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Die Erfindung bezieht sich auf einen Einwellenzerkleinerer, z. B. für Kunststoff oder Holz, mit einer drehbar gelagerten Walze, die durch einen Antrieb zur Drehbewegung um ihre Achse angetrieben ist und an ihrem Umfang mehrere in einem Schneidraum umlaufende Rotormesser trägt, denen an einem Gestell ortsfest angeordnete, über den Umfang der Walze verteilte Standmesser zugeordnet sind, wobei die Rotormesser und die Standmesser jeweils so angeordnet sind, dass beim Umlauf der Rotormesser zwischen den Rotormessern und den Standmessern Scherspalte verbleiben.
Solche Einwellenzerkleinerer sind bekannt Die bekannten Konstruktionen haben jedoch den Nachteil, dass sich die Zerkleinerungsarbeit in einer erheblichen Erwärmung des bearbeiteten Gutes und der Maschinenteile der Vorrichtung auswirkt. Dies ist insbesondere nachteilig bei der Zerkleinerung von Kunststoff, da die durch die Zerkleinerung erhaltenen Kunststoffteilchen zum Zusammenbacken neigen, wenn die auftretenden Temperaturen bereits im Agglomenerbereich liegen Angeschmolzene Materialteilchen verunreinigen die Maschine und bewirken zusätzliche, dem Umlauf des Rotors entgegenwirkende Kräfte Solche Hemmnisse treten, wenngleich anders geartet bzw in vermindertem Ausmass, auch bei der Bearbeitung von Holz auf, z. B. durch die Anschmelzung von Harzanteilen des Holzes.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die Temperatur im Einwellenzerkleinerer zumindest annähernd konstant zu halten, sodass die Erwärmung des bearbeiteten Gutes auf geringe Temperaturanstiege beschränkt bleibt, welche noch zulassig sind, z B für Polyethylen etwa 90 bis 100 C Die Erfindung lost diese Aufgabe dadurch, dass zwei oder mehr Standmesser in Umfangsnchtung der Walze versetzt angeordnet sind und für mindestens ein Standmesser ein Fühler für die Temperatur des Standmessers vorgesehen ist, welcher Fuhler mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, die eine Kühleinrichtung fur die Walze steuert, wobei die Kühleinrichtung zumindest eine an einem relativ zum Fühler in Umfangsnchtung der Walze versetzten Standmesser angeordnete Düse aufweist, die Kühlwasser in den Schneidraum einspritzt und die Kühlwasserzuleitung zu jenem Standmesser erfolgt,
an welchem die Rotormesser zuerst vorbeilaufen Diese Kühleinnchtung wird somit wirksam, wenn die vom Fühler erfasste Temperatur des Standmessers einen vorbestimmten Wert überschreitet, der in der Auswerteschaltung gespeichert ist Die Kuhleinnchtung sorgt dann dafür, dass ein Kühlmittel so wirksam gemacht wird, dass die Temperatur, welche durch den Fühler erfasst wird, wieder auf unkritische Werte zurückgeführt wird Hierbei wird das Kühlmittel bei der Rotation der Walze mitgenommen und gleichmässig auf breite Bereiche der Walze bzw des Schneidraumes, und damit auch auf die Standmesser, wirksam gemacht
Die Zuordnung des Fühlers zum Standmesser berücksichtigt den Umstand, dass die Standmesser besonders beanspruchte Bauteile der Maschine sind, sodass dort die Erwärmung am stärksten auftntt.
Konstruktiv lässt sich dies z.B dadurch leicht realisieren, dass das Standmesser zumindest einen Vorsprung hat, an dem bei der Drehung der Walze Rotormesser mit geringerem Umlaufradius vorbeilaufen, wobei der Fühler für die Temperatur des Standmessers in diesem Vorsprung angeordnet ist. In diesem Vorsprung ist die entstehende Wärme noch nicht schon zum Grossteil auf benachbarte Maschinenteile abgeleitet, sodass dort die kritische Temperatur am besten erfasst und damit das behandelte Matenal geschont wird Zweckmässig hat das Standmesser zumindest eine Ausnehmung, in der bei der Drehung der Walze ein Vorsprung des Rotormessers verläuft, wobei eine Kühlmittelzuleitung in diese Ausnehmung des Standmessers mundet Kuhlmittelzuleitungsmündung und Rotormesser sind dann einander eng benachbart,
wenn das Rotormesser am Standmesser vorbeilauft Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann hiebei die Anordnung so getroffen sein, dass mehrere Vorsprünge und Ausnehmungen des Standmessers mit auf unterschiedlich grossen Umlaufbahnen umlaufenden Rotormessern verzahnungsartig ineinander greifen.
Aus US 4 098 463 A ist es bekannt, bei einem Einwellenzerkleinerer für Kunststoffmatenal die Temperatur im Schneidraum abzufühlen und einen Kühlflüssigkeitsstrahl in den Schneidraum einzuleiten, wenn der Schneidraum eine Temperatur erreicht hat, die grösser ist als die Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit und geringer als die Schmelztemperatur des behandelten Kunststoffmateriales.
Da nur ein einziges Standmesser vorgesehen ist, kann diese bekannte Vorrichtung nicht im Sinne der Erfindung wirksam werden
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann die Walze mit einem mittigen Kanal fur die Einleitung von Kühlmittel versehen sein, um die Kühlung zu intensivieren
In der Regel kommt man mit einem einzigen Fühler aus, erforderlichenfalls können jedoch auch mehrere Fühler vorgesehen sein, die einzelnen Bereichen der Maschine zuordnet sind
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Einwellenzerkleinerer im Schnitt normal zur Walzenachse Fig 2 zeigt eine Draufsicht zu Fig 1 Fig. 3 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 1, jedoch in grösserem Massstab
Der Einwellenzerkleinerer nach den Fig. 1 bis 3 hat ein Gestell 1, in welchem eine einen Rotor bildende Walze 2 um ihre Achse drehbar in Lagern 3 gelagert ist. Diese Walze 2 hat an ihrem einen Ende einen Antriebsstummel 4, an welchem ein nicht dargestellter Antrieb für die Rotation der Walze angreift. Selbstverständlich können auch beide Enden der Walze 2 mit Antriebsstummeln versehen sein, etwa um die Walze 2 von beiden Seiten her oder wahlweise von jeder der beiden Seiten anzutreiben.
Die Walze 2 trägt an ihrem Umfang eine Vielzahl von Rotormessem 5, denen im Gestell 1 ortsfest angeordnete Standmesser 6 so zugeordnet sind, dass beim Umlauf der Rotormesser 5 zwischen diesen und den Standmessem 6 jeweils Scherspalte 7 verbleiben Zweckmässig sind die Rotormesser 5 jeweils in Kränzen um den Umfang der Walze 2 herum angeordnet, wobei in jedem Kranz die einzelnen Rotormesser 5 gegeneinander um das gleiche Mass winkelversetzt sind In benachbarten Kränzen sind die Rotormesser 5 von Kranz zu Kranz relativ zueinander versetzt angeordnet, um eine möglichst gleichmässige Wirksamkeit der Messer sicherzustellen. Die Rotormesser 5 laufen hiebei in einem Schneidraum 8 um, der unten durch ein Sieb 9 begrenzt ist, durch welches das zerkleinerte Gut nach unten in einen Sammelraum 10 fällt.
Das Sieb 9 schliesst an kräftige Rundstangen 11des Gestelles 1 an und ist an seinen beiden Stirnenden mit Flanschen 12 zur Verstärkung versehen Die Rundstangen 11 dienen zugleich zur Halterung der Standmesser 6, sodass die im Betrieb der Vorrichtung auf die Standmesser 6 wirkenden erheblichen Kräfte verlässlich in das Gestell 1 abgeleitet werden.
Die Standmesser 6 sind zweckmässig als kammartig gebildete Messerleisten ausgebildet, die über die axiale Länge der Walze 2 bzw. des Schneidraumes 8 in einzelne Abschnitte unterteilt sind (Fig. 2). Diese Messerleisten haben ein mäanderförmiges Profil, wobei Vorsprünge 13 und Ausnehmungen 14 miteinander abwechseln. Den Vorsprüngen 13 liegen von den Rotormessern 5 gebildete Messerkränze gegenüber, deren Umlaufbahn einen etwas geringeren Radius hat als die Umlaufbahn der Messerkränze jener Rotormesser 5, die den Ausnehmungen 14 der Standmesser 6 gegenüberliegen.
Die Umlaufrichtung der Walze 2 ist durch einen Pfeil 15 (Fig. 1) angedeutet
Der Schneidraum 8 ist an den beiden Stirnenden der Walze 2 durch Seitenwände 16 abgeschlossen, welche durch eine Rutsche 17 verbunden sind, über welche das von oben der Vorrichtung zugeführte, zu zerkleinernde Material, insbesondere Holz oder zu Recyclingzwecken bestimmtes Kunststoffmaterial, zur Walze 2 gelangt.
Zu Reinigungszwecken ist das Sieb 9 im Bereich der einen Rundstange 11 an einer Gelenkstelle 18 des Gehäuses 1 schwenkbar befestigt. Die andere Seite des Siebes 9 ist an einer Wand 19 des Gehäuses 1 lösbar und höhenverstellbar mittels einer Verschraubung 20 befestigt.
Im Betrieb treten erhebliche Erwärmungen der Rotormesser 5 und der Standmesser 6 infolge der Zerkleinerungsarbeit auf. Diese Wärme geht auf das behandelte Matenal über und kann dieses Material in nachteiliger Weise beeinflussen. Um diesen Nachteil zu beheben, ist eine Kühleinnchtung 21 vorgesehen, mittels welcher die Rotormesser 5, die Standmesser 6, die Walze 2 sowie über diese Bauteile das bearbeitete Material gekühlt werden können Hiefür hat die Kühleinrichtung 21 zumindest einen Fühler 22 für die Temperatur eines Standmessers 6, welcher Fühler 22 über eine Leitung 23 an eine Auswerteschaltung 24 der Kühleinrichtung 21 angeschlossen ist. In dieser Auswerteschaltung 24 ist ein Temperaturwert gespeichert, bei dessen Überschreitung die Auswerteschaltung 24 einen Kühlmittelstrom freigibt, welcher der Vorrichtung zugeleitet wird.
Hiezu ist an die Auswerteschaltung 24 eine Kühlmittelzuleitung 25, insbesondere für Kühlwasser, angeschlossen und es führt eine Leitung 26 von der Auswerteschaltung 24 zu zumindest einer Düse 27, mittels welcher das zugeführte Kühlmittel in den Schneidraum, insbesondere in Richtung auf die Walze 2 zu, gespritzt wird. Zweckmässig sind mehrere Düsen 27 über die axiale Länge der Walze 2 verteilt angeordnet, welche Düsen gemeinsam über die Leitung 26 mit Kühlmittel angespeist werden Die Düsen 27 sind bei der dargestellten Ausführungsform in die Rundstange 11 eingebaut und radial (Fig. 2) oder fast tangential (Fig 3) zur Walze 2 gerichtet Besonders günstig ist es, die Düsen in die von der Rundstange 11gehalterten Standmesser 6 einzubauen, da auf diese Weise eine unmittelbare Kühlung dieser Standmesser 6 erfolgt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist hiebei die Anordnung so getroffen, dass zwei Sätze von Standmessem 6 vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung der Walze 2 relativ zueinander versetzt angeordnet sind. Die Zuleitung des Kühlmittels erfolgt hiebei zu jenen Standmessern 6, an welchen die Rotormesser 5 bei der Zerspannung des Materiales zuerst vorbeilaufen, das sind in Fig 1 die
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links liegenden Standmesser 6. Das so eingespritzte Kühlwasser wird von den an diesen Standmessem 6 vorbeilaufenden Rotormessem 5 mitgenommen und in der Folge auch auf die in Fig 1 rechts liegenden Standmesser 6 und somit auch auf den Bereich des Fühlers 22 wirksam gemacht.
Die Auswerteschaltung 24 sorgt dafür, dass eine ausreichende Kühlmittelzufuhr zur Walze 2 erfolgt, solange der Fühler 22 eine Temperatur anzeigt, welche über dem vorbestimmten Temperaturwert liegt. Dieser Temperaturwert ist an der Auswerteschaltung 24 vorzugsweise einstellbar, um sich an unterschiedliche Arbeitsbedingungen bzw. unterschiedliche zu verarbeitende Materialien anpassen zu können. Die Auswerteschaltung 24 steuert den Kuhlmittelzufluss zu den Düsen 27 mittels an sich bekannter, nicht dargestellter Ventile in der oder den Leitungen 25, welche von der Auswerteschaltung 24 geöffnet bzw. geschlossen werden
Es hat sich herausgestellt, dass es zweckmässig ist, die Kühlmittelzufuhr mittels der Düse 27 jeweils in eine Ausnehmung 14 des Standmessers 6 münden zu lassen.
In dieser Ausnehmung läuft jener Kranz von Rotormessem 5 um, der einen grösseren Umlaufradius aufweist. Da die Vorsprünge 13 und die Ausnehmungen 14 der Standmesser 6 verzahnungsartig mit den Kränzen der Rotormesser 5 angeordnet sind, ergibt sich eine bestmögliche Verteilung des zugeführten Kühlmittels über den gesamten Bereich der Walze 2, sodass örtliche Überhitzungen vermieden sind. Es ist auch möglich, die Walze 2 von innen her zu kühlen. Hiezu hat die Walze 2 einen mittigen Kanal 28, in den eine nicht dargestellte Kuhlmittelzuleitung mündet, wobei der Kuhlmittelzustrom über den Fühler 22 oder gegebenenfalls über einen gesonderten, nicht dargestellten Fühler, gesteuert werden kann In der Regel genügt es, einen einzigen Fühler 22 vorzusehen, in Sonderfällen können jedoch auch mehrere Fühler 22 über den Schneidraum verteilt angeordnet sein.
Zweckmässig wird das Kühlmittel in den Kanal 28 am einen Stirnende der Walze eingeleitet und am anderen Stirnende der Walze aus dem Kanal 28 wieder abgeführt. Es kann jedoch auch die Zuleitung des Kühlmittels an einem oder beiden Stimenden der Walze 2 erfolgen und der Kühlmittelaustritt durch Öffnungen am Walzenmantel erfolgen, sodass das in das Innere der Walze 2 zugeführte Kühlmittel auch im Schneidraum 8 wirksam gemacht wird.
Es ist zweckmässig, die Düsen 27 von Bohrungen in den Standmessern 6 zu bilden Eine solche Bohrung kann auch für die Unterbringung des Fühlers 22 dienen.
Patentansprüche :
1 Einwellenzerkleinerer, z. B. für Kunststoff oder Holz, mit einer drehbar gelagerten Walze, die durch einen Antrieb zur Drehbewegung um ihre Achse angetrieben ist und an ihrem
Umfang mehrere in einem Schneidraum umlaufende Rotormesser trägt, denen an einem
Gestell ortsfest angeordnete, über den Umfang der Walze verteilte Standmesser zugeordnet sind, wobei die Rotormesser und die Standmesser jeweils so angeordnet sind, dass beim Umlauf der Rotormesser zwischen den Rotormessem und den Standmessern
Scherspalte verbleiben, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Standmesser (6) in
Umfangsrichtung der Walze (2) versetzt angeordnet sind und für mindestens ein
Standmesser (6) ein Fühler (22) für die Temperatur des Standmessers (6) vorgesehen ist, welcher Fühler (22) mit einer Auswerteschaltung (24) verbunden ist, die eine
Kühleinrichtung (21)
für die Walze (2) steuert, wobei die Kühleinrichtung (21) zumindest eine an einem relativ zum Fühler (22) in Umfangsrichtung der Walze (2) versetzten
Standmesser (6) angeordnete Düse (27) aufweist, die Kühlwasser in den Schneidraum (8) einspritzt und die Kühlwasserzuleitung zu jenem Standmesser (6) erfolgt, an welchem die
Rotormesser (5) zuerst vorbelaufen.