AT405793B

AT405793B - Walze für zerkleinerungsmaschinen, z.b. für kunststoff oder holz, und halterung für eine solche walze

Info

Publication number: AT405793B
Application number: AT51798A
Authority: AT
Original assignee: Bacher Helmut; Schulz Helmuth; Wendelin Georg
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 1999-11-25
Also published as: DE29903412U1; ATA51798A

Description

AT 405 793 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze für Zerkleinerungsmaschinen, z.B. für Kunstoff oder Holz, mit im Arbeitsbereich der Walze engeordneten Umfangsnuten, die voneinander durch Umfangsrippen getrennt sind, wobei in den Umlangsnuten und an den Umfangsrippen auf das zu zerkleindernde Material einwirkende Zerkleinerungswerkeuge angeordnet sind.

Derartige Walzen sind bekannt, insbesondere auf dem Gebiet der Zerkleinerung von Kunststoffartikein, z.B. für Recyclingzwecke, oder auf dem Gebiet der Holzzerspanung. Die Im Arbeitsbereich der Walze um deren Achse umlaufenden Zerkleinerungswerkzeuge sind in dar Regel von Messern gebildet, welche mit zumindest einem kammartigen Gegenmesser mit Schneid- und Seitenspiel Zusammenarbeiten und so das zu zerkleinernde Material auf die gewünschte Größe bringen, wonach das zerkleinerte Material der weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann.

Derartige Zerkleinerungswalzen haben sich in der Praxis bewährt, jedoch besteht ein Problem darin, daß die Lagerung der Walze durch das bearbeitete Material rasch verunreinigt wird, wodurch eine einwandfreie Lagerung der Walze schon nach kurzer Betriedsdauer in Frage gestellt ist. Dies gilt insbesondere für die Zerkleinerung von thermoplastischem Kunststoffmaterial, da dieses Material im Zuge der Zerkleinerung erwärmt und dadurch zumindest teilweise in einen Zustand übergeführt wird, der als zumindest teilweise plastifiziert angesprochen werden kann. In diesem Zustand ist thermoplastisches Kunststoffmaterial klebrig, was sich auf die Lagerungseigenschaften nachteilig auswirket und die Reinigung des Lagers schwierig macht. Die geschilderten Nachteile können auch dadurch nicht völlig vermieden werden, daß die Lager außerhalb des Arbeitsraumes der Walze angeordnet werden, in welchem die Zerklieinerungswerkzeuge umlaufen, also auf der dem Arbeitsraum abgewendeten Seite von Gehäusewänden, welche den Arbeitsraum an den beiden Walzenenden seitlich begrenzen. Dies deswegen, weil in diesem Fall die Stummel an den beiden Enden der Walze durch Öffnungen dieser Gehäusewände mit einem gewissen Spiel hindurchgeführt werden müssen, wodurch das zerkleinerte Material die Möglichkeit hat, durch die verbleibenden Spalten hindurchzutreten und die Lager zu verunreinigen.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diesen Nachteil zumindest weitgehend zu mildem, wenn nicht völllig zu beseitigen. Die Erfindung löst diese Aufgabe zunächst dadurch, daß die Walze an den beiden Enden des Arbeitsbereiches je zumindest ein Abweiselement trägt, welches mit zumindet einer schräg zur Achse der Walze verlaufenden Kante darart ausgebildet ist. daß bei der Drehung der Walze das Abweiselement auf das zu zerkleinernde Material eine Kraft mit einer zur Walzenmitte,also in axialer Richtung der Walze gerichteten, Kraftkomponente ausübt. Dadurch wird von jedem Abweiselement auf das zu bearbeitende Gut derart eingewirkt, daß dieses Gut von den Walzenenden, also vom kritischen Bereich, aus welchem ein Zustrom dieses Materiales zu den Lagern erfolgen kann, wegtransportiert und wieder in die Mittenzone des Arbeitsbereiches der Walze gefördert wird. Dadurch wird auch der weitere Vorteil erreicht, daß die Zerkleinerung des bearbeiteten Materials wirksamer gestaltet wird, da nunmehr verhindert ist, daß solches Material im Bereiche der Walzenenden, also an den Seitenbereichen des Arbeitsbereiches der Walze, bloß mit der Walze mitläuft, ohne wirksam zerkleinert zu werden, was auch durch die Gegenmesser mitunter nicht völlig unterbunden werden kann.

Dadurch, daß nun der Zustrom des zu bearbeitenden Materiales, sei es bereits zerkleinert oder nicht, zu den beiden Lagern der Walze zumindest weitgehend unterbunden ist, wird die Standzeit der Lager wesentlich gesteigert und es werden Betriebsunterbrechungen, welche beim Service oder beim Ersatz der Lager notwendig sind, vermieden oder zumindest reduziert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind an jedem Arbeitsbereichende der Walze mehrere Abweiselemente um den Umfang der Walze in gleichen Abständen voneinander verteilt vorgesehen. Dies gewährleistet eine kontinuierliche Einwirkung der Abweiselemente auf das zu zerkleinernde Material im erfindungsgemäßen Sinn.

Vorzugsweise besteht jedes Abweiselement aus einem am Umfang der Walze, insbesondere an einem Flansch derselben befestigten, insbesondere angeschraubten, Ansatzstück, das vorzugsweise in eine Vertiefung des Umfanges der Walze bzw. des Flansches eingesetzt ist. Dies erleichtert die Fertigung der Abweiselemente und die Befestigung derselben. Der Einsatz in eine Vertiefung der Walze sichert eine gute Aufnahme der Reaktionskräfte, welche beim Auftreffen der Kante eines Abweiselementes auf das bearbeitete Material auftreten. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Kante des Abweiselementes eine Schneidkante ist, sodaß auch die Abweiselemente zur Zerkleinerung des zu bearbeitenden Materiales beitragen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Kante des Abweiselementes weiter von der Achse der Walze entfernt sein als die Zerkleinerungswerkzeuge. Dadurch wird eine verstärkte Wirkung der Abweiselemente auf das bearbeitete Gut sichergestellt.

Die erfindungsgemäße Halterung für die erfindungsgemäße Walze geht aus von einer bekannten Konstruktion (US 5,593.100 A), bei welcher die Halterung mit Öffnungen in beiderseits des Arbeitsbereiches 2

AT 405 793 B liegenden Wänden eines Gehäuses für die Aufnahme der beiden Enden, z.B. in Form von Stummeln, der Walze ausgebildet ist, wobei das Wälzlager jeweils an der dem Arbeitsbereich der Walze abgewendeten Seite der Wand angeordnet ist und jede Wand an ihrer dem Arbeitsbereich der Walze zugewendeten Oberfläche einen ringförmigen Fortsatz trägt, der eine Labyrinthdichtung begrenzt. Die Erfindung bezweckt hiebei, eine weitere Verbesserung der Abdichtung der Lager in bezug auf das zu bearbeitende Material zu erzielen. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Fortsatz, insbesondere ein an der Wand angeschraubter Ring, zusammen mit einem ihm benachbarten, eine schräg zur Achse der Walze verlaufende Kante aufweisenden Abweiselement der Walze die Labyrinthdichtung bildet. Dies trägt wesentlich dazu bei, das Eindringen von zerkleinertem Gut in den Lagerbereich der Walze zu verhindern.

Eine weitere Verbesserung der erwähnten Abschirmung der Lager in bezug auf das bearbeitete Material läßt sich im Rahmen der Erfindung dadurch erzielen, daß die der Wand benachbarte Stirnfläche jedes Flansches der Walze mit Rippen und/oder Nuten versehen ist, deren Richtung so gewählt ist, daß bei Drehung der Walze von den Nuten bzw. Rippen erfaßtes Material nach außen, bezogen auf die Achse der Walze, gefördert wird. Dies bewirkt eine Rückforderung allfälligen Materiales, welches in den Spalt zwischen der Wand und den Flansch eingedrungen ist, zurück in den Mahlraum. Zusätzlich hiezu kann als Sicherheitsmaßnahme noch vorgesehen sein, daß jeder Stummel im Bereich der ihn aufnehmenden Öffnung der Wand des Gehäuses mit einem Rückfördergewinde versehen ist. Dieses Rückfördergewinde fördert eingedrungendes, zerkleinertes Gut in Richtung von den Walzenlagern weg.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht zwischen jedem Wälzlager für die Walze und der ihm benachbarten Wand des Gehäuses ein Spalt. Durch diesen Spalt kann behandeltes Gut nach unten aus der Vorrichtung herausfallen, sollte solches Gut das Rückfördergewinde passiert haben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch die Walze samt ihrer Lagerung, teilweise in Ansicht. Fig. 2 ist eine Stirnansicht des Flansches der Welle. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 2.

Die Walze 1 für eine Einwellenzerkleinerungsmaschine hat als Grundkörper ein dickwandiges Rohr 2, an dessen beiden Enden je ein Flansch 3 befestigt ist, welcher einen Wellenstummel 4 trägt. Mittels der beiden Stummel 4 ist die Walze 1 in Wälzlagern 5 gelagert. Am einen Stummel 4 oder an beiden Stummeln 4 greift ein Antrieb 6 beliebiger Art an, durch weichen die Walze 1 zur Drehung in Richtung des Pfeiles 7 angetrieben wird. Die Stummel 4 durchsetzen hiebei Öffnungen 8 in Wänden 9 eines Maschinengehäuses 10. Die beiden Wände 9 begrenzen den Mahlraum, also den Arbeitsbereich 11 der Walze 1 seitlich und tragen an der dem Mahlraum abgewendeten Seite jeweils außen die Lager 5. Die Walze 1 weist im Arbeitsbereich 1.1 am Umfang des Rohres 2 Umfangsnuten 12 auf, die voneinander paarweise durch Umfangsrippen 13 getrennt sind. In den Umfangsnuten 12 und an den Umfangsrippen 13 sind Zerkleinerungswerkzeuge 14 angeschraubt, die zerkleinernd auf das in den Arbeitsbereich 11 der Walze 1 eingeführte zu zerkleinernde Material einwirken. In der Regel sind diese Zerkleinerungswerke 14 von Messern gebildet, und es sind diese Zerkleinerungswerkzeuge 14 in regelmäßigen Abständen voneinander um den Umfang der Walze 1 verteilt an dieser angeschraubt, sodaß diese Werkzeuge 14 bei Verschleiß leicht auswechselbar sind. Die Zerkleinerungswerkzeuge 14 arbeiten mit einem nicht dargestellten kammartigen Gegenmesser zusammen, das ortsfest im Gehäuse 10 angeordnet ist, wobei zwischen den Messern der Zerkleinerungswerkzeuge 14 und diesem Gegenmesser ein Schneid- und Seitenspiel besteht. Selbstverständlich können mehrere solche Gegenmesser vorgesehen sein.

An den beiden Enden des Arbeitsbereiches 11 trägt die Walze 1 je zumindest ein Abweiselement 15 für das bearbeitete Gut. Die dem Arbeitsbereich 11 zugewendete Fläche 16 jedes Abweiselementes 15 ist mit einer zweckmäßig ebenfalls von einem Messer gebildeten Kante 17 versehen, deren Richtung schräg zur Achse 18 der Walze 1 verläuft, derart, daß bei Rotation der Walze 1 in Richtung des Pfeiles 7 eine in Richtung der Achse 18 gerichtete Kraftkomponente auf das zu zerkleinernde Material ausgeübt wird. Die Richtung dieser Kraftkomponente ist durch einen Pfeil 19 angedeutet. Selbstverständlich sind diese Kraftkomponentenvektoren ohne Berücksichtigung des Reibungswinkels skizziert. Die in Richtung des Pfeiles 19 wirkende Kraftkomponente fördert das zu zerkleinernde Gut von der Wand 9 des Gehäuses 10 weg in Richtung zur Mitte des Arbeitsbereiches 11. Dadurch wird einem Zustrom des bearbeitenden Materiales in den Bereich der Wälzlager 5 entgegengewirkt.

Zweckmäßig besteht jedes Abweiselement 15 aus einem Ansatzstück, welches in eine Vertiefung 20 dieses Flansches 3 oder gegebenenfalls des Rohres 2 passend eingesetzt und dort festgeschraubt ist. Dies bildet eine gute Aufnahme der vom zu zerkleinernden Gut auf die Abweiselemente 15 beim Umlauf der Walze 1 ausgeübten Reaktionskräfte.

Die Kanten 17 der Abweiselemente 15 können geringfügig weiter - in radialer Richtung der Walze 1 gemessen - von der Achse entfernt sein als die an den Umfangsrippen 13 angeordneten Zerkleinerungswerkzeuge 14 (Fig. 1), um eine verstärkte Wirkung der Abweiselemente 15 auf das bearbeitete Gut 3

Claims

AT 405 793 B sicherzustellen. Jede Wand 9 des Gehäuses 10 hat an ihrer dem Arbeitsbereich 11 zugewendeten Seite einen ringförmigen Fortsatz, der zweckmäßig von einem an die Wand 9 angeschraubten Ring 21 gebildet ist. Dieser Ring 21 bildet zusammen mit dem Flansch 3 eine Labyrinthdichtung 22, welche das Eindringen von zerkleinertem Gut in den Lagerbereich der Walze erschwert. Als Zusatzmaßnahme kann vorgesehen sein, daß die der Wand 9 zugewendete Stirnfläche jedes Flansches 3 mit Rippen 23 (Fig. 2) versehen ist, deren Richtung so gewählt ist, daß sich bei der Rotation der Walze 1 eine in Richtung des Pfeiles 24 wirkende Kraftkomponente ergibt, welche eingedrücktes behandeltes Gut wieder nach außen, also in den zwischen den beiden Wänden 9 liegenden Mahlraum, fördert. Auch hier sind die Kraftkomponentenvektoren ohne Berücksichtigung des Reibungswinkels eingezeichnet. Statt der Rippen 23 oder zusätzlich hiezu können an der erwähnten Seite des Flansches 3 Nuten 25 (Fig. 3) vorgesehen sein. Deren Richtung ist in analoger Weise - wie zuvor beschrieben - ebenfalls so gewählt, daß bei der Drehung der Walze 1 von den Nuten 25 erfaßtes Material nach außen, bezogen auf die Achse 18 der Walze 1, gefördert wird. Als letzte mechanische Sicherung vor dem Lager 5 kann der Stummel 4 im Bereich der Öffnung 8 der Wand 9 mit einem Rückfördergewinde 26 (Fig. 1) versehen sein. Dieses Rückfördergebinde 26 fördert anfälliges eingedrungenes behandeltes Gut in Richtung vom zugehörigen Wälzlager 5 weg, sodaß diese Gut wieder von den Rippen 23 bzw. Nuten 25 erfaßt und zurück in den Mahlraum gefördert wird. Dadurch werden die Lager 5 von Verunreinigungen frei gehalten. Sollte dennoch behandeltes Gut das Rückfördergewinde 26 passiert haben, so fällt dieses Gut durch einen Spalt 27 nach unten aus der Vorrichtung heraus. Dieser Spalt besteht zwischen der Außenfläche der Wand 9 des Gehäuses 10 und der dieser Wand 9 zugewendeten Stirnfläche des jeweiligen Wälzlagers 5, zumindest im unteren Bereich. Die Walze 1 muß nicht von einem Rohr 2 gebildet sein, es kann sich auch um eine Vollwalze handelt. Desgleichen ist es nicht unbedingt erforderlich, die Walze 1 mittels Stummeln 4 in den Wälzlagern 5 zu lagern, es können auch die Endabschnitte des Rohres 2 bzw. der Vollwalze in den Wälzlagern 5 gelagert sein. Patentansprüche 1. Walze für Zerkleinerungsmaschinen, z.B. für Kunststoff oder Holz, mit im Arbeitsbereich der Walze angeordneten Umfangsnuten, die voneinander durch Umfangsrippen getrennt sind, wobei in den Umfangsnuten und an den Umfangsrippen auf das zu zerkleinernde Material einwirkende Zerkleinerungswerkzeuge angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) an den beiden Enden des Arbeitsbereiches (11) je zumindest ein Abweiselement (15) trägt, welches mit zumindest einer schräg zur Achse (18) der Walze (1) verlaufenden Kante (17) derart ausgebildet ist, daß bei der Drehung der Walze (1) das Abweiselement (15) auf das zu zerkleinernde Material eine Kraft mit einer zur Walzenmitte gerichteten Komponente (Pfeil 19) ausübt.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende des Arbeitsbereiches (11) der Walze (1) mehrere Abweiselemente (15) um den Umfang der Walze (1) in gleichen Abständen voneinander verteilt vorgesehen sind.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abweiselement (15) aus einem am Umfang der Walze (1), insbesondere an einem Flansch (3) derselben, befestigten, insbesondere angeschraubten, Ansatzstück besteht, das vorzugsweise in eine Vertiefung (20) des Umfanges der Walze (1) bzw. des Flansches (3) eingesetzt ist.
4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (17) des Abweiselementes (15) eine Schneidkante ist.
5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (17) des Abweiselementes (15) weiter von der Achse (18) der Walze (1) entfernt ist als die Zerkleinerungswerkzeuge (14).
6. Halterung für eine Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5. mit Öffnungen in beiderseits des Arbeitsbereiches liegenden Wänden eines Gehäuses für die Aufnahme der beiden Enden, z.B. in Form von Stummeln, der Walze in Wälzlagern, wobei das Wälzlager jeweils an der dem Arbeitsbereich der Walze abgewendeten Seite der Wand angeordnet ist und jede Wand an ihrer dem Arbeitsbereich der 4 AT 405 793 B Walze zugewendeten Oberfläche einen ringförmigen Fortsatz trägt, der eine Labyrinthdichtung begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz, insbesondere ein an der Wand (9) angeschraubter Ring (21), zusammen mit einem ihm benachbarten, eine schräg zur Achse (18) der Walze (1) verlaufende Kante (17) aufweisenden Abweiselement (15) der Walze (1) die Labyrinthdichtung (22) bildet.
7. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wand (9) benachbarte Stirnfläche jedes Flansches (3) der Walze (1) mit Rippen (23) und/oder Nuten (25) versehen ist, deren Richtung so gewählt ist, daß bei Drehung der Walze (1) von den Nuten (25) bzw. Rippen (23) erfaßtes Material nach außen, bezogen auf die Achse (18) der Walze (1) gefördert wird.
8. Halterung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende der Walze (1) bzw. jeder Stummel (4) im Bereich der es bzw. ihn aufnehmenden Öffnung (8) der Wand (9) des Gehäuses (10) mit einem Rückfördergewinde (26) versehen ist.
9. Halterung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Wälzlager (5) für die Walze (1) und der ihm benachbarten Wand (9) des Gehäuses (10) ein Spalt (27) besteht. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5