EP3700677A1 - Verfahren zum lastabhängigen betrieb einer materialzerkleinerungsanlage - Google Patents

Verfahren zum lastabhängigen betrieb einer materialzerkleinerungsanlage

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Publication number
EP3700677A1
EP3700677A1 EP18783459.3A EP18783459A EP3700677A1 EP 3700677 A1 EP3700677 A1 EP 3700677A1 EP 18783459 A EP18783459 A EP 18783459A EP 3700677 A1 EP3700677 A1 EP 3700677A1
Authority
EP
European Patent Office
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crusher
load
predetermined
dependent
level
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.)
Pending
Application number
EP18783459.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Eckert
Tobias Freihalter
Jochen Meier
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.)
Kleemann GmbH
Original Assignee
Kleemann GmbH
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 Kleemann GmbH filed Critical Kleemann GmbH
Publication of EP3700677A1 publication Critical patent/EP3700677A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/02—Feeding devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C1/00—Crushing or disintegrating by reciprocating members
    • B02C1/02—Jaw crushers or pulverisers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C1/00—Crushing or disintegrating by reciprocating members
    • B02C1/02—Jaw crushers or pulverisers
    • B02C1/025—Jaw clearance or overload control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
    • B02C2/02—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved
    • B02C2/04—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved with vertical axis
    • B02C2/042—Moved by an eccentric weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
    • B02C2/02—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved
    • B02C2/04—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved with vertical axis
    • B02C2/047—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved with vertical axis and with head adjusting or controlling mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the charging of a crusher drive via transmission elements driven crusher of a material crusher, wherein the crusher to be crushed material, in particular to breaking rock material is supplied, wherein a level of the crusher, preferably at a crusher inlet, with the aid of a level sensor is determined and wherein the crusher supplied volume flow is set to be broken material depending on the determined level and / or regulated.
  • the invention also relates to a control unit for operating such a material crushing plant.
  • the invention also relates to a computer program product for carrying out the method.
  • Material crushers of the above type are used for crushing rock material, such as natural stones, concrete, brick or recycled material.
  • the material to be shredded is a task unit of the material crushing plant, for example in the form of a funnel fed and fed via transport means, such as a vibrating chute, or a belt conveyor a crusher.
  • the crusher may be preceded by a pre-screening in order to pass a fine fraction or a middle grain, which already has the suitable grain size, past the crusher.
  • the crusher itself can be designed as a jaw crusher, as an impact crusher or as a cone crusher. In a jaw crusher, two crushing jaws arranged at an angle to one another form a wedge-shaped shaft, into which the material to be shredded is introduced.
  • the opposing crushing jaw can be moved by means of an eccentric. This results in an elliptical movement of the moving crushing jaw, whereby the Brechtgut crushed and is guided in the shaft down to a crushing gap.
  • the gap width of the crushing gap and thus the grain size of the shredded material, which is discharged through the crushing gap from the wedge-shaped shaft, can be adjusted by means of a gap adjustment.
  • the level of the introduced into the shaft, to be crushed material can be measured by means of a level sensor, which is for example designed as an ultrasonic sensor.
  • the volumetric flow of the material fed to the crusher via the transport device can be adjusted by appropriate actuation of the transport device as a function of the determined fill level.
  • the crusher is exposed to high mechanical loads. These result inter alia from the feed size, the grain distribution and the compressive strength of the supplied material and from the desired crushing ratio and the level of the material to be crushed within the crushing chamber of the crusher. If the material shredding system is operated incorrectly, in particular if the size of the feed grain is too large and the crushing ratio is too high, the crusher can be overloaded. This allows different, highly loaded components of the crusher, the Crushing drive or the transmission elements are damaged or excessively fast wear.
  • a method and a crusher which detect a bridging of the crusher.
  • the crusher designed as a cone crusher
  • a shaft of the cone is rotatably held in a thrust bearing.
  • the thrust bearing is mounted on radially outgoing from the outer walls of the cone crusher arms as a carrier. Bridging the crusher can occur when material trapped between the cone and an arm lifts the cone, which can damage the crusher.
  • the load of the wearer is determined and evaluated. For this purpose, the pressure in a hydraulic cylinder of a hydraulic actuator for vertical adjustment of the cone can be measured. In the evaluation, the power consumption of a drive of the crusher can be considered.
  • the measurement can be done directly on the arms, but also on adjacent components that are in communication with the arms. If a bridging of the crusher has been detected, it is proposed to reduce or interrupt the loading of the crusher.
  • the object of the invention relating to the method is achieved by directly or indirectly determining the mechanical load on the crusher or a parameter dependent on the mechanical load of the crusher, and in that the level of the crusher depends on the particular mechanical load Load or the dependent thereon characteristic is set. Different material properties, such as different feed sizes, grain distributions, compressive strengths and different comminution ratios result in different loadings of the crusher at a given filling level.
  • the mechanical load of the crusher or a characteristic dependent on the mechanical load of the crusher is determined.
  • a level of the crusher is specified, in which an overload of the crusher is reliably avoided with the greatest possible material throughput. This is preferably done by controlling the material-supplying components, for example a vibrating feed channel, in dependence on the level of the crusher measured with the aid of the filling level sensor.
  • a reliable determination of the present mechanical load of the crusher can be achieved by measuring the mechanical load and / or the movement behavior of at least one component of the crusher, the transmission elements and / or the crusher drive as and / or dependent on the mechanical load of the crusher in that an operating state of the crusher drive is measured as the parameter dependent on the mechanical load of the crusher.
  • the measurement of the mechanical load of the at least one component is preferably carried out on a component of the crusher, the transmission elements or the crusher drive which is heavily loaded mechanically. If it is ensured by the inventive setting of the level that the mechanically heavily loaded component is not overloaded, it can be assumed that the other components of the crusher are driven in their allowable load range.
  • transmission elements are understood in the context of the present invention, all components which are provided for torque and / or power transmission from the crusher drive to the crusher.
  • the transmission elements and / or the Crusher drive an elastic elongation of the at least one component is determined and that the level of the crusher is set in dependence on the determined elastic strain of the component or a variable derived therefrom.
  • the elastic elongation of the at least one component is directly dependent on the mechanical load of the component and thus on the mechanical load of the crusher.
  • a simple and reliable measurement of the elastic elongation of the at least one component can be achieved by determining the elastic elongation with at least one sensor, for example a strain gauge (DMS).
  • the at least one strain gauge can be easily attached to the component to be monitored.
  • a mechanical stress of the at least one component of the crusher, the transmission elements or the crusher drive is determined from the elastic strain and that the level of the crusher in dependence on the mechanical stress of the at least one component of the crusher, the transmission elements or of the crusher drive is adjusted.
  • the specific mechanical stress can be compared with permissible stresses of the material used.
  • the level of the crusher can be adjusted so that the allowable voltages of the material used in the component, advantageously taking into account a safety factor, are not exceeded.
  • the transmission elements and / or the crusher drive acceleration preferably with an acceleration sensor, and / or a speed and / or a speed change, preferably with a Speed sensor, is determined. If the load on the crusher changes, the motion behavior in the drive train changes. This may be a persistent change of the Movement behavior, such as a speed, or to act a short-term change, for example, when readjusted due to a change in the movement behavior, the performance of the crusher drive and a predetermined target speeds is set again. From a change in the movement behavior of the at least one component of the crusher, the transmission elements and / or the crusher drive caused by an altered load of the crusher, the load of the crusher can be deduced.
  • the crusher drive When changing the load of the crusher, the rated speed is adjusted by a corresponding power adjustment of the crusher drive.
  • the power to be applied by the crusher drive and the associated operating parameters are thus dependent on the present load of the crusher. If the performance of the crusher drive is not readjusted with an alternating load of the crusher, this leads to a change in the speed of the crusher drive. Therefore, it can be provided that the operating state of the crusher drive is determined by a power output and / or by a torque and / or by energy consumption and / or by a fuel consumption and / or by a rotational speed of the crusher drive. These variables are directly related to the load to be applied by the crusher and thus to the mechanical load of the crusher, so that, given their knowledge, a suitable filling level of the crusher can be set.
  • An overload of the crusher can be avoided by reducing the level of the crusher, if the mechanical load of the crusher or a directly dependent on the mechanical load of the crusher characteristic exceeds a predetermined upper limit or if an inversely dependent on the mechanical load of the crusher Characteristic falls below a predetermined lower threshold and / or that the level of the crusher is reduced when the mechanical load of the crusher or a directly dependent on the mechanical load of the crusher characteristic within a predetermined first period Ati the predetermined upper Limit value has exceeded a predetermined frequency or over a predetermined period or if a reversed dependent of the mechanical load of the crusher characteristic within the predetermined first period Ati has fallen below the predetermined lower threshold with a predetermined frequency or over a predetermined period.
  • the threshold or threshold defines when the permissible load of the crusher is exceeded. If the reduction of the filling level of the crusher occurs even if the limit value is exceeded or falls short of the threshold value, a fast reaction to too high a load on the crusher can be achieved. If the limit value has to be exceeded several times or in total over a given period of time within the predetermined first period Ati in order to achieve a reduction of the fill level, the reliability of the statement can be increased in the evaluation of the load on the breaker. The same applies to the undershooting of the threshold for the opposite of the mechanical stress of the crusher characteristic.
  • the specification of a frequency of exceeding the limit value or falling below the threshold value is particularly advantageous in jaw crushers, since they are exposed to the cyclic opening and closing of the movable crushing jaw of a cyclic load.
  • a high throughput of the crusher can be achieved that the level of the crusher is increased when the mechanical load of the crusher or a directly dependent on the mechanical load of the crusher characteristic does not exceed a predetermined lower limit over a predetermined second period At 2 or an inversely dependent on the mechanical load of the crusher characteristic does not fall below a predetermined upper threshold value over the predetermined second period At 2 and / or that the level of the crusher is increased when the mechanical load of the crusher or directly dependent on the mechanical load of the crusher Parameter exceeds the predetermined lower limit value over the predetermined second period At 2 not more than a predetermined second frequency or longer than a predetermined duration, or if a reversely dependent on the mechanical load of the crusher Ken do not exceed the predetermined upper threshold over the given second period of time with more than one predetermined second frequency or longer than a predetermined duration.
  • a permanent falling below the limit or exceeding the threshold value a low mechanical load of the crusher can be detected.
  • the throughput of the crusher can be increased without being overloaded. This allows an economical operation of the crusher
  • the filling level of the crusher is reduced and / or increased in each case by a predetermined, absolute amount or that the filling level of the crusher is reduced and / or increased by a value relative to the current filling level.
  • Changing the level by absolute amounts is easy to implement. It is advantageous to change the level when reducing and increasing the same, so that certain levels that are optimized for certain tasks, can be set again and again. For changes related relatively to the level present, different changes in the level can be made, for example, it is possible that, starting from large levels, large changes and, starting from small levels, small changes in the level can be made. Of course, applications are conceivable in which to proceed vice versa.
  • the crushing ratio describes the ratio of the grain size of the feedstock at 80% throughput to the grain size of the final product at 80% throughput. It is thus achieved with large degrees of crushing of the crusher, a high throughput of the crusher and the material crusher.
  • a simple evaluation of the load of the crusher which for example can be easily implemented in a computer program, can be achieved by determining load categories each assigned to a low load, a desired load, or an excessive load of the crusher that successively determines certain mechanical loads Loads of the crusher or successively determined values of the dependent of the mechanical load of the crusher characteristic are each assigned to a load category. Depending on the load category to which the determined loads or characteristic values have been assigned, the fill level can then be set.
  • the level of the crusher is reduced when a predetermined number of determined loads of the crusher or values of the load-dependent characteristic of an excessive load assigned load category are assigned over a predetermined first period of time, that the level of the crusher is increased if over a predetermined second period of time, a predetermined number of determined loads or values of the load-dependent characteristic of a low load assigned load category are assigned and that the level is not changed when the determined loads or the values of the load dependent characteristic of a desired load assigned load category.
  • the level of the crusher is adjusted depending on the assignment of the determined load of the crusher or the dependent thereon characteristic in the respective load categories.
  • Breakers usually have a cyclic load, with periodically repeating, maximum loads occur. These maximum loads must at least not permanently exceed the maximum load of the crusher. Therefore, it may be provided that at a periodic alternating load of the crusher, the maximum values of the load of the crusher or the values assigned to the maximum values of the characteristic dependent on the load of the crusher characteristic value are determined and that the level of the crusher depending on the maximum values of the load of the crusher or the maximum values associated with the values of the Load of the crusher dependent characteristic value is set.
  • control device for operating a material-reduction plant with a crusher, wherein the control device is designed to carry out at least the following steps:
  • the control device thus makes it possible to carry out the method described above.
  • the object of the invention is further achieved by a computer program product which can be loaded directly into the internal memory of a digital computer and comprises software code sections with which the steps according to one of claims 1 to 14 are executed when the product is run on a computer.
  • the object of the invention is also achieved by a computer program product stored in a computer-usable medium comprising computer-readable program means by which a computer can execute the method according to one of claims 1 to 14.
  • the computer program products can be easily implemented in a control unit of the material crusher. You can advantageously fall back on measurement signals of an existing level sensor, which is connected to the control unit. Furthermore, you can apply to already existing Control systems, with which the material-supplying components are regulated in response to the signal of the level sensor, act. The process can be integrated cost-effectively into existing material crushers by a simple software extension.
  • Figure 1 in a side, partially cut view of a
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of the crusher shown in FIG. 1,
  • FIG. 4 shows in a simplified representation a screen output of different load categories.
  • FIG. 1 shows, in a lateral, partially sectioned illustration, a material shredding installation 10 with a crusher 50.
  • the material shredding installation 10 can be designed as a mobile installation with a chassis 11 and a chain drive 13. It has a task unit 20, if necessary a pre-screening 30, the crusher 50 and at least one crusher discharge belt 40.
  • a funnel 21 can be arranged in the area of the task unit 20, in the area of the task unit 20, a funnel 21 can be arranged.
  • the funnel 21 has funnel walls 22. It directs the feed material 70 fed to a vibrating feed channel 23.
  • the vibrating feed channel 23 conveys the feed material 70 to a double-decker pre-screen 31 of the pre-screening 30.
  • the double-decker Schwer consortiumsieb 31 has a designed as a comparatively coarse screen upper deck 32 and designed as a comparatively fine sieve lower deck 34. It is offset by a drive 33 in a circular oscillation.
  • the upper deck 32 separates a fines 71 and a middle grain 72 from the material 73 to be crushed.
  • the lower deck 34 separates the fines 71 from the center grain 72.
  • the fines 71 may optionally be fed from the material crusher 10 or fed to the center core 72 by a corresponding position of a bypass flap become.
  • the center grain 72 is passed via a bypass past the crusher 50 to the crusher discharge belt 40.
  • the material 73 to be broken is fed to the crusher 50 via a crusher inlet at the end of the preliminary screening 30.
  • the crusher 50 is designed as a jaw crusher. However, it is also conceivable to provide other crushers 50, such as impact crushers or cone crushers.
  • the crusher 50 has a fixed crushing jaw 51 and a moving crushing jaw 52. These are aligned obliquely to each other, so that between them is formed to a crushing gap 56 conically tapering shaft.
  • the moving crushing jaw 52 is driven by an eccentric 54.
  • the eccentric 54 may be connected via a drive shaft 55 to a drive unit 12 of the material shredder 10.
  • the drive unit 12 serves as a breaker drive. It can also be used as a drive for the conveyors and the chain drive and possibly other moving components of the material crusher 10.
  • the moving crushing jaw 52 is in an elliptical motion on the fixed crushing jaw 51 and moved away from it. During such a stroke, the distance between the crushing jaws 51, 52 in the region of the crushing gap 56 changes as well. The movement of the moving crushing jaw 52 further crushes the material 73 to be crushed along the conical shaft until it has reached a grain size which allows him to leave the shaft through the crushing nip 56. The crushed material 74 falls on the crusher strip 40 and is further conveyed therethrough. It can also be provided, for example, that it passing a magnetic separator 41 which separates metallic magnetic components from the crushed material 74 and ejects them laterally.
  • the crusher 50 is associated with a level sensor 61.
  • the level sensor 61 is shown schematically in FIG. He is presently designed as an ultrasonic sensor. However, it is also conceivable to use other sensor types, for example optical sensors (for example a camera system) or mechanically acting sensors.
  • the filling level sensor 61 monitors the filling level of the crusher 50 with material 73 to be broken. It is part of a continuous feeding control of the material shredding plant 10. For this, the material-supplying components of the material shredding plant 10, in particular the vibrating feed channel 23 and / or the double-decker pre-screen 31, are corresponding to the signals the liquid level sensor 61 is controlled and thus the volume flow of the crusher 50 supplied, to be crushed material 73 regulated.
  • FIG. 2 shows, in an enlarged perspective view, the crusher 50 shown in FIG. 1.
  • the shaft of the crusher 50 tapering towards the crushing gap 56 can be clearly seen between the two crushing jaws 51, 52, the material 73 to be crushed via the preliminary screening 30 is supplied.
  • the moving crushing jaw 52 is driven via the eccentric 54.
  • the moving crushing jaw 52 is mounted on a movably mounted crushing rocker 53, on which the eccentric 54 acts.
  • the crushing rocker 53 can be supported by a pressure plate 58.
  • the pressure plate 58 is connected to the breaker rocker 53 opposite to a gap adjustment 57. With the help of the gap adjustment 57, the width of the crushing gap 56 and thus the grain size of the crushed material 74 can be adjusted.
  • the level sensor 60 shown schematically in Figure 1 is not shown in Figure 2, but it is provided for monitoring the level.
  • the pressure plate 58 is a component of the crusher 50. It is exposed during operation of the crusher 50 high mechanical loads. These loads are representative of the load on the crusher 50 as a whole. In this case, the load of the crusher 50 and thus the pressure plate 58 changes cyclically with the Movement of the moving crushing jaw 52. The maximum loads occur during a working stroke in which the moving crushing jaw 52 moves toward the fixed crushing jaw 51. These maximum loads lead to the greatest wear of the components of the crusher 50. If the maximum loads are too great, this can lead to damage of the crusher 50, the crusher drive or the transmission elements (eg eccentric 54).
  • a strain gauge (DMS) 60 may be attached to the pressure plate 58 or other, force-transmitting component connected to the pressure plate 58.
  • the strain gauge 60 measures the elastic strain of the pressure plate 58 or a force transmitting member. It is thus a measure of the mechanical loading of the pressure plate 58. It is thus also a measure of the mechanical load of the crusher 50.
  • the elongation of the pressure plate 58 represents a dependent of the mechanical load of the crusher 50 characteristic.
  • the level of the crusher 50 depending on the specific mechanical load of the crusher 50 or a dependent characteristic set. This is done by appropriate control of one or more of the breaker 50 to be crushed material 73 supplying components as a function of the determined with the level sensor 61 level.
  • FIG. 3 shows measured values for a mechanical stress of a component of the crusher 50 shown in FIGS. 1 and 2 in a voltage-time diagram.
  • maximum voltage values 84 as occur in successive strokes of the jaw crusher of the formed crusher 50, are opposite a voltage axis 80 and a time axis 81 plotted.
  • the maximum voltage values are shown with a very low frequency. In practice, significantly more strokes can be performed per unit time and evaluated according to the following representation.
  • the maximum stress values 84 are measured on the pressure plate 58 with the aid of the strain gauges 60 shown in FIG.
  • An upper limit 82 and a lower limit 83 for the voltages are indicated as horizontal dotted lines.
  • the measured maximum voltage value 84 exceeds the upper limit value 82.
  • a first time period Ati begins
  • the first period Ati 86.1 is 2 minutes. It starts at a first time ti 85.1 and ends at a third time t 3 85.3. If a predetermined number of maximum voltage values 84 exceeds the upper limit value 82 within the first period Ati 86.1, an overloading of the breaker 50 is assumed. In the exemplary embodiment shown, an overloading of the crusher 50 is assumed if, within the first period Ati 86.1, three maximum voltage values 84 exceed the upper limit value 82. In the present case, this takes place at a second time t 2 85.2. From this second time t 2 85.2, the level of the crusher 50 is reduced. At the same time, a first waiting period At b iind starts 1 86.2.
  • the determined maximum voltage values 84 are not evaluated and / or no further adjustment of the filling level is carried out. This provides sufficient time to adjust the level of the crusher 50 according to the new specifications.
  • the first waiting period Atbiind 1 86.2 is two minutes. It ends at a fourth time t 85.4. After the first waiting period Atbiind 1
  • the maximum voltage values 84 are recorded again and evaluated. If these lie between the two limit values 82, 83, there is no further correction of the fill level. If the maximum voltage values 84 fall below the lower limit value 83, as shown by way of example at a fifth time point t 5 85.5, then a second time period At 2 86.3 begins to run. In the present case, the second period At 2 86.3 lasts one minute. It thus ends at a sixth time t 6 85.6.
  • the fill level of the breaker 50 becomes 50 after the second time period At 2 86.3 has elapsed, ie at the sixth time point t 6 85.6 elevated.
  • a waiting period (second waiting period Atbiind 2 86.4) begins to run with the change of the filling level.
  • the second waiting period Atbiind 2 86.4 in the present case is two minutes and thus corresponds to the first waiting period At b
  • the duration of the waiting periods Atbiind 1/2 86.2, 86.4 the same.
  • the maximum voltage values 84 are not measured or evaluated and / or there is no adjustment of the fill level.
  • the second waiting period Atbiind 2 86.4 thus offers sufficient time for the new filling level of the crusher 50 to be established.
  • the maximum voltage values 84 are monitored again.
  • the maximum stresses, in this case the pressure plate 58 as a component of the crusher 50 thus become within a predetermined value Area regulated.
  • Area regulated By virtue of the present correlation of the loading of the pressure plate 58 with that of the entire crusher 50, its load can thus be kept within a permissible range. As a result, an overload of the crusher 50, the crusher drive and the transmission elements is avoided. At the same time a maximum throughput of the crusher 50 is reached, which is possible without overloading the crusher 50.
  • FIG. 4 shows in a simplified representation a screen output of different load categories 91, 92, 93, 94, 95.
  • the load categories 91, 92, 93, 94, 95 respectively correspond to load areas of the crusher 50 or a component of the crusher 50, the crusher drive or the transmission elements .
  • a first load category 91 includes loads that occur when the breaker 50 idles.
  • a second load category 92 corresponds to a range of low and a third load category 93 to a range with a slightly greater load on the crusher 50.
  • a fourth load category 94 includes the range of a desired load of the crusher 50. In this range, damage to the crusher 50 or excessive Wear of the crusher 50 are excluded by overload. At the same time, a high throughput of the crusher 50 is achieved. Transferred to the diagram shown in FIG. 3, the fourth load category 94 is in the range between the upper and lower limit values 82, 83.
  • a fifth Load category 95 includes a load range that results in overloading the crusher 50, crusher drive, or
  • the measured load or the associated characteristic of the crusher 50, a component of the crusher, the crusher drive or the transmission element are assigned to a respective load category 91, 92, 93, 94, 95. If the measured loads of the crusher 50 or the values of the characteristic associated therewith are assigned to a predetermined number of strokes of the fifth load category 95 within a certain period of time (first period Ati 86.1, see FIG. 3), then the level of the crusher 50 is reduced. Subsequently, a time window of a predetermined duration, in which no determination or evaluation of the load of the crusher 50 or the characteristic dependent thereon and / or no further adjustment of the filling level takes place. During this time window of, for example, two minutes, the filling level of the crusher 50 is reduced.
  • the filling level is not changed. If the measured loads of the crusher 50 or the values of the characteristic associated therewith are assigned to the fourth loading category 94, the filling level is not changed. If the measured loads of the crusher 50 or the values of the characteristic associated therewith are in the range of the second and third load categories 92, 93 for a predetermined second period of time (second period At 2 , 86.3 in FIG. 2), then the level of the crusher 50 is increased.
  • the assignment of the measured loads in load categories 91, 92, 93, 94, 95 allows a simple implementation of the method by an appropriate software. This can be implemented, for example, in a control unit of the material shredder 10.
  • the load of the crusher 50 or a characteristic associated therewith is thus determined.
  • the elongation of a highly loaded component of the crusher 50, the transmission elements or the crusher drive is detected, which occur as a result of a mostly periodic force introduction into the structure.
  • other parameters characterizing the load of the crusher 50 can also be used for the evaluation, for example the load or the movement behavior a component of the crusher 50, the crusher drive or the transfer elements between the crusher drive and the crusher 50.
  • the elongation can be easily determined with at least one strain gauge 60.
  • This is preferably attached to a mechanically particularly heavily loaded component of the crusher, the crusher drive or the transmission elements. From the measured by means of the strain gauge 60 strain mechanical stresses can be calculated. These can be compared with permissible stresses of the material used.
  • the voltage values measured with each periodic load may be assigned to load categories 91, 92, 93, 94, 95. When exceeding the permissible continuous load of the material crusher 10 and the crusher 50 over a predetermined period of time, the level of the crusher 50 is automatically adjusted until the load is again in a predetermined allowable range.
  • the regulation is preferably carried out with the aid of an appropriately trained software.
  • the method detects the resulting load independently of these factors and adjusts the level of the crusher 50 so that the load on the crusher 50 settles within a desired normal range. This is done by appropriate control of the material-supplying components.
  • the strain gauge 60 is attached to the pressure plate 58.
  • the strain gauge 60 may be arranged on another highly loaded component of the material comminution system 10.
  • the strain gauge 60 for example, at the Brechschwinge 53 or attached to parts of the eccentric 54.
  • other methods for example optical methods, for determining the elongation and thus the voltage of the monitored component.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Beschickung eines von einem Brecherantrieb über Übertragungselemente angetriebenen Brechers (50) einer Materialzerkleinerungsanlage (10), wobei dem Brecher zu brechendes Material (73), insbesondere zu brechendes Gesteinsmaterial, zugeführt wird, wobei ein Füllstand des Brechers, vorzugsweise an einem Brechereinlauf, mit Hilfe eines Füllstandsensors (61) ermittelt wird und wobei der dem Brecher zugeführte Volumenstrom an zu brechendem Material in Abhängigkeit von dem ermittelten Füllstand eingestellt und/oder geregelt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass die mechanische Belastung des Brechers oder eine von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße direkt oder indirekt bestimmt wird und dass der Füllstand des Brechers in Abhängigkeit von der bestimmten mechanischen Belastung oder der davon abhängigen Kenngröße eingestellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinheit und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahren ermöglicht einen schonenden Betrieb der Materialzerkleinerungsanlage und des Brechers bei gleichzeitig hohem Materialdurchsatz.

Description

Verfahren zum lastabhängigen Betrieb einer Materialzerkleinerungsanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Beschickung eines von einem Brecherantrieb über Übertragungselemente angetriebenen Brechers einer Materialzerkleinerungsanlage, wobei dem Brecher zu brechendes Material, insbesondere zu brechendes Gesteinsmaterial, zugeführt wird, wobei ein Füllstand des Brechers, vorzugsweise an einem Brechereinlauf, mit Hilfe eines Füllstandsensors ermittelt wird und wobei der dem Brecher zugeführte Volumenstrom an zu brechendem Material in Abhängigkeit von dem ermittelten Füllstand eingestellt und/oder geregelt wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Steuereinheit zum Betrieb einer solchen Materialzerkleinerungsanlage.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens. Materialzerkleinerungsanlagen der oben genannten Art werden zur Zerkleinerung von Gesteinsmaterial, beispielsweise von Natursteinen, Beton, Ziegeln oder Recyclingmaterial, verwendet. Das zu zerkleinernde Material wird einer Aufgabeeinheit der Materialzerkleinerungsanlage, beispielsweise in Form eines Trichters, zugeführt und über Transporteinrichtungen, beispielsweise eine Vibrationsaufgaberinne, oder einem Bandförderer einem Brecher zugeführt. Dem Brecher kann eine Vorabsiebung vorgeschaltet sein, um einen Feinanteil oder ein Mittelkorn, welches bereits die geeignete Korngröße aufweist, an dem Brecher vorbeizuleiten. Der Brecher selbst kann als Backenbrecher, als Prallbrecher oder als Kegelbrecher ausgebildet sein. Bei einem Backenbrecher bilden zwei schräg zueinander angeordnete Brechbacken einen keilförmigen Schacht aus, in den das zu zerkleinernde Material eingeführt wird. Während eine Brechbacke feststehend angeordnet ist, kann die gegenüberliegende Brechbacke mittels eines Exzenters bewegt werden. Es ergibt sich ein elliptischer Bewegungsablauf der bewegten Brechbacke, wodurch das Brechtgut zerdrückt und in dem Schacht nach unten zu einem Brechspalt geführt wird. Die Spaltbreite des Brechspaltes und damit die Korngröße des zerkleinerten Materials, welches durch den Brechspalt aus dem keilförmigen Schacht abgeführt wird, kann mit Hilfe einer Spalteinstellung eingestellt werden. Der Füllstand des in den Schacht eingeführten, zu zerkleinernden Materials kann mit Hilfe eines Füllstandsensors, der beispielsweise als Ultraschallsensor ausgebildet ist, gemessen werden. Der Volumenstrom des über die Transporteinrichtung dem Brecher zugeführt Materials kann durch entsprechende Ansteuerung der Transporteinrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten Füllstand eingestellt werden.
Während des Brechvorgangs ist der Brecher hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Diese ergeben sich unter anderem aus der Aufgabegröße, der Kornverteilung und der Druckfestigkeit des zugeführten Materials sowie aus dem gewünschten Zerkleinerungsverhältnis und dem Füllstand des zu brechenden Materials innerhalb der Brechkammer des Brechers. Bei fehlerhafter Bedienung der Materialzerkleinerungsanlage, insbesondere bei zu großer Aufgabekorngröße und zu großem Zerkleinerungsverhältnis, kann es zu einer Überlastung des Brechers kommen. Dadurch können verschiedene, hoch belastete Bauteile des Brechers, des Brecherantriebs oder der Übertragungselemente beschädigt werden oder übermäßig schnell verschleißen.
Aus der WO 2016/162598 sind ein Verfahren und ein Brecher bekannt, welche ein Überbrücken des Brechers erkennen. Bei dem als Kegelbrecher ausgebildeten Brecher ist ein Schaft des Kegels drehbar in einem Axiallager gehalten. Das Axiallager ist auf radial von den Außenwänden des Kegelbrechers ausgehenden Armen als Träger gelagert. Eine Überbrückung des Brechers kann auftreten, wenn sich zwischen dem Kegel und einem Arm Material einklemmt und der Kegel dadurch angehoben wird, was zu einer Beschädigung des Brechers führen kann. Um eine solche Überbrückung zu einem Arm des Trägers zu erkennen, wird die Belastung des Trägers ermittelt und ausgewertet. Dazu kann der Druck in einem Hydraulikzylinder eines hydraulischen Aktuators zur vertikalen Verstellung des Kegels gemessen werden. Bei der Auswertung kann auch die Leistungsaufnahme eines Antriebs des Brechers berücksichtigt werden. Ebenfalls beschrieben ist die Möglichkeit, in die Arme des Trägers eingebrachte mechanische Spannungen, beispielsweise mittels Dehnungsmessstreifen, zu messen und auszuwerten. Die Messung kann dabei unmittelbar an den Armen, aber auch an benachbarten Bauelementen, die mit den Armen in Verbindung stehen, erfolgen. Wurde ein Überbrücken des Brechers erkannt, so ist vorgeschlagen, die Beladung des Brechers zu reduzieren oder zu unterbrechen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine Überlastung eines Brechers einer Materialzerkleinerungsanlage sicher vermeidet. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die mechanische Belastung des Brechers oder eine von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße direkt oder indirekt bestimmt wird und dass der Füllstand des Brechers in Abhängigkeit von der bestimmten mechanischen Belastung oder der davon abhängigen Kenngröße eingestellt wird. Unterschiedliche Materialeigenschaften, wie unterschiedliche Aufgabegrößen, Kornverteilungen, Druckfestigkeiten und unterschiedliche Zerkleinerungsverhältnisse führen bei einem gegebenen Füllstand zu unterschiedlichen Belastungen des Brechers. Erfindungsgemäß wird die mechanische Belastung des Brechers oder eine von der mechanischen Belastung des Brechers abhängigen Kenngröße bestimmt. In Abhängigkeit von der mechanischen Belastung des Brechers wird ein Füllstand des Brechers vorgegeben, bei dem bei einem größtmöglichen Materialdurchsatz eine Überlastung des Brechers sicher vermieden ist. Dies erfolgt vorzugsweise durch Regelung der materialzuführenden Komponenten, beispielsweise einer Vibrationsaufgaberinne, in Abhängigkeit von dem mit Hilfe des Füllstandsensors gemessenen Füllstand des Brechers.
Eine zuverlässige Bestimmung der vorliegenden mechanischen Belastung des Brechers kann dadurch erreicht werden, dass als von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße die mechanische Belastung und/oder das Bewegungsverhalten zumindest eines Bauteils des Brechers, der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs gemessen wird und/oder dass als von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße ein Betriebszustand des Brecherantriebs gemessen wird. Dabei erfolgt die Messung der mechanischen Belastung des zumindest einen Bauteils vorzugsweise an einem mechanisch stark belasteten Bauteil des Brechers, der Übertragungselemente oder des Brecherantriebs. Ist durch die erfindungsgemäße Einstellung des Füllstandes sichergestellt, dass das mechanisch stark belastete Bauteil nicht überlastet wird, so kann davon ausgegangen werden, dass auch die übrigen Komponenten des Brechers in ihrem zulässigen Belastungsbereich gefahren werden. Als Übertragungselemente werden im Sinne der vorliegenden Erfindung aller Bauteile verstanden, welche zur Moment- und/oder Leistungsübertragung von dem Brecherantrieb zu dem Brecher vorgesehen sind.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass zur Bestimmung der mechanischen Belastung des zumindest einen Bauteils des Brechers, der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs eine elastische Dehnung des zumindest einen Bauteils bestimmt wird und dass der Füllstand des Brechers in Abhängigkeit von der ermittelten elastischen Dehnung des Bauteils oder einer daraus abgeleiteten Größe eingestellt wird. Die elastische Dehnung des zumindest einen Bauteils ist unmittelbar von der mechanischen Belastung des Bauteils und damit von der mechanischen Belastung des Brechers abhängig. Durch ihre Überwachung kann der Füllstand des Brechers derart eingestellt werden, dass eine Überlastung des Brechers sicher vermieden wird.
Eine einfache und zuverlässige Messung der elastischen Dehnung des zumindest einen Bauteils kann dadurch erreicht werden, dass die elastische Dehnung mit zumindest einem Sensor, beispielsweise einem Dehnungsmessstreifen (DMS), bestimmt wird. Vorteilhaft kann der zumindest eine Dehnungsmessstreifen einfach an dem zu überwachenden Bauteil befestigt werden.
Vorteilhaft kann es vorgesehen sein, dass aus der elastischen Dehnung eine mechanische Spannung des zumindest einen Bauteils des Brechers, der Übertragungselemente oder des Brecherantriebs bestimmt wird und dass der Füllstand des Brechers in Abhängigkeit von der mechanischen Spannung des zumindest einen Bauteils des Brechers, der Übertragungselemente oder des Brecherantriebs eingestellt wird. Die bestimmte mechanische Spannung kann zulässigen Spannungen des verwendeten Werkstoffes gegenübergestellt werden. Daraufhin kann der Füllstand des Brechers derart eingeregelt werden, dass die zulässigen Spannungen des verwendeten Werkstoffes des Bauteils, vorteilhaft unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors, nicht überschritten werden.
Gemäß einer möglichen Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass zur Bestimmung des Bewegungsverhaltens des zumindest einen Bauteils des Brechers, der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs eine Beschleunigung, vorzugsweise mit einem Beschleunigungssensor, und/oder eine Drehzahl und/oder eine Drehzahländerung, vorzugsweise mit einem Drehzahlsensor, bestimmt wird. Bei einer Änderung der Belastung des Brechers ändert sich das Bewegungsverhalten im Antriebsstrang. Dabei kann es sich um eine anhaltende Änderung des Bewegungsverhaltens, beispielsweise einer Drehzahl, oder um eine kurzfristige Änderung handeln, beispielsweise wenn auf Grund einer Änderung des Bewegungsverhaltens die Leistung des Brecherantriebs nachgeregelt und eine vorgegebene Solldrehzahlen wieder eingestellt wird. Aus einer durch eine veränderte Belastung des Brechers verursachten Änderung in dem Bewegungsverhalten des zumindest einen Bauteils des Brechers, der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs kann auf die Belastung des Brechers geschlossen werden.
Üblicherweise ist es vorgesehen, den Brecherantrieb mit einer einstellbaren Nenndrehzahl zu betreiben. Bei einer Änderung der Belastung des Brechers wird die Nenndrehzahl durch eine entsprechende Leistungsanpassung des Brecherantriebs eingeregelt. Die von dem Brecherantrieb aufzubringende Leistung und die damit zusammenhängenden Betriebsparameter sind damit abhängig von der vorliegenden Belastung des Brechers. Wird die Leistung des Brecherantriebs bei einer wechselnden Belastung des Brechers nicht nachgeregelt, so führt dies zu einer Änderung der Drehzahl des Brecherantriebs. Daher kann es vorgesehen sein, dass der Betriebszustand des Brecherantriebs durch eine Leistungsabgabe und/oder durch ein Drehmoment und/oder durch einen Energieverbrauch und/oder durch einen Kraftstoffverbrauch und/oder durch eine Drehzahl des Brecherantriebs bestimmt wird. Diese Größen hängen unmittelbar mit der von dem Brecher aufzubringenden Last und damit der mechanischen Belastung des Brechers zusammen, sodass bei ihrer Kenntnis ein geeigneter Füllstand des Brechers eingestellt werden kann.
Eine Überlastung des Brechers kann dadurch vermieden werden, dass der Füllstand des Brechers reduziert wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße einen vorgegebenen unteren Schwellwert unterschreitet und/oder dass der Füllstand des Brechers reduziert wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums Ati den vorgegebenen oberen Grenzwert mit einer vorgegebenen Häufigkeit oder über eine vorgegebene Dauer überschritten hat oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitraums Ati den vorgegebenen unteren Schwellwert mit einer vorgegebenen Häufigkeit oder über eine vorgegebene Dauer unterschritten hat. Der Grenzwert bzw. der Schwellwert legen fest, wann die zulässige Belastung des Brechers überschritten wird. Erfolgt die Reduzierung des Füllstandes des Brechers bereits bei einmaligem Überschreiten des Grenzwertes bzw. Unterschreiten des Schwellwertes, so kann eine schnelle Reaktion auf eine zu hohe Belastung des Brechers erreicht werden. Muss der Grenzwert innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitraums Ati mehrfach oder in Summe über eine vorgegebene Dauer überschritten werden, um eine Reduzierung des Füllstands zu erreichen, so kann die Aussagesicherheit in der Bewertung der Belastung des Brechers erhöht werden. Entsprechendes gilt für die Unterschreitung des Schwellwertes für die umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße. Die Vorgabe einer Häufigkeit der Überschreitung des Grenzwertes bzw. Unterschreitung des Schwellwertes ist insbesondere bei Backenbrechern vorteilhaft, da diese durch das zyklische Öffnen und Schließen der beweglichen Brechbacke einer zyklischen Belastung ausgesetzt sind.
Ein hoher Durchsatz des Brechers kann dadurch erreicht werden, dass der Füllstand des Brechers erhöht wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße einen vorgegebenen unteren Grenzwert über einen vorgegebenen zweiten Zeitraum At2 nicht überschreitet oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße einen vorgegebenen oberen Schwellwert über den vorgegebenen zweiten Zeitraum At2 nicht unterschreitet und/oder dass der Füllstand des Brechers erhöht wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße den vorgegebenen unteren Grenzwert über den vorgegebenen zweiten Zeitraums At2 nicht mehr als mit einer vorgegebenen zweiten Häufigkeit oder länger als eine vorgegebene Dauer überschreitet oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers abhängige Kenngröße den vorgegebenen oberen Schwellwert über den vorgegebenen zweiten Zeitraum nicht mehr als mit einer vorgegebenen zweiten Häufigkeit oder länger als eine vorgegebene Dauer unterschreitet. Durch eine dauerhafte Unterschreitung des Grenzwertes bzw. Überschreitung des Schwellwertes kann eine niedrige mechanische Belastung des Brechers nachgewiesen werden. Durch Erhöhung des Füllstandes kann der Durchsatz des Brechers erhöht werden, ohne dass diese überlastet wird. Dies ermöglicht einen wirtschaftlichen Betrieb des Brechers bzw. der Materialzerkleinerungsanlage.
Ist es vorgesehen, dass nach einer Reduzierung und/oder einer Erhöhung des Füllstands des Brechers bis nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit Atbiindi , Atbiind2 keine erneute Bestimmung und/oder Bewertung der mechanischen Belastung des Brechers oder der von der mechanischen Belastung des Brechers abhängigen Kenngröße und/oder keine erneute Einstellung des Füllstandes des Brechers erfolgt, so verbleibt nach einer eingeleiteten Änderung des Füllstandes ausreichend Zeit, dass sich der neu vorgegebene Füllstand einstellt. Ein Schwingen des Regelkreises kann so vermieden werden.
Vorteilhaft kann es vorgesehen sein, dass der Füllstand des Brechers jeweils um einen vorgegebenen, absoluten Betrag reduziert und/oder erhöht wird oder dass der Füllstand des Brechers jeweils um einen relativ auf den aktuellen Füllstand bezogenen Wert reduziert und/oder erhöht wird. Die Änderung des Füllstandes um absolute Beträge ist einfach umsetzbar. Vorteilhaft ist dabei die Änderung des Füllstandes beim Reduzieren und beim Erhöhen gleich, sodass bestimmte Füllstände, die für bestimmte Aufgaben optimiert sind, immer wieder eingestellt werden können. Bei relativ auf den vorliegenden Füllstand bezogenen Änderungen können unterschiedliche Änderungen des Füllstands vorgenommen werden, beispielsweise ist es möglich, dass, ausgehend von großen Füllständen, große Änderungen und, ausgehend von kleinen Füllständen, kleine Änderungen des Füllstandes vorgenommen werden. Selbstverständlich sind auch Anwendungen denkbar, bei denen umgekehrt vorgegangen wird. Dies ermöglicht eine genaue Einstellung des Füllstandes insbesondere bei großen Zerkleinerungsverhältnissen (kleine Spaltbreite des Brechspaltes), welche eine hohe Belastung des Brechers bewirken und daher einen vergleichsweise geringen Füllstand erfordern. Das Zerkleinerungsverhältnis beschreibt das Verhältnis der Korngröße des Aufgabeguts bei 80 % Siebdurchgang zur Korngröße des Endprodukts bei 80 % Siebdurchgang. Es wird so auch bei großen Zerkleinerungsgraden des Brechers ein hoher Durchsatz des Brechers bzw. der Materialzerkleinerungsanlage erreicht.
Eine einfache Bewertung der Belastung des Brechers, welche beispielsweise einfach in ein Computerprogramm implementiert werden kann, kann dadurch erreicht werden, dass Belastungskategorien festgelegt werden, welche jeweils einer geringen Belastung, einer gewünschten Belastung oder einer überhöhten Belastung des Brechers zugeordnet werden, dass aufeinanderfolgend bestimmte mechanische Belastungen des Brechers oder aufeinanderfolgend bestimmte Werte der von der mechanischen Belastung des Brechers abhängigen Kenngröße jeweils einer Belastungskategorie zugeordnet werden. In Abhängigkeit der Belastungskategorie, welcher die ermittelten Belastungen bzw. Kennwerte zugeordnet wurden, kann dann die Einstellung des Füllstandes erfolgen.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Füllstand des Brechers reduziert wird, wenn über eine vorgegebene erste Zeitspanne eine vorgegebene Anzahl an ermittelten Belastungen des Brechers oder Werten der von der Belastung abhängigen Kenngröße einer einer überhöhten Belastung zugeordneten Belastungskategorie zugeordnet werden, dass der Füllstand des Brechers erhöht wird, wenn über eine vorgegebene zweite Zeitspanne eine vorgegebene Anzahl an ermittelten Belastungen oder Werten der von der Belastung abhängigen Kenngröße einer einer geringen Belastung zugeordneten Belastungskategorie zugeordnet werden und dass der Füllstand nicht verändert wird, wenn die ermittelten Belastungen oder die Werte des von der Belastung abhängigen Kennwerts einer gewünschten Belastung zugeordneten Belastungskategorie zugeordnet werden. Der Füllstand des Brechers wird so je nach Zuordnung der ermittelten Belastung des Brechers oder der davon abhängigen Kenngröße in die jeweiligen Belastungskategorien eingestellt.
Brecher weisen zumeist eine zyklische Belastung auf, wobei sich periodisch wiederholende, maximale Belastungen auftreten. Diese maximal auftretenden Belastungen dürfen die maximale Belastung des Brechers zumindest nicht dauerhaft überschreiten. Daher kann es vorgesehen sein, dass bei einer periodisch wechselnden Belastung des Brechers die Maximalwerte der Belastung des Brechers oder die den Maximalwerten zugeordneten Werte des von der Belastung des Brechers abhängigen Kennwerts bestimmt werden und dass der Füllstand des Brechers in Abhängigkeit von den Maximalwerten der Belastung des Brechers oder den den Maximalwerten zugeordneten Werten des von der Belastung des Brechers abhängigen Kennwerts eingestellt wird.
Die die Steuereinrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird durch eine Steuereinrichtung zum Betrieb einer Materialzerkleinerungsanlage mit einem Brecher gelöst, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung zumindest folgender Schritte ausgebildet ist:
- Erfassung und Speicherung einer mechanische Belastung des Brechers oder einer von der mechanischen Belastung des Brechers abhängigen Kenngröße,
- Einstellen des Füllstands des Brechers in Abhängigkeit von der erfassten mechanischen Belastung oder der davon abhängigen Kenngröße.
Die Steuereinrichtung ermöglicht so die Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 -14 ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das in einem in einen Computer einsetzbaren Medium gespeichert ist, umfassend computerlesbare Programmmittel, mit denen ein Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -14 ausführen kann.
Die Computerprogrammprodukte können einfach in einer Steuereinheit der Materialzerkleinerungsanlage implementiert werden. Sie können vorteilhaft auf Meßsignale eines bereits vorliegenden Füllstandsensors, der mit der Steuereinheit verbunden ist, zurückgreifen. Weiterhin können Sie auf bereits vorliegende Regelstrecken, mit welchen die materialzuführenden Komponenten in Abhängigkeit von dem Signal des Füllstandsensors geregelt werden, einwirken. Das Verfahren kann so durch eine einfache Softwareerweiterung kostengünstig in bereits bestehende Materialzerkleinerungsanlagen integriert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Darstellung eine
Materialzerkleinerungsanlage mit einem Brecher,
Figur 2 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung den in Figur 1 gezeigten Brecher,
Figur 3 in einem Spannungs-Zeit-Diagramm aufgetragene Messwerte für eine mechanische Spannung eines Bauteils des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Brechers und
Figur 4 in einer vereinfachten Darstellung eine Bildschirmausgabe verschiedener Belastungskategorien.
Figur 1 zeigt in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Darstellung eine Materialzerkleinerungsanlage 10 mit einem Brecher 50. Die Materialzerkleinerungsanlage 10 kann als mobile Anlage mit einem Chassis 1 1 und einem Kettenantrieb 13 ausgebildet sein. Sie weist eine Aufgabeeinheit 20, bedarfsweise eine Vorabsiebung 30, den Brecher 50 und zumindest ein Brecherabzugsband 40 auf.
Im Bereich der Aufgabeeinheit 20 kann ein Trichter 21 angeordnet sein. Der Trichter 21 weist Trichterwände 22 auf. Er lenkt das zugeführte Aufgabematerial 70 auf eine Vibrationsaufgaberinne 23. Die Vibrationsaufgaberinne 23 fördert das Aufgabematerial 70 zu einem Doppeldecker-Vorsieb 31 der Vorabsiebung 30. Das Doppeldecker-Schwerstücksieb 31 weist ein als vergleichsweise gröberes Sieb ausgebildetes Oberdeck 32 und ein als vergleichsweise feineres Sieb ausgebildetes Unterdeck 34 auf. Es wird von einem Antrieb 33 in Kreisschwingung versetzt. Das Oberdeck 32 trennt einen Feinanteil 71 und ein Mittelkorn 72 von dem zu brechenden Material 73. Das Unterdeck 34 trennt den Feinanteil 71 von dem Mittelkorn 72. Der Feinanteil 71 kann wahlweise aus der Materialzerkleinerungsanlage 10 geleitet oder durch entsprechende Stellung einer Bypassklappe dem Mittelkern 72 zugeführt werden. Das Mittelkorn 72 wird über einen Bypass an dem Brecher 50 vorbei zu dem Brecherabzugsband 40 geführt. Das zu brechenden Material 73 wird am Ende der Vorabsiebung 30 dem Brecher 50 über einen Brechereinlauf zugeführt.
Der Brecher 50 ist als Backenbrecher ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, andere Brecher 50 vorzusehen, beispielsweise Prallbrecher oder Kegelbrecher. Der Brecher 50 weist eine feste Brechbacke 51 und eine bewegte Brechbacke 52 auf. Diese sind schräg verlaufend zueinander ausgerichtet, sodass zwischen ihnen ein sich zu einem Brechspalt 56 hin konisch verjüngender Schacht ausgebildet ist. Die bewegte Brechbacke 52 wird von einem Exzenter 54 angetrieben. Der Exzenter 54 kann über eine Antriebswelle 55 mit einer Antriebseinheit 12 der Materialzerkleinerungsanlage 10 verbunden sein. Die Antriebseinheit 12 dient als Brecherantrieb. Sie kann weiterhin auch als Antrieb für die Fördereinrichtungen sowie den Kettenantrieb und ggf. weiterer bewegter Komponenten der Materialzerkleinerungsanlage 10 verwendet sein. Durch den Exzenter 54 wird die bewegte Brechbacke 52 in einer elliptischen Bewegung auf die feste Brechbacke 51 zu- und von dieser wegbewegt. Während eines solchen Hubes ändert sich auch der Abstand zwischen den Brechbacken 51 , 52 im Bereich des Brechspalts 56. Durch die Bewegung der bewegten Brechbacke 52 wird das zu brechenden Material 73 entlang des konischen Schachtes immer weiter zerkleinert, bis es eine Korngröße erreicht hat, die es ihm ermöglicht, den Schacht durch den Brechspalt 56 zu verlassen. Das zerkleinerte Material 74 fällt auf das Brecherabzugsband 40 und wird über dieses weiter gefördert. Dabei kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass es an einem Magnetabscheider 41 vorbeigeführt wird, der metallische magnetische Bestandteile von dem zerkleinerten Material 74 trennt und seitlich ausgeworfen.
Dem Brecher 50 ist ein Füllstandssensor 61 zugeordnet. Der Füllstandssensor 61 ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Er ist vorliegend als Ultraschallsensor ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, andere Sensortypen zu verwenden, beispielsweise optische Sensoren (beispielsweise ein Kamerasystem) oder mechanisch wirkende Sensoren. Der Füllstandssensor 61 überwacht den Füllstand des Brechers 50 mit zu brechendem Material 73. Er ist Teil einer kontinuierlichen Beschickungsregelung der Materialzerkleinerungsanlage 10. Dazu werden die materialzuführenden Komponenten der Materialzerkleinerungsanlage 10, insbesondere die Vibrationsaufgaberinne 23 und/oder das Doppeldecker-Vorsieb 31 , entsprechend der Signale des Füllstandssensors 61 angesteuert und damit der Volumenstrom des dem Brecher 50 zugeführten, zu brechenden Materials 73 geregelt.
Figur 2 zeigt in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung den in Figur 1 gezeigten Brecher 50. Deutlich zu erkennen ist der zu dem Brechspalt 56 hin konisch zulaufende Schacht des Brechers 50 zwischen den beiden Brechbacken 51 , 52, dem das zu brechenden Material 73 über die Vorabsiebung 30 zugeführt wird. Die bewegte Brechbacke 52 wird über den Exzenter 54 angetrieben. Dazu ist die bewegte Brechbacke 52 auf einer beweglich gelagerten Brechschwinge 53 befestigt, auf die der Exzenter 54 einwirkt. Zum Brechspalt 56 hin kann die Brechschwinge 53 von einer Druckplatte 58 abgestützt sein. Die Druckplatte 58 ist der Brecherschwinge 53 gegenüberliegend mit einer Spalteinstellung 57 verbunden. Mit Hilfe der Spalteinstellung 57 kann die Breite des Brechspalts 56 und damit die Korngröße des zerkleinerten Materials 74 eingestellt werden. Der in Figur 1 schematisch dargestellte Füllstandssensor 60 ist in Figur 2 nicht gezeigt, er ist jedoch zur Überwachung des Füllstandes vorgesehen.
Die Druckplatte 58 ist ein Bauteil des Brechers 50. Sie ist während des Betriebs des Brechers 50 hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Diese Belastungen sind repräsentativ für die Belastung des Brechers 50 als Ganzes. Dabei verändert sich die Belastung des Brechers 50 und damit die der Druckplatte 58 zyklisch mit der Bewegung der bewegten Brechbacke 52. Die maximalen Belastungen treten während eines Arbeitshubes auf, bei dem sich die bewegte Brechbacke 52 auf die feste Brechbacke 51 zubewegt. Diese maximalen Belastungen führen zu dem größten Verschleiß der Komponenten des Brechers 50. Sind die maximalen Belastungen zu groß, kann dies zur Beschädigung des Brechers 50, des Brecherantriebs oder der Übertragungselemente (z.B. Exzenter 54) führen.
Um die Belastung des Brechers 50 zu erfassen, kann beispielsweise an der Druckplatte 58 oder einem sonstigen mit der Druckplatte 58 in Verbindung stehenden, kraftübertragenden Bauteil ein Dehnungsmessstreifen (DMS) 60 befestigt sein. Der Dehnungsmeßstreifen 60 misst die elastische Dehnung der Druckplatte 58 oder eines kraftübertragenden Bauteils. Sie ist ein Maß für die mechanische Belastung der Druckplatte 58. Sie ist damit auch ein Maß für die mechanische Belastung des Brechers 50. Die Dehnung der Druckplatte 58 stellt eine von der mechanischen Belastung des Brechers 50 abhängige Kenngröße dar. Erfindungsgemäß wird der Füllstand des Brechers 50 in Abhängigkeit von der bestimmten mechanischen Belastung des Brechers 50 oder eine davon abhängigen Kenngröße eingestellt. Dies erfolgt durch entsprechende Ansteuerung einer oder mehrerer der dem Brecher 50 zu brechendes Material 73 zuführenden Komponenten in Abhängigkeit von dem mit dem Füllstandssensor 61 ermittelten Füllstand.
Figur 3 zeigt in einem Spannungs-Zeit-Diagramm aufgetragene Messwerte für eine mechanische Spannung eines Bauteils des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Brechers 50. Konkret sind maximale Spannungswerte 84, wie sie in aufeinanderfolgenden Hüben des als Backenbrecher des ausgebildeten Brechers 50 auftreten, gegenüber einer Spannungsachse 80 und einer Zeitachse 81 aufgetragen. Zur besseren Übersicht und Darstellung sind die maximalen Spannungswerte mit einer sehr niedrigen Frequenz dargestellt. In Praxis können je Zeiteinheit deutlich mehr Arbeitshübe ausgeführt und entsprechend der nachfolgenden Darstellung ausgewertet werden. Die maximalen Spannungswerte 84 sind vorliegend mit Hilfe des in Figur 2 gezeigten Dehnungsmeßstreifen 60 an der Druckplatte 58 gemessen. Ein oberer Grenzwert 82 und ein unterer Grenzwert 83 für die Spannungen sind als horizontale Punktlinien gekennzeichnet. Während der ersten fünf Hübe liegen die ermittelten maximal Spannungswerte 84 in dem gewünschten Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert 82, 83. Beim sechsten Hub überschreitet der gemessene, maximale Spannungswert 84 den oberen Grenzwert 82. Beim ersten Überschreiten des maximalen Spannungswertes 84 beginnt ein erster Zeitraum Ati
86.1 zu laufen. Der erste Zeitraum Ati 86.1 beträgt beispielsweise 2 Minuten. Er startet zu einem ersten Zeitpunkt ti 85.1 und endet zu einem dritten Zeitpunkt t3 85.3. Überschreiten innerhalb des ersten Zeitraums Ati 86.1 eine vorgegebene Anzahl an maximalen Spannungswerten 84 den oberen Grenzwert 82, so wird von einer Überlastung des Brechers 50 ausgegangen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird von einer Überlastung des Brechers 50 ausgegangen, wenn innerhalb des ersten Zeitraums Ati 86.1 drei maximale Spannungswerte 84 den oberen Grenzwert 82 überschreiten. Dies erfolgt vorliegend zu einem zweiten Zeitpunkt t2 85.2. Ab diesem zweiten Zeitpunkt t2 85.2 wird der Füllstand des Brechers 50 reduziert. Gleichzeitig startet ein erster Wartezeitraum Atbiind 1 86.2. Innerhalb des ersten Wartezeitraums Atbiind 1 86.2 werden die ermittelten maximalen Spannungswerte 84 nicht ausgewertet und/oder es wird keine erneute Anpassung des Füllstandes vorgenommen. Dies bietet ausreichend Zeit, den Füllstand des Brechers 50 gemäß der neuen Vorgaben einzustellen. Vorliegend beträgt der erste Wartezeitraum Atbiind 1 86.2 zwei Minuten. Er endet an einem vierten Zeitpunkt t 85.4. Nach dem ersten Wartezeitraum Atbiind 1
86.2 werden die maximalen Spannungswerte 84 erneut erfasst und ausgewertet. Liegen diese zwischen den beiden Grenzwerten 82, 83, erfolgt keine weitere Korrektur des Füllstandes. Unterschreiten die maximalen Spannungswerte 84 den unteren Grenzwert 83, wie dies exemplarisch zu einem fünften Zeitpunkt t5 85.5 gezeigt ist, so beginnt ein zweiter Zeitraum At2 86.3 zu laufen. Vorliegend dauert der zweite Zeitraum At2 86.3 eine Minute. Er endet somit zu einem sechsten Zeitpunkt t6 85.6. Liegen, wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, innerhalb des zweiten Zeitraums At2 86.3 die gemessenen maximalen Spannungswerte 84 unterhalb des unteren Grenzwertes 83, so wird nach Ablauf des zweiten Zeitraums At2 86.3, also zum sechsten Zeitpunkt t6 85.6, der Füllstand des Brechers 50 erhöht. Auch hier beginnt eine Wartezeit (zweiter Wartezeitraum Atbiind 2 86.4) mit der Änderung des Füllstandes zu laufen. Der zweite Wartezeitraum Atbiind 2 86.4 beträgt vorliegend zwei Minuten und entspricht damit dem ersten Wartezeitraum Atb|ind 1 86.2. Er endet zu einem siebten Zeitpunkt t7 85.7. Vorzugsweise ist die Dauer der Wartezeiträume Atbiind 1/2 86.2, 86.4 gleich. Innerhalb des zweiten Wartezeitraums Atbiind 2 86.4 werden die maximalen Spannungswerte 84 nicht gemessen bzw. nicht ausgewertet und/oder es erfolgt keine Anpassung des Füllstandes. Der zweite Wartezeitraum Atbiind 2 86.4 bietet somit ausreichend Zeit, dass sich der neue Füllstand des Brechers 50 einstellt. Nach Ablauf des zweiten Wartezeitraum Atbiind 2 86.4 erfolgt erneut die Überwachung der maximalen Spannungswerte 84.
Durch die in Figur 3 gezeigte Überwachung der maximalen Spannungswerte 84 und die jeweilige Einstellung des Füllstandes des Brechers 50 bei Über- oder Unterschreitung der jeweiligen Grenzwerte 82, 83 werden somit die maximalen Spannungen, vorliegend der Druckplatte 58 als Bauteil des Brechers 50, in einem vorgegebenen Bereich eingeregelt. Durch die vorliegende Korrelation der Belastung der Druckplatte 58 mit der des gesamten Brechers 50 kann so auch dessen Belastung in einem zulässigen Bereich gehalten werden. Dadurch wird eine Überlastung des Brechers 50, des Brecherantriebs und der Übertragungselemente vermieden. Gleichzeitig wird ein maximaler Durchsatz des Brechers 50 erreicht, der ohne eine Überlastung des Brechers 50 möglich ist.
Figur 4 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Bildschirmausgabe verschiedener Belastungskategorien 91 , 92, 93, 94, 95. Die Belastungskategorien 91 , 92, 93, 94, 95 entsprechen jeweils Belastungsbereichen des Brechers 50 oder eines Bauteils des Brechers 50, des Brecherantriebs oder der Übertragungselemente. Eine erste Belastungskategorie 91 umfasst Belastungen, wie sie im Leerlauf des Brechers 50 auftreten. Eine zweite Belastungskategorie 92 entspricht einem Bereich geringer und eine dritte Belastungskategorie 93 einem Bereich mit einer etwas stärkeren Belastung des Brechers 50. Eine vierte Belastungskategorie 94 umfasst den Bereich einer gewünschten Belastung des Brechers 50. In diesem Bereich kann eine Beschädigung des Brechers 50 oder ein übermäßiger Verschleiß des Brechers 50 durch Überlastung ausgeschlossen werden. Gleichzeitig wird ein hoher Durchsatz des Brechers 50 erreicht. Übertragen auf das in Figur 3 gezeigte Diagramm liegt die vierte Belastungskategorie 94 im Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert 82, 83. Eine fünfte Belastungskategorie 95 umfasst einen Belastungsbereich, der zu einer Überlastung des Brechers 50, des Brecherantriebs oder der Übertragungselemente führt.
Die gemessene Belastung oder die zugeordnete Kenngröße des Brechers 50, eines Bauteils des Brechers, des Brecherantriebs oder des Übertragungselements werden einer jeweiligen Belastungskategorie 91 , 92, 93, 94, 95 zugeordnet. Werden innerhalb eine bestimmten Zeitspanne (erster Zeitraum Ati 86.1 , siehe Figur 3) die gemessenen Belastungen des Brechers 50 bzw. die Werte der damit zusammenhängenden Kenngröße einer vorgegebenen Anzahl an Hüben der fünften Belastungskategorie 95 zugeordnet, so wird der Füllstand des Brechers 50 reduziert. Anschließend läuft ein Zeitfenster von einer vorgegebenen Dauer, in der keine Bestimmung bzw. Auswertung der Belastung des Brechers 50 oder der davon abhängigen Kenngröße und/oder keine weitere Anpassung des Füllstandes erfolgt. Während dieses Zeitfensters von beispielsweise zwei Minuten reduziert sich der Füllstand des Brechers 50. Wurden die gemessenen Belastungen des Brechers 50 bzw. die Werte der damit zusammenhängenden Kenngröße der vierten Belastungskategorie 94 zugeordnet, erfolgt keine Änderung des Füllstandes. Lagen die gemessenen Belastungen des Brechers 50 oder die Werte der damit zusammenhängenden Kenngröße für eine vorgegebene zweite Zeitspanne (zweiter Zeitraum At2, 86.3 in Figur 2) im Bereich der zweiten und dritten Belastungskategorie 92, 93, so wird der Füllstand des Brechers 50 erhöht. Die Zuordnung der gemessenen Belastungen in Belastungskategorien 91 , 92, 93, 94, 95 ermöglicht eine einfache Umsetzung des Verfahrens durch eine entsprechende Software. Diese kann beispielsweise in eine Steuereinheit der Materialzerkleinerungsanlage 10 implementiert werden.
Entsprechend der Darstellung in den Figuren 1 -4 wird somit die Belastung des Brechers 50 oder eine damit zusammenhängende Kenngröße bestimmt. Besonders bevorzugt wird die Dehnung eines hochbelasteten Bauteils des Brechers 50, der Übertragungselemente oder des Brecherantriebs erfasst, die infolge einer zumeist periodischen Krafteinleitung in die Struktur auftreten. Es können jedoch auch andere, die Belastung des Brechers 50 kennzeichnende Kenngrößen zur Auswertung verwendet werden, beispielsweise die Belastung oder das Bewegungsverhalten eines Bauteils des Brechers 50, des Brecherantriebs oder der Übertragungselemente zwischen dem Brecherantrieb und dem Brecher 50.
Die Dehnung kann einfach mit zumindest einem Dehnungsmeßstreifen 60 bestimmt werden. Dieser ist vorzugsweise an einem mechanisch besonders stark belasteten Bauteil des Brechers, des Brecherantriebs oder der Übertragungselemente befestigt. Aus der mittels des Dehnungsmeßstreifens 60 gemessenen Dehnung können mechanischen Spannungen errechnet werden. Diese können zulässigen Spannungen des verwendeten Werkstoffes gegenübergestellt werden. Die mit jeder periodisch auftretenden Last gemessenen Spannungswerte können den Belastungskategorien 91 , 92, 93, 94, 95 zugeordnet werden. Bei einer Überschreitung der zulässigen Dauerbelastung der Materialzerkleinerungsanlage 10 bzw. des Brechers 50 über einen vorher festgelegten Zeitraum wird der Füllstand des Brechers 50 automatisch so lange angepasst, bis die Belastung wieder in einem vorgegebenen, zulässigen Bereich liegt. Die Regelung erfolgt dabei vorzugsweise mit Hilfe einer entsprechend ausgebildeten Software. Diese bewirkt die Regelung der materialzuführenden Komponenten in Abhängigkeit von der bestimmten Belastung des Brechers 50 und dem Signal des Füllstandssensors 61 . Die Regelung erfolgt dabei derart, dass immer ein maximaler Volumenstrom an zu brechendem Material 73 dem Brecher 50 zugeführt wird, ohne dass dieser überlastet wird.
Unterschiedliche Materialeigenschaften, wie Aufgabegröße, Kornverteilung, Druckfestigkeit, Zerkleinerungsindex und unterschiedliche Zerkleinerungsverhältnisse führen zu unterschiedlichen Füllständen innerhalb des tolerierbaren Belastungsbereichs. Das Verfahren erkennt die resultierende Belastung unabhängig von diesen Faktoren und stellt den Füllstand des Brechers 50 so ein, dass sich die Belastung des Brechers 50 in einem gewünschten Normalbereich einpendelt. Dies erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der materialzuführenden Komponenten.
In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dehnungsmeßstreifen 60 an der Druckplatte 58 befestigt. Es ist jedoch auch denkbar, den Dehnungsmessstreifen 60 an einem anderen hochbelasteten Bauteil der Materialzerkleinerungsanlage 10 anzuordnen. So kann der Dehnungsmeßstreifen 60 beispielsweise an der Brechschwinge 53 oder an Teilen des Exzenters 54 befestigt sein. Auch ist es denkbar, andere Verfahren, beispielsweise optische Verfahren, zur Bestinnnnung der Dehnung und damit der Spannung des überwachten Bauteils vorzusehen.
Ebenfalls denkbar ist es, zur Bewertung der Belastung des Brechers das Bewegungsverhalten zumindest eines Bauteils des Brechers 50, der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs zu bestimmen. So kann beispielsweise eine dauerhafte oder ausgeregelte und damit kurzzeitige Änderung der Drehzahl des Brecherantriebs eine geänderte Belastung des Brechers 50 kennzeichnen. Auch die Betriebsparameter des Brecherantriebs (Drehmoment, Leistung, Kraftstoffverbrauch etc.) sind unmittelbar von der Belastung des Brechers 50 abhängig und können entsprechen ausgewertet werden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Regelung der Beschickung eines von einem Brecherantrieb über Übertragungselemente angetriebenen Brechers (50) einer Materialzerkleinerungsanlage (10), wobei dem Brecher (50) zu brechendes Material (73), insbesondere zu brechendes Gesteinsmaterial, zugeführt wird, wobei ein Füllstand des Brechers, vorzugsweise an einem Brechereinlauf, mit Hilfe eines Füllstandsensors (61 ) ermittelt wird und wobei der dem Brecher (50) zugeführte Volumenstrom an zu brechendem Material (73) in Abhängigkeit von dem ermittelten Füllstand eingestellt und/oder geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanische Belastung des Brechers (50) oder eine von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße direkt oder indirekt bestimmt wird und dass der Füllstand des Brechers (50) in Abhängigkeit von der bestimmten mechanischen Belastung oder der davon abhängigen Kenngröße eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass als von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße das Bewegungsverhalten zumindest eines Bauteils des Brechers (50), der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs gemessen wird und/oder dass als von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße ein Betriebszustand des Brecherantriebs gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung der mechanischen Belastung des zumindest einen Bauteils des Brechers (50), der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs eine elastische Dehnung des zumindest einen Bauteils bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elastische Dehnung mit zumindest einem Sensor, beispielsweise einem Dehnungsmessstreifen (DMS) (60), bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus der elastischen Dehnung eine mechanische Spannung des zumindest einen Bauteils des Brechers (50), der Übertragungselemente oder des Brecherantriebs bestimmt wird und dass der Füllstand des Brechers (50) in Abhängigkeit von der mechanischen Spannung des zumindest einen Bauteils des Brechers (50), der Übertragungselemente oder des Brecherantriebs eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung des Bewegungsverhaltens des zumindest einen Bauteils des Brechers (50), der Übertragungselemente und/oder des Brecherantriebs eine Beschleunigung, vorzugsweise mit einem Beschleunigungssensor, und/oder eine Drehzahl und/oder eine Drehzahländerung, vorzugsweise mit einem Drehzahlsensor, bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betriebszustand des Brecherantriebs durch eine Leistungsabgabe und/oder durch ein Drehmoment und/oder durch einen Energieverbrauch und/oder durch einen Kraftstoffverbrauch und/oder durch eine Drehzahl des Brecherantriebs bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstand des Brechers (50) reduziert wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers (50) oder eine von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße einen vorgegebenen oberen Grenzwert (82) überschreitet oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße einen vorgegebenen unteren Schwellwert unterschreitet und/oder dass der Füllstand des Brechers (50) reduziert wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers (50) oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums Ati (86.1 ) den vorgegebenen oberen Grenzwert (82) mit einer vorgegebenen Häufigkeit oder über eine vorgegebene Dauer überschritten hat oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitraums Ati (86.1 ) den vorgegebenen unteren Schwellwert mit einer vorgegebenen Häufigkeit oder über eine vorgegebene Dauer unterschritten hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstand des Brechers (50) erhöht wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers (50) oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße einen vorgegebenen unteren Grenzwert (83) über einen vorgegebenen zweiten Zeitraum At2 (86.3) nicht überschreitet oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße einen vorgegebenen oberen Schwellwert über den vorgegebenen zweiten Zeitraum At2 (86.3) nicht unterschreitet und/oder dass der Füllstand des Brechers (50) erhöht wird, wenn die mechanische Belastung des Brechers (50) oder eine direkt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße den vorgegebenen unteren Grenzwert (83) über den vorgegebenen zweiten Zeitraum At2 (86.3) nicht mehr als mit einer vorgegebenen zweiten Häufigkeit oder länger als eine vorgegebene Dauer überschreitet oder wenn eine umgekehrt von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängige Kenngröße den vorgegebenen oberen Schwellwert über den vorgegebenen zweiten Zeitraum nicht mehr als mit einer vorgegebenen zweiten Häufigkeit oder länger als eine vorgegebene Dauer unterschreitet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach einer Reduzierung und/oder einer Erhöhung des Füllstands des Brechers (50) bis nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit Atbiindi (86.2), Atbiind2 (86.4) keine erneute Bestimmung und/oder Bewertung der mechanischen Belastung des Brechers (50) oder der von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängigen Kenngröße und/oder keine erneute Einstellung des Füllstandes des Brechers (50) erfolgt
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstand des Brechers (50) jeweils um einen vorgegebenen, absoluten Betrag reduziert und/oder erhöht wird oder dass der Füllstand des Brechers (50) jeweils um einen relativ auf den aktuellen Füllstand bezogenen Wert reduziert und/oder erhöht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass Belastungskategorien (91 , 92, 93, 94, 95, 96) festgelegt werden, welche jeweils einer geringen Belastung, einer gewünschten Belastung oder einer überhöhten Belastung des Brechers (50) zugeordnet werden, dass aufeinanderfolgend bestimmte mechanische Belastungen des Brechers (50) oder aufeinanderfolgend bestimmte Werte der von der mechanischen Belastung des Brechers (50) abhängigen Kenngröße jeweils einer Belastungskategorie zugeordnet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstand des Brechers (50) reduziert wird, wenn über eine vorgegebene erste Zeitspanne eine vorgegebene Anzahl an ermittelten Belastungen des Brechers (50) oder Werten der von der Belastung abhängigen Kenngröße einer überhöhten Belastung zugeordneten Belastungskategorie (91 , 92, 93, 94, 95, 96) zugeordnet werden, dass der Füllstand des Brechers (50) erhöht wird, wenn über eine vorgegebene zweite Zeitspanne eine vorgegebene Anzahl an ermittelten Belastungen oder Werten der von der Belastung abhängigen Kenngröße einer einer geringen Belastung zugeordneten Belastungskategorie (91 , 92, 93, 94, 95, 96) zugeordnet werden und dass der Füllstand nicht verändert wird, wenn die ermittelten Belastungen oder die Werte des von der Belastung abhängigen Kennwerts einer einer gewünschten Belastung zugeordneten Belastungskategorie (91 , 92, 93, 94, 95, 96) zugeordnet werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer periodisch wechselnden Belastung des Brechers (50) die Maximalwerte der Belastung des Brechers (50) oder die den Maximalwerten zugeordneten Werte des von der Belastung des Brechers (50) abhängigen Kennwerts bestimmt werden und dass der Füllstand des Brechers (50) in Abhängigkeit von den Maximalwerten der Belastung des Brechers (50) oder den den Maximalwerten zugeordneten Werten des von der Belastung des Brechers (50) abhängigen Kennwerts eingestellt wird.
15. Steuereinrichtung zum Betrieb einer Materialzerkleinerungsanlage (10) mit einem Brecher (50), wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung zumindest folgender Schritte ausgebildet ist:
- Erfassung und Speicherung einer mechanische Belastung des Brechers (50) oder einer von der mechanischen Belastung des Brechers abhängigen Kenngröße,
- Einstellen des Füllstands des Brechers (50) in Abhängigkeit von der erfassten mechanischen Belastung oder der davon abhängigen Kenngröße.
16. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 -14 ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
17. Computerprogrammprodukt, das in einem in einen Computer einsetzbaren Medium gespeichert ist, umfassend computerlesbare Programmmittel, mit denen ein Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -14 ausführen kann.
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