse in Rotation versetzt, und das abzubauende Material wie Braunkohle, Kreide, Kalkstein und dergleichen wird durch das rotierende Schaufelrad aus dem Materialverband gelöst und in Schaufeln vertikal angehoben, um anschließend auf ein Transportband zum Weitertransport zu gelangen. Harte Abbaumaterialien sind beispielsweise Hartbraunhohle, Steinkohle, Mergel oder dergleichen. Als tragende Grundstruktur weist das Schaufelrad einen Grundkörper auf, der um die Schaufelradrotationsachse rotiert, die etwa horizontal zur Abraumböschung des Gebirgsverbands verläuft, und durch den Schaufelradbagger wird das Schaufelrad zur Erzeugung eines Vorschubes etwa in Richtung zur Schaufelradrotationsachse seitlich verschwenkt. Hierzu weist der Schaufelradbagger einen Oberbau auf, und die Verschwenkung kann durch Drehung auf einem Raupenfahrwerk ausgeführt werden, jedoch besteht auch die Möglichkeit, dass das Schaufelrad durch Verfahren des Schaufelradbaggers mittels des Raupenfahrwerkes relativ zum Gebirgsverband bewegt wird. The paddle wheel is rotated about its paddle wheel axis by a drive of the paddle wheel excavator, and the material to be degraded, such as lignite, chalk, limestone, and the like, is released from the composite of material by the rotating paddle wheel and vertically lifted in buckets, and then transferred to a conveyor belt for onward transport reach. Hard decomposition materials are, for example, hard-brown hollow, hard coal, marl or the like. As a supporting basic structure, the paddle wheel on a base body which rotates about the Schaufelradrotationsachse extending approximately horizontally to the overburden of the mountain band, and by the bucket wheel excavator, the paddle wheel is pivoted laterally to produce a feed approximately in the direction of Schaufelradrotationsachse. For this purpose, the bucket wheel excavator on a superstructure, and the pivoting can be performed by rotation on a crawler, but there is also the possibility that the impeller is moved by moving the bucket wheel by means of the crawler track relative to the mountain range.

Am etwa zylindrischen Grundkörper sind mehrere Schaufeln angeordnet, welche Schaufelmesser mit einer Vielzahl von Schneidzähnen besitzen. Häufig sind dabei jeder Schaufel ein Hauptschaufelmesser und ein oder mehrere sogenannte Vorschneider zugeordnet, und das durch die Schneidzähne aus dem Materialverband gelöste Material gelangt in die Schaufel und anschließend auf das Transportband des Schaufelradbaggers. At approximately cylindrical base body a plurality of blades are arranged, which have blade diameter with a plurality of cutting teeth. Frequently, each blade is associated with a main blade and one or more so-called precut, and the material dissolved by the cutting teeth from the material association enters the blade and then on the conveyor belt of the bucket wheel excavator.

Beispielsweise zeigt die DE 10 2004 033 934 A1 ein Schaufelrad zum Abbau von Materialien aus einem Materialverband, und das Schaufelrad wird mit einem Schaufelradbagger zum Tiefschnitt unterhalb seiner Aufstandsfläche betrieben. Am Grundkörper des Schaufelrades sind mehrere Schaufeln angeordnet, und die Schaufeln besitzen etwa dreieck- oder trapezförmige Schaufelmesser, auf denen mehrere Schneidzähne angeordnet sind. Durch die seitliche Verschwenkung des Auslegers des Schaufelradbaggers gelangt immer ein Seitenabschnitt des Schaufelmessers in Eingriff mit dem Materialverband, sodass abhängig von der Schwenkrichtung des Auslegers des Schaufelradbaggers entweder ein linker oder ein rechter Seitenabschnitt, der als Segment bezeichnet ist, in Eingriff mit dem Materialverband gelangt. For example, the shows DE 10 2004 033 934 A1 a paddle wheel for the removal of materials from a composite material, and the paddle wheel is operated with a bucket wheel excavator to the bottom section below its footprint. On the main body of the paddle wheel a plurality of blades are arranged, and the blades have approximately triangular or trapezoidal blade diameter, on which a plurality of cutting teeth are arranged. By the lateral pivoting of the boom of the bucket wheel excavator always reaches a side portion of the blade blade into engagement with the material association, so depending on the pivoting direction of the boom of the bucket wheel either a left or a right side portion, which is referred to as a segment, comes into engagement with the material association.

Im Grundkörper des Schaufelrades sind entsprechend der Anzahl der auf dem Schaufelrad befestigten Schaufeln entweder radial ausgestreckte Zellen oder Ringräume vorgesehen, in welche die gebaggerte Materialmasse beim Anheben der Schaufel entweichen kann, um den Grabvorgang nicht zu erschweren. Um die Entleerung der Zellen oder Ringräume insbesondere bei klebrigen Materialien nicht zu gefährden, ist eine zu hohe Anzahl der Zellen beziehungsweise Ringräume auf dem Grundkörper nicht erwünscht. Bei kleinen Schaufelrädern im Bereich von 4 m bis 5 m Durchmesser kann die Anzahl der Ringräume auf ca. 10 bis 15 und bei großen Schaufelrädern mit 15 m bis 20 m Durchmesser auf ca. 20 bis 25 begrenzt werden. In the main body of the paddle wheel, either radially outstretched cells or annular spaces are provided corresponding to the number of blades mounted on the paddle wheel, into which the dredged material mass can escape during lifting of the blade in order not to complicate the digging process. In order not to endanger the emptying of the cells or annuli especially in sticky materials, too high a number of cells or annuli on the body is not desirable. For small paddle wheels in the range of 4 m to 5 m diameter, the number of annular spaces can be limited to about 10 to 15 and for large paddle wheels with 15 m to 20 m diameter to about 20 to 25.

Neben den gezeigten dreieck- oder trapezförmigen Schaufelmessern sind Schaufeln mit einem U-förmigen Schaufelrahmen bekannt, der auf dem Grundkörper rechts und links von den Zellen- beziehungsweise Ringräumen mit Bolzen und Keilen am Grundkörper befestigt ist, wobei jede Schaufel wenigstens einen Schaufelrücken zur Materialaufnahme und ein Schaufelmesser aufweist, auf welchem in der Regel die Schneidzähne befestigt sind. In addition to the triangular or trapezoidal blade blades shown blades with a U-shaped blade frame are known, which is attached to the body to the right and left of the cell or annular spaces with bolts and wedges on the body, each blade at least one blade back for receiving material and a Blade knife on which usually the cutting teeth are attached.

Die Seitenabschnitte der Schaufelmesser besitzen, bezogen auf die Schaufelradrotationsachse, einen steilen Anstellwinkel. Dieser Anstellwinkel bezieht sich auf den unteren Teil der Seitenabschnitte, die gerade noch aktiv am Grabprozess beteiligt sind. Bei den bekannten Schaufelradformen liegt dieser Winkel typischerweise über 60°. Dadurch lässt sich ein rel ativ steiler Winkel zwischen der Seiten- und der Frontschnittböschung der Schaufel realisieren. The side sections of the blade blades have a steep angle of attack relative to the paddle wheel axis of rotation. This angle of attack refers to the lower part of the side sections, which are still actively involved in the digging process. In the known Schaufelradformen this angle is typically over 60 °. This makes it possible to realize a relatively steep angle between the side and front cutting slopes of the blade.

Beim Baggern von härteren Materialien mit Druckfestigkeiten von mehr als 5 MPa kommt es nicht selten vor, dass die Anzahl der Schaufelmesser höher sein muss als die Anzahl der Schaufeln beziehungsweise der Zellen- oder Ringräume auf dem Schaufelrad. In diesem Fall ist die Befestigung von einem oder mehreren zusätzlichen Schaufelmessern ohne Schaufelrücken, auch Vorschneider genannt, auf einem Ringträger des Grundkörpers des Schaufelrades bekannt. Die Zahnbestückung, also die Anordnung und die Anstellung der Schneidzähne, ist für alle Schaufelmesser inklusive dem sogenannten Vorschneider gleich, um einen gleichen Grabquerschnitt zu gewährleisten. When digging harder materials with compressive strengths of more than 5 MPa, it is not uncommon that the number of blades must be higher than the number of blades or the cell or annular spaces on the paddle wheel. In this case, the attachment of one or more additional blade blades without blade back, also known as pre-cutter, on a ring carrier of the main body of the paddle wheel is known. The Zahnbestückung, ie the arrangement and the employment of the cutting teeth, is the same for all blade blades including the so-called pre-cutter to ensure a same grave cross-section.

Beim Schneiden von härteren Materialien mit einer Druckfestigkeit von über 5,0 MPa hat sich indes gezeigt, dass die Grabkraftbelastung auf einem Schneidzahn sehr hoch werden kann, sodass die Anzahl der Schneidzähne auf einem Schaufelmesser wesentlich erhöht werden muss, um die Grabquerschnitte für jeden einzelnen Schneidzahn zu verringern. Eine zu hohe Anzahl der Zähne auf einem Schaufelmesser ist jedoch aufgrund des verfügbaren Raums zur Anordnung der Schneidzähne auf dem Schaufelmesser begrenzt und verschlechtert dabei den Materialfluss gelöster Materialbrocken aus dem Materialverband. Ferner soll das Ziel verfolgt werden, dass weniger vereinzelt starke Grabkraftstöße in das Gesamtsystem des Schaufelradbaggers eingeleitet werden sondern mehrere abgeschwächte Grabkraftstöße, sodass sich die auftretenden Grabkräfte im Wesentlichen vergleichmäßigen. However, when cutting harder materials with a compressive strength greater than 5.0 MPa, it has been found that the burial force load on a cutting tooth can become very high, so that the number of cutting teeth on a blade must be substantially increased to the grave cross sections for each individual cutting tooth to reduce. However, an excessive number of teeth on a bucket blade is limited due to the space available for arranging the cutting teeth on the bucket blade, thereby degrading the material flow of dissolved chunks of material from the composite material. Furthermore, the aim is to be pursued that less sporadic strong grave power surges are introduced into the overall system of the bucket wheel excavator but several attenuated grave force surges, so that the occurring digging forces substantially uniform.

Weiterhin hat sich gezeigt, dass besonders beim Baggern von vielen Nutzmineralien wie Kohle, Kreide, Kalkstein und dergleichen, ein höherer Zerkleinerungsgrad mit Limitierung der maximalen Brockengrößen erwünscht ist. Ein definierter Grabquerschnitt für jeden einzelnen Schneidzahn setzt einen ausreichend großen Abstand zwischen zwei benachbarten Schneidzähnen auf einem Schaufelmesser voraus. Auch beim Durchschlagen von Harteinschlüssen, beispielsweise Siderit-, Toneisenstein- oder Flintsteinschichten und Flintsteinknollen, ist ein größerer Abstand der benachbarten Schneidzähne am Umfang des Schaufelrades von Vorteil. Jedoch muss auch die Größe des Schaufelrades begrenzt bleiben, welches ferner zudem in Richtung zur Schaufelradrotationsachse nicht beliebig verbreitert werden kann, um bei einer großen Anzahl von Schneidzähnen hinreichende Abstände zwischen den Schneidzähnen zu gewährleisten. Furthermore, it has been shown that especially when excavating many useful minerals such as coal, chalk, limestone and the like, a higher degree of comminution with limitation of the maximum chunk sizes is desired. A defined grave cross section for each individual cutting tooth requires a sufficiently large distance between two adjacent cutting teeth on a blade knife. Even when penetrating hard inclusions, such as siderite, Toneisenstein- or Flintsteinschichten and Flintsteinknollen, a greater distance of the adjacent cutting teeth on the circumference of the impeller is advantageous. However, the size of the impeller must also be limited, which furthermore can not be arbitrarily widened in the direction of the impeller rotation axis in order to ensure sufficient spacing between the cutting teeth in the case of a large number of cutting teeth.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Schaufelrades zum Abbau von härteren Materialien mit einer vergrößerten Anzahl von Schneidzähnen, denen jeweils ein definierter Grabquerschnitt zugeordnet werden kann. Insbesondere soll dabei die Brockengröße des abgebauten Materials begrenzt bleiben. The object of the invention is the development of a paddle wheel for the degradation of harder materials with an increased number of cutting teeth, each of which a defined grave cross-section can be assigned. In particular, the chunk size of the mined material should remain limited.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schaufelrad zum Abbau von Materialien aus einem Materialverband gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ausgehend von einer Schaufel für ein solches Schaufelrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 und ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 12 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved starting from a paddle wheel for the degradation of materials from a material dressing according to the preamble of claim 1, starting from a blade for such a paddle wheel according to the preamble of claim 10 and starting from a method according to claim 12 with the respective characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Schneidzähne, die an zueinander benachbarten Schaufelmessern aufgenommen sind, wenigstens teilweise zueinander versetzt angeordnet sind, sodass diese auf in Richtung zur Schaufelradrotationsachse versetzten Kreisbahnen bewegbar sind. The invention includes the technical teaching that the cutting teeth, which are accommodated on mutually adjacent blade blades, are at least partially offset from each other, so that they are movable in the direction of the Schaufelradrotationsachse offset orbits.

Durch die versetzte Anordnung der Schneidzähne auf zueinander benachbarten Schaufelmessern wird erreicht, dass die Zahnbestückung der in Umfangsrichtung des Schaufelrades an aufeinander folgenden Schaufelmessern unterschiedlich ist, sodass die Anzahl der Schneidzähne, die an einem Schaufelmesser angeordnet sind, reduziert werden kann, aber die Anzahl der Schaufelmesser, die insgesamt auf einem Schaufelrad angeordnet werden können, kann gleich bleiben oder sogar erhöht werden. Die Erfindung umfasst dabei auch die Möglichkeit, dass zwei oder mehrere Reihen von Schneidzähnen auf nur einem Schaufelmesser aufgenommen werden, wenn die Geometrie des Schaufelmessers dies zulässt, etwa durch eine entsprechende Verlängerung des Schaufelmessers in Rotationsrichtung. Damit können auch Schneidzähne auf einem Schaufelmesser in verschiedenen, in Rotationsrichtung aufeinander folgenden Zahnreihen aufgenommen sein. The staggered arrangement of the cutting teeth on blade blades adjacent to one another has the effect of making the tooth placement in the circumferential direction of the blade wheel different on successive blade blades, so that the number of cutting teeth arranged on a blade blade can be reduced, but the number of blade blades , which can be arranged on a paddle wheel overall, can remain the same or even increased. The invention also includes the possibility that two or more rows of cutting teeth are received on only one blade diameter, if the geometry of the blade diameter allows, for example by a corresponding extension of the blade diameter in the direction of rotation. In this way, cutting teeth can also be accommodated on a blade knife in different rows of teeth following one another in the direction of rotation.

Der Versatz der Schneidzähne kann so ausgeführt werden, dass ein Schneidzahn auf einem nachfolgenden Schaufelmesser eine Zahnlücke füllt, die zwischen zwei Schneidzähnen auf einem vorauseilenden Schaufelmesser gebildet ist. Durch den Versatz der Schneidzähne zueinander entstehen in Richtung zur Schaufelradrotationsachse versetzte Kreisbahnen der Schneidzähne, wobei zwei Schneidzähne, die auf einer gemeinsamen Kreisbahn bewegbar sind, nicht auf in Umfangsrichtung des Schaufelrades aufeinanderfolgenden Schaufelmessern angeordnet sind. Die Schneidzähne, die auf gemeinsamen Kreisbahnen bewegbar sind, sind dabei auf Schaufelmessern aufgenommen, zwischen denen wenigstens ein weiteres Schaufelmesser mit einem abweichenden Zahnbesatz vorhanden ist. The offset of the cutting teeth may be performed so that a cutting tooth on a subsequent blade knife fills a tooth space formed between two cutting teeth on a leading blade knife. By the offset of the cutting teeth to each other in the direction of the Schaufelradrotationsachse offset circular paths of the cutting teeth, wherein two cutting teeth which are movable on a common circular path, are not arranged on circumferentially of the blade wheel successive blade blades. The cutting teeth, which are movable on common circular paths, are recorded on blade blades, between which there is at least one further blade knife with a different tooth stocking.

Mit besonderem Vorteil können in periodischer Abfolge in Umfangsrichtung des Grundkörpers verteilt wenigstens 2, 3, 4 oder mehr Schaufelmesser mit zueinander versetzt angeordneten Schneidzähnen aufgenommen sein, sodass jedem Schneidzahn an benachbarten Schaufelmessern ein separater Grabquerschnitt zugeordnet wird. Die Anzahl der Schneidzähne pro Schaufel, die auf einem Schaufelmesser aufgenommen sind, kann dabei um die Anzahl der Schaufelmesser mit zueinander unterschiedlichen Zahnbesetzungen geteilt werden. Sind beispielsweise zwei Schaufelmesser vorgesehen, die in periodischer Abfolge in Umfangsrichtung des Grundkörpers jeweils in einer ersten Anordnung und in einer zweiten Anordnung Schneidzähne aufweisen, so ermöglichen diese eine Halbierung der erforderlichen Anzahl der Schneidzähne auf jedem der Schaufelmesser. Sind drei Schaufelmesser mit in periodischer Abfolge in Umfangsrichtung des Grundkörpers jeweils versetzt angeordnete Schneidzähnen vorgesehen, so kann die erforderliche Anzahl der Schneidzähne pro Schaufelmesser auf ein Drittel begrenzt werden. Dabei kann jedem Schneidzahn der gleiche Grabquerschnitt zufallen. Die Zahnanordnung von jedem Schaufelmesser und die Reihenfolge der Schaufelmesser mit unterschiedlichen Anordnungen in der Periode wird dabei sinnvollerweise so bestimmt, dass jeder Schneidzahn einen separaten Grabquerschnitt zu schneiden hat und die Grabquerschnitte der auf einem Schaufelmesser installierten Schneidzähne sollen sich dabei nicht überschneiden. With particular advantage, at least 2, 3, 4 or more blade blades with mutually staggered cutting teeth can be accommodated in a periodic sequence in the circumferential direction of the base body, so that each cutting tooth on adjacent blade blades is assigned a separate grave cross section. The number of cutting teeth per blade, which are accommodated on a blade diameter, can be divided by the number of blade diameter with mutually different tooth occupations. If, for example, two blade blades are provided which have cutting teeth in a circumferential direction of the base body in a first arrangement and in a second arrangement in a periodic sequence, these enable a halving of the required number of cutting teeth on each of the blade blades. If three blade blades are provided with cutting teeth arranged offset in a periodic sequence in the circumferential direction of the base body, then the required number of cutting teeth per blade blade can be limited to one third. Each cutting tooth can have the same grave cross section. The tooth arrangement of each blade blade and the order of the blade diameter with different arrangements in the period is usefully determined so that each cutting tooth has to cut a separate grave cross section and the grave cross sections of the installed on a blade diameter cutting teeth should not overlap.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schaufelrades sind die Schaufelmesser bogenförmig ausgeführt und weisen eine in Richtung zur Schaufelradrotationsachse verlaufende Schaufelmesserbreite und eine in Radialrichtung verlaufende Schaufelmessertiefe auf, wobei das Verhältnis der Schaufelmessertiefe zur Schaufelmesserbreite einen Wert von 0,1 bis 0,7, vorzugsweise von 0,15 bis 0,5 und besonders bevorzugt von 0,2 bis 0,4 beträgt. Erst durch die relativ flache Ausführung der Schaufelmesser mit einer großen Breite und einer geringen Grabtiefe entsteht eine relativ flache Bauweise der Schaufeln, sodass eine sinnvolle Trennung der Querschnittsprofile der benachbarten Schneidzähne erreicht wird. Das angegebene Verhältnis zwischen Schaufelmessertiefe zur Schaufelmesserbreite bildet dabei eine Kennzahl der flachen Bauweise der Schaufel, wobei unter der Schaufelmessertiefe die maximale Schaufelgrabtiefe verstanden wird, womit ein maximaler radialer Abstand aller am Schaufelrad beziehungsweise an allen Schaufelmessern installierten Schneidzähnen verstanden wird. Unter der Schaufelbreite wird der maximale Abstand zwischen den äußeren Schneidzähnen in Richtung der Schaufelradrotationsachse verstanden. According to an advantageous development of the blade wheel according to the invention, the blade blades are arcuate and have a blade blade width extending in the direction of the blade wheel rotation axis and a blade depth extending in the radial direction, wherein the blade blade depth to blade blade width ratio is 0.1 to 0.7, preferably 0 , 15 to 0.5 and more preferably from 0.2 to 0.4. Only by the relatively flat design of the blade diameter with a large width and a low digging depth creates a relatively flat design of the blades, so that a meaningful separation of the cross-sectional profiles of the adjacent cutting teeth is achieved. The specified ratio between blade depth to the blade blade width forms an index of the flat design of the blade, wherein the blade depth is understood as the maximum blade depth, which is understood as a maximum radial distance of all installed on the blade or on all blade blades cutting teeth. The blade width is understood to be the maximum distance between the outer cutting teeth in the direction of the blade wheel rotation axis.

Die Schaufelmesser weisen zur Schaufelmitte hin zulaufende Seitenabschnitte auf, und die erfindungsgemäße Bauweise der Schaufel spiegelt sich im Anstellwinkel zwischen der Erstreckungsrichtung der Seitenabschnitte und der Schaufelradrotationsachse wieder. Beispielsweise kann die Erstreckungsrichtung der Seitenabschnitte mit der Schaufelradrotationsachse einen Anstellwinkel von unter 60°, bevorzugt von unter 55° und besonders bev orzugt von unter 50° einschließen. Sind die Schaufelmesser bogenförmig ausgeführt, kann die Erstreckungsrichtung der Seitenabschnitte durch eine Tangente oder eine Sekante gebildet werden, die durch die auf den Seitenabschnitten der Schaufelmesser angeordneten Schneidzähnen geführt wird. The blade blades have side sections tapering towards the blade center, and the construction of the blade according to the invention is reflected in the angle of attack between the extension direction of the side sections and the blade wheel rotation axis. For example, the extension direction of the side sections with the Schaufelradrotationsachse include an angle of incidence of less than 60 °, preferably of less than 55 ° and particularly preferably of less than 50 °. When the blade blades are arcuate, the extending direction of the side portions can be formed by a tangent or a secant, which is guided by the cutting teeth arranged on the side portions of the blade blades.

Weiterhin spiegelt sich die erfindungsgemäße Bauweise der Schaufel auch im Verhältnis zwischen einem Schneidkreisdurchmesser des Schaufelrades und der Schaufelmesserbreite wieder. Das Verhältnis von Schneidkreisdurchmesser zur Schaufelbreite kann dabei bei Schaufelrädern mit einem Schneidkreisdurchmesser von weniger als 7 m einen Wert von unter 4, bevorzugt von unter 3,5 und besonders bevorzugt von unter 3, bei Schaufelrädern mit einem Schneidkreisdurchmesser von 7 m bis 13 m einen Wert von unter 5, bevorzugt von unter 4,5 und besonders bevorzugt von unter 4, bei Schaufelrädern mit einem Schneidkreisdurchmesser von 13 m bis 18 m einen Wert von unter 6, bevorzugt von unter 5,5 und besonders bevorzugt von unter 5 und bei Schaufelrädern mit einem Schneidkreisdurchmesser von mehr als 18 m einen Wert von unter 7, bevorzugt von unter 6,5 und besonders bevorzugt von unter 6 aufweist. Durch die sehr breite Ausführung des Schaufelrades im Verhältnis zum Schneidkreisdurchmesser entsteht ein fräsendes Schaufelrad, was relativ zur Böschungskante einen flachen Anschneidewinkel erlaubt. Die maximalen Abmessungen der Querschnittsprofile für die Schneidzähne bestimmen dabei im Wesentlichen die Korngrößenverteilung des gelösten Materials und können in Kombination mit den Klüftungskennzahlen des Abbaumaterials für die Bewertung der Überkornhäufigkeit und Fließfähigkeit des abgebauten Materials genutzt werden. Furthermore, the construction of the blade according to the invention is also reflected in the ratio between a cutting circle diameter of the blade wheel and the blade blade width. The ratio of the cutting circle diameter to the blade width can be a value of less than 7 m for paddle wheels with a cutting diameter of less than 4, preferably less than 3.5 and more preferably less than 3, for paddle wheels with a cutting circle diameter of 7 m to 13 m of less than 5, preferably of less than 4.5 and more preferably of less than 4, in the case of paddle wheels having a cutting circle diameter of 13 m to 18 m, a value of less than 6, preferably less than 5.5 and more preferably less than 5, and paddle wheels with a cutting circle diameter of more than 18 m has a value of less than 7, preferably of less than 6.5 and more preferably of less than 6. Due to the very wide design of the impeller in relation to the cutting circle diameter results in a milled impeller, which allows a flat Anschneidewinkel relative to the slope edge. The maximum dimensions of the cross-sectional profiles for the cutting teeth essentially determine the particle size distribution of the dissolved material and, in combination with the fracturing characteristics of the decomposition material, can be used to evaluate the oversize particle abundance and flowability of the mined material.

Durch eine zweckmäßige Gestaltung eines gleichmäßigen Spaltes zwischen den einzelnen auf dem Umfang des Schaufelrades angeordneten Schaufelmessern lässt sich der Überkornanteil im geförderten Material zusätzlich reduzieren. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich daraus, dass die Schaufelmesser einen Abstand in Rotationsrichtung zueinander aufweisen können, der etwa dem Doppelten der Hauptabmessungen der Grabquerschnitte entspricht. Damit wird eine Siebfunktion erzeugt, die bewirkt, dass die maximale Korngröße des Abbaumaterials, das in die Schaufelschalen gelangt, begrenzt ist und die Überkornhäufigkeit kann begrenzt werden. By an appropriate design of a uniform gap between the individual blades arranged on the circumference of the blade wheel, the oversize content in the conveyed material can be additionally reduced. A particularly advantageous embodiment results from the fact that the blade blades may have a distance in the direction of rotation to each other, which corresponds approximately to twice the main dimensions of the grave sections. This creates a sieving function that causes the maximum grain size of the mining material entering the bucket shells to be limited and the oversize grain frequency to be limited.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schaufelrades weisen die Schaufeln Schaufelrahmen auf, an denen die Schaufelmesser und insbesondere Schaufelschalen aufgenommen sind und wobei die Schaufeln lösbar am Grundkörper angeordnet sind. Um die große Anzahl der Schaufelmesser bei der Instandhaltung des Schaufelrades schnell wechseln zu können, ist es sinnvoll, die Schaufeln lösbar am Grundkörper anzuordnen. According to an advantageous development of the blade wheel according to the invention, the blades have blade frames on which the blade blades and in particular blade shells are accommodated, and wherein the blades are detachably arranged on the base body. In order to quickly change the large number of blade blades in the maintenance of the paddle wheel, it makes sense to arrange the blades detachably on the base body.

Mit weiterem Vorteil kann der Schaufelrahmen der Schaufeln einen H-förmigen Aufbau mit zwei etwa parallel verlaufenden Längsbalken und einem zwischen den Längsbalken verlaufenden Querbalken aufweisen, wobei die Schaufelmesser an den Längsbalken aufgenommen sind und sich etwa bogenförmig zwischen diesen erstrecken. Der Grundkörper des Schaufelrades kann zwei Ringträger aufweisen, die sich als Rotationskörper um die Schaufelradrotationsachse erstrecken, wobei zwischen den Ringträgern Querholme in periodischen Abständen zueinander verlaufen. Zwischen den Ringträgern und den Querholmen entstehen dabei die Ringräume, in welche die gebaggerte Materialmasse beim Anheben der Schaufeln entweichen kann. Der Querbalken korrespondiert dabei in seiner Position vorteilhafterweise mit dem Querholm, um den Ringraum unter den Schaufelmessern nicht unnötig zu verkleinern. Die Schaufelmesser sind dabei an den Längsbalken aufgenommen und verlaufen etwa bogenförmig zwischen den beiden Längsbalken. Der Schaufelrahmen kann dabei lösbar am Grundkörper angeordnet sein, sodass ein minimaler Montage- und Demontageaufwand erzeugt wird, wenn eine Schaufel vom Schaufelrad gelöst werden soll. With further advantage, the blade frame of the blades can have an H-shaped construction with two approximately parallel longitudinal beams and a transverse beam extending between the longitudinal beams, wherein the blade blades are received on the longitudinal beams and extend approximately arcuately between them. The main body of the impeller may have two ring carriers, which extend as a body of revolution about the Schaufelradrotationsachse, wherein between the ring carriers transverse bars at periodic intervals to each other. Between the ring carriers and the cross beams arise while the annular spaces in which the dredged material mass can escape when lifting the blades. The crossbar corresponds advantageously in its position with the cross member in order not to unnecessarily reduce the annular space under the blade blades. The blade blades are received on the longitudinal beams and extend approximately arcuately between the two longitudinal beams. The blade frame can be detachably arranged on the base body, so that a minimal assembly and disassembly effort is generated when a blade is to be detached from the paddle wheel.

Eine Schaufel kann wenigstens zwei, vorzugsweise drei und besonders bevorzugt vier oder mehr Schaufelmesser aufweisen, wobei eines der Schaufelmesser ein Hauptschaufelmesser bildet, an dem eine Schaufelschale angeordnet ist. Die übrigen Schaufelmesser bilden dabei die sogenannten Vorschneider, wobei pro Schaufel nicht zwingend das erste Schaufelmesser das Hauptschaufelmesser darstellen muss, und einem in Rotationsrichtung des Schaufelrades weiter vorne angeordneten Hauptschaufelmesser an einer zweiten Schaufel können Vorschneider vorauseilen, die an einer in Rotationsrichtung vorausliegenden ersten Schaufel angeordnet sind. Die Anordnung der Schaufelschale kann angrenzend an das Hauptschaufelmesser vorgesehen sein, ohne dass eine haltende Verbindung zwischen der Schaufelschale und dem Hauptschaufelmesser vorliegt. Insbesondere können die Schaufelschalen am Schaufelrahmen vorzugsweise lösbar angeordnet sein. A blade may have at least two, preferably three and more preferably four or more blade blades, one of the blade blades forming a main blade on which a blade shell is arranged. The remaining blade blades form the so-called pre-cutters, whereby the first blade blade does not necessarily have to represent the main blade blade, and a main blade on a second blade positioned further forward in the direction of rotation of the blade wheel can precursor cutters which are arranged on a first blade projecting in the direction of rotation , The arrangement of the bucket may be provided adjacent to the main bucket without a holding connection between the bucket and the main bucket. In particular, the blade shells may preferably be arranged detachably on the blade frame.

Die wenigstens eine Schaufelschale pro Schaufel ist vorzugsweise im Bereich zwischen der Querverbindung der Schaufel und dem nächsten Schaufelmesser so zu gestalten, dass sowohl keine Materialkomprimierung im Schaufelinnenbereich als auch keine Verklemmung der Gesteinsbrocken zwischen dem Schaufelrücken und einem nachkommenden Schaufelmesser möglich ist. Für diesen Zweck kann ein kurzer Schaufelrücken ausreichend sein, der einen sanften Übergang zwischen einem Schaufelmesser und dem Zellen- beziehungsweise Ringraumbereich entlang der Querverbindung der Schaufel realisiert. The at least one blade shell per blade is preferably to be designed in the region between the transverse connection of the blade and the next blade blade so that both no material compression in the blade inner region and no jamming of the rock between the blade back and a trailing blade is possible. For this purpose, a short blade back may be sufficient, which realizes a smooth transition between a blade blade and the cell or annulus area along the cross-connection of the blade.

Die Erfindung richtet sich ferner auf eine Schaufel für ein Schaufelrad zum Abbau von Materialien aus einem Materialverband insbesondere hoher Härte, die an einem Grundkörper anordbar ist, der sich um eine Schaufelradrotationsachse erstreckt, wobei an der Schaufel Schaufelmesser aufgenommen sind und wobei an jedem Schaufelmesser mehrere Schneidzähne angeordnet sind, die durch Rotation des Grundkörpers um die Schaufelradrotationsachse auf jeweiligen Kreisbahnen bewegbar sind, wobei vorgesehen ist, dass die Schneidzähne, die an zueinander benachbarten Schaufelmessern aufgenommen sind, wenigstens teilweise zueinander versetzt angeordnet sind, sodass diese auf in Richtung zur Schaufelradrotationsachse versetzten Kreisbahnen bewegbar sind. Die in Zusammenhang mit dem Schaufelrad beschriebenen Merkmale und zugehörigen Vorteile finden für die erfindungsgemäße Schaufel für ein solches Schaufelrad ebenfalls Berücksichtigung. The invention further relates to a blade for a paddle wheel for the degradation of materials from a material bond, in particular high hardness, which can be arranged on a base body which extends around a Schaufelradrotationsachse, wherein on the blade paddle blades are received and wherein on each blade knife a plurality of cutting teeth are arranged, which are movable by rotation of the body about the Schaufelradrotationsachse on respective circular paths, wherein it is provided that the cutting teeth, which are accommodated on adjacent blade blades, at least partially offset from each other, so that they are movable in the direction of the Schaufelradrotationsachse orbits are. The features and associated advantages described in connection with the paddle wheel are also taken into consideration for the blade according to the invention for such a paddle wheel.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abbau von Materialien aus einem Materialverband insbesondere hoher Härte mit wenigstens einer Schaufel, auf der Schneidzähne insbesondere mittels Schaufelmessern aufgenommen sind, wobei durch Bewegung der Schaufel die Schneidzähne auf wenigstens zwei Kreisbahnen bewegbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass Schneidzähne einer ersten Anordnung auf jeweils ersten Kreisbahnen durch den Materialverband bewegt werden und wobei durch die Bewegung der Schaufel nachfolgend Schneidzähne einer zweiten Anordnung auf jeweils zweiten Kreisbahnen durch den Materialverband bewegt werden, wobei die zweiten Kreisbahnen in Richtung zur Schaufelradrotationsachse zu den ersten Kreisbahnen versetzt sind. Das Verfahren kann insbesondere mit Schaufeln ausgeführt werden, die auf einem Schaufelrad angeordnet sind, und die Bewegung der Schaufeln wird durch Rotation des Schaufelrades um seine Schaufelradrotationsachse erzeugt. Dabei kann das Schaufelrad wie vorstehend beschrieben ausgeführt sein. The invention further relates to a method for the degradation of materials from a composite material, in particular high hardness with at least one blade, are received on the cutting teeth in particular by means of blade blades, wherein by movement of the blade, the cutting teeth are movable on at least two circular paths. It is provided that cutting teeth of a first arrangement are moved on respective first circular paths through the material association and wherein the movement of the blade following cutting teeth of a second arrangement are moved on respective second circular paths through the material association, the second circular paths in the direction of Schaufelradrotationsachse to the first circular paths are offset. The method may in particular be carried out with blades arranged on a blade wheel, and the movement of the blades is generated by rotation of the blade wheel about its blade wheel rotation axis. In this case, the paddle wheel can be designed as described above.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht einer Schaufel mit vier Schaufelmessern, 1 a perspective view of a blade with four blade blades,

2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Schaufelrades, 2 a plan view of a section of a paddle wheel according to the invention,

3 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes des Schaufelrades gemäß der vorliegenden Erfindung, 3 a perspective view of a portion of the paddle wheel according to the present invention,

4 einen Querschnitt durch das Schaufelrad, 4 a cross section through the paddle wheel,

5 einen Abschnitt des Schaufelrades in einer Seitenansicht, 5 a section of the paddle wheel in a side view,

6 die Ansicht eines Schaufelrahmens einer erfindungsgemäß ausgeführten Schaufel, an dem mehrere Schaufelmesser angeordnet sind, 6 the view of a blade frame of a blade according to the invention, on which a plurality of blade blades are arranged,

7a eine schematische Ansicht des Zahneingriffs einer Schaufel mit Schneidzähnen gemäß dem Stand der Technik, 7a a schematic view of the meshing of a blade with cutting teeth according to the prior art,

7b eine schematische Ansicht des Zahneingriffs einer Schaufel mit einer Anordnung von Schneidzähnen an zwei benachbarten Schaufelmessern, 7b a schematic view of the meshing of a blade with an array of cutting teeth on two adjacent blade blades,

8 eine schematische Darstellung von Grabquerschnitten mit in aufeinander folgenden drei Schaufelmessern verschiedener Zahnbestückung und 8th a schematic representation of grave cross-sections with successive three blade blades different Zahnbestückung and

9 eine schematische Darstellung von Grabquerschnitten mit in aufeinander folgenden vier Schaufelmessern verschiedener Zahnbestückung. 9 a schematic representation of grave cross sections with successive four blade blades of different Zahnbestückung.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schaufel 12, die am Grundkörper 10 eines Schaufelrades 1 angeordnet werden kann, wie dieses in 3 in einem perspektivischen Ausschnitt gezeigt ist. Die Schaufel 12 weist einen Schaufelrahmen 21 auf, an dem beispielhaft vier Schaufelmesser 13 angeordnet sind. Die Schaufelmesser 13 erstrecken sich quer über den Schaufelrahmen 21 mit einer Bogenform, und auf den Schaufelmessern 13 sind Schneidzähne 14 angeordnet. 1 shows a perspective view of a blade 12 on the main body 10 a paddle wheel 1 can be arranged, like this one in 3 is shown in a perspective section. The shovel 12 has a blade frame 21 on, for example, four blade knife 13 are arranged. The scoop blades 13 extend across the bucket frame 21 with a bow shape, and on the blade knives 13 are cutting teeth 14 arranged.

Zwei der gezeigten Schaufelmesser 13 sind auf jeweils gleiche Weise mit Schneidzähnen 14 besetzt, und benachbarte Schaufelmesser 13 weisen jeweils unterschiedliche Anordnungen von Schneidzähnen 14 auf. Erfindungsgemäß sind dabei die Schneidzähne 14, die an zueinander benachbarten Schaufelmessern 13 aufgenommen sind, wenigstens zueinander versetzt angeordnet, sodass diese auf in Richtung zur Schaufelradrotationsachse versetzten Kreisbahnen 15 und 16 bewegbar sind, wenn das Schaufelrad 1 um seine Schaufelradrotationsachse 11 rotiert. Beispielhaft sind für eine Anzahl von Schneidzähnen 14 zwei erste Kreisbahnen 15 und zwei zweite Kreisbahnen 16 gezeigt, die jeweils durch Verbindungslinien zwischen Schneidzähnen 14 gebildet sind, die nicht auf benachbarten Schaufelmessern 13 angeordnet sind. Dadurch, dass ein Versatz zwischen den Kreisbahnen 15 und 16 der Schneidzähne 14 entsteht, verlaufen die auf nachfolgenden Schaufelmessern 13 angeordneten Schneidzähne 14 durch jeweilige Zahnlücken 26 vorauseilender Schaufelmesser 13. Dieser Effekt ist beispielhaft mit den Schneidzähnen 14‘ und 14‘‘ gezeigt, und die Zahnlücke 26 ist zwischen den Schneidzähnen 14' gezeigt, die gemeinsam auf einem vorauseilenden Schaufelmesser 13 aufgenommen sind, und die Zahnlücke 26 wird nachträglich durchfahren mit dem Schneidzahn 14‘‘ auf dem nachfolgenden Schaufelmesser 13. Two of the shown blade knives 13 are in the same way with cutting teeth 14 occupied, and adjacent scoop blades 13 each have different arrangements of cutting teeth 14 on. According to the invention are the cutting teeth 14 , on adjacent blade blades 13 are added, at least offset from each other, so that they are offset in the direction of the Schaufelradrotationsachse circular paths 15 and 16 are movable when the paddle wheel 1 around its bucket wheel rotation axis 11 rotates. Exemplary are for a number of cutting teeth 14 two first circular paths 15 and two second circular paths 16 shown, respectively, by connecting lines between cutting teeth 14 are formed, not on adjacent blade knives 13 are arranged. This causes an offset between the circular paths 15 and 16 the cutting teeth 14 arises, which run on subsequent blades blades 13 arranged cutting teeth 14 through respective tooth gaps 26 anticipatory bucket knife 13 , This effect is exemplary with the cutting teeth 14 ' and 14 '' shown, and the tooth gap 26 is between the cutting teeth 14 ' shown working together on a leading shovel knife 13 are included, and the tooth gap 26 is subsequently passed through with the cutting tooth 14 '' on the following blade 13 ,

2 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Schaufelrades 1 mit einer in Rotationsrichtung R gezeigten Abfolge von mehreren Schaufelmessern 13. Die Ansicht zeigt die bogenförmige Ausgestaltung der Schaufelmesser 13, auf denen außenseitig die Schneidzähne 14 angebracht sind. Die Bogenform der Schaufelmesser 13 ist bestimmt durch zwei Seitenabschnitte 19, die zu einer Schaufelmitte 18 hin aufeinander zulaufen. Die Seitenabschnitte 19 weisen eine Erstreckungsrichtung auf, die mit der Schaufelradrotationsachse 11 einen Anstellwinkel α einschließt, der durch die Projektionsdarstellung nicht maßstäblich wiedergegeben ist. Die Erstreckungsrichtung ist beispielhaft gebildet durch eine Verbindungslinie zwischen den auf einem Schaufelmesser 13 aufgenommenen Schneidzähnen 14 im Bereich der Seitenabschnitte 19. Der Winkel zwischen der projizierten Erstreckungsrichtung der Seitenabschnitte 19 und der Schaufelradrotationsachse 11 ist mit α gekennzeichnet und weist einen Wert von beispielhaft 50° auf. In Verbindung mit 4 wird dabei deutlich, dass das Verhältnis aus der Schaufelmessertiefe t und der Schaufelmesserbreite b einen niedrigen Wert aufweist, da die bogenförmige Grundform der Schaufelmesser 13 im Vergleich zu einer U-förmigen Schaufel 12 sehr flach ausgebildet ist. Das Verhältnis zwischen der Schaufelmessertiefe t und der Schaufelmesserbreite b beträgt dabei beispielhaft nur 0,2 bis 0,4. 2 shows a plan view of a section of the paddle wheel 1 with a sequence of several blade blades shown in the direction of rotation R 13 , The view shows the arcuate configuration of the blade blades 13 on which outside the cutting teeth 14 are attached. The bow shape of the scoop blades 13 is determined by two side sections 19 leading to a shovel center 18 towards each other. The side sections 19 have an extension direction with the Schaufelradrotationsachse 11 includes an angle of attack α, which is not reproduced by the projection representation to scale. The extension direction is exemplified by a connecting line between the on a blade diameter 13 recorded cutting teeth 14 in the area of the side sections 19 , The angle between the projected direction of extension of the side sections 19 and the Schaufelradrotationsachse 11 is denoted by α and has a value of, for example, 50 °. Combined with 4 It is clear that the ratio of the blade blade depth t and the blade blade width b has a low value, since the arcuate basic shape of the blade diameter 13 compared to a U-shaped shovel 12 is very flat. The ratio between the blade blade depth t and the blade blade width b is an example only 0.2 to 0.4.

Auch in der Draufsicht auf den gezeigten Ausschnitt des Schaufelrades 1 ist erkennbar, dass in Rotationsrichtung R die Position der Schneidzähne 14 an aufeinanderfolgenden Schaufelmessern 13 in Richtung zur Schaufelradrotationsachse 11 zueinander versetzt angeordnet sind. Insgesamt sind zwei voneinander zu unterscheidende Zahnbesetzungen gezeigt, und beispielsweise liegt ein Schneidzahn 14 auf jedem zweiten Schaufelmesser 13 auf der Schaufelmitte 18, und auf jedem zweiten Schaufelmesser 13 sind die Schneidzähne 14 seitlich versetzt zur Schaufelmitte 18 aufgenommen. Also in the plan view of the shown section of the paddle wheel 1 is recognizable that in Rotation direction R is the position of the cutting teeth 14 on successive blade blades 13 towards the paddle wheel axis of rotation 11 arranged offset from each other. Overall, two different tooth occupancies are shown, and for example, there is a cutting tooth 14 on every second bucket 13 on the shovel center 18 , and on every second bucket 13 are the cutting teeth 14 laterally offset to the blade center 18 added.

3 zeigt das Schaufelrad 1 etwa hälftig, und es ist erkennbar, dass eine große Anzahl von Schaufelmessern 13 auf dem Grundkörper 10 des Schaufelrades 1 aufgenommen ist. Dabei sind mehrere Schaufelmesser 13 auf jeweiligen Schaufelrahmen 21 aufgenommen, und benachbarte Schaufelmesser 13 weisen jeweils Schneidzähne 14 mit unterschiedlichen Besetzungspositionen auf. 3 shows the paddle wheel 1 about half, and it can be seen that a large number of shovels 13 on the body 10 of the paddle wheel 1 is included. There are several scoop blades 13 on respective blade frame 21 recorded, and adjacent blade diameter 13 each have cutting teeth 14 with different staffing positions.

Der Grundkörper 10 des Schaufelrades 1 weist zwei parallel verlaufende Ringträger 27 auf, zwischen denen sich in gleichmäßigen Abständen Querholme 28 erstrecken. In den so gebildeten Ringräumen befinden sich Schaufelschalen 24, über die das abgetragene Material in die Innenseite des Schaufelrades 1 befördert wird, um schließlich auf ein Transportband eines Schaufelradbaggers zu gelangen. The main body 10 of the paddle wheel 1 has two parallel ring carriers 27 on, between which evenly spaced crossbars 28 extend. In the annular spaces thus formed are shovels 24 , about which the removed material in the inside of the paddle wheel 1 is transported to finally reach a conveyor belt of a bucket wheel excavator.

4 zeigt eine Querschnittsansicht des Schaufelrades 1 mit dem Grundkörper 10, an dem umfangsseitig Schaufelmesser 13 angeordnet sind, und innenseitig sind Schaufelschalen 24 gezeigt. 4 shows a cross-sectional view of the paddle wheel 1 with the main body 10 , on the circumference blade knife 13 are arranged, and inside are shovels 24 shown.

Die Schaufelmesser 13 weisen eine Schaufelmesserbreite b auf, die im Wesentlichen bestimmt ist durch die maximale Breite, mit der die äußeren Schneidzähne 14 auf den Schaufelmessern 13 aufgenommen sind. Ferner weisen die Schaufelmesser 13 eine Schaufelmessertiefe t auf, die durch den radialen Abstand des innersten und des äußersten Schneidzahns 14 auf den Schaufelmessern 13 bestimmt ist. Das Schaufelrad 1 erstreckt sich um die Schaufelradrotationsachse 11 und weist einen Schneidkreisdurchmesser 20 auf, der durch den maximalen Durchmesser des Schaufelrades 1 definiert ist. The scoop blades 13 have a blade blade width b, which is substantially determined by the maximum width at which the outer cutting teeth 14 on the shovels 13 are included. Furthermore, the blade blades 13 a blade blade depth t, which is defined by the radial distance of the innermost and the outermost cutting tooth 14 on the shovels 13 is determined. The paddle wheel 1 extends around the Schaufelradrotationsachse 11 and has a cutting diameter 20 on, by the maximum diameter of the paddle wheel 1 is defined.

In 5 ist ein Abschnitt des Schaufelrades 1 in einer Seitenansicht gezeigt, aus der erkennbar ist, dass jeweilige Schaufeln 12 beispielhaft vier Schaufelmesser 13 aufweisen. Die Schaufeln 12 besitzen Schaufelrahmen 21, an denen die Schaufelmesser 13 mit den Schneidzähnen 14 aufgenommen sind. Die Schaufelrahmen 21 sind über Bolzenverbindungen 29 am Ringträger 27 angeordnet, und jede Schaufel 12 weist eine Schaufelschale 24 auf, der in Rotationsrichtung R vier Schaufelmesser 13 vorauseilen. Ein Schaufelmesser 13 bildet dabei ein Hauptschaufelmesser 13 und ist mit der Schaufelschale 24 verbunden. In 5 is a section of the paddle wheel 1 shown in a side view, it can be seen that respective blades 12 exemplarily four blade knives 13 exhibit. The shovels 12 own scoop frames 21 on which the scoop blades 13 with the cutting teeth 14 are included. The scoop frame 21 are about bolt connections 29 on the ring bearer 27 arranged, and every shovel 12 has a bucket shell 24 on, in the direction of rotation R four blade blades 13 run ahead. A scoop knife 13 forms a main blade 13 and is with the bucket 24 connected.

6 zeigt die Ansicht einer Schaufel 12 von der Unterseite, sodass ein Schaufelrahmen 21 erkennbar ist, an dem vier Schaufelmesser 13 aufgenommen sind. Der Schaufelrahmen 21 besitzt zwei etwa parallel zueinander verlaufende Längsbalken 22, zwischen denen sich ein Querbalken 23 erstreckt, sodass der Schaufelrahmen 21 im Wesentlichen eine H-Form aufweist. Die Schaufelmesser 13 erstrecken sich dabei etwa bogenförmig zwischen den beiden Längsbalken 22. 6 shows the view of a shovel 12 from the bottom, leaving a shovel frame 21 It can be seen on the four blade knife 13 are included. The scoop frame 21 has two approximately parallel longitudinal beams 22 between which is a crossbeam 23 extends so that the blade frame 21 has a substantially H-shape. The scoop blades 13 extend approximately arcuately between the two longitudinal beams 22 ,

7a zeigt schematisch den Zahneingriff mehrerer Schneidzähne 14, die gemäß dem Stand der Technik an einer Schaufel 12 angeordnet sind, wobei die Anordnung der Schneidzähne 14 mehrerer Schaufeln 12 an einem Schaufelrad jeweils zueinander gleich sind. Jeder Schneidzahn 14 löst dabei einen zugeordneten Grabquerschnitt 17 aus dem Materialverband 25, wobei die Grabquerschnitte 17 jeweils benachbart und in einer Reihe etwa gleicher Höhe zueinander liegen. Die Schaufel 12 wird dabei in gezeigter Schaufelradrotationsachse 11 seitlich gegen den Materialverband 25 bewegt, wie durch einen Richtungspfeil angedeutet. Dadurch gelangen lediglich Schneidzähne 14 in Eingriff mit dem Materialverband 25, die am Seitenabschnitt 19 der Schaufel 12 angeordnet sind. Auf dem Seitenabschnitt 19 sind beispielhaft acht Schneidzähne 14 pro Schaufel 12 in zueinander gleicher Höhe angeordnet. 7a schematically shows the meshing of multiple cutting teeth 14 , which according to the prior art on a blade 12 are arranged, wherein the arrangement of the cutting teeth 14 several blades 12 are equal to each other on a paddle wheel. Every cutting tooth 14 solves an associated grave cross-section 17 from the material bandage 25 , where the grave cross sections 17 each adjacent and in a row about the same height to each other. The shovel 12 is shown in Schaufelradrotationsachse 11 laterally against the material dressing 25 moved, as indicated by a directional arrow. This only gets cutting teeth 14 in engagement with the material dressing 25 on the side section 19 the shovel 12 are arranged. On the side section 19 are exemplary eight cutting teeth 14 per scoop 12 arranged in mutually equal height.

7b zeigt eine Schaufel 12 mit zwei Schaufelmessern 13, sodass die acht Schneidzähne 14 gemäß 7a auf die zwei Schaufelmesser 13 aufgeteilt sind. Folglich weist jedes Schaufelmesser 13 nur noch vier Schneidzähne 14 auf, die mit einem verglichen zur Anordnung gemäß 7a jeweils größeren Abstand zueinander auf dem Schaufelmesser 13 angeordnet sind. Die Schneidzähne 14 auf den beispielhaft zwei Schaufelmessern 13 sind versetzt zueinander angeordnet, sodass Schneidzähne 14, die auf einem gemeinsamen Schaufelmesser 13 aufgenommen sind, nicht benachbarte Grabquerschnitte 17 aus dem Materialverband 25 lösen. Erst durch den Eingriff der Schneidzähne 14 auf dem nachfolgenden Schaufelmesser 13 werden die zwischen den zunächst ausgelösten Grabquerschnitten 17 liegenden weiteren Grabquerschnitte 17 ausgelöst, sodass jedem Schneidzahn 14 ein definierter Grabquerschnitt 17 zugeordnet wird, der eine jeweilige Größe aufweist, mit der eine Limitierung der maximalen Brockengröße erzielt wird. Insbesondere wird erreicht, dass die Schneidkräfte, die auf die Schneidzähne 14 wirken, nicht zu groß werden, und die Schneidzähne 14 können einen hinreichenden Abstand zueinander besitzen. 7b shows a shovel 12 with two shovels 13 so the eight cutting teeth 14 according to 7a on the two shovels 13 are divided. Consequently, each blade has blades 13 only four cutting teeth 14 on, which compared with the arrangement according to 7a each greater distance from each other on the blade diameter 13 are arranged. The cutting teeth 14 on the example of two blade blades 13 are offset from each other so that cutting teeth 14 on a common shovel knife 13 are included, not adjacent grave sections 17 from the material bandage 25 to solve. Only through the intervention of the cutting teeth 14 on the following blade 13 are the between the first triggered grave cross sections 17 lying further grave cross sections 17 triggered, so every cutting tooth 14 a defined grave cross section 17 having a respective size, with which a limitation of the maximum chunk size is achieved. In particular, it is achieved that the cutting forces acting on the cutting teeth 14 work, not too big, and the cutting teeth 14 can have a sufficient distance from each other.

Die 8 und 9 zeigen beispielhaft Grabquerschnitte 17, wie diese aus dem Materialverband 25 ausgelöst werden können, wenn drei (8) oder vier (9) Schaufelmesser 13 mit jeweils unterschiedlichem Schneidzahnbesatz vorgesehen sind. The 8th and 9 show exemplary grave cross sections 17 like these from the material bandage 25 can be triggered if three ( 8th ) or four ( 9 ) Blade knife 13 are each provided with different cutting tooth stocking.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. Any features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including constructive details or spatial arrangements, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Schaufelrad paddle wheel
10 10: Grundkörper body
11 11: Schaufelradrotationsachse Schaufelradrotationsachse
12 12: Schaufel shovel
13 13: Schaufelmesser, Hauptschaufelmesser Scoop knife, main scoop knife
14 14: Schneidzahn cutting tooth
14‘ 14 ': Schneidzahn cutting tooth
14‘‘ 14 '': Schneidzahn cutting tooth
15 15: erste Kreisbahn first circular path
16 16: zweite Kreisbahn second circular path
17 17: Grabquerschnitt Grave cross section
18 18: Schaufelmitte the blade center
19 19: Seitenabschnitt side portion
20 20: Schneidkreisdurchmesser Cutting diameter
21 21: Schaufelrahmen scoop frame
22 22: Längsbalken stringers
23 23: Querbalken crossbeam
24 24: Schaufelschale blade shell
25 25: Materialverband material Association
26 26: Zahnlücke gap
27 27: Ringträger Ringbearer
28 28: Querholm transverse spar
29 29: Bolzenverbindung bolt connection
b b: Schaufelmesserbreite Shovel blade width
t t: Schaufelmessertiefe Shovel knife depth
α α: Anstellwinkel angle of attack
R R: Rotationsrichtung direction of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004033934 A1 [0005]

Claims

Paddle wheel ( 1 ) for the degradation of materials from a composite material ( 25 ) in particular high hardness, with a base body ( 10 ), which is about a Schaufelradrotationsachse ( 11 ) and distributed on the circumference of several blades ( 12 ) with blade blades ( 13 ) and wherein on each blade ( 13 ) several cutting teeth ( 14 ) are arranged by rotation of the body ( 10 ) about the impeller rotation axis ( 11 ) on respective circular paths ( 15 . 16 ) are movable, characterized in that the cutting teeth ( 14 ) on adjacent blade blades ( 13 ) are at least partially offset from each other, so that they in the direction of the Schaufelradrotationsachse ( 11 ) offset orbits ( 15 . 16 ) are movable.

Paddle wheel ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in periodic sequence in the circumferential direction of the base body ( 10 ) distributes at least two, three, four or more blades ( 13 ) with mutually staggered cutting teeth ( 14 ), so that each cutting tooth ( 14 ) on blade blades ( 13 ) a separate grave cross section ( 17 ) assigned.

Paddle wheel ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the blade blades ( 13 ) are arcuate and one in the direction of the Schaufelradrotationsachse ( 11 ) and a radially extending blade depth (t), wherein the ratio of the blade depth (t) to the blade width (b) is a value of 0.1 to 0.7, preferably from 0.15 to 0.5 and more preferably from 0.2 to 0.4.

Paddle wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blade blades ( 13 ) to the blade center ( 18 ) side sections ( 19 ), wherein the extension direction of the side sections ( 19 ) with the bucket wheel rotation axis ( 11 ) An angle of incidence (α) of less than 60 °, preferably of less than 55 ° and more preferably of less than 50 ° einsch read.

Paddle wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller ( 1 ) a cutting diameter ( 20 ), wherein the ratio of cutting diameter ( 20 ) to the blade width (b) - for paddle wheels ( 1 ) with a cutting diameter ( 20 ) of less than 7 m has a value of less than 4, preferably less than 3.5 and particularly preferably less than 3, - in paddle wheels ( 1 ) with a cutting diameter ( 20 ) from 7 m to 13 m, a value of less than 5, preferably less than 4.5, and particularly preferably less than 4, - in paddle wheels ( 1 ) with a cutting diameter ( 20 ) from 13 m to 18 m has a value of less than 6, preferably less than 5.5, and more preferably less than 5, and - in the case of paddle wheels ( 1 ) with a cutting diameter ( 20 ) of greater than 18 m has a value of less than 7, preferably less than 6.5, and more preferably less than 6.

Paddle wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the blades ( 12 ) Bucket frame ( 21 ) on which the blade blades ( 13 ) and wherein the blades ( 12 ) detachable on the base body ( 10 ) are arranged.

Paddle wheel ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the blade frames ( 21 ) an H-shaped structure with two approximately parallel longitudinal beams ( 22 ) and one between the longitudinal beams ( 22 ) extending crossbar ( 23 ), wherein the blade blades ( 13 ) on the longitudinal beams ( 22 ) are received and extend approximately arcuately between them.

Paddle wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a blade ( 12 ) at least two, preferably three and more preferably four or more blade blades ( 13 ), wherein one of the blade blades ( 13 ) a main blade ( 13 ), on which a blade pan ( 24 ) is arranged.

Paddle wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the blade blades ( 13 ) have a distance in the direction of rotation (R) to each other, which is twice the main dimensions of the grave cross sections ( 17 ), so that the distance between the blade blades ( 13 ) gives a sieving function.

Shovel ( 12 ) for a paddle wheel ( 1 ) for the degradation of materials from a composite material ( 25 ) in particular high hardness, which on a base body ( 10 ) which can be arranged around a vane wheel rotation axis ( 11 ), wherein on the blade ( 12 ) Blade knife ( 13 ) and wherein on each blade ( 13 ) several cutting teeth ( 14 ) are arranged by rotation of the body ( 10 ) about the impeller rotation axis ( 11 ) on respective circular paths ( 15 . 16 ) are movable, characterized in that the cutting teeth ( 14 ) on adjacent blade blades ( 13 ) are at least partially offset from each other, so that they in the direction of the Schaufelradrotationsachse ( 11 ) offset orbits ( 15 . 16 ) are movable.

Shovel ( 12 ) for a paddle wheel ( 1 ) according to claim 10, carried out according to one of claims 2 to 9.

Process for the degradation of materials from a composite material ( 25 ) in particular high hardness with at least one blade ( 12 ), on the cutting teeth ( 14 ) in particular by means of blade blades ( 13 ), whereby by movement of the blade ( 12 ) the cutting teeth ( 14 ) on at least two circular paths ( 15 . 16 ) are movable, characterized in that - cutting teeth ( 14 ) of a first arrangement on respective first circular paths ( 15 ) through the material dressing ( 25 ) and wherein by the movement of the blade ( 12 ) below - cutting teeth ( 14 ) a second arrangement on each second circular paths ( 16 ) through the material dressing ( 25 ), the second circular paths ( 16 ) in the direction of the blade wheel rotation axis ( 11 ) to the first circular paths ( 15 ) are offset.

Process for the decomposition of materials according to claim 12 with a paddle wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 9.