B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brechwalze mit einem Trägerrohr, wobei das Trägerrohr eine Außenumfangsfläche aufweist, auf der mehrere Brechsegmente lösbar befestigt sind. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Brechwalze mit einem Trägerrohr und mit auf der Außenumfangsfläche des Trägerrohres angeordneten Brechsegmenten.

STAND DER TECHNIK

Bekannt sich Brechwalzen in verschiedenen Aufbauformen, beispielsweise zeigt die DE 197 36 087 A1 eine Brechwalze mit einem Grundkörper, auf dem umfangsseitig mehrere Brechsegmente lösbar befestigt sind. Der Grundkörper ist massiv ausgeführt, und werden Brechwalzen mit größeren Abmessungen gefordert, ist eine massive Ausführung des Grundkörpers nicht mehr vorteilhaft.

Die DE 10 2006 014 874 A1 offenbart eine Brechwalze mit einem Grundkörper und mehreren auf der Außenumfangsfläche des Grundkörpers aufgebrachten Brechsegmenten, wobei der Grundkörper einen polygonalen Querschnitt aufweist, wodurch der Grundkörper eine sehr aufwendige und kostenintensive Herstellung erfordert.

Die US 2004/0251360 A1 beschreibt eine Brechwalze mit einem ringförmigen Trägersegment, auf dem auf der Außenumfangsfläche mehrere Brechsegmente lösbar befestigt werden können. Zur Bildung der Brechwalze sind mehrere ringförmige Trägersegmente auf einer massiven Welle aufgebracht, wodurch ein aufwendiger Aufbau zur Bildung der Brechwalze entsteht.

Die WO 2014/170371 A2 offenbart eine Brechwalze mit einem Trägerrohr, wobei das Trägerrohr eine Außenumfangsfläche aufweist, auf der mehrere l Brechsegmente lösbar befestigt sind. Innenseitig im Trägerrohr ist eine Nut eingebracht, und das Trägerrohr wird auf eine Trägerwelle aufgebracht, die einen Durchmesser besitzt, der mit dem Innendurchmesser des Trägerrohres korrespondiert. Bei größer dimensionierten Brechwalzen ist ein solcher massiver Aufbau kosten- und materialintensiv.

Schließlich offenbart die DE 33 45 754 A1 eine Brechwalze mit einem Trägerrohr, wobei das Trägerrohr eine Außenumfangsfläche aufweist, auf der mehrere Brechsegmente lösbar befestigt sind. Zur Befestigung der Brechsegmente dienen von der Außenseite durch das Trägerrohr hindurchgeführte Schraubelemente, die von der Innenseite des Trägerrohres mit Schraubmuttern gesichert werden. Ferner ist die Außenumfangsfläche des Trägerrohres vollumfänglich spanend bearbeitet, um die Brechsegmente aufzubringen. Um die Brechsegmente auf der Außenumfangsfläche des Trägerrohres zu befestigen, muss die Innenseite des Trägerrohres zugänglich bleiben, insbesondere um die Schraubmuttern mit den Schraubelementen zu verbinden. Die Folge ist eine entsprechend aufwendige Gesamtkonstruktion der Brechwalze.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Brechwalze mit einem Trägerrohr und mit auf der Außenumfangsfläche des Trägerrohres lösbar befestigten Brechsegmenten, wobei die Brechwalze einfach ausgeführt sein soll und nur geringe Herstellkosten verursachen soll. Insbesondere soll die Brechwalze einen Austausch der Brechsegmente auf einfache Weise ermöglichen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Brechwalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung einer Brechwalze gemäß Anspruch 9 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass in beiden Endbereichen des Trägerrohres jeweils ein Scheibenelement zur Aufnahme des Trägerrohres angeordnet ist, wobei die Scheibenelemente zueinander fluchtende Nabenöffnungen aufweisen, durch die eine Walzenwelle hindurchgeführt ist. Durch einen derartigen Aufbau einer Brechwalze kann auf einfachste Weise ein Trägerrohr bereitgestellt werden, das aus einem vorangegangenen ur- oder umformendem Fertigungsschritt hergestellt wurde, und es ist ausreichend, lediglich die Kontaktflächen zur Anbringung der Brechsegmente auf der Außenumfangsfläche spanend zu bearbeiten. Die Scheibenelemente können hierzu auf einfache Weise in den Endbereichen des Trägerrohres angeordnet werden, und die Befestigung der Brechsegmente kann so weitergebildet werden, dass ein Zugang zur Innenseite des Trägerrohres auch für einen Austausch der Brechsegmente am Trägerrohr nicht mehr notwendig ist. Das Trägerrohr kann daher vereinfachend mit den Scheibenelementen in den Endbereichen verschlossen werden, beispielsweise sodass ein einfacher Zylinderkörper geschaffen wird, durch den schließlich nur noch die Walzenwelle hindurchgeführt werden muss. Insbesondere die Bereitstellung des Trägerrohres als unbehandelter Körper, der aus einem Urformverfahren, beispielsweise einem Gießverfahren, oder einem Umformverfahren, beispielsweise einem Pressverfahren, stammt, verursacht nur sehr geringe Bereitstellungskosten, insbesondere da keine weitere spanende Bearbeitung des Trägerrohres notwendig ist, insbesondere nicht an der Innenwand des Trägerrohres.

Eine vorteilhafte Variante zur Anbringung der Scheibenelemente in den Endbereichen des Trägerrohres wird gebildet, wenn die Scheibenelemente in den Endbereichen mit dem Trägerrohr verbunden, verschraubt, verpresst oder verschweißt sind. Insbesondere weist das Trägerrohr eine Innenwand auf, wobei die Scheibenelemente hinsichtlich ihres Durchmessers mit dem Innendurchmesser des Trägerrohres korrespondieren können, und sodass die Scheibenelemente in den Endbereichen in oder an der Innenwand des Trägerrohres verschweißt sind. Insbesondere kann eine umlaufende Schweißnaht hergestellt werden, und durch die in den Endbereichen des Trägerrohres eingesetzten Scheibenelemente wird die Steifigkeit der Brechwalze durch das mit den Scheibenelementen ausgesteifte T rägerrohr weiter verbessert.

Ein besonderer Vorteil wird ferner erreicht, wenn in der Außenumfangsfläche Gewindebohrungen eingebracht sind, in die Schraubelemente von der Außenseite des Trägerrohres zur Befestigung der Brechsegmente einschraubbar sind. Die Gewindebohrungen münden dabei in die Außenumfangsfläche und durchdringen vorzugsweise die gesamte Wanddicke des Trägerrohres, wobei die Gewindebohrungen alternativ auch als Sackloch-Gewindebohrungen ausgebildet sein können. Auch ist es denkbar, vor dem Einschweißen der Scheibenelemente an der Innenwand des Trägerrohres Schraubenmuttern anzuordnen, insbesondere anzuschweißen. Die Bohrungen in dem Trägerrohr können dann als Durchgangsbohrungen vorbereitet werden, die mit den Schraubenmuttern fluchten, die an der Innenwand des Trägerrohres angebracht sind. Auch dann können von der Außenseite des Trägerrohres Schraubelemente in das Trägerrohr von der Außenseite eingeschraubt werden, ohne dass die Innenseite des Trägerrohres zugänglich sein muss. Zum Anbringen und insbesondere zum Austausch der Brechsegmente müssen folglich lediglich von der Außenseite Schraubelemente gelöst und befestigt werden, insbesondere indem die Schraubelemente in die Gewindebohrungen der Trägerwalze eingeschraubt werden.

Die Außenumfangsfläche kann spanend bearbeitete Auflageflächen zur Anordnung der Brechsegmente aufweisen, um eine exakte Plananlage von korrespondierenden Montageflächen an den Brechsegmenten zu gewährleisten. Unter Berücksichtigung der Gewindebohrungen kann dabei das Trägerrohr bereits mit den spanend bearbeiteten Auflageflächen fertiggestellt werden, sodass keine weiteren Bearbeitungen am Trägerrohr notwendig sind, und sodass sich die spanende Bearbeitung auf die Auflageflächen an der Außenumfangsfläche des Trägerrohres beschränkt. Insbesondere kann zwischen zwei Auflageflächen zur Aufnahme nur eines Brechsegmentes wenigstens ein Stoßkantenabsatz ausgebildet sein, wobei das Brechsegment mit den Montageflächen auf die Auflageflächen gesetzt wird, und wobei sich zwischen den Aufnahmeflächen und den korrespondierenden Montageflächen der Stoßkantenabsatz befindet, der in eine korrespondierende Aufnahmevertiefung in dem Brechsegment hineinragt. Folglich können zu beiden Seiten des Stoßkantenabsatzes die Auflageflächen ausgebildet sein, und zu beiden Seiten der Aufnahmevertiefung sind die Montageflächen ausgebildet. Werden die Montageflächen der Brechsegmente an den Auflageflächen auf dem Trägerrohr aufgesetzt, ragt der Stoßkantenabsatz in die Aufnahmevertiefung hinein, und die Seitenfläche des Stoßkantenabsatzes kann mit Seitenflächen in der Aufnahmevertiefung einen tangentialen Formschluss der Brechsegmente bilden. Damit können auf die Brechsegmente wirkende Prozesskräfte im Betrieb der Brechwalze besonders vorteilhaft über den Stoßkantenabsatz in das Trägerrohr eingeleitet werden, ohne dass diese Kräfte im Wesentlichen auf die Schraubverbindungen zur Befestigung der Brechsegmente am Trägerrohr wirken.

Ein besonderer Vorteil wird ferner erreicht, wenn an den Stoßkantenabsätzen ausgebildete Dachflächen eine dem Außenumfang des Trägerrohres entsprechende Krümmung mit einer unbehandelten Oberfläche aufweisen. Die Aufnahmevertiefungen in den Brechsegmenten können so ausgeführt werden, dass eine Berührung der Dachflächen mit der Grundfläche der Aufnahmevertiefung nicht stattfindet, und das Trägerrohr kann in den Bereichen der Dachflächen im Rohzustand belassen werden. Dadurch werden weitere Bearbeitungskosten eingespart, insbesondere wenn die spanende Bearbeitung des Trägerrohres auf die zu erzeugenden Auflageflächen zur Aufnahme der Brechsegmente beschränkt wird.

Es ist von weiterem Vorteil, wenn die Auflageflächen zur Anordnung eines gemeinsamen Brechsegmentes unter einem Dachwinkel zueinander angestellt sind. Die Auflageflächen können dabei so angestellt sein, dass der Radius der Brechwalze die Auflageflächen senkrecht durchstößt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass zur Herstellung der Auflageflächen ein geringeres Zerspanvolumen entsteht und ferner wird die Tragfähigkeit des Trägerrohres erhöht, da sich die minimale Rohrdicke vergrößert. Zudem entsteht der Vorteil, dass die auftretenden Kräfte vom Brechsegment in den Rohrkörper besser übergeleitet werden können.

Auf gleiche Weise kann auch insbesondere die gesamte Innenwand des Trägerrohres eine unbehandelte Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann die Innenwand lediglich in den Endbereichen spanend bearbeitet werden, in denen die Scheibenelemente eingesetzt und insbesondere eingeschweißt werden. Die spanende Bearbeitung kann beispielsweise lediglich als Schweißnahtvorbereitung dienen. Bei größeren Längen der Brechwalze sind im Innenraum und/oder an der Innenwand der Brechwalze Längsrippen eingeschweißt, um die Steifigkeit der Brechwalze weiter zu erhöhen. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Brechwalze mit einem Trägerrohr, wobei auf einer Außenumfangsfläche des Trägerrohres mehrere Brechsegmente lösbar befestigt werden, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen des Trägerrohres aus einem vorangegangenen ur- oder umformenden Fertigungsverfahren, spanende Bearbeitung von Auflageflächen auf der Außenumfangsfläche des aus dem vorangegangenen ur- oder umformenden Fertigungsverfahren stammenden Trägerrohres und Anordnen der Brechsegmente auf den Auflageflächen. Damit wird der Bearbeitungsaufwand zur Bereitstellung des Trägerrohres für die Brechwalze minimiert und das Trägerrohr muss lediglich in einer passenden Abmessung von Außen- und Innendurchmessern bereitgestellt werden. Zur Herstellung mehrere Brechwalzen kann das Trägerrohr beispielsweise in einer größeren Länge bereitgestellt werden, und von der größeren Länge des Trägerrohres können Segmente abgetrennt werden, um damit die entstehende Breite der Brechwalze zu bestimmen.

In den beiden Endbereichen des Trägerrohres sind gemäß einem weiteren Verfahrensschritt jeweils ein Scheibenelement zur Aufnahme des Trägerrohres angeordnet und/oder angeschweißt, wobei das Anschweißen oder Anordnen der Scheibenelemente vor oder nach der spanenden Bearbeitung der Auflageflächen erfolgen kann.

Insbesondere werden die Brechsegmente mittels Schraubelementen an der Außenumfangsfläche des Trägerrohres befestigt, wobei die Schraubelemente in der Außenseite des Trägerrohres in Gewindebohrungen eingeschraubt werden. Die Gewindebohrungen können dabei auch durch Schraubenmuttern gebildet sein, die an der Innenwand des Trägerrohres angeschweißt sind. Das Trägerrohr weist dabei lediglich Durchgangslöcher über die gesamte Wanddicke des Trägerrohres auf.

Schließlich können an den Stoßkantenabsätzen ausgebildete Dachflächen mit einer dem Außenumfang des Trägerrohres entsprechenden Krümmung mit einer unbehandelten Oberfläche belassen werden, ebenso kann die Innenwand des Trägerrohres unbehandelt belassen werden. Dadurch werden lediglich minimale Herstellkosten des Trägerrohres und damit der Brechwalze erzeugt. BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Brechwalze mit mehreren auf einem

Trägerrohr aufgebrachten Brechsegmenten, wobei zur Verdeutlichung ein Brechsegment gelöst dargestellt ist,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Brechwalze mit mehreren auf dem Außenumfang des Trägerrohres angeordneten Brechsegmenten,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Brechwalze mit einem Trägerrohr ohne Brechsegmente und

Figur 4 eine perspektivische Querschnittsansicht durch das Trägerrohr und einem Scheibenelement.

Figur 1 zeigt in einer axialen Ansicht eine Brechwalze 1 mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung, und die Brechwalze 1 ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Hierzu weist die Brechwalze 1 ein Trägerrohr 10 auf, und auf einer Außenumfangsfläche 1 1 des Trägerrohres 10 sind mehrere Brechsegmente 12 lösbar befestigt, wobei ein Brechsegment 12 in einer von der Außenumfangsfläche 1 1 gelösten Anordnung dargestellt ist.

Das Trägerrohr 10 weist zur Anordnung der Brechsegmente 12 Auflageflächen 19 auf, und für jedes Brechsegment 12 sind zwei Auflageflächen 19 vorgesehen, und zwischen den zwei Auflageflächen 19 befindet sich jeweils ein Stoßkantenabsatz 20.

Der Stoßkantenabsatz 20 kann bei einer Anordnung eines Brechsegmentes 12 in eine Aufnahmevertiefung 24 hineinragen, die in das Brechsegment 12 eingebracht ist, und die Aufnahmevertiefung 24 befindet sich zwischen zwei Montageflächen 21 an den Brechsegmenten 12. Bei einer Anordnung der Brechsegmente 12 können die Montageflächen 21 plan zur Anlage gebracht werden auf den Auflageflächen 19, während der Stoßkantenabsatz 20 in die Aufnahmevertiefung 24 hineinragt.

Der Stoßkantenabsatz 20 weist eine Dachfläche 22 auf, die unbehandelt ist, und die Oberfläche der Dachfläche 22 weist die Oberfläche auf, die bereits bei einer Bereitstellung des Trägerrohres 10 an diesem vorhanden war. Das Trägerrohr 10 kann aus einem vorangegangenen ur- oder umformenden Fertigungsverfahren stammen, und es ist hinreichend, lediglich auf der Außenumfangsfläche 1 1 die Auflageflächen 19 spanend zu bearbeiten. Dadurch wird ein minimaler Fertigungsaufwand erreicht, sodass die Brechwalze 1 zu geringen Kosten bereitgestellt werden kann.

Innenseitig in das Trägerrohr 10 ist ein Scheibenelement 14 mit einer innenseitigen Nabenöffnung 15 eingesetzt, und in die Nabenöffnung 15 kann eine Walzenwelle eingebracht werden, sodass bereits mit dem Trägerrohr 10, den außenseitig angebrachten Brechsegmenten 12 und zumindest zwei Scheibenelementen 14 mit der Walzenwelle die Basis für eine Brechwalze 1 fertiggestellt ist.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Brechwalze 1 in einer perspektivischen Ansicht, wobei in Figur 2 mehrere Brechsegmente 12 auf dem Außenumfang 1 1 des Trägerrohres 10 angeordnet sind, und in Figur 3 zeigt die perspektivische Ansicht das Trägerrohr 10 ohne angebrachte Brechsegmente 12.

Wie den Ansichten zu entnehmen ist, weist das Trägerrohr 10 auf der Außenumfangsfläche 11 über dem Umfang verteilt Auflageflächen 19 auf, die spanend bearbeitet wurden, wobei die Auflageflächen 19 mit zwischen diesen ausgebildeten Stoßkantenabsätzen 20 eine Teilung von 60° aufweisen, sodass auf dem Umfang verteilt sechs Brechsegmente 12 angeordnet werden können. Über der Längserstreckung der Brechwalze 1 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel jeweils auf einem Umfangssegment zwei Brechsegmente 12 hintereinander angeordnet, wobei auch nur ein oder mehr als zwei Brechsegmente 12 hintereinander angeordnet sein können. Zur Befestigung der Brechsegmente 12 weist das Trägerrohr 10 Gewindebohrungen 18 auf, die im Bereich der Auflageflächen 19 eingebracht sind. Werden die Brechsegmente 12 auf dem Trägerrohr 10 angeordnet, können diese mit Schraubelementen gesichert werden, die in die Gewindebohrungen 18 lediglich von außen eingeschraubt werden.

Es ist auch möglich, wenn auch nicht dargestellt, dass ein Hülsenkörper in der Gewindebohrung angeordnet ist, wobei der Hülsenkörper die Gewindelänge entlang des Schraubelementes verlängert, um die Schraubverbindung zu verstärken. Dabei kann der Hülsenkörper insbesondere mittels einer Schraubverbindung oder mittels einer thermischen Fügeverbindung mit der Gewindebohrung verbunden sein. Das Schraubelement kann nunmehr mit einem Innengewinde des Hülsenkörpers verbunden sein.

In den Endbereichen 13 des Trägerrohres 10 ist jeweils ein Scheibenelement 14 zur Aufnahme des Trägerrohre 10 angeordnet, wobei die Scheibenelemente 14 zueinander fluchtende Nabenöffnungen 15 aufweisen, durch die eine Walzenwelle 16 hindurchgeführt ist. Zum Verspannen der Walzenwelle 16 in den Nabenöffnungen 15 sind Kegelspannsätze vorgesehen, die in die Nabenöffnungen 15 eingesetzt sind. Folglich kann die Walzenwelle 16 von dem Verbund des Trägerrohres 10 mit den Scheibenelementen 14 gelöst werden.

Die Scheibenelement 14 sind kreisscheibenförmig ausgeführt und in die Endbereiche 13 des Trägerrohres 10 eingeschweißt. Hierzu sind die Scheibenelemente 14 im Durchmesser so ausgebildet, dass diese mit dem Innendurchmesser des Trägerrohres 10 korrespondieren.

Figur 4 zeigt schließlich eine Querschnittsansicht eines Teils der Brechwalze mit dem Trägerrohr 10 und mit auf der Außenumfangsfläche 1 1 erzeugten Auflagenflächen 19, in denen die eingebrachten Gewindebohrungen 18 gezeigt sind. Die Gewindebohrungen 18 durchdringen dabei die Wanddicke des Trägerrohres 10 vollständig, sodass diese auch die Innenwand 17 des Trägerrohres 10 durchbrechen.

Das ebenfalls im Schnitt dargestellte Scheibenelement 14 ist mit einer Schweißnaht 23 in den Endbereich 13 mit dem Trägerrohr 10 umlaufend verschweißt, und es ist eine Aufnahme in der Nabenöffnung 15 zur Anordnung der Walzenwelle gezeigt, vergleiche Figur 2 und Figur 3.

Die Darstellung verdeutlicht die Möglichkeit der erfindungsgemäßen Brechwalze 1 , das Trägerrohr 10 aus einem einfachen Urformverfahren oder Umformverfahren bereitzustellen, ohne dass erhebliche spanende Bearbeitungen des Trägerrohres 10 erforderlich sind. Insbesondere die Innenwand 17 kann im Rohzustand des Trägerrohres 10 belassen werden, gleiches gilt für die Dachflächen 22 der Stoßkantenabsätze 20.

Im Ergebnis ergibt sich eine Brechwalze 1 , die mit einem sehr geringen Fertigungsaufwand bereitgestellt werden kann. Der wesentliche Vorteil gemäß dem Kerngedanken der Erfindung liegt im einfachen Aufbau mit dem Trägerrohr 10 und den kreisförmigen Scheibenelementen 14, die mit dem Trägerrohr 10 verschweißt werden, ohne dass weitere Schweißvorgänge zur Herstellung der Brechwalze 1 erforderlich sind. Insbesondere muss das Trägerrohr 10 nicht als Polygon bereitgestellt werden, das noch aus mehreren Segmenten gebildet wird, wodurch ein erheblich höherer Schweißaufwand entsteht. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung der Brechsegmente 12 ist eine Zugänglichkeit des Trägerrohres 10 von der Innenseite nicht mehr notwendig, insbesondere dann nicht, wenn die Brechsegmente 12 beispielsweise im Rahmen einer Erneuerung von der Außenumfangsfläche 11 gelöst und an diese wieder angeordnet werden müssen.

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 räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bez u gs ze i c he n l iste Brechwalze Trägerrohr

Außenumfangsfläche

Brechsegment

Endbereich

Scheibenelement

Nabenöffnung

Walzenwelle

Innenwand

Gewindebohrung

Auflagefläche

Stoßkantenabsatz

Montagefläche

Dachfläche

Schweißnaht

Aufnahmevertiefung