DE29709101U1

DE29709101U1 - Brechbacke zur Ausrüstung eines Backenbrechers, insbesondere für verschleißarmes Zerkleinern von Naturgestein oder Bauschutt

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Publication number: DE29709101U1
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Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2007-05-24

Description

Brechbacke zur Ausrüstung eines Backenbrechers, insbesondere für verschleißarmes Zerkleinern von Naturgestein oder Bauschutt

Die Erfindung betrifft eine Brechbacke zur Ausrüstung der Brecherschwinge und des Brechbackenträgers eines Backenbrechers, insbesondere für verschleißarmes Zerkleinern von Naturgestein oder Bauschutt, sowie bevorzugt für Schnellaufende Hochleistungsbrecher in mobilen Aufbereitungsani agen.

Beim Stand der Technik werden Backenbrecher üblicherweise mit gegossenen Manganstahlbrecherwerkzeugen ausgerüstet. Sowohl die feststehende, als auch die bewegliche Brechbacke werden nach Maßgabe des zu brechenden Gesteins glatt oder gezahnt ausgebildet. Diese Technik der Brecherwerkzeuge wurde bisher sowohl bezüglich ihrer Formgebung als auch bezüglich der metallurgischen Qualität des verwendeten Mangangußstahles für mobile Recyclingbrecheranlagen verwendet; und zwar außer bei dem Ku-Ken-Brecher als Doppelkniehebelbrecher mit außerordentlich verschleißarmem Betriebsverhalten, als auch bei Einschwingenbackenbrechern, die überwiegend in mobilen Anlagen anzutreffen sind.

Speziell für das Bauschuttrecycling ergeben sich zwei wesentliche Postulate:

1) Das Eigengewicht des Brechers soll bei möglichst großer Leistungsfähigkeit so gering wie möglich sein;

2) Bei Verarbeitung von Abbruchmaterial wie Beton und Stahlbeton, der aus Kies und Sand mit hohem Quarzgehalt besteht, soll die Verfügbarkeit eines Brechers möglichst hoch, reparaturbedingter Ausfall und Stillstand möglichst

gering und damit Verschleiß- und Betriebskosten minimal sein.

Brecher mit Brechwerkzeugbestückung in klassisch gegossener Konstruktionsart sind sowohl aufgrund ihres extrem hohen Eigengewichtes, als auch infolge ihrer Verschleißanfälligkeit, insbesondere bei hohem Sand- und Quarzgehalt des Brechgutes nicht geeignet, die obigen Forderungen zufriedenstellend zu erfüllen.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brechbacke der im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichneten Art anzugeben, die sowohl im Vergleich zu Brechbacken vom Stand der Technik von bedeutend geringerem Eigengewicht ist, als auch unter äußerst schwierigen Betriebsumständen bzw. bei ungünstigem Brechgut vergleichsweise mit geringem Verschleiß arbeitet, dabei leicht auswechselbar ist und sich nicht zuletzt wegen des relativ niedrigen Eigengewichts für die Verwendung in schnellaufenden Hochleistungsbrechern mit hoher spezifischer Leistung eignet.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit der Erfindung bei einer Brechbacke der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß sie wenigstens eine Trägerplatte aus zäh-hartem Stahl mit Bestückungen aus hochabriebfesten, unmittelbar gegen das Zerkleinerungsgut zerkleinerungswirksamen Brechelementen aufweist, wobei die Trägerplatte eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Brecherschwinge bzw. dem Brechbackenträger und den Brechelementen herstellt, daß die Brechelemente aus einem Werkstoff von deutlich höherer Festigkeit als die Trägerplatte bestehen, und daß sie im Formschluß mit dieser durch Hartlötung verbunden sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Brechbacke sind entsprechend den Merkmalen der Unteransprüche vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen eines in der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Figur 1: Einen Kniehebel-Backenbrecher mit schweren

Brechbacken nach dem Stand der Technik, in Seitenansicht;

Figur 2: ebenfalls in Seitenansicht einen Backenbrecher
der gleichen Art, jedoch mit Brechbacken nach
der Erfindung;

Figur 3: im Schnitt zwei miteinander zusammenwirkende
Brechplatten;

Figur 4: im Schnitt einen Überlappungsbereich zweier
Brechpattenteile;

Der in Figur 1 dargestellte Backenbrecher weist in bekannter Bauart eine Brecherschwinge 1 und einen Brechbakkenträger 2 auf. Die Brecherschwinge 1 ist gegen bekannte Exzenterantriebsorgane 22 schwingend abgestützt, während
der Brechbackenträger 2 in unbeweglicher Position, jedoch in horizontaler Richtung einstellbar, am Gestell des Bakkenbrechers fest verankert ist.

Bei der gezeigten Ausführung handelt es sich um eine Ausrüstung von Brecherschwinge 1 und Brechbackenträger 2 mit als Stahlgußteile ausgeführten Brechbacken schwerer Bauart nach dem Stand der Technik.

Abweichend hiervon zeigt der in Figur 2 dargestellte Bakkenbrecher der prinzipiell gleichen Bauart eine neuartige Bestückung mit Brechbacken 18, 19 nach der Erfindung.
Diese bestehen jeweils aus wenigstens einer Trägerplatte

• ·

10a, 10b aus zäh-hartem Stahl mit Bestückungen aus hochabriebfesten, unmittelbar gegen das Zerkleinerungsgut zerkleinerungswirksamen Brechelementen 11. Dabei stellt jeweils die Trägerplatte 10a, 10b eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Brecherschwinge 1 bzw. dem Brechbackenträger 2 und den Brechelementen 11 her. In erfindungswesentlicher Ausbildung bestehen die Brechelemente 11 aus einem Werkstoff von deutlich höherer Festigkeit als die Trägerplatten 10a, 10b und sind im Formschluß mit diesen durch Hartlötung verbunden.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Darstellung des Backenbrechers nach Figur 2 einen viel zu großen Brechspalt zeigt und zwar deshalb, damit innerhalb des Brechspaltes die erforderlichen Hinweisziffern 10, 11, 19, 18 graphisch unterzubringen waren. Tatsächlich werden für den praktischen Betrieb die Brechbacken 18, 19 durch entsprechende Einstellung bevorzugt des Brechbackenträgers 2 im Gestell des Backenbrechers soweit an die Brecherschwinge 1 herangefahren, daß sich der nach Maßgabe des zu zerkleinernden Gutes erforderliche Brechspalt insbesondere im unteren Bereich der miteinander zusammenwirkenden Brechplatten 18, 19 so ergibt, wie er beispielsweise in der Figur 1 gezeigt ist.

Weitere Ausgestaltungen sehen vor, daß die Brechelemente 11 aus Hartmetall bestehende Formkörper und beispielsweise Stellite oder Gußlegierungen auf Co-Cr-W-Basis sind.In einer sehr bevorzugten erfindungswesentlichen Ausführung sind die Brechelemente 11 mit Co gesinterte Hartmetalle auf Basis von Wolframkarbid, Titankarbid oder Tantalkarbid bzw. Sintermetalle aus mehreren solchen Karbid-Mischungen. Diese Metalle lassen sich zu einzelnen Formkörpern mit äußerst exakten Abmessungen bei formtechnisch beherrschbaren Größenordnungen beispielsweise in

Form von rotations-symmetrischen oder stabförmigen Elementen verpressen und dann zur Endhärte sintern. Eine Bearbeitung der Hartmetalle erfolgt - falls überhaupt erforderlich - durch Schleifen.

Aufgrund dieser Herstellungstechnik ist es nach der Erfindung möglich, daß das Trägermaterial beispielsweise eine vergleichsweise dünnwandige, aus hochfestem Stahl bestehende und mit Aufnahme- oder Befestigungsstellen bzw. -elementen 15 ausgebildete Platte 10 ist, in welche Einbettungen 12 gemäß Darstellung in Figur 3 beispielsweise in Form von rhomboidischen Ausnehmungen für mit Formschluß nach Art von Kugelkarlotten einpaßbare Hartmetall-Brechelemente 1 eingearbeitet und die Zerkleinerungselemente 11 darin mittel Hartlötung befestigt sind.

Es ist zwar aus dem Gebiet der spanabhebenden Formgebung insbesondere von Metallteilen bekannt, Schneidwerkzeuge für höchste Schneidleistungen dadurch herzustellen, daß man eisenarme Legierungen, sogenannte Schneidmetalle oder Hartmetalle, die bis 800⁰C schneidfähig bleiben, verwendet und auf Träger von geringerer Festigkeit durch Hartlöten aufbringt. Zu sogenannten Schneidmetallen zählen die Stellite, Gußlegierungen auf Co-Cr-W-Basis, oder mit Co gesinterte Hartmetalle aus Wolframkabid (Widia), Titankarbid oder Tantalkarbid. Sie werden in kleinen Blättchen hergestellt und als Schneiden auf einen Werkzeugträger aufgelötet.

Im Gegensatz dazu konnte jedoch ein Fachmann aufgrund völlig andersartiger Arbeits- und Verwendungsbedingungen Anregungen für die vorliegende Erfindung aus dem vorgenannten Stand der Technik nicht entnehmen. Bei Schneidmetallen kommt es nämlich in erster Linie darauf an, daß diese die infolge Hochleistung bei der Zerspanung entstehenden hohen Temperaturen bis z.B. gegen 1000 ⁰C bei

glühend ablaufenden Spänen aushalten, ohne ihre durch Sintern oder Lötverbindung erreichte Festigkeit einzubüßen. Dazu war eine außergewöhliche Sintertechnik und Löttechnik erforderlich. Überhaupt sind für unterschiedliche Verwendungszwecke sehr unterschiedliche Löt- und Sinterungstechniken bekannt. Sinterwerkstoffe können je nach angewendetem Preßdruck mehr oder weniger porös sein, wodurch ihre Festigkeitseigenschaften maßgebend beeinflußt werden. Beispielsweise wird Sintereisen mit hoher Porosität und mit ölgefüllte Poren für selbstschmierende Lager verwendet, mit geringer Porosität dienen Sintermetalle dagegen der Herstellung von Formteilen mittlerer Festigkeit, wogegen Sinterstahl mit mittlerem C-Gehalt zumeist 1 bis 3% Kupfer enthält, welches den Sinterprozeß wesentlich begünstigt, wobei der Sinterstahl gehärtet und vergütert, auch oberflächengehärtet werden kann.

In der Literatur zum Stand der Technik ist dagegen eine Verwendung von größeren Formstücken aus gesinterten Hartmetallen wie Wolframkarbid, Titankarbid oder Tantalkarbid, bzw. mit Sintermetallen aus deren Mischungen, für reine Druckanwendungen, wie sie beim Brecherbetrieb auftreten und dort im kalten Zustand ablaufen, an keiner Stelle beschrieben.

Ein mit der Herstellung und Entwicklung hochleistungsfähiger Schneidmetalle beschäftigter Fachmann konnte aus einem derart hochspezialisierten Gebiet keine Anregungen auf das ebenfalls hochspezialisierte aber völlig andersartige Gebiet der Brechertechnik gewinnen. Es ist im Gegenteil davon auszugehen, daß die Bestückung eines Bakkenbrechers mit Mitteln nach der Erfindung für den dafür zuständigen Fachmann neu und unerwartet war und somit auf eigenständigen Erfindungsgedanken beruht.

Zu diesen Überlegungen bezüglich der Neuheit des Erfindungsgedankens trägt auch die Ausgestaltung der Brechbakke bei, wonach diese ein Formstück aus Gußstahl ist, in welche bereits die Einbettungen für die später einzupassenden Hartmetall-Brechelemente sowie Befestigungsstellen 15 eingegossen sind, sodaß die Formstücke nur mit vergleichsweise geringem Aufwand fertig bearbeitet werden müssen.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte 10 eine im Walzverfahren und bevorzugt im Schmiede-Walzverfahren (z.B. nach dem Sendzimir-Verfahren) hergestellte Walzplatte ist und etwa der Materialqualität 50 Cr V4 oder 60 SiCr 5 entspricht. Eine im Schmiede-Walzverfahren hergestellte Trägerplatte zeichnet sich durch höchste Qualität hinsichtlich des Verhältnisses von Zähigkeit und Festigkeit des gewalzten Stahles aus und entspricht damit in idealer weise den Anforderungen an eine Trägerplatte nach der Erfindung.

Weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung sind dadurch gegeben, daß die Bestückung mit Hartmetall-Brechelementen 11 glatt oder profiliert ausgebildet ist. Eine mögliche Ausbildung ist rein schematisch in der Figur 3 gezeigt. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß der Fachmann nach Maßgabe der speziellen Arbeitsbedingungen für unterschiedliche Brechgüter in der Wahl der Ausbildung der Träger- und Brechelemente 10, 11 völlig frei ist. Insoweit ist die Darstellung nach Figur 3 ein rein schematisches Beispiel für ein weites Spektrum von Ausbildungsmöglichkeiten.

Ein Vorteil der Erfindung ergibt sich mit speziellen Ausbildungen dadurch, daß eine Brechbacke nach Maßgabe ihrer spezifischen Beanspruchung unterschiedliche Zonen

zwischen Brechermaul und unterem Brechspalt mit zonenweise unterschiedlichen Bestückungen mit Brechelementen 11 aufweisen kann.

Dies führt zu dem weiteren Vorteil, daß die Brechplatte nach Maßgabe von unterschiedlich beanspruchten Brechzonen in wenigstens zwei diesen entsprechende Einzelplatten 8, 9 gemäß Figur 4 unterteilt ist und diese mit individuell unterschiedlicher Bestückung mit Brechelementen 11 ausgebildet sind. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, daß im Bereich des Brechermauls eine vergleichsweise geringe Beanspruchung bei zunächst gröberem Brechgut vorherrscht, wogegen die höchste Beanspruchung im Brechspalt und dazwischenliegend eine mittlere Beanspruchung stattfindet, so kann man sich vorstellen, daß eine Brechbacke nach der Erfindung in drei Teilen ausgeführt ist, die mit jeweils unterschiedlichen Bestückungen versehen sind, wobei im Bereich des Brechspaltes die Bestückung mit Brechelementen am dichtesten sein kann.

Dabei sind dann, wie dies in der Figur 4 rein schematisch angedeutet ist, die aneinander anschließenden Einzelplatten 8, 9 an ihren gemeinsamen Stoßkanten 6, 7 mit Übergriff 13 einander zugeordnet.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß gemäß Darstellung in Figur 3 die Trägerplatte 10a der Brechschwinge 1 dicker sein kann, als die Trägerplatte 10b des Brechbackenträgers 2. Dies entspricht den individuellen spezifischen Beanspruchungen und dient zugleich der weiteren Gewichtsentlastung eines z.B. mobilen Bakkenbrechers. Dabei kann es auch zweckmäßig sein, daß die Trägerplatte 10a der Brecherschwinge 1 eine andere Bestückung mit Brechelementen 11 aufweist, als die Trägerplatte 10b des Brechbackenträgers 2. Weiterhin zeigt Figur 3, daß in die Trägerplatten 10a, 10b

Befestigungsstellen 15 in Form von Gewindebohrungen eingebracht sein können.

Insgesamt ist der Gegenstand der Erfindung äußerst zweckmäßig und in vieler Hinsicht vorteilhaft, insbesondere
für die Bestückung sehne11aufender Hochleistungsbrecher in mobilen Aufbereitungsanlagen und löst insoweit in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Claims

ANSPRUCHE

1. Brechbacke zur Ausrüstung der Brecherschwinge (1) und des Brechbackenträgers (2) eines Backenbrechers, insbesondere für verschleißarmes Zerkleinern von Naturgestein oder Bauschutt, sowie bevorzugt für schneilaufende
Hochleistungsbrecher in mobilen Aufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Trägerplatte (10) aus zäh-hartem Stahl mit Bestückungen aus hochabriebfesten, unmittelbar gegen das Zerkleinerungsgut zerkleinerungswirksamen Brechelementen (11) aufweist, wobei die Trägerplatte (10) eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen der Brecherschwinge (1) bzw. dem Brechbackenträger (2) und den Brechelementen (11) herstellt, daß die
Brechelemente (11) aus einem Werkstoff von deutlich höherer Festigkeit als die Trägerplatte (10) bestehen, und
daß sie im Formschluß mit dieser durch Hartlötung verbunden sind.

2. Brechbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Brechelemente (11) aus Hartmetall bestehende
Formkörper sind.

3. Brechbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechelemente (11) Stellite oder Gußlegierungen auf Co-Cr-W-Basis sind.

4. Brechbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechelemente (11) mit Co gesinterte
Hartmetalle aus Wolframkarbid, Titankarbid oder Tantalkarbid bzw. Sintermetalle aus deren Mischungen sind.

5. Brechbacke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine vergleichsweise dünnwandige, aus hochfestem Stahl bestehende und mit Aufnahme- oder Befestigungsstellen bzw. -elementen (15) ausgebildete Platte (10) ist, in die Einbettungen (12) für mit Formschluß einpaßbare Hartmetall-Brechelemente (11) eingearbeitet und diese darin mittels Hartlötung befestigt sind.

6. Brechbacke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10) ein Formstück aus Gußstahl ist.

7. Brechbacke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10) eine im Walzverfahren und bevorzugt im Schmiede-Walzverfahren (z.B. nach dem Sendzimir-Verfahren) hergestellte Walzplatte ist und etwa der Materialqualität 50 Cr V4 oder 60 SiCr 5 entspricht.

8. Brechbacke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestückung mit Hartmetall-Brechelementen (11) glatt oder profiliert ausgebildet ist.

9. Brechbacke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Maßgäbe unterschiedlicher spezifischer Beanspruchungen in unterschiedlichen Zonen zwischen Brechmaul und unterem Brechspalt zonenweise unterschiedliche Bestückungen mit Brechelementen (11) aufweist.

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10. Brechplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Maßgabe von unterschiedlich beanspruchten Brechzonen in wenigsten zwei diesen entsprechende Einzelplatten (8,9) unterteilt ist, und daß diese mit individuell unterschiedlicher Bestückung mit Brechelementen (11) ausgebildet sind.

11. Brechplatte nach Anspruch 10/ dadurch gekennzeichnet, daß aneinander anschließende Einzelplatten (8,9) an ihren gemeinsamen Stoßkanten (6,7) mit Übergriff (13) einander zugeordnet sind.

12. Brechplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10a) der Brecherschwinge (1) dicker ist, als die Trägerplatte (10b) des Brechbackenträgers (2).

13. Brechplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10a) der Brecherschwinge (1) eine andere Bestückung mit Brechelementen (11) aufweist, als die Trägerplatte (10b) des Brechbackenträgers (2).