CN103153470A - 具有可更换的切割刀组的双轴式粉碎机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于粉碎固体或在液体中的固体的双轴式粉碎机，包括：壳体；第一轴和第二轴，其可旋转地支承在所述壳体中；在第一轴上的多个第一刀片；在第二轴上的多个第二刀片，其中所述第一和第二刀片彼此轴向位错，使得所述第一刀片中的至少一些分别嵌接到两个相邻的第二刀片之间的间隙中，并且所述第二刀片中的至少一些分别嵌接到两个相邻的第一刀片之间的间隙中。根据本发明，通过将所述刀片一件式地成型在第一或第二毂体上，将所述第一或第二刀片构成为第一或第二刀片块，所述第一或第二毂体具有轴向孔，该轴向孔能够围绕相应的轴的一部分设置，并且所述第一或第二毂体优选借助于形锁合的轴-毂连接而抗扭地固定在所述轴上。

Description

具有可更换的切割刀组的双轴式粉碎机

技术领域

本发明涉及一种用于粉碎固体或在液体中的固体的双轴式粉碎机，包括：壳体，该壳体限定位于内部的粉碎腔；在壳体中的入口，用于将固体供应到粉碎腔中；在壳体中的出口，用于将已粉碎的固体从粉碎腔排出；第一轴，该第一轴可旋转地支承在壳体中并部分地延伸到所述粉碎腔中或穿过所述粉碎腔；第二轴，该第二轴可旋转地支承在所述壳体中，部分地延伸到所述粉碎腔中，并与所述第一轴平行地延伸；多个第一刀片，所述第一刀片抗扭地固定在所述第一轴上，使得在两个相邻的第一刀片之间分别形成间隙；多个第二刀片，所述第二刀片抗扭地固定在第二轴上，使得在两个相邻的第二刀片之间分别形成间隙，其中所述第一和第二刀片相互轴向位错，使得所述第一刀片中的至少一些分别嵌接到两个相邻的第二刀片之间的间隙中，并且所述第二刀片中的至少一些分别嵌接到两个相邻的第一刀片之间的间隙中。

背景技术

这种结构类型的双轴式粉碎机用于粉碎固体，例如有机物质（如树枝、细枝、植物）或其它材料（如废塑料）。在此，待粉碎的固体能够通过入口以干燥的形式或以液体流的形式供应给双轴式粉碎机。

为了高效的粉碎，双轴式粉碎机具有两个轴，在这两个轴上分别设置多个刀片。这些刀片交替地相互嵌接，这可通过下述方式实现和达到，即：在一个轴的两个相邻的刀片之间形成轴向间距，该轴向间距大于另一轴的刀片的厚度，并且两个轴相互间的轴间距小于一个刀片的直径。

双轴式粉碎机的两个轴典型地被对向地驱动并为了这个目的例如经由相应的传动机构相互耦联。尤其当两个轴以不同的转速转动时，才获得良好的粉碎效果。以这种方式，在两个轴之间的间隙中通过对向的刀片产生高的剪切力和拉断力，这导致固体的高效的粉碎。此外不同的转速造成，在每次转动时，相邻的各刀片的不同刀部段相互嵌接，由此所述刀片由粘附的粉碎物质自动地清洁。

这种结构类型的双轴式粉碎机的缺点在于，由于两个轴和设置在这两个轴上的刀片相互间的运动形式，当硬的固体主体到达粉碎腔中并卡在两个刀片之间或卡在刀片和相对置的轴之间时，能够损坏个别刀片。因此，刀片能够在其切割刃的区域中被严重地损坏，由此双轴式粉碎机的继续运行不再可能或者仅以较小的粉碎能力进行。

已知的是，为了这个目的，双轴式粉碎机配备有快速更换系统，在该快速更换系统中，各刀片能够单独地从轴上拆下，以便更换这样被损坏的刀片。因此实现：能够以少的维修耗费和少的替代件成本恢复双轴式粉碎机的可操作性。

已知的双轴式粉碎机的另一缺点在于，通过处于两个相互啮合的刀片之间或处于一个刀片和与该刀片相对置的轴之间的固体主体，能够导致在这两个刀片或其中一个刀片上的显著的扭矩峰值。该扭矩峰值能够具有下述后果，即，能够解除刀片在轴上的抗扭地支承。通过对刀片在轴上的抗扭固定的这种损坏，能够使双轴式粉碎机的继续运行变得不可能或者仅以受限的效率继续运行，并且特别是伴随粉碎机的其它构件进一步损坏的危险继续运行。

发明内容

本发明基于的目的是，提供一种双轴式粉碎机，其避免或者至少减轻上述问题。

根据本发明的所述目的如下实现，即，通过将各第一刀片一件式地成型在第一毂体上，各第一刀片构成为第一刀片块，所述第一毂体具有轴向孔，该轴向孔能够围绕第一轴的一部分设置，并且所述第一毂体优选借助于形锁合的轴-毂连接而抗扭地固定在第一轴上，并且通过将各第二刀片一件式地成型在第二毂体上，各第二刀片构成为第二刀片块，所述第二毂体具有轴向孔，该轴向孔能够围绕第二轴的一部分设置，并且所述第二毂体优选借助于形锁合的轴毂连接而抗扭地固定在第二轴上。

借助根据本发明的双轴式粉碎机，提供一种有利的刀片块的结构类型。这种改善的结构类型在于，刀片一件式地构造在毂体上。因此构造出一个单体的刀片组，其中优选所有为轴设置的刀片一件式地构造在一个共同的毂体上。这种构造能够实施用于两个轴中的一个或用于两个轴。

本发明的决定性的优点在于，现在刀片与毂体材料锁合地连接。通过将刀片和毂体由唯一的原材料制成并由此这样一件式地构造，或者通过使刀片通过相应的材料锁合的嵌接方法（例如摩擦焊接方法或其它焊接方法）与毂体材料锁合地连接并由此一件式地构造，能够实现所述材料锁合。由于在刀片和毂体之间的可高度加负荷的连接以及同时因此开启的如下可能性：使毂体在轴的一个长的轴向部分上抗扭地固定在轴上，因而以决定性的方式降低个别刀片由于硬的固体主体引起的负荷峰值而松动的危险。因此，根据本发明的双轴式粉碎机总体上更有效率且更坚固，并设置在该双轴式粉碎机中的刀片具有总计更长的耐用时间。此外，根据本发明的双轴式粉碎机实现：在尽管出现损坏的情况下仍然将一件式的刀片-毂体复合结构的一个或多个刀片从轴上移除并对其执行恢复可操作性的修理。对此可替代地，也能够替换整个一件式的刀片和毂体的复合结构并替换为功能正常的新部件或替换件。

在这种情况下，本发明基于的认识是，损坏个别刀片的危险能够通过如下方式决定性地降低，即，所述刀片一件式地与毂体连接，所述毂体比刀片本身在轴向上更远地延伸。因此实现轴-毂连接的卸载，该卸载减小损坏个别刀片在轴上的抗扭锚固的危险。因此，根据本发明的双轴式粉碎机能够实现更高的切割效率，而不会在这种情况下使个别刀片在其轴-毂连接的区域中被损坏。

作为其它优点被证实的是，与现有技术的双轴式粉碎机中的各个刀片的更换相比，该一件式的刀片-毂连接的更换是更易于安装的。特别是借助根据本发明的实施形式实现：安装错误（例如将错误的定距套装在两个刀片之间）能够被避免，并且因此相对于现有技术改善根据本发明的双轴式粉碎机的操作安全和易安装性。

通过一件式地制造刀片块获得的另一优点在于，由此能够实现在相互啮合的刀片之间的非常小的缝隙尺寸。这是因为：通过由一个工件制造刀片块能够以直接的公差尺寸加工，而在切割刀组由多个单独的刀片和间隔套组装而成的情况下，刀片和间隔套的公差叠加并因此为了确保空转而要求较大的缝隙尺寸。通过较小的缝隙尺寸造成根据本发明的双轴式粉碎机的更好的切割效果。在如下情况中获得又一优点，即，在多个粉碎任务中必须粉碎位于液体内的固体。在这种情况下所期望的是使粉碎腔相对于轴密封。该密封通过将切割刀组构造为单体的刀片块而变得明显更容易，因为仅还有两个分别在刀片块的端侧上的密封面需要密封。与此相对，现有技术的切割刀组具有在各个刀片和套之间的多个密封面。

将毂体抗扭地固定在轴上能够通过摩擦锁合和力锁合的连接造成，但是对此优选应用形锁合的轴-毂连接，例如多齿轴、花键轴或在毂体和轴之间的键槽连接。在此尤其有利的是，抗扭的轴-毂连接在刀片块的整个轴向的纵向延伸部上延伸，或者至少在比刀片块的轴向长度的一半大一些的或尤其至少比单个刀片的宽度大的长度上延伸。因此，在刀片块和轴之间的扭矩传输的负荷能力相对于现有技术显著提高，并且降低该轴-毂连接失败的危险。原则上要理解的是，毂体在轴上的固定是可解除的，以便能够将毂体连同所有一件式地成型在其上的刀片一起从轴上移除。

根据第一优选的实施形式提出，通过将第一或第二刀片以及第一或第二毂体分别由一件式的金属块切削地制成，将第一和/或第二刀片块切削地制成。借助根据本发明的毂体-刀片复合结构的设计方案，根据本发明采用高效制造的设计方案。在此要理解的是，多个刀片能够由圆柱形原材料制成，所述圆柱形原材料具有至少等同于刀片的最大外直径的外直径。在这种情况下，在各个刀片之间的间隙通过切削加工而制成，并且随后或者之前通过在轴向方向上的相应的切削加工，在每个刀片的外周界上切削地制成刀具和断裂工具。

根据另一优选的实施形式提出，在两个相邻的刀片之间的间隙的轴向宽度在径向方向上是恒定的。借助该实施形式可实现，切割刀能够以在径向方向上恒定的轴向宽度嵌接到两个相邻的刀片之间的间隙中，并且在这种情况下，在嵌接到间隙中的刀片和限定该间隙的刀片的壁之间形成均匀地分布的缝隙。

还优选的是，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，各切割元件分别可拆卸地固定在相应多个切割元件容纳部上。在这个实施形式中例如能够设置：切割元件构成为可更换的替换刀板，所述替换刀板能够借助于螺纹固定的方式固定在刀片上。因此可实现钝的或损坏的切割元件的替换，并由此避免由于这样的磨损现象或损坏而必须替换或更换整个刀片块。

根据另一优选的实施形式提出，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，各切割元件与刀片一件式地连接。该实施形式构成在制造技术上有利的结构，该结构可低成本地制造并适用于多个粉碎任务。

进一步优选地提出，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，并且一个刀片块的各刀片的各切割元件沿着单头或多头螺纹的螺旋线延伸。各切割元件以这种方式构成为沿着刀片块的外周界的一排或多排，其中所述螺旋线能够以大螺距实施在几乎轴向延伸段的区域中。通过这样实现切割元件彼此间的位错避免：相邻的刀片的各切割元件同时碰到平行于旋转轴线置入的待粉碎的固体，并且因此导致在刀片块的所有刀片上的动态载荷峰值。替代于此，沿着螺旋线设置的切割元件通过刀片块的旋转相继地嵌接并因此产生连续的切割力。在此尤其能够如下设置：第一螺旋线的切割元件位于与在刀片块的另一端上的与该第一螺旋线相邻的螺旋线的切割刀大致相同的高度上。

进一步优选的是，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，第一和第二刀片块的各刀片的各切割元件沿着单头或多头螺纹的螺旋线延伸，并且第一和第二刀片块这样安装在第一或第二轴上，使得所述第一刀片块的螺纹的螺旋线左旋并且所述第二刀片块的螺纹的螺旋线右旋延伸。通过该刀片块及其设置结构的该实施方式实现：螺旋线形地延伸的各切割元件类似于斜齿的传动机构相互啮合，并且因此又避免通过平行于旋转轴线的、由切割元件检测到的固体引起的负荷峰值。

根据本发明还能够提出，在相应的刀片上的切割元件或切割头通过硬化工艺硬化，而刀片的剩余部分和毂不经受这种硬化并且一如既往地坚韧有弹性。因此一方面提高起粉碎作用的切割元件的耐磨性，但同时保持相对于刀片块的撞击载荷的不敏感性，因为刀片块由于材料的韧性能够对因弹性变形或者甚至塑性变形引起的冲击载荷做出反应。

最后，根据另一优选的实施形式提出，第一和第二刀片块在刀的轴向定位方面是结构相同的，每个刀片块被构造为在具有毂凸缘的相应的第一端部处开始、沿轴向接着有一个刀片以及其它分别彼此通过间隙间隔开的刀片，并且在具有一个刀片的第二端部上结束，并且第一和第二刀片块这样安装在粉碎腔中，使得第一刀片块的第一端部径向与第二刀片块的第二端部相对置地设置，并且第一刀片块的第二端部径向与第二刀片块的第一端部相对置地设置。借助该改进方案，实现第一和第二刀片块在多个特定的制造步骤方面的有利的统一制造，并且因此通过第一刀片块相对于第二刀片块的镜像装配实现：第一刀片块的刀片嵌接到第二刀片块的间隙中，并且反之亦然。这一方面使得对预制的刀片块的储存变得容易，另一方面使得制造变得容易，并且还导致所储存的刀片块对顾客的普遍适用性。此外，通过统一的制造能够降低用于刀片块的制造成本。

本发明的另一方面是一种用于先前所述的结构类型的双轴式粉碎机的切割刀组，该切割刀组的特征在于，通过将多个刀片一件式地成型在毂体上，切割刀组构成为刀片块，所述毂体具有轴向孔，该轴向孔构造用于优选借助于形锁合的轴-毂连接而抗扭地固定在轴上。所述切割刀组尤其能够用于为现有的双轴式粉碎机加装根据本发明的有利的刀片块，并还用作根据本发明的结构类型的刀片块的替代件。

根据本发明的切割刀组尤其能够以如之前对在双轴式粉碎机中内置的刀片块所阐述的方式那样改进。

最后，本发明的另一方面是一种用于制造用于先前所述的结构类型的双轴式粉碎机的切割刀组的方法，所述方法包括下述步骤：提供半成品，所述半成品的长度至少等同于切割刀组的长度，并且所述半成品至少作为包壳包围所述切割刀组的所期望的轮廓；切削加工所述半成品，以制造轴向的纵向孔和在所述纵向孔中的键槽；切削加工所述半成品，以形成两个相邻的刀片之间的轴向间隙；以及切削加工所述半成品，以形成在刀片的周界面上的切割元件。

借助所述方法提供用于双轴式粉碎机的易安装的切割刀组的特别有效的制造，并且同时针对由于硬的固体产生的在各个切割刀上的载荷峰值使切割刀组获得较高的负荷能力。

附图说明

借助于附图阐述优选的实施形式。附图示出：

图1b  双轴式粉碎机连同装配在其中的刀片块的沿着在图1a中所示出的线A-A纵向剖开的侧视图；

图2b  双轴式粉碎机连同装配在其中的刀片块的沿着在图2a中的线B-B剖开的前视图；

图3  两个根据本发明的刀片块在组装设置结构中的俯视立体图；

图4  图3的刀片块的前视图；以及

图5  图3的刀片块的侧视图。

具体实施方式

图1和图2示出根据本发明的双轴式粉碎机的纵剖面和横截面。如可见的，双轴式粉碎机分为传动腔10和粉碎腔20，该传动腔和粉碎腔相对于彼此密封。在传动腔和粉碎腔之间的区域中，两个轴30、40可旋转地支承在粉碎机的壳体内。

轴30、40延伸到粉碎腔20中。原则上要理解的是，各轴同样还能够支承在一罩中，该罩在背离传动机构的一侧上封闭粉碎腔20。

粉碎腔20具有入口和出口21、22，通过该入口和出口，固体或载有固体的液体能够供应给粉碎腔或者能够从所述粉碎腔中排出。

在粉碎腔中，第一刀片块60和第二刀片块70抗扭地固定在各轴30、40上。

两个轴30、40以不同的转速旋转，从而在每次转动时两个刀片块60、70的各相邻的刀片的不同刀部段相互嵌接，因此刀片由粘附的粉碎物质自动地清洁。为此，设置在轴30、40上的传动齿轮31、41具有不同的直径。

借助于下面的附图3-5详细阐述刀片块。

在传动腔中设置有传动机构，该传动机构包括两个具有不同齿数的齿轮，各齿轮直接抗扭地固定在各轴上并相互啮合。因此导致两个轴30、40相反转动地运动，这两个轴以不同的转速运行。两个轴中的一个从壳体中伸出并能够借助于驱动马达旋转。该旋转通过传动机构传递到另一轴上。

图3-5示出根据本发明的结构类型的两个刀片块110、210。如可见的，两个刀片块110、120具有轴向的纵向孔111、211，各纵向孔能够用于将刀片块套到双轴式粉碎机的相应的轴上。在纵向孔111、211中设置有纵向槽112、212，在该纵向槽中能够容纳滑键，该滑键被置入轴的相应的纵向槽中，以便因此建立切割刀块与轴之间的形锁合的轴-毂连接。

每个刀片块110、210总计具有四个切割刀121-124或221-224，各切割刀与毂体113、213一件式地构造。

在每个刀片的周界上又分别构造有六个在周向方向上均匀地分布的切割元件124a-f。所述切割元件构成六头螺纹的螺旋线，该六头螺纹具有沿着每个刀片块的周界的较陡的螺距。刀片块110的切割元件构成左旋螺纹，刀片块210的切割元件构成右旋螺纹。

如可见的，刀片块110的前侧端部设有凸缘114，而刀片块210的前侧端部以刀片221开始。刀片221嵌接到通过凸缘114构成的轴向空间中。以相应的方式，在刀片块210的后侧端部上构造有凸缘214，并且在刀片块110的后端部上的切割刀121嵌接到通过该凸缘214提供的空间中。所有其余的切割刀嵌接到相对置的刀片块的两个相邻的切割刀之间的相应的间隙中。

原则上要理解的是，刀片块110和刀片块210分别由仅一个初始半成品制成，其中对优选圆柱形的初始半成品相应地进行切削加工，以便由该初始半成品加工出间隙、轴向孔和切割元件。

此外尤其如在图5中可见的，各切割元件以自由角α构造在刀片上。由于该相对于刀片块的纵轴线的自由角α，双轴式粉碎机的切割效果得以进一步提高。

Claims (11)

1.一种用于粉碎固体或在液体中的固体的双轴式粉碎机，包括：

-壳体，该壳体限定位于内部的粉碎腔；

-在所述壳体中的入口，用于将固体供应到所述粉碎腔中；

-在所述壳体中的出口，用于将已粉碎的固体从所述粉碎腔中排出；

-第一轴，该第一轴可旋转地支承在所述壳体中并部分地延伸到所述粉碎腔中或者穿过所述粉碎腔；

-第二轴，该第二轴可旋转地支承在所述壳体中，部分地延伸到所述粉碎腔中，并与所述第一轴平行地延伸；

-多个第一刀片，各第一刀片抗扭地固定在所述第一轴上，使得在两个相邻的第一刀片之间分别存在间隙；

-多个第二刀片，各第二刀片抗扭地固定在所述第二轴上，使得在两个相邻的第二刀片之间分别存在间隙，其中所述第一和第二刀片相对于彼此轴向位错，使得所述第一刀片中的至少一些分别嵌接到两个相邻的第二刀片之间的间隙中，并且所述第二刀片中的至少一些分别嵌接到两个相邻的第一刀片之间的间隙中，

其特征在于，通过将各第一刀片一件式地成型在第一毂体上，各第一刀片构成为第一刀片块，

-所述第一毂体具有轴向孔，该轴向孔能够围绕所述第一轴的一部分设置，并且

-所述第一毂体优选借助于形锁合的轴-毂连接而抗扭地固定在所述第一轴上，并且

通过将各第二刀片一件式地成型在第二毂体上，各第二刀片构成为第二刀片块，

-所述第二毂体具有轴向孔，该轴向孔能够围绕所述第二轴的一部分设置，并且

-所述第二毂体优选借助于形锁合的轴-毂连接而抗扭地固定在所述第二轴上。

2.如权利要求1所述的双轴式粉碎机，其特征在于，通过将所述第一或第二刀片和所述第一或第二毂体由相应的一个一件式的金属块切削地制成，将所述第一和/或第二刀片块切削地制成。

3.如权利要求1或2所述的双轴式粉碎机，其特征在于，在两个相邻的刀片之间的间隙在径向方向上是恒定的。

4.如上述权利要求之一所述的双轴式粉碎机，其特征在于，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，各切割元件分别能拆卸地固定在相应多个切割元件容纳部上。

5.如上述权利要求1-3之一所述的双轴式粉碎机，其特征在于，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，所述切割元件与所述刀片一件式地连接。

6.如上述权利要求之一所述的双轴式粉碎机，其特征在于，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，并且一个刀片块的各刀片的各切割元件沿着单头或多头螺纹的螺旋线延伸。

7.如上述权利要求之一所述的双轴式粉碎机，其特征在于，在每个刀片的外周界上设置多个切割元件，所述第一和第二刀片块的各刀片的各切割元件沿着单头或多头螺纹的螺旋线延伸，并且所述第一和第二刀片块这样安装在所述第一或第二轴上，使得所述第一刀片块的螺纹的螺旋线左旋地延伸并且所述第二刀片块的螺纹的螺旋线右旋地延伸。

8.如上述权利要求之一所述的双轴式粉碎机，其特征在于，

-所述第一和所述第二刀片块是结构相同的，

-每个刀片块被构造为在相应的具有毂凸缘的第一端部上开始、沿轴向接着有一个刀片以及其它的彼此分别通过间隙间隔开的刀片、并在具有一个刀片的第二端部上结束，并且

-所述第一和第二刀片块这样安装在所述粉碎腔中，使得

所述第一刀片块的第一端部在径向上与所述第二刀片块的第二端部相对置地设置，并且

所述第一刀片块的第二端部在径向上与所述第二刀片块的第一端部相对置地设置。

9.一种用于如权利要求1-8之一所述的双轴式粉碎机的切割刀组，其特征在于，通过将多个刀片一件式地成型在毂体上，将所述切割刀组构成为刀片块，所述毂体具有轴向孔，该轴向孔构造用于优选借助于形锁合的轴-毂连接而抗扭地固定在轴上刀片刀片。

10.如权利要求9所述的切割刀组，其特征在于，如上述权利要求2-6之一所述改进所述刀片块。

11.一种用于制造用于根据前述权利要求1-8之一所述的双轴式粉碎机的切割刀组的方法，其特征在于下述步骤：

-提供半成品，该半成品的长度至少等同于切割刀组的长度，并且该半成品至少作为包壳而包围所期望的切割刀组的轮廓；

-切削加工所述半成品，以制造轴向的纵向孔和在该纵向孔中的键槽；

-切削加工所述半成品，以形成两个相邻的刀片之间的轴向间隙；

-切削加工所述半成品，以形成在刀片的周界面上的切割元件。

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