AT504824A2 - Zerkleinerungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung zum Zerkleinern von Material, mit wenigstem einem eine Vielzahl von Zerkleinerungsmessern aufweisenden Rotor, wobei die Vielzahl von Zerkleinerungsmessem über Messerträger lösbar am Rotor befestigt sind. Über Schrauben lösbar an einem Rotor einer Zerkleinerungsvorrichtung befestigte Zerkleinerungsmesser gehen beispielsweise aus der DE 299 14 056 U1 hervor. Bei dieser Entgegenhaltung erfolgt die Befestigung der Zerkleinerungsmesser allerdings unmittelbar am Rotor. Es sind also keine zwischengeordnete Messerträger vorgesehen.

Auch aus der DE 32 09 061 A1 gehen unmittelbar am Rotor befestigte

Zerkleinerungsmesser hervor. In dieser Schrift verläuft jeweils ein Zerkleinerungsmesser schräg über die gesamte Länge der Mantefläche des Rotors und ist über eine lösbare Schweißverbindung am Rotor befestigt. Lösbar am Rotor befestigte Zerkleinerungsmesser, welche aus einem Stück bestehen können und sich über die gesamte Länge der Mantelfläche des Rotors erstrecken, sind auch in der DE 196 34 465 A1 gezeigt. Hier sind die Zerkleinerungsmesser in entsprechende Ausnehmungen des Rotors eingesetzt und werden über verschraubbare Platten am Rotor gehalten.

Gattungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtungen gehen beispielsweise aus der DE 297 14 130 U1 und der DE 20 2005 000 675 U1 hervor.

Die erstgenannte Schrift zeigt dabei die Anordnung von Einzelmessern, welche mit je einem Messerträger verschraubt sind, an einem Rotor. Die Messerträger sind ihrerseits über Schrauben am Rotor befestigt.

Die zweite Schrift zeigt aus Einzelmessern zusammengesetzte Messerleisten. Eine Vielzahl von Zerkleinerungsmessern ist dabei zu tangential voneinander beabstandeten Gruppen zusammengefasst. Jede Gruppe erstreckt sich über die gesamte Länge der Mantelfläche des Rotors. Die einzelnen Zerkleinerungsmesser sind über je zwei Schrauben an je einem Messerträger befestigt. Die Messerträger ihrerseits sind radial über je eine Schraube und drehfest über Stifte am Rotor befestigt. 64222 - 36/fr 2

Problematisch an gattungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtungen ist die Tatsache, dass die Zerkleinerungsmesser aufgrund von Verschleißerscheinungen regelmäßig (häufig sogar wöchentlich) ausgewechselt werden müssen. Bei mehrere Schneidkanten aufweisenden Zerkleinerungsmessern müssen die Zerkleinerungsmesser zwar nur gewendet werden, bevor ein Komplettaustausch erforderlich wird. Auch hiefür sind jedoch die Zerkleinerungsmesser vom Rotor zu entfernen.

Diese Tätigkeiten sind sehr zeit- und damit auch kostenintensiv. Beispielsweise ist es bei der in der DE 20 2005 000 675 U1 gezeigten Zerkleinerungsvorrichtung notwendig, zum Austauschen aller Zerkleinerungsmesser bei insgesamt fünf Messerieisten, welche jeweils elf Messerträger und elf Zerkleinerungsmesser aufweisen, insgesamt 165 Schrauben sowie eine ungenannte Anzahl von Stiften zu lösen bzw. wieder anzubringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung derart weiterzubilden, dass die für einen Austausch bzw. ein Wenden der Zerkleinerungsmesser benötigte Wartungszeit reduziert wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß genügen drei bis maximal acht Zerkleinerungsmesser, um eine zumindest im Wesentlichen durchgehende Messerleiste entlang der Mantelfläche des Rotors zu bilden. Auch unter der Berücksichtigung der Tatsache, dass bei einem Rotor normalerweise mehrere derartige Messerieisten vorgesehen sein werden, führt dies zu einer drastischen Reduktion der für einen Austausch bzw. für ein Wenden der Zerkleinerungsmesser benötigten Zeit.

Umgelegt auf eine Zerkleinerungsvorrichtung mit den konstruktiven Details der DE 20 2005 000 675 U1 ergibt sich beispielsweise eine Zeitersparnis von 27 % (bei acht Zerkleinerungsmessern pro Messerleiste, statt der im Stand der Technik vorgesehenen elf) bis zu 73 % Zeitersparnis (bei drei Zerkleinerungsmessem pro Messerieiste, statt der im Stand der Technik vorgesehenen elf).

An sich ist vorgesehen, die Zerkleinerungsmesser und die Messerträger gleich lang auszubilden und an jedem Messerträger genau ein Zerkleinerungsmesser zu befestigen. Es steht aber durchaus mit dem Erfindungsgedanken in Einklang, die Zerkleinerungsmesser ·· ···· ·♦·♦ ♦ · ·ι « ····· » · t »*···· ·· « • · · · ····· · · ♦ ♦ · * ····

• t Μ · ·« I 3 kürzer als die Messerträger auszuführen (zum Beispiel halb so groß) und die entsprechend größere Anzahl an Zerkleinerungsmessern an einem Messerträger anzuordnen. Die größere Anzahl an benötigten Befestigungsmitteln für die kürzeren Zerkleinerungsmesser wird durch die geringe Anzahl an benötigten Befestigungsmitteln für die Messerträger zumindest teilweise kompensiert. Außerdem können die einzelnen Messerträger bereits außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung mit Zerkleinerungsmessern vorbestückt werden, sodass bei der Wartung nur ganze Messerträger ausgetauscht werden müssen.

Grundsätzlich wäre zwar auch die Befestigung längerer Zerkleinerungsmesser an mehreren kürzeren Messerträgern denkbar, sodass zum Beispiel ein Zerkleinerungsmesser von zwei Messerträgern gehalten wird. Zu beachten ist jedoch, dass eine zu lange Ausbildung der Zerkleinerungsmesser fertigungstechnische Probleme mit sich bringt, weil sehr lange Zerkleinerungsmesser mit großen inneren Spannungen belastet sind. Bei den meisten handelsüblichen Zerkleinerungsvorrichtungen werden daher normalerweise zumindest drei Zerkleinerungsmesser benötigt werden, wenn man zumindest im Wesentlichen die gesamte Länge des Rotors abdecken will.

Noch drastischer wird der erfindungsgemäß Effekt, wenn vorgesehen ist, dass die Zerkleinerungsmesser lösbar an den einzelnen Messerträgem befestigt sind, da es hierdurch ermöglich wird, bereits vor Beginn der Wartungsarbeiten die benötigte Anzahl an Zerkleinerungsmessem an den jeweiligen Messerträgem vorzukonfektionieren, sodass während der Stillstandzeit der Zerkleinerungsvorrichtung nur mehr die einzelnen Messerträger am Rotor ausgetauscht werden müssen.

Zur Befestigung der Messerträger am Rotor können beispielsweise Schrauben eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Zeitersparnis ist es, wenn pro Messerträger nur jeweils eine Schraube vorgesehen ist. Vorzugsweise erfolgt dabei die Befestigung der Messerträger am Rotor ausschließlich über die Schrauben.

Da die Zerkleinerungsmesser schneller verschleißen als die Messerträger, ist besonders bevorzugt vorgesehen, die Zerkleinerungsmesser lösbar an den Messerträgern zu befestigen. Hierfür können beispielsweise Schrauben eingesetzt werden. Um ein Lösen der Schraubverbindung zu verhindern, können Muttem zur Sicherung der Schrauben vorgesehen sein. 4 • ·

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Besonders vorteilhaft ist es, wenn vorgesehen ist, dass die Zerkleinerungsmesser einen rechteckigen Querschnitt mit unterschiedlich langen Seiten aufweisen und mit der längeren Seite tangential zum Rotor verlaufend an den Messerträgern befestigt sind. Durch diese Maßnahme werden die Zerkleinerungsmesser, welche im Betrieb Stöße durch das zu zerkleinernde Material erleiden, mit ihrer längsten Seite zur Drehrichtung hin ausgerichtet und können so die Stöße besser absorbieren.

Schutz wird auch begehrt für einen Messerträger, welcher eine lösbare Befestigungsvorrichtung zur Befestigung an einem Rotor einer Zerkleinerungsvorrichtung aufweist, wobei der Messerträger mit wenigstens einem Zerkleinerungsmesser vorkonfektioniert ist.

Schutz wird auch begehrt für einen Rotor für eine Zerkleinerungsvorrichtung, an welchem ein derartiger Messerträger lösbar befestigt ist.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, die Zerkleinerungsmesser in tangential voneinander beabstandeten Gruppen am Rotor anzuordnen.

Beispielsweise können die Zerkleinerungsmesser einer Gruppe entlang einer gedachten Geraden angeordnet sein. Es ist dabei nicht unbedingt erforderlich, die Zerkleinerungsmesser auf Stoß zueinander anzuordnen.

Alternativ kann vorgesehen sein, die Zerkleinerungsmesser einer Gruppe mit einem tangentialen Versatz zueinander anzuordnen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Zerkleinerungsmesser einer Gruppe zu unterschiedlichen Zeiten mit dem Statormesser Zusammenarbeiten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind den Figuren 1 bis 6 sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung entnehmbar.

Fig. 1a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht mit geschlossenem Gehäuse 2. Fig. 1b zeigt dieselbe Ansicht, aber mit geöffnetem Gehäuse 2 und ausgeschwenktem Lochsieb 7.

Die Fig. 2 stellt eine Schnittdarstellung zur Fig. 1 dar und zeigt den Innenaufbau der Zerkleinerungsvorrichtung 1. In einem Gehäuse 2 ist ein Rotor 3 um seine Längsachse • · · · · ·· · · ·········· * * · · · ·♦·· · · · · ·..··..· : ·..· : ι 5 drehbar gelagert. Der Rotor 3 trägt eine Vielzahl von Zerkleinerungsmessern 4, welche mit einem am Gehäuse 2 gelagerten Statormesser 5 Zusammenarbeiten. Das zu zerkleinernde Material ist über einen Einbringtrichter 8 in das Gehäuse 2 einbringbar.

Zwischen einer am Gehäuse 2 gelagerten Zuführwand 9 und dem Rotor 3 ist ein Einbringbereich für das in das Gehäuse 2 eingebrachte, zu zerkleinernde Material ausgebildet. Die Zuführwand 9 verläuft im Einbringbereich zum Rotor 3 hin geneigt und bildet aufgrund ihrer Neigung im unteren Abschnitt des Einbringbereichs gemeinsam mit dem Rotor 3 einen sich nach unten hin keilförmig verjüngenden Einzugsbereich aus, in welchem sich das zu zerkleinernde Material nur durch die Neigung der Zuführwand 9, dem Einfluss der Schwerkraft und der Rotation des Rotors 3 (in Fig. 2 im Uhrzeigersinn) zum Statormesser 5 hin bewegt. Im Einbringbereich ist kein Zuführschieber oder dergleichen angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Statormesser 5 im Betriebszustand der Zerkleinerungsvorrichtung 1 zu einem Bereich oberhalb der Mittelachse des Rotors 3 hin gerichtet. Das Statormesser 5 ist lösbar an der Zuführwand 9 befestigt.

Unterhalb des Rotors 3 ist ein Lochsieb 7 angeordnet, welches nur den Durchtritt von Material bis zu einer bestimmten Größe gestattet. Material, welches klein genug ist, um das Lochsieb 7 passieren zu können, fällt in den Abgabetrichter 10 und einen Sammelbereich 11. Im Sammelbereich 11 kann ein Förderband zum Abtransport des zerkleinerten Materials angeordnet sein. Größeres Material wird durch die Drehung des Rotors 3 zu einem gehäusefesten Gegenmesser 6 transportiert. Das Gegenmesser 6 ist lösbar am Gehäuse 2 befestigt.

Zum Antreiben des Rotors 3 ist ein Elektromotor 12 vorgesehen. Zur Kraftübertragung vom Elektromotor 12 auf den Rotor 3 kann ein Zahnriemen vorgesehen sein, da dieser im Gegensatz zu herkömmlichen Riemenantrieben eine Kraftübertragung ohne Schlupf gestattet. Vorzugsweise ist der Rotor langsam laufend ausgebildet und dreht sich im Betrieb mit einer Umdrehungszahl von weniger als 250 Umdrehungen pro Minute. Beispielsweise kann eine Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute vorgesehen sein.

Der Selbsteinzugseffekt wird durch die hier prismatisch gewählte Ausbildung der Mantelfläche des Rotors 3 verstärkt.

Der Rotor weist vorzugsweise einen relativ großen Durchmesser von beispielsweise mehr als 80 cm auf. «I • ♦ · · · ♦ · • · · ♦ ♦ · ·· • · · ······ · • · · ♦ · ♦ ♦ *· ·· ♦ ·#

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Die das Statormesser 5 tragende Zuführwand 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausschwenkbar ausgebildet (siehe zum Beispiel Fig. 3). Die Zuführwand 9 wird durch einen Kraftspeicher 13 mit einer vorgegebenen Kraft gegen ein Aufschwenken beaufschlagt. Der Kraftspeicher 13 kontaktiert die Zuführwand 9 über auswechselbare Anschläge 14, 15. Die Ausführung der Kontaktstellen zwischen dem Kraftspeicher 13 und der Zuführwand 9 als lösbar befestigte Anschläge 14, 15 (hier als Leisten) gestattet das einfache Austauschen dieser Verschleißteile.

Die Funktionsweise der verschwenkbar angeordneten Zuführwand 9 geht aus den Detaildarstellungen der Fig. 2 b und der Fig. 2c hervor. Gezeigt ist beispielhaft ein nicht zerkleinerbarer Fremdkörper in Form eines Hammers, welcher ohne ein Nachgeben der Zuführwand 9 eine Beschädigung der Zerkleinerungsmesser 4 bzw. des Statormessers 5 verursachen könnte. Da der sich in Fig. 2b zwischen einem Zerkleinerungsmesser 4 und dem Statormesser 5 befindende Hammer durch die Rotation des Rotors eine sich aufbauende Kraft auf die schwenkbar gelagerte Zuführwand 9 ausübt, welche über die Anschläge 15 und 14 auf den Kraftspeicher 13 übertragen wird, kommt es bei Überschreitung eines durch den Kraftspeicher 13 vorgegebenen Schwellwerts zu einer Rotation des Kraftspeichers 13 gegen die beaufschlagende Kolbenzylindereinheit 16 und damit zu einem Ausschwenken der Zuführwand 9, was eine Beschädigung der Zerkleinerungsvorrichtung 1 verhindert.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann auch das Lochsieb 7 schwenkbar gelagert sein, um den Zugang zum Rotor 3 von unten bzw. das Entfernen von Material aus dem Bereich zwischen Rotor 3 und Lochsieb 7 zu gestatten.

Aus Fig. 3 geht noch die Anordnung einer Arbeitsplattform 17 neben dem Gehäuse 2 der Zerkleinerungsvorrichtung 1 hervor.

Die Fig. 4 zeigt den Rotor 3 in einer perspektivischen Detailansicht. Aus dieser geht die Art der Befestigung der Zerkleinerungsmesser 4 am Rotor 3 hervor. In diesem Ausführungsbeispiel sind dabei die Zerkleinerungsmesser 4 jeweils in tangential zur Drehrichtung voneinander beabstandeten Dreiergruppen zusammengefasst über gesonderte Messerträger 18 am Rotor 3 befestigt. Die Befestigung erfolgt derart, dass einerseits radial verlaufende Trägerbalken 19, welche in radial verlaufenden Ausnehmungen des Rotors 3 verspannt sind und etwa tangential zur Drehrichtung verlaufende Absätze 20 vorgesehen ······ ·Φ · · « · · · · ···· « · · · ·..··..* : ·,.· ϊ : 7 sind. Die Messerträger 18 sind in diesem Ausführungsbeispiel etwa L-förmig ausgebildet, wobei ein Schenkel des L's in Montagelage an einem Trägerbalken 19 befestigt wird und der andere Schenkel des L’s auf einem Absatz 20 aufliegt.

Anders als in Fig. 4a dargestellt, ist in einer bevorzugten Variante (Fig. 4b, Fig. 4c) vorgesehen, die einzelnen Zerkleinerungsmesser 4 einer Gruppe nicht in einer Linie, sondern mit einem Versatz zueinander am Rotor 3 anzuordnen.

Auch könnte die gesamte Länge des Rotors 3 nicht wie in Fig. 4a, 4b, 4c dargestellt durch drei Zerkleinerungsmesser 4, sondern beispielsweise von bis zu acht Zerkleinerungsmessern 4 abgedeckt werden.

Es wäre auch nicht unbedingt erforderlich, dass die geradlinig angeordneten Zerkleinerungsmesser 4 einer Gruppe auf Stoß liegend oder sich exakt bis zum Ende der Mantelfläche des Rotors 3 erstrecken.

Die genaue Art der Befestigung der Messerträger 18 am Rotor 3 sowie der Zerkleinerungsmesser 4 an den jeweiligen Messerträgern 18 geht aus den Fig. 5a und 5b hervor.

Wie in Fig. 5a dargestellt, wird in diesem Ausführungsbeispiel jedes Zerkleinerungsmesser 4 über eine geeignete Anzahl von Schrauben 21 (hier: sechs Stück), welche durch am Zerkleinerungsmesser 4 angeordnete Bohrungen verlaufen, am Messerträger 18 befestigt, wobei die Schrauben 21 durch Muttern 22 gesichert werden. Die in Fig. 5a dargestellte Einheit aus Zerkleinerungsmesser 4 und Messerträger 18 kann vorteilhafter Weise außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung 1 vorkonfektioniert werden und als Einheit über die Schraube 23 und den Trägerbalken 19 am Rotor 3 befestigt werden.

Es ist offensichtlich, dass die Verwendung einer einzigen Schraube 23 als einzige Verbindung des Messerträgers 18 am Rotor 13 eine erhebliche Arbeitserleichterung beim Austausch der Zerkleinerungsmesser 4 darstellt. Dies umso mehr in Verbindung mit der vorgenannten Maßnahme, die Zerkleinerungsmesser 4 außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung 1 an den Messerträgern 18 zu befestigen.

Wie aus den Fig. 4 sowie 5a und 5b hervorgeht, ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Zerkleinerungsmesser 4 anders als aus dem Stand der Technik bekannt, * *

♦ nicht hochgestellt (das heißt mit der längsten Richtung radial zum Rotor 3 verlaufend), sondern liegend (das heißt mit der längsten Richtung etwa tangential zur Drehrichtung verlaufend) anzuordnen. Dies bringt den erheblichen Vorteil mit sich, dass die Stöße, welchen das Zerkleinerungsmesser 4 im Betrieb unweigerlich ausgesetzt ist, in jene Richtung verlaufen, in welcher sich im Querschnitt betrachtet das meiste Material des Zerkleinerungsmessers 4 befindet. Diese Maßnahme kann unabhängig von den übrigen Maßnahmen des gezeigten Ausführungsbeispiels eingesetzt werden.

Aus der Fig. 6 geht eine perspektivische Detailansicht des Lochsiebs 7 hervor. Anders als dargestellt, müssen die Löcher des Lochsiebs 7 natürlich nicht unbedingt kreisförmig ausgebildet sein. Denkbar wäre zum Beispiel auch die Ausbildung der Löcher als Langlöcher, die sich auch im Wesentlichen über die gesamte Winkelerstreckung des Lochsiebs 7 erstrecken können.

Wie aus den Figuren hervorgeht, ist die Zerkleinerungsvorrichtung im dargestellten Ausführungsbeispiel als Einwellen-Zerkleinerer ausgebildet.

Innsbruck, am 30. April 2008

Claims (13)

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   1 Patentansprüche 1. Zerkleinerungsvorrichtung zum Zerkleinern von Material, mit wenigstem einem eine Vielzahl von Zerkleinerungsmessem aufweisenden Rotor, wobei die Vielzahl von Zerkleinerungsmessern über Messerträger lösbar am Rotor befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Zerkleinerungsmesser (4) und/oder der Messerträger (18) in einem Bereich von etwa einem Achtel bis etwa einem Drittel der Länge des Rotors (3) liegt.
2. 2. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerträger (18) - vorzugsweise ausschließlich - über je wenigstens eine Schraube (23) am Rotor (3) befestigt sind.
3. 3. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Messerträger (18) über genau eine Schraube (23) am Rotor (3) befestigt ist.
4. 4. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Messerträger (18) über jeweils genau eine Schraube (23) am Rotor (3) befestigt sind.
5. 5. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmesser (4) an den Messerträgem (18) lösbar befestigt sind.
6. 6. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmesser (4) über je wenigstens eine Schraube (21) an den Messerträgern (18) befestigt sind.
7. 7. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung der Schrauben (21) Muttem (22) vorgesehen sind.
8. 8. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmesser (4) einen rechteckigen Querschnitt mit unterschiedlich langen Seiten aufweisen und mit der längeren Seite tangential zum Rotor (3) verlaufend an den Messerträgem (18) befestigt sind. 64222 36/fr
9. 9. Messerträger für eine Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer lösbaren Befestigungsvorrichtung zur Befestigung am Rotor, wobei der Messerträger mit wenigstens einem Zerkleinerungsmesser vorkonfektioniert ist.
10. 10. Rotor für eine Zerkieinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor (3) ein Messerträger (18) nach Anspruch 9 lösbar befestigt ist.
11. 11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmesser (4) in tangential voneinander beabstandeten Gruppen am Rotor (3) angeordnet sind.
12. 12. Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmesser (4) einer Gruppe entlang einer gedachten Geraden angeordnet sind.
13. 13. Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmesser (4) einer Gruppe mit einem tangentialen Versatz zueinander angeordnet sind.