本发明涉及一种具有权利要求1特征的、用于冲击式破碎机的打击板(schlagleiste)。
背景技术：
冲击式破碎机用于破碎矿物材料(天然石材或回收材料)并生产细或粗集料。在此材料自由落下到转子的打击板的作用区域中并从那里被甩向挡板。在那里材料破碎。打击板是磨损件并且必须定期更换。打击板通常具有两个冲击区域、即头部，它们依次被使用，当一个头部达到磨损极限时，打击板可随后围绕其自身纵向轴线翻转。位于转子中的打击板容纳部中的打击板的尚未磨损的头部由此移至外部，从而打击板可使用至达到该头部的磨损极限。在所用材料的利用率方面，希望打击板的中间区域尽可能小并且承受磨损的头部尽可能大。但如果中间区域太小，则可能在打击板中产生过大的应力。打击板会断裂，这可损坏冲击式破碎机的其它部件。后果是维修和生产停机。如果中间区域太大，则打击板的大部分材料不能用于与待破碎材料接触。较低的利用率在经济上是不利的。但如果中间区域太弱，则打击板的断裂会导致过早的完全损坏。
技术实现要素：
本发明所基于的任务是提出一种使用寿命长且利用率高的冲击式破碎机的打击板。
所述任务在具有专利权利要求1特征的打击板中得以解决。
从属权利要求涉及本发明的有利扩展方案。
提出一种可翻转的打击板，用于插入冲击式破碎机转子的轴向平行的打击板容纳部中。如果可在打击板的一端磨损后翻转打击板，则可实现打击板的最大利用率。打击板在其中间具有中间区域并且与该中间区域相邻地分别具有一个冲击区域，其也称为头部。打击板端部上的两个头部之一位于使用位置中，即它从转子中伸出。同时另一头部受保护地位于转子的转子容纳部中并且可通过翻转打击板进入使用位置。
打击板在笛卡尔坐标系内具有沿z方向延伸且在安装位置中平行于转子打击板容纳部延伸的纵向轴线。打击板具有沿y方向延伸且指向打击板的径向外侧顶面的竖直轴线。最后，打击板具有沿x方向延伸且指向打击板纵向侧面的横向轴线。该坐标系的原点位于打击板横截面的中心。
打击板关于其纵向轴线旋转对称地构造。它关于x-z平面或垂直于其的y-z平面不具有镜像对称性。打击板在其沿竖直方向的上端和下端分别具有横截面为矩形的头部。每个头部均具有纵侧的侧面，它们分别以第一间距彼此平行延伸。前后侧面之间的第一间距定义各矩形头部的厚度。在此情况下矩形是指侧面在制造公差范围内彼此平行延伸并且也平行于y-z平面。但两个头部并非镜像对称地设置，而是沿横向方向、即x方向在相反的方向上偏移第二间距。两个头部沿横向方向彼此偏移，因此不产生镜像对称性，而是关于纵向轴线的旋转对称性。打击板在到中部中间区域的过渡处弯曲。中间区域在一定程度上在两个头部之间沿对角线延伸。在打击板的每个纵向侧面上在到中间区域的过渡处设有支撑肩部，通过该支撑肩部打击板的离心力可被导入打击板容纳部中。
本发明的一个特征在于：中间区域在其长度的大部分上具有不小于头部厚度的厚度。“大部分”是指绝大部分、即尤其是大于70％至90％。为了从打击板容纳部轴向拉出打击板，可在打击板的端部区域中设置用于保持装置的容纳部。在该区域中存在收缩部，该收缩部也减小了中间区域的横截面。但这种收缩部对于打击板的利用率和运行安全性影响很小。除了端部区域构造得略薄之外，中间区域的厚度不小于头部区域中的厚度。此外，中间区域在其沿竖直方向看的高度的绝大部分上、尤其是在整个高度上也不小于头部的厚度。关于厚度比的说明始终涉及打击板的未磨损状态。
在本发明的一种扩展方案中，所述中间区域在其长度的大部分上甚至比头部厚至少3％。对于铸件、如这种打击板，制造公差为 /-1％。在本发明的该实施例中，中间区域和头部之间的厚度差明显更大并且优选在2-5％的范围内、尤其是在3-4％的范围内。由此根据本发明的打击板在该区域中具有增强的横截面和更大的抗断裂性。
本发明的另一种有利实施例规定贴靠面，所述贴靠面构造在打击板的每一侧上并且设置在从中间区域到后侧面的过渡处。通过贴靠面，力从打击板沿径向方向传递到转子中或者转子的扭矩通过打击板保持架传递到打击板中。贴靠面是突起的。通过突起、即突出的贴靠面实现加工余量，其允许对贴靠面进行表面加工，而不会在打击板上产生凹部。为了避免在该区域中产生收缩部，贴靠面因此是突起的。从而可避免切口应力。优选仅根据需要设计贴靠面的宽度和长度。因此贴靠面也可短于且窄于支撑肩部。贴靠面本身平行于y-z平面延伸。
在突出的贴靠面上邻接朝向后侧面的倒圆侧壁，所述侧壁完全凹入地倒圆。这样做的优点是：侧壁与贴靠面上的材料去除无关地始终保持倒圆，从而该区域中在负荷下产生的切口应力始终保持最小。在贴靠面区域中出现在转子和打击板之间的最大表面压力，在此两个接触面持续磨损。因而重要的是，即使在更换打击板之后，新的打击板也应在贴靠面区域中具有尽可能平坦、即齐平的平面。因此，对贴靠面进行切削加工。
在本发明的第一种实施方式中，头部终止于邻接中间区域的支撑肩部。支撑肩部因此相对于后侧面突出，但不相对于打击板相应纵向侧面上的另一侧面突出。在本发明的一种替代实施方式中，支撑肩部附加地相对于前侧面突出。这种支撑肩部增加了打击板容纳部和打击板之间的接触面积。有关离心力的局部表面压力减小。
在本发明的一种扩展方案中，附加地将支撑肩部相对于侧面倾斜的钝角选择得较小、尤其是小于117°。该角度优选为115°。较小角度的优点在于：打击板容纳部承受较小的张开力，该力基于作用在打击板上的离心力产生。打击板的作用如同楔子，其加宽打击板容纳部。较小的角度可减少楔形效应。另一优点在于由此减少中间区域的结构长度。中间区域相对于头部的材料比减小。利用率提高了。
如果支撑肩部相对于前侧面突出，则支撑肩部形成纵向肋条的侧壁，所述纵向肋条相对于前侧面突出。纵向肋条可在横截面中构造成梯形并且在两侧具有侧壁。纵向肋条的各侧面角优选相同并且优选在110°至117°的范围内。在过渡到中部中间区域的倾斜表面处产生的角度甚至会更大，即由于倾斜表面的角度，其可以为10°到20°，从而总体上实现从内侧壁、即支撑肩部到中间区域的更加平缓的低应力过渡。与没有纵向肋条的上述第一种实施方式相比，在具有纵向肋条的变型方案中，关于根据本发明的厚度比，头部已经在纵向肋条的外侧壁处终止，而非在支撑肩部处才终止。头部的厚度说明始终涉及没有纵向肋条的头部的最窄区域。
作为沿轴向的固定装置可在前侧面中、尤其是在突出的纵向肋条中构造至少一个、尤其是两个凹部。轴向固定装置例如为销，其在插入打击板之后穿过打击板保持架并且与打击板保持架连接、尤其是通过螺纹连接。由于在轴向方向上几乎没有力作用，因此只需非常简单的轴向固定。凹部的深度延伸到仍位于贴靠面上方的平面中。因此，凹部仅相对少地伸入打击板中并且仅导致微弱的局部削弱。当凹部设置在突出的纵向肋条中时，这种影响更小。凹部优选直接与贴靠面相对置地设置，从而就沿x方向的横截面而言在该区域中的厚度没有减小。
根据本发明的打击板设计特别适合于头部厚度为100mm且总高度约为300mm的打击板。因此，这涉及相对紧凑且厚实的打击板。沿直径相对置的前侧面的间距约为头部厚度的30-40％。因此，弯曲的打击板的总厚度为头部厚度的130-140％。突出的贴靠面相对于头部厚度突出约8-15％，即它们在头部厚度为100mm时大约突出10mm。但它们不增大打击板的总厚度。然而，如果设有附加的、突出纵向肋条，则总厚度可相对于上述值增加。在此情况下，纵向肋条形成沿x方向最突出的区域。纵向肋条可分别具有头部厚度的10-15％的厚度并且例如在厚度为100mm的头部中具有13mm的厚度，从而打击板的总厚度为148mm。这大致相应于1:1.5的比例(总高度：总厚度)。这种紧凑的打击板在中间区域中极抗断裂并且同时具有很高的利用率。
附图说明
下面借助在附图中示意性示出的实施例详细阐述本发明。附图如下：
图1以俯视图示出冲击式破碎机的转子；
图2示出图1的转子沿线ii-ii的剖面图；
图3示出图2的细节iii；
图4以第一视图示出图3的打击板；
图5以第二视图示出图4的打击板；
图6以纵向侧面视图示出打击板的第二种实施方式；
图7以第二视图示出图6的打击板；
图8以第一视图示出轴向固定；和
图9以沿线ix-ix的纵向剖面图示出图8的轴向固定。
具体实施方式
图1示出在其它方面未详细示出的冲击式破碎机的转子1。转子1具有水平的转子轴2，该转子轴支承在轴承3、4中。转子轴2在轴承3、4之间水平延伸。转子轴由皮带轮5驱动。在转子1上支承有四个沿圆周分布的打击板6。打击板6平行于转子轴2的旋转轴线d延伸。
在下面对打击板6的说明中参考笛卡尔坐标系(图1-4)。坐标系原点位于打击板6的中心，即在打击板6长度(z轴)、高度(y轴)和宽度(厚度)(x轴)的一半处。坐标系涉及相应的打击板6，而不涉及转子1。由于打击板6在安装位置中略微倾斜，因此图2和3中的坐标系也围绕打击板6的纵向轴线(z轴)略微倾斜。
坐标系的x方向指向垂直于前侧面9的表面法向。y轴是径向方向并且指向远离转子轴2的方向。z轴平行于前侧面9和旋转轴线d。
图2示出总共四个打击板6围绕转子1的圆周均匀地分布。这四个打击板6是相同的。打击板容纳部7是沿转子1的纵向方向、即平行于转子轴2的旋转轴线d延伸的凹部。参照上述坐标系，所述凹部沿z方向延伸。
图2至图4示出，打击板6既不关于水平面、即x-z平面，也不关于竖直纵向平面、即y-z平面具有镜像对称性。但它们关于沿z方向延伸的中心纵向轴线具有旋转对称性，因为它们在围绕纵向轴线旋转180°时可投射到自身上。
打击板6在其相对置端部上分别具有径向外侧顶面8(图3和4)。由于打击板6是铸件，因此顶面可因铸造技术而具有轻微的形状倾斜
打击板6在两个头部11之间具有中间区域12，纵向轴线(z轴)在该中间区域的中央延伸。侧面9、10平行于y-z平面延伸，各头部11沿横向方向(x方向)在相反的方向上相对于y-z平面偏移第二间距a2。这意味着，在竖直方向上看，上头部11不完全对齐地在下头部11上方。两个头部11在横向方向上彼此偏移，连接两个头部11的中间区域12倾斜地延伸。打击板6因此总体上是弯曲的。第二间距a2是头部11厚度d1的10％至20％、尤其是15％至20％。
本发明的一个特征在于：中间区域12在其长度的大部分上具有至少不小于头部11厚度d1的厚度d2。头部11的厚度d1在x方向上测得，而中间区域12的厚度d2涉及垂直于倾斜延伸的中间区域12的测量方向。尽管测量方向不同，中间区域的厚度d2也不小于厚度d1。中间区域12的横截面未被削弱并且不具有相对于头部11厚度d1减小其自身厚度d2的收缩部。在该实施例中，中间区域的厚度d2与头部的厚度d1相同。该中间区域12中的抗断裂性显著提高。
打击板6在中间区域12和头部12的在运行中分别位于前方的侧面9之间具有相对于前侧面9沿x方向突出的支撑肩部13。头部11的侧向偏移越大，支撑肩部13就越突出。
支撑肩部过渡到前侧面9中。图3示出支撑肩部13在安装位置中如何用于将打击板6保持在打击板容纳部7中。支撑肩部13支撑在后打击板保持架15上，该打击板保持架焊接到转子1中。
图3以虚线示出了上头部11的磨损线。磨损开始于前侧面9过渡到顶面8之间的拐角处。如果磨损过大，则翻转打击板6。图3的剖面图还示出在头部11内设有矩形区域，该区域由比打击板6的外壳更耐磨的材料制成。该区域可以是陶瓷材料嵌入物。
与支撑肩部13间隔开地，在到打击板6另一头部11的过渡处设有贴靠面16(图3和4)。通过该贴靠面16在圆周方向上作用的力从转子1传递到打击板6或者在待破碎材料撞上时将撞击力从材料传递到转子1中。为了避免应力，有利的是，在贴靠面16和打击板保持架15之间存在齐平的、即尽可能全表面的接触。由于打击板6是铸件，因此在制造过程中可能会发生因热引起的翘曲(淬火变形)。需要进行去除材料的后加工以形成平坦的表面。去除材料的后加工不可避免地导致打击板横截面的减小，如果由此形成收缩部，则这根据本发明是不希望的。因此，贴靠面16相对于头部11的后侧面10这样突出，使得总是有足够的材料可用于材料去除加工，而不会形成收缩部。在该实施例中，贴靠面以尺寸a3突出，该尺寸相应于头部11厚度d1的10％。
沿直径相对置的第二贴靠面16用于支撑在前打击板保持架17上。在运行中撞上的材料向打击板6施加围绕纵向轴线的高扭矩。打击板保持架15、17上的与贴靠面16相配的支承面在制造公差范围内平行于打击板6的侧表面9、10延伸，从而仅法向力通过贴靠面16传递。离心力通过单独的支撑肩部传递。这种功能分离有利于力传递并且避免了通过打击板6内的法向力和弯曲扭矩的叠加而引起的应力峰值。
打击板保持架15、17在纵向方向和圆周方向上引导并保持打击板6。通过至少一个与支撑肩部13相邻的凹部18(图3)防止打击板沿转子1纵向方向的轴向移动。凹部18构造用于容纳可分离地插入的轴向固定装置19(图5至图7)。该轴向固定装置19例如可以是固定销，该固定销穿过打击板保持架15中的孔并嵌入凹部18中。为了位置固定，可将所述至少一个轴向固定装置19与打击板保持架15螺钉连接。为此轴向固定装置19具有一个焊接到销20上的板26，该板26具有用于螺钉的孔27，如图8和9所示。
理论上每个纵向侧面可仅具有一个唯一的凹部18。但出于安全考虑，优选设置两个凹部18和轴向固定装置19，如图5的侧视图所示。与单个轴向固定装置相比，多个轴向固定装置的优点在于：当打击板断裂时，断裂部分也必将比只有一个轴向固定装置的情况更有可能被保持，在一个轴向固定装置的情况下断裂部分必然无法被保持。
在本发明中，中间区域12即使在凹部区域中也没有被削弱，因为在打击板6的另一侧上贴靠面16与凹部18相对置地设置。在该区域中沿x方向测得的打击板6厚度最大。根据本发明，即使减去凹部18的深度，打击板在该区域内的厚度也不小于头部11的厚度d1。
虽然贴靠面16相对于后侧面10突出，但这对于支撑肩部13而言并非绝对必要。支撑肩部13主要应吸收通过旋转运动作用在打击板6上的离心力。因此，支撑肩部13可直接邻接前侧面9。
根据第二种实施例，支撑肩部13可附加地相对于前侧面9突出。在此情况下，在前侧面9上设有纵向肋条14。图5和6示出具有和不具有纵向肋条14的打击板6之间的区别。图7也示出图6的打击板6，对于图7使用与图5相同的附图标记。区别仅在于支撑肩部13上突出的纵向肋条14。在其它方面对于图7参见关于图4的说明。
图5和6还示出，在打击板6的端部上在与贴靠面16相邻的端侧凹部25中设有开口21。开口21和凹部25用于容纳安装工具，以便将非常重的打击板6插入打击板容纳部7中或从其取出。
打击板6的中间区域12从功能上看是不会因与待破碎材料的接触而磨损的区域。中间区域12包括功能表面，打击板6通过该功能表面被保持。中间区域12终止于贴靠面16的外侧壁24的高度处。在相对置侧面上中间区域12在凹部18的端部处终止或者(如果存在)在纵向肋条14的外侧壁处终止(图4、图7)。
中间区域12在两侧具有彼此平行延伸的倾斜表面22。它们相对于y-z平面以不同于90°的角度w2延伸。角度w2由两个头部11沿横向方向的偏移以及头部11沿竖直方向的间距决定。角度w2小于180°。在该实施例中该角度是165°(图4)。
支撑肩部13相对于后侧面10的侧面角w1为115°。相对于前侧面9的侧面角w3在该示例中也为115°。因而在该实施例中倾斜表面22与支撑肩部13形成130°的角度。支撑肩部13的陡峭角度w1使得支撑肩部13彼此仅以小的平行间距a4设置。支撑肩部靠近打击板6的中心设置。因此，力相对在中央被导入增强的中间区域12中。应力路径很短。材料负荷降低。
在倾斜表面22和支撑肩部13之间设有倒圆的过渡部23。过渡部23的倒圆避免了应力峰值。倒圆小于在贴靠面16的侧壁24处。过渡部23尤其是位于x轴的高度上。
贴靠面16在横截面中是梯形。其侧壁24以特别大的半径倒圆，因此在到头部11的过渡处应力峰值尽可能小。凹入倒圆的侧壁24还具有以下优点：无论要从贴靠面去除多少材料，始终保留到侧面10和倾斜表面22的倒圆过渡部。
图7中的实施例示出纵向肋条14总体是梯形的，纵向肋条14的侧壁24具有与邻接纵向肋条14的支撑肩部13相同的侧面角。图7还示出打击板6的总厚度d4。
附图标记列表
1转子
2转子轴
3轴承
4轴承
5皮带轮
6打击板
7打击板容纳部
8顶面
9侧面
10侧面
11头部
12中间区域
13支撑肩部
14纵向肋条
15后打击板保持架
16贴靠面
17前打击板保持架
18凹部
19轴向固定装置
20销
21开口
22倾斜表面
23过渡部
24侧壁
25凹部
26板
27孔
a19、10的间距
a2到y-z轴线的间距
a310到贴靠面的间距
a413/13之间的间距
a514到9的间距
d旋转轴线
d111的厚度
d212的厚度
d4总厚度
w1角度
w2角度
w3角度
1.一种用于插入冲击式破碎机转子(1)的轴向平行的打击板容纳部(7)中的打击板，具有下述特征：
a)打击板(6)在笛卡尔坐标系内具有沿z方向延伸的且在安装位置中平行于打击板容纳部(7)延伸的纵向轴线、沿y方向延伸的且指向打击板(6)的径向外侧顶面(8)的竖直轴线和沿x方向延伸的且指向打击板(6)纵向侧面的横向轴线；
b)打击板(6)关于纵向轴线旋转对称地构造；
c)打击板(6)在其沿竖直方向的上端和下端分别具有横截面为矩形的头部(11)，每个头部(11)均具有纵侧的侧面(9、10)，这些侧面分别以第一间距(a1)彼此平行延伸，使得头部在侧面(9、10)之间具有厚度(d1)；
d)在两个头部(11)之间设有中间区域(12)，在该中间区域中在中央纵向轴线确定y-z平面的位置；
e)侧面(9、10)平行于y-z平面延伸，两个头部(11)沿横向方向在相反的方向上相对于y-z平面偏移第二间距(a2)，使得支撑肩部(22)设置在到中间区域(12)的过渡处；
f)中间区域(12)在其长度的大部分上具有不小于头部(11)侧面(9、10)的第一间距(a1)的厚度(d2)。
2.根据权利要求1所述的打击板，其特征在于，所述中间区域(12)在其长度的大部分上的厚度(d2)比头部(11)的厚度(d1)大至少3％。
3.根据权利要求1或2所述的打击板，其特征在于，在中间区域(12)和两个头部(11)的后侧面(10)之间设置有相对于后侧面(10)突出的贴靠面(16)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的打击板，其特征在于，在所述突出的贴靠面(16)上邻接朝向后侧面(10)和倾斜表面(22)的倒圆侧壁(24)，所述侧壁完全凹入地倒圆。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的打击板，其特征在于，在中间区域(12)和前侧面(9)之间设置有沿横向方向(x方向)相对于后侧面(10)突出的支撑肩部(13)，所述支撑肩部(13)附加地相对于前侧面(9)突出。
6.根据权利要求5所述的打击板，其特征在于，所述支撑肩部(13)形成纵向肋条(14)的侧壁，所述纵向肋条相对于前侧面(9)突出并且在横截面中为梯形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的打击板，其特征在于，所述支撑肩部(13)与相应后侧面(10)形成小于117°的侧面角(w1)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的打击板，其特征在于，所述支撑肩部(13)沿纵向方向比贴靠面(16)长。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的打击板，其特征在于，所述纵向肋条(14)沿y方向比贴靠面(16)宽。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的打击板，其特征在于，在所述前侧面(9)中分别设置有至少一个用于容纳轴向固定装置(19)的凹部(18)，所述凹部(18)与贴靠面(16)相对置地设置，从而中间区域(12)的厚度(d2)在凹部(18)区域中不小于头部(11)的厚度(d1)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的打击板，其特征在于，所述中间区域(12)具有前和后倾斜表面(22)，所述倾斜表面(22)分别从贴靠面(16)延伸到支撑肩部(13)并且所述倾斜表面(22)不平行于y-z平面延伸。
12.根据权利要求11所述的打击板，其特征在于，从所述倾斜表面(22)到支撑肩部(13)的倒圆过渡部(23)设置在x-z平面中。
技术总结