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WO2017125309A1 - VERSCHLEIßSCHUTZELEMENT FÜR EINE ZERKLEINERUNGSEINRICHTUNG - Google Patents

VERSCHLEIßSCHUTZELEMENT FÜR EINE ZERKLEINERUNGSEINRICHTUNG Download PDF

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Publication number
WO2017125309A1
WO2017125309A1 PCT/EP2017/050558 EP2017050558W WO2017125309A1 WO 2017125309 A1 WO2017125309 A1 WO 2017125309A1 EP 2017050558 W EP2017050558 W EP 2017050558W WO 2017125309 A1 WO2017125309 A1 WO 2017125309A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wear
region
protection element
wear protection
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/050558
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Baris Irmak
Ingo Neitemeier
Marcel BANNERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Priority to BR112018014874-1A priority Critical patent/BR112018014874B1/pt
Priority to CA3011769A priority patent/CA3011769C/en
Priority to DK17700339.9T priority patent/DK3405287T3/da
Priority to CN201780007672.7A priority patent/CN108472657B/zh
Priority to US16/071,354 priority patent/US10695766B2/en
Priority to EP17700339.9A priority patent/EP3405287B1/de
Priority to AU2017208399A priority patent/AU2017208399B2/en
Publication of WO2017125309A1 publication Critical patent/WO2017125309A1/de
Priority to ZA2018/04907A priority patent/ZA201804907B/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/30—Shape or construction of rollers
    • B02C4/305—Wear resistant rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00—Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/02—Features for generally used wear parts on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like

Definitions

  • the invention relates to a wear protection element for partial insertion into a recess on the surface of a wear surface of a comminution device and a comminution device with such a wear protection element.
  • comminution equipment such as grinding rollers
  • a high wear of the surface of a wear surface such as the grinding roller surface takes place during operation of the comminution device.
  • it is known, for example from DE 2006 010 042 A1, to apply additional wear protection elements to the surface of the grinding roller.
  • additional wear protection elements to the surface of the grinding roller.
  • the replacement of the wear protection elements for example, requires long downtime of the roll mill, as well as high maintenance costs.
  • the invention comprises a wear protection element for partial insertion into a recess on the surface of a wear surface of a comminution device, wherein the wear protection element has a fastening region that can be connected to the recess in the surface of the wear surface and has a wear region that at least partially emerges from the Surface of the wear surface protrudes.
  • the attachment area comprises a material which has a lower wear resistance than the material of the wear area, the wear area being at the level of the wear area Wear protection element extends beyond the attachment area addition.
  • the attachment area is also sleeve-shaped.
  • the comminution device is, for example, a roller mill, a roller crusher, a hammer mill or a vertical roller mill, the wear surface especially the surface of a grinding roller exposed to high wear during operation of the comminution device, the hammer tools and the surface of the grinding path of a hammer mill or the surface of the grinding mill Rolls and the grinding table of a vertical roller mill is.
  • the wear protection element is for example cylindrical or has a quadrangular cross-section.
  • one end of the wear protection elements is designed such that it can be fastened to the surface of the wear surface, in particular in a recess in the surface of the wear surface.
  • the wear protection element is plate-shaped. This is particularly advantageous in the application of such a wear protection element on, for example, a grinding path of a hammer mill or a vertical roller mill.
  • the attachment region is preferably arranged such that it is exposed to no or only a very small amount of wear during operation of the comminution device. In particular, the attachment region serves for fastening the wear protection element to the surface of the wear surface.
  • the wear region is arranged on the attachment region and extends beyond the attachment region in the height of the wear protection element, so that the wear region is exposed to the majority of the wear acting on the wear protection element.
  • Such a wear protection element is much cheaper to produce, since the formation of the entire wear protection element can be dispensed with from the more expensive, wear-resistant material.
  • the area of the wear protection element which is exposed to no or only a very small wear, has a less wear-resistant material, the lower material costs conditionally.
  • a sleeve-shaped attachment region offers the advantage of particularly easy manufacturability. Under sleeve-shaped is to be understood in particular that the attachment area cylindrical with a central, coaxial the wear area facing recess is formed.
  • the attachment region preferably has a lower cylindrical region on which the wear region rests and an upper, for example, thin-walled sleeve-shaped region which surrounds the wear region at least partially circumferentially.
  • the sleeve-shaped region has in particular at least the same or a greater longitudinal extension than the cylindrical region.
  • the wear region preferably has a cylindrical region, which is designed such that it interacts with the sleeve-shaped region of the fastening region with a precise fit. In particular, the wear area is completely formed as a cylinder.
  • the material of the wear region comprises a ceramic material, such as tungsten carbide WC, titanium carbide TiC, titanium carbonitride TiCN, vanadium carbide VC, chromium carbide CrC, tantalum carbide TaC, boron carbide BC, niobium carbide NbC, molybdenum carbide Mo2C, aluminum oxide Al2O3, zirconium oxide ZrO2, or silicon carbide SiC.
  • particles of industrial diamonds, in particular high-strength ceramics are preferably embedded in a ceramic or metallic matrix in the wear region.
  • the material of the attachment area according to another embodiment comprises a steel, such as a tempered structural steel.
  • the fastening region has a receiving region for receiving the wear region, which is designed such that it centers the wear region relative to the fastening region.
  • the receiving area is preferably formed on the side facing the wear area side surface of the mounting area.
  • the area of the wear area facing the fastening area is designed such that it interacts with the receiving area.
  • the receiving region has, according to a further embodiment, at least one recess and the wear region has a projection which interacts with the recess.
  • the receiving area has a projection and the wear area has a corresponding recess.
  • the Verschl disclose conspiracyelennent has according to a further embodiment, an end-side recess, in particular a bore, which points in the direction of the wear surface of the crushing device.
  • the fastening region preferably has the frontal recess.
  • the recess is formed in particular coaxially with the wear protection element. Such a recess causes a saving of material of the mounting area and thus a cost reduction of the wear protection element.
  • the wear region is arranged at least partially within the sleeve-shaped region of the attachment region according to a further embodiment.
  • the sleeve-shaped fastening region which is arranged at least partially around the wear region, offers the advantage of a simple arrangement of the wear region on the fastening region and a simple post-processing of the jacket
  • the attachment region and the wear region are bonded to one another in a material-locking manner according to a further embodiment, in particular adhesively bonded or soldered.
  • a screwing of the wear area and the mounting area is also conceivable.
  • a cohesive connection provides a simple way of attaching the wear region to the attachment region, wherein the wear region is preferably detachably attached to the attachment region, so that when wear of the wear region this is easily replaceable. An exchange of the mounting area is thus not necessary in the event of wear of the wear area.
  • the attachment area comprises less than 45%, preferably less than 30%, most preferably less than 20% of the wear protection element.
  • the invention further comprises a shredding device comprising a wear surface and a wear protection element as described above, wherein the wear protection element is at least partially in a recess in the surface wear surface, in particular a grinding roller attached.
  • the advantages described with respect to the wear protection element also apply to the shredding device with such a wear protection element.
  • the attachment region of the wear protection element is connected cohesively to the grinding roller according to a further embodiment, in particular welded, glued or soldered.
  • the attachment area is soldered or welded to the recess in the wear surface.
  • the comminution device is, for example, a grinding roller for comminuted comminution or a vertical roller mill.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a shredding device in a front view according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a grinding roller of the comminuting device according to FIG. 1.
  • Fig. 3-7 shows schematic representations of various embodiments of wear protection elements in a cross-sectional view.
  • a crushing device 10 in particular a roller mill is shown schematically.
  • the comminuting device 10 comprises two grinding rollers shown schematically as circles with wearing surfaces 12, 14, which have the same diameter and are arranged next to one another. Between the wear surfaces 12, 14 of the grinding rollers, a grinding gap is formed, which is adjustable, for example, in size.
  • the grinding rollers rotate in opposite directions to one another in the direction of rotation shown by the arrows, wherein the material to be ground passes through the grinding gap in the direction of the fall and is ground.
  • 2 shows an end region of a grinding roller, which has a wear surface 12 on which wear protection elements 16 are attached. The wear protection elements 16 are mounted in the outer periphery of the surface of the grinding roller.
  • the mutually spaced, adjacent wear protection elements 16 of FIG. 2 have a circular cross section. It is also conceivable that the wear protection elements 16 vary in size, the number, the cross-sectional shape and the arrangement over the surface of the grinding roller, for example, to compensate for local differences in wear during operation of the crusher 10. Furthermore, the grinding roller has wear protection elements 17 attached at its end, which for example have a rectangular cross section and are arranged in series next to each other in such a way that they form a ring over the circumference of the grinding roller. There are also other cross-sectional shapes of the wear protection elements 17 conceivable, which differ from the cross-sectional shape shown in Fig. 2. A spaced-apart arrangement of the wear protection element 17 is possible. In Fig.
  • FIG. 3 shows a wear protection element 16a not covered by the invention, which is arranged in a recess 26 in FIG. 1 with the wearing surface 12 of the grinding roller according to FIGS.
  • the wear protection element 16a has a fastening region 24 and a wear region 22, wherein the fastening region in the recess 26 is arranged on the surface of the wear surface 12 of the grinding roller and is connected to the wear surface 12 of the grinding roller.
  • the wear protection element 16a at the attachment region 24 with the recess in the surface of the wear surface 12 of the grinding roller cohesively, in particular welded, soldered or glued or positively connected, in particular screwed or wedged.
  • the wear region 22 of the wear protection element 16a is at least partially disposed outside of the recess 26 in the wear surface 12, so that it protrudes in the radial direction of the grinding roller, not shown, from the surface of the wear surface 12.
  • the fastening region 24 comprises about one third of the entire wear protection element 16a, wherein the wear region 22 comprises approximately the further two-thirds.
  • the fastening region 24 has a receiving region 18, which comprises the surface of the fastening region facing the wear region 22.
  • the receiving region 18 is arranged between the wear region 22 and the attachment region 24 and, in particular, curved, so that the attachment region 24 of the wear protection element 16a has an inwardly directed curvature at the end facing the wear region 22. This curvature serves to position the wear region 22 on the attachment region 24.
  • the wear region 22 of the wear protection element 16a has a material with a higher wear resistance than the material of the attachment region 24.
  • the wear region 22 comprises a ceramic material, such as tungsten carbide, titanium carbide, Titanium carbonitride, vanadium carbide, chromium carbide, tantalum carbide, boron carbide, niobium carbide, molybdenum carbide, alumina, zirconium oxide, or silicon carbide.
  • particles of industrial diamonds or high-strength ceramics may also be embedded in a ceramic or metallic matrix in the area of wear.
  • the wear region comprises a matrix material in which a plurality of particles are arranged.
  • the particles are, in particular, a highly wear-resistant material comprising, for example, diamond, ceramic or titanium.
  • the matrix material includes, for example, tungsten carbide.
  • the particles are in particular materially bonded, for example, by sintering with the matrix material.
  • the wear protection elements 16a are exposed to high wear, wherein in particular the wear region 22 of the wear protection elements 16a protruding from the surface of the wearing surfaces 12, 14 of the grinding rollers wears.
  • the wear-resistant material of the wear region 22 reduces the wear of the wear protection elements 16a considerably.
  • an embodiment of the fastening area the is exposed to no or only a very small amount of wear, dispensed from the more expensive, more wear-resistant material.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a wear protection element 16b, wherein the wear surface is not illustrated with the recess 26 in which the wear protection element 16b is arranged.
  • FIG. 4 shows a wear protection element 16b, which substantially corresponds to the wear protection element 16a of FIG. 1, wherein the receiving region, in particular the region of the attachment region 24 of the wear protection element 16b facing the wear region 22, has a recess which has a projection in the attachment region 24 facing area of the wear protection area 22 cooperates.
  • a recess in the fastening region 24 serves, in particular, for positioning the wear region 22 on the fastening region 24, wherein the wear region is centered relative to the fastening region 24.
  • the recess is formed, for example, cylindrical and centered.
  • FIG. 5 shows a wear protection element 16c which has a substantially sleeve-shaped fastening region 24, this extending along the lateral surface of the wear region 22 and the wear region 22 being arranged at least partially within the sleeve-shaped fastening region 24.
  • the sleeve-shaped fastening region 24 is formed of a softer, less wear-resistant material than the wear region 22.
  • the wear region 22 of the wear protection element 16c extends beyond the sleeve-shaped attachment region 24 in the longitudinal direction of the wear protection element 16c so that the wear region 22 protrudes from the sleeve-shaped attachment region 24.
  • the wear region 22 extends beyond the attachment region 24, in particular in the radial direction of the grinding roller.
  • FIG. 5 has a lower, radially inwardly pointing, fully cylindrical region on which the wear region 22 rests and a radially outwardly pointing, for example, thin-walled sleeve-shaped region which encloses the wear region 22 at least partially circumferentially.
  • FIG. 6 shows a wear protection element 16d, which substantially corresponds to the wear protection element 16c of FIG. 5, with the difference that the wear protection element 16d has a recess 20 in its attachment region 24.
  • the recess 20 is mounted on the front side in the mounting region 24 and, for example, cylindrical or conical.
  • the recess is designed to be particularly coaxial with the wear protection element 16d and serves, for example, for fastening the wear protection element 16d in the recess 26 in the wear surface of the comminuting device 10. Furthermore, the recess 20 causes a considerable saving in material of the fastening region 24.
  • FIG. 7 shows a wear protection element 16e not covered by the invention, which substantially corresponds to the wear protection element 16a of FIG. 3, with the difference that the wear protection element 16e in the attachment region 24 has a recess 20 according to FIG.
  • the receiving region 18 of the wear protection element 16e is essentially planar. A vaulted training is also conceivable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschleißschutzelement (16c) zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung in der Oberfläche einer Verschleißfläche einer Zerkleinerungseinrichtung, wobei das Verschleißschutzelement (16c) einen Befestigungsbereich (24), der mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche verbindbar ist und einen Verschleißbereich (22) aufweist, der zumindest teilweise aus der Oberfläche der Verschleißfläche hervorsteht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, 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 (16c) über den Befestigungsbereich (24) hinaus erstreckt und wobei der Befestigungsbereich (24) hülsenförmig ausgebildet ist.

Description

Verschleißschutzelement für eine Zerkleinerungseinrichtung
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. Der Befestigungsbereich ist außerdem hülsenförmig ausgebildet.
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 Material kosten bedingt. Ein hülsenförmiger Befestigungsbereich bietet den Vorteil einer besonders einfachen Herstellbarkeit. Unter hülsenförmig ist insbesondere zu verstehen, dass der Befestigungsbereich zylinderförmig mit einer zentralen, koaxialen dem Verschleißbereich zugewandten Aussparung ausgebildet ist. Der Befestigungsbereich weist vorzugsweise einen unteren zylinderförmigen Bereich auf, an dem der Verschleißbereich anliegt und einen oberen beispielsweise dünnwandigen hülsenförmigen Bereich, der den Verschleißbereich zumindest teilweise umfangsmäßig umschließt. Der hülsenförmige Bereich weist insbesondere zumindest die gleiche oder eine größere Längserstreckung als der zylinderförmige Bereich auf. Der Verschleißbereich weist vorzugsweise einen zylinderförmigen Bereich auf, der derart ausgebildet ist, dass er mit dem hülsenförmigen Bereich des Befestigungsbereichs passgenau zusammenwirkt. Insbesondere ist der Verschleißbereich vollständig als Zylinder ausgebildet.
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 Verschleißschutzelennent 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 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.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungseinrichtung in einer Frontansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Mahlwalze der Zerkleinerungseinrichtung gemäß Fig. 1 . Fig. 3-7 zeigt schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele von Verschleißschutzelementen in einer Querschnittsansicht.
In Fig. 1 ist eine Zerkleinerungseinrichtung 10, insbesondere eine Walzenmühle schematisch dargestellt. Die Zerkleinerungseinrichtung 10 umfasst zwei schematisch als Kreise dargestellten Mahlwalzen mit Verschleißflächen 12, 14, die den gleichen Durchmesser aufweisen und nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Verschleißflächen 12, 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. Fig.2 zeigt einen Endbereich einer Mahlwalze, die eine Verschleißfläche 12 aufweist, an der Verschleißschutzelemente 16 angebracht sind. Die Verschleißschutzelemente 16 sind in dem äußeren Umfang der Oberfläche der Mahlwalze angebracht. Beispielhaft weisen die zueinander beabstandeten, nebeneinander angeordneten Verschleißschutzelemente 16 der Fig. 2 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Verschleißschutzelemente 16 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 Zerkleinerungseinrichtung 10 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 Verschleißschutzeckelemente 17 denkbar, die von der in Fig. 2 gezeigten Querschnittsform abweichen. Auch eine zueinander beabstandete Anordnung der Verschleißschutzeckelement 17 ist möglich. In Fig. 2 ist beispielhaft nur das linke Ende der Mahlwalze mit der Verschleißfläche 12 gezeigt, wobei das nicht gezeigte rechte Ende vorteilhafterweise im Aufbau identisch ist. Fig. 3 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Verschleißschutzelement 16a, das in einer Ausnehmung 26 in mit der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze gemäß Fig. 1 und 2 angeordnet ist. Das Verschleißschutzelement 16a weist einen Befestigungsbereich 24 und einen Verschleißbereich 22 auf, wobei der Befestigungsbereich in der Ausnehmung 26 an der Oberfläche des Verschleißfläche 12 der Mahlwalze angeordnet ist und mit der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze verbunden ist. Beispielsweise ist das Verschleißschutzelement 16a an dem Befestigungsbereich 24 mit der Ausnehmung in der Oberfläche der Verschleißfläche 12 der Mahlwalze stoffschlüssig, insbesondere verschweißt, verlötet oder verklebt oder formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt oder verkeilt. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16a ist zumindest teilweise außerhalb der Ausnehmung 26 in der Verschleißfläche 12 angeordnet, sodass dieser in radialer Richtung der nicht dargestellten Mahlwalze aus der Oberfläche der Verschleißfläche 12 hervorsteht. Der Befestigungsbereich 24 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel des gesamten Verschleißschutzelements 16a, wobei der Verschleißbereich 22 in etwa die weiteren zwei Drittel umfasst. Der Befestigungsbereich 24 weist einen Aufnahmebereich 18 auf, der die dem Verschleißbereich 22 zugewandte Fläche des Befestigungsbereichs umfasst. Der Aufnahmebereich 18 ist zwischen dem Verschleißbereich 22 und dem Befestigungsbereich 24 angeordnet und insbesondere gewölbt ausgebildet, sodass der Befestigungsbereich 24 des Verschleißschutzelements 16a an dem dem Verschleißbereich 22 zugewandten Ende eine nach innen weisende Wölbung aufweist. Diese Wölbung dient der Positionierung des Verschleißbereichs 22 auf dem Befestigungsbereich 24. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16a weist ein Material mit einer höheren Verschleißfestigkeit auf als das Material des Befestigungsbereichs 24. Beispielsweise weist der Verschleißbereich 22 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 Verschleißschutzelemente 16a einem hohen Verschleiß ausgesetzt, wobei insbesondere der aus der Oberfläche der Verschleißflächen 12, 14 der Mahlwalzen hervorstehende Verschleißbereich 22 der Verschleißschutzelemente 16a verschleißt. Das verschleißfeste Material des Verschleißbereichs 22 verringert den Verschleiß der Verschleißschutzelemente 16a 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.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verschleißschutzelements 16b, wobei die Verschleißfläche mit der Ausnehmung 26, in der das Verschleißschutzelement 16b angeordnet ist, nicht dargestellt ist. Fig. 4 zeigt ein Verschleißschutzelement 16b, das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 16a der Fig. 1 entspricht, wobei der Aufnahmebereich, insbesondere der dem Verschleißbereich 22 zugewandten Bereich des Befestigungsbereichs 24 des Verschleißschutzelements 16b eine Aussparung aufweist, die mit einem Vorsprung in der dem Befestigungsbereich 24 zugewandten Bereich des Verschleißschutzbereichs 22 zusammenwirkt. Eine solche Aussparung in dem Befestigungsbereich 24 dient insbesondere der Positionierung des Verschleißbereichs 22 auf dem Befestigungsbereich 24, wobei der Verschleißbereich relativ zu dem Befestigungsbereich 24 zentriert wird. Die Aussparung ist beispielsweise zylinderförmig und zentriert ausgebildet.
Fig. 5 zeigt ein Verschleißschutzelement 16c, das einen im Wesentlichen hülsenförmigen Befestigungsbereich 24 aufweist, wobei sich dieser entlang der Mantelfläche des Verschleißbereichs 22 erstreckt und der Verschleißbereich 22 zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Befestigungsbereichs 24 angeordnet ist. Der hülsenförmige Befestigungsbereich 24 ist aus einem weicheren, weniger verschleißfesten Material als der Verschleißbereich 22 ausgebildet. Der Verschleißbereich 22 des Verschleißschutzelements 16c erstreckt sich in Längsrichtung des Verschleißschutzelements 16c über den hülsenförmigen Befestigungsbereich 24 hinaus sodass der Verschleißbereich 22 aus dem hülsenförmigen Befestigungsbereich 24 hervorsteht. Der Verschleißbereich 22 erstreckt sich insbesondere in radialer Richtung der Mahlwalze über den Befestigungsbereich 24 hinaus. Der Befestigungsbereich 24 der Fig. 5 weist einen unteren, radial einwärts weisenden, vollzylinderförmigen Bereich auf, auf dem der Verschleißbereich 22 aufliegt und einen radial auswärts weisenden beispielsweise dünnwandigen hülsenförmigen Bereich, der den Verschleißbereich 22 zumindest teilweise umfangsmäßig umschließt. Fig. 6 zeigt ein Verschleißschutzelennent 16d, das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 16c der Fig. 5 entspricht mit dem Unterschied, dass das Verschleißschutzelement 16d in seinem Befestigungsbereich 24 eine Aussparung 20 aufweist. Die Aussparung 20 ist stirnseitig in dem Befestigungsbereich 24 angebracht und beispielsweise zylinderförmig oder konusförmig ausgebildet. Die Aussparung ist besondere koaxial zu dem Verschleißschutzelement 16d ausgebildet und dient beispielsweise der Befestigung des Verschleißschutzelements 16d in der Ausnehmung 26 in der Verschleißfläche der Zerkleinerungseinrichtung 10. Ferner bedingt die Aussparung 20 eine erhebliche Materialersparnis des Befestigungsbereichs 24.
Fig. 7 zeigt ein nicht von der Erfindung umfasstes Verschleißschutzelement 16e, das im Wesentlichen dem Verschleißschutzelement 16a der Fig. 3 entspricht mit dem Unterschied, dass das Verschleißschutzelement 16e in dem Befestigungsbereich 24 eine Aussparung 20 gemäß der Fig. 6 aufweist. Der Aufnahmebereich 18 des Verschleißschutzelements 16e ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Eine gewölbte Ausbildung ist ebenfalls denkbar.
Bezugszeichenliste
10 Zerkleinerungseinnchtung / Walzenmühle
12 Verschleißfläche / Mahlwalze
14 Verschleißfläche / Mahlwalze
16 a-e Verschleißschutzelement
17 Verschleißschutzeckelement
18 Aufnahmebereich
20 Aussparung
22 Verschleißbereich
24 Befestigungsbereich
26 Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1 . Verschleißschutzelennent (16a-e) zum teilweisen Einsetzen in eine Ausnehmung (26) in der Oberfläche einer Verschleißfläche (12, 14) einer Zerkleinerungseinrichtung (10),
wobei das Verschleißschutzelennent (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 und wobei der Befestigungsbereich (24) hülsenförmig ausgebildet ist.
2. Verschleißschutzelement (16a-e) nach Anspruch 1 , wobei das Material des Verschleißbereichs (22) einen keramischen Werkstoff umfasst.
3. Verschleißschutzelement (16a-e) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material des Befestigungsbereichs (24) einen Stahl umfasst.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. Verschleißschutzelennent (16a-e) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verschleißbereich (22) zumindest teilweise innerhalb des hülsenförmigen Bereichs des Befestigungsbereichs (24) angeordnet ist.
8. Verschleißschutzelement (16a-e) nach einem vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsbereich (24) und der Verschleißbereich (22) stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere geklebt oder gelötet sind.
9. 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.
10. Zerkleinerungseinrichtung (10) aufweisend eine Verschleißfläche (12, 14) und ein Verschleißschutzelement (16a-e) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verschleißschutzelement (16a-e) zumindest teilweise in einer Ausnehmung (26) in der Oberfläche Verschleißfläche (12, 14) angebracht ist.
1 1 . Zerkleinerungseinrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei der Befestigungsbereich (24) des Verschleißschutzelements (16a-e) mit der Mahlwalze (12, 14) stoffschlüssig verbunden, insbesondere geschweißt, geklebt oder gelötet ist.
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