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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 sowie eine Messerhalteplatte gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 10.
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Gattungsgemäße Vorrichtungen sind beispielsweise als Messerringzerspaner oder
auch Scheibenzerspaner bekannt. Messerringzerspaner besitzen als
Zerkleinerungseinheit einen um eine Achse frei drehbaren Messerring, der sich im
wesentlichen aus zwei konzentrischen Ringscheiben zusammensetzt, die über
kranzförmig angeordnete Messerträger miteinander verbunden sind. Die innere
Umfangsfläche des Messerrings wird somit von den Unterseiten der Messerträger
gebildet und stellt gleichzeitig die Begrenzungsfläche für den Zerkleinerungsraum
dar. Aufgrund der hohen mechanischen Beanspruchungen ist diese Fläche
verschleißfest ausgebildet.
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Die einzelnen Messerträger sind untereinander in einem vorbestimmten Abstand
angeordnet, so dass sie über die Breite der inneren Umfangsfläche des
Messerrings Längsspalte bilden. In diesem Bereich weisen die Messerträger
spezielle Ausnehmungen zur Aufnahme von jeweils einem Messerpaket auf. Die
Messerpakete setzen sich aus einem Zerspanmesser und einer Messerhalteplatte
zusammen, die über Langlöcher und Schrauben einstellbar und lösbar
miteinander verbunden sind. In eingebautem Zustand reichen die Zerspanmesser
der Messerpakete durch die freigelassenen Längsspalte zwischen den
Messerträgern über die innere Umfangsfläche in den Zerkleinerungsraum hinein.
Der Schneidenüberstand bestimmt dabei die Dicke der herzustellenden Späne.
Auf diese Weise bildet die Umfangsfläche des Messerrings zusammen mit den
Schneiden der Zerspanmesser die Zerkleinerungsbahn eines
Messerringzerspaners.
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Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige Zerkleinerung des Aufgabeguts ist,
dass alle Schneiden eines Messerrings auf einem gemeinsamen
Schneidenflugkreis mit identischem Schneidenüberstand angeordnet sind. Um
dies zu gewährleisten, besitzt jeder Messerträger einen fest definierten Anschlag,
der die sogenannte Nullposition der Messerpakete festlegt. Die Nullpositionen aller
Messerträger eines Messerrings stellen Bezugsflächen für den Einbau der
Messerpakete dar, die alle denselben radialen Abstand von der Drehachse des
Messerrings aufweisen. Von diesen Bezugsflächen ausgehend ist es möglich
einheitlich für den gesamten Messerring den Verschleißzustand der Messerträger
zu ermitteln und den erforderlichen Schneidenüberstand der Zerspanmesser
einzustellen. Der die Nullposition definierende Anschlag wird bei bekannten
Messerringzerspanern von der inneren Begrenzungsfläche der Ausnehmungen für
die Messerpakete eines jeden Messerträgers gebildet.
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Beim Betrieb eines Messerringzerspaners ist dieser einem natürlichen Verschleiß
unterwarfen. Insbesondere die innere Umfangsfläche des Messerrings,
einschließlich der Messerhalteplatten und Zerspanmesser, sind in starkem Maße
davon betroffen. Aufgrund unterschiedlicher Materialeigenschaften, Anordnung
und Funktion im Zerkleinerungsraum sowie Einsatzdauer weisen die genannten
Teile ein unterschiedliches großes Verschleißmaß auf.
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Das Zerspanmesser leistet die eigentliche Zerkleinerungsarbeit und wird mit
seinem Schneidenüberstand sehr stark beansprucht. Daher treten dort sehr große
Verschleißerscheinungen auf, so dass die Zerspanmesser in regelmäßigen
Intervallen von ca. 4 Stunden nachgeschärft werden müssen, wobei sie jedesmal
quer zur ihrer Längserstreckungsrichtung verkürzt werden. Die Messerhalteplatten
bilden mit einer ihrer Längsseite einen Teil der inneren Umfangsfläche des
Messerrings. Aufgrund ihrer Anordnung in Umlaufrichtung direkt hinter dem
Zerspanmesser fallen hier die Verschleißerscheinungen nicht so stark aus. Dazu
kommt, daß auch hier infolge mehrerer vorgehaltener Sätze an Messerhalteplatten
sich eine von Haus aus geringere Einsatzdauer ergibt. Die von der Unterseite der
Messerträger gebildete innere Umfangsfläche des Messerrings ist zwar
verschleißfest ausgebildet, weist aber dennoch einen allmählichen Verschleiß in
einer Größenordnung von wenigen Millimetern jährlich auf. Dadurch verkürzt sich
der Abstand zwischen Nullposition und der inneren Umfangsfläche des
Messerrings.
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Das unterschiedliche Verschleißverhalten der beanspruchten Teile während des
Betriebs einer Zerkleinerungsmaschine führt im Laufe der Zeit dazu, dass sich der
Innendurchmesser eines Messerrings vergrößert, wobei die langsamer
verschleißenden Messerhalteplatten über die Umfangsfläche des Messerrings
überstehen. In der Praxis wird dies durch Abschleifen der entsprechenden
Längsseite der Messerhalteplatten korrigiert, wodurch allerdings die
Messerhalteplatten in ihrer Breite verkürzt werden.
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Probleme entstehen immer dann, wenn an ihrer Unterseite abgenutzte
Messerträger durch neue ausgetauscht werden und gleichzeitig abgenutzte bzw.
abgeschliffene Messerhalteplatten verwendet werden. In diesem Fall entsteht im
Bereich der Messerhalteplatte eine nutförmige Vertiefung gegenüber der übrigen
inneren Umfangsfläche des Messerrings, die mit dem Messerträger eine scharfe
Längskante bildet. An dieser Längskante wird das Aufgabegut in unerwünschtem
Maße zusätzlich zerkleinert und der Anteil an Feinmaterial im Endprodukt
gesteigert, wodurch die Qualität des Endprodukts leidet. In der Folge stellt sich für
den Betreiber einer derartigen Zerkleinerungsmaschine daher die Notwendigkeit,
mit der Erneuerung der Messerträger auch die Messerhalteplatten auszutauschen,
was allerdings mit beträchtlichen Kosten verbunden ist.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Möglichkeit zu schaffen, die Messerhalteplatten eines Messerpakets unabhängig
vom Verschleißzustand der Messerträger eines Messerrings verwenden zu
können.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Messerhalteplatte mit den Merkmalen
des Anspruchs 10 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Messerhalteplatte in ihrer
Breite variabel auszubilden. Dadurch ist es möglich, die Messerhalteplatte
unabhängig von dem erforderlichen Schneidenüberstand an den
Verschleißzustand der Messerträger anzupassen. Erfindungsgemäß wird dies
dadurch erreicht, dass eine Messerhalteplatte an ihrer dem Anschlag des
Messerträgers zugeordneten Längsseite eine einstellbare Anschlagfläche
aufweist.
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Dies gestattet die Verwendung von Messerhalteplatten unabhängig vom jeweiligen
Verschleißzustand der Messerträger oder auch der Messerhalteplatten selbst. Ein
Abschleifen der vorderen Längsseite der Messerhalteplatte bei abgenutzten
Messerträgern ist nicht mehr erforderlich. Ebenso bedarf es nicht mehr neuer
Messerhalteplatten bei der Erneuerung der Messerträger. Dies führt zu wesentlich
höheren Standzeiten der Messerhalteplatten, wodurch erhebliche
Kosteneinsparungen erzielbar sind.
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Erfindungsgemäße Messerhalteplatten können ohne Umbaumaßnahmen an
bestehenden Zerkleinerungsvorrichtungen eingesetzt werden. Dies bringt
erhebliche Kostenvorteile für den Betreiber von Zerkleinerungsvorrichtungen mit
sich, die auf das erfindungsgemäß vorgeschlagene System umrüsten.
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Eine einfache und gleichzeitig kostengünstige Ausführungsform der Erfindung
sieht die Verwendung von Gewindestiften vor, deren Köpfe die Anschlagflächen
bilden. Der Abstand zwischen dem Kopf des Gewindestiftes gegenüber der
übrigen Messerhalteplatte ist bei dieser Lösung stufenlos einstellbar und kann
über eine Kontermutter oder einen Klebstoff gesichert werden.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht einen oder mehrere
Anschlagklötze an der hinteren Längsseite der Messerhalteplatte vor. Zur
Befestigung der Anschlagklötze dienen beispielsweise Schrauben, wobei durch
Zwischenlegen von Distanzscheiben der erforderliche Abstand annähernd
stufenlos auf das Sollmaß eingestellt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform weist die hintere Längsseite der
Messerhalteplatte Ausnehmungen auf, in denen die Anschlagklötze angeordnet
sind. Die Ausnehmungen bilden dabei Führungen für die Anschlagklötze und
geben diesen einen sicheren Halt an der Messerhalteplatte.
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Von zusätzlichem Vorteil ist es, wenn die Kanten der Anschlagklötze gefast sind.
Dadurch wird das Einfädeln der Messerpakete in die Ausnehmungen im
Messerträger sowie das Entlanggleiten der Messerpakete entlang des die
Nullposition definierenden Anschlags erleichtert.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Anschlagfläche über
Anschlagplatten hergestellt, die über Langlöcher und eine gegenseitige
Verschraubung mit der Messerhalteplatte eine stufenlose Einstellung der
Gesamtbreite der Messerhalteplatte erlauben und somit eine Anpassung der
Messerhalteplatte an die vorhandenen geometrischen Verhältnisse ermöglichen.
Im Überlappungsbereich kann die Dicke der Messerhalteplatte und Anschlagplatte
derart reduziert sein, dass Überlappungsbereich und Restbereich der
Messerhalteplatte die gleiche Dicke aufweisen. Dadurch vereinfacht sich die
Konstruktion des Messerträgers erheblich.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet die Messerhalteplatte mit ihrer
Anschlagfläche eine Verzahnung mit dem Anschlag des Messerträgers. Auf diese
Weise entsteht eine Präzisionsführung des Messerpakets am Messerträger, die
nach Einschieben des Messerpakets die Sollposition sicherstellt. Darüber hinaus
wird dadurch ein unerwünschtes Herausfallen der Messerpakete nach Lösen der
Klemmverbindung zum Messerträger verhindert.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 einen vertikal geführten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung,
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Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch einen Messerring im Bereich der
Messerträger,
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Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Messerhalteplatte,
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Fig. 4 einen Querschnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Messerhalteplatte
entlang der Linie IV-IV,
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Fig. 5 einen Querschnitt durch alternative Ausführungsform der Erfindung und
die
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Fig. 6, 7 und 8 einen Schnitt und Ansichten einer erfindungsgemäßen
Anschlagplatte, wie sie in der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform
Verwendung findet.
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In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Messerringzerspaner in Form eines
Langholzzerspaners dargestellt. Man sieht zunächst einen ortsfesten Unterbau 1,
an dessen Oberseite in Darstellungsebene verlaufende Schienen 2 angeordnet
sind. Die Schienen 2 dienen als Laufbahn für den Maschinengrundrahmen 3, der
auf den Rädern 4 in Richtung des Pfeiles 5 querverschieblich angeordnet ist. Fest
mit dem Unterbau 1 verbunden ist eine Zylinderkolbeneinheit 6, deren beweglicher
Kolben 7 auf den Maschinengrundrahmen 3 wirkt und so das Querverfahren des
Maschinengrundrahmens 3 besorgt. Der Maschinengrundrahmen 3 weist zudem
eine Plattform 8 auf, die einen Elektromotor 9 trägt.
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Ferner ist am Maschinengrundrahmen 3 ein haubenförmiges Gehäuse 10
befestigt, das zur Aufnahme eines frei um eine horizontale Achse drehbaren
Messerrings 11 dient. Während die Rückwand des Gehäuses 10 geschlossen ist
und zur Lagerung der Antriebswelle des Messerrings 11 dient, weist die
Vorderseite des Gehäuses 10 eine kreisförmige Öffnung auf, durch welche der
Zerkleinerungsraum 12 frei zugänglich ist. Der Zerkleinerungsraum 12 wird nach
oben von einem Kreisbogensegment 13 begrenzt, dessen gekrümmte Seite in
geringem Abstand zum Messerring 11 verläuft. Im unteren Bereich begrenzt eine
aussteifende Bodenkonstruktion 14 den Zerkleinerungsraum 12 und ist ebenso
wie das Kreisbogensegment 13 ortsfest mit dem Gehäuse 10 verbunden. Die in
Darstellungsebene linke Begrenzungsfläche des Zerkleinerungsraums 12 wird von
einer axial in den Zerkleinerungsraum 12 ragenden, im Querschnitt konvexen
Gegenlage 15 gebildet, die ortsfest gegenüber dem Maschinenunterbau 1
angeordnet ist und somit der Querbewegung des Maschinengrundrahmens 3 nicht
folgt. Die gegenüberliegende Seite des Zerkleinerungsraums 12 wird schließlich
von einem Abschnitt der Innenseite des Messerrings 11 gebildet und stellt
gleichzeitig die Zerkleinerungsbahn dar.
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Das Aufgabegut in Form von Baumstämmen 16 ragt wie die Gegenlage 15 mit
dem freien Teil seiner Länge axial in den Zerkleinerungsraum 12 hinein. Der
außerhalb des Zerkleinerungsraums 12 liegende Teil der Baumstämme 16
befindet sich in einer nicht dargestellten Zuführvorrichtung, an deren Ende es für
den Zerspanvorgang fest eingespannt ist. Zusätzlich sind im Zerkleinerungsraum
12 nicht dargestellte Niederdrücker vorhanden, die die Baumstämme 16 im
Zerkleinerungsraum 12 während des Zerspanvorgangs halten.
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Die Zerkleinerung der Baumstämme 16 erfolgt durch Querfahren des
Maschinengrundrahmens 3 bei rotierendem Messerring 11, wobei aufgrund der
feststehenden Gegenlage 15 die Baumstämme 16 gegen die Zerkleinerungsbahn
gedrückt und dort in Eingriff mit den Zerkleinerungswerkzeugen gebracht werden.
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Der Messerring 11 besteht aus zwei konzentrischen und im Abstand zueinander
angeordneten Ringscheiben, von denen in den Fig. 1 und 2 aufgrund der
Schnittführung lediglich die hintere mit 17 gekennzeichnete zu sehen ist. Die
Innenseiten der beiden Ringscheiben sind durch gleichmäßig über den Umfang
verteilte, axial ausgerichtete Messerträger 18 verbunden, wodurch ein in sich
steifer Messerring 11 entsteht.
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Die genauere Anordnung der Messerträger 18 untereinander und in Bezug auf die
Ringscheiben sowie der nähere Aufbau der Messerträger 18 gehen aus Fig. 2
hervor.
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In Fig. 2 ist ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Messerrings 11 dargestellt.
Mit 17 ist wiederum die nabenseitige Ringscheibe bezeichnet, von deren
Innenseite senkrecht die Messerträger 18 abstehen. Die Messerträger 18
bestehen im wesentlichen aus jeweils einem Grundträger 19, der auf seiner zum
Zerkleinerungsraum 12 weisenden Unterseite mit einem Verschleißschuh 20
versehen ist. Jedem Verschleißschuh 20 ist an seinem in Umlaufrichtung 21
hinteren Ende eine Drucklippe 22 zugeordnet.
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Jeder Messerträger 18 weist an seiner in Umlaufrichtung 21 vorderen Seite eine
schräg in den Zerkleinerungsraum 12 mündende Ausnehmung 23 auf, die zur
Aufnahme eines Messerpakets 24 bestimmt ist und an deren Grund eine
Anschlagleiste 27 angeordnet ist. Das Messerpaket 24 wird von einer
Messerhalteplatte 25 gebildet, auf der das Zerspanmesser 26 wie allgemein
bekannt innerhalb von Langlöchern einstellbar befestigt ist. Die der Anschlagleiste
27 zugewandte Längsseite 41 der Messerhalteplatte 25 besitzt zwei
Anschlagklötze 38, die unter Zwischenschaltung von mehreren Distanzscheiben
39 mit der Messerhalteplatte 25 verschraubt sind. Weitere Ausführungen hierzu
sind unter Fig. 3 beschrieben.
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Beim Einsetzen des Messerpakets 24 in die Ausnehmung 23 liegen die
Anschlagklötze 38 an der Anschlagleiste 27 an, die als feste Bezugsfläche die
sogenannte Nullposition definiert und von der aus der Schneidenüberstand
eingestellt wird. Zum Einjustieren der Nullposition kann zwischen der
Anschlagleiste 27 und dem Grundträger 19 eine oder mehrere Zwischenlagen 35
angeordnet sein.
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Zur Befestigung des Messerpakets 24 in der Ausnehmung 23 wird mit Hilfe einer
Druckklappe 28 eine kraftschlüssige Klemmung erzeugt. Die von der Druckklappe
28 auf die Messerpaket 24 ausgeübte Klemmkraft wird von einem leistenförmigen
Fliehkeil 29 erzeugt, der sich nahezu über die gesamte axiale Länge des
Grundträgers 19 erstreckt und in einer im Grundträger 19 vorgesehenen, parallele
Seitenwände aufweisenden Führungsnut 30 radial beweglich geführt ist. Zwischen
dem Boden der Führungsnut 30 und dem Fliehkeil 29 ist eine Druckfeder 31
zwischengeschaltet, deren Federkraft den Fliehkeil 29 permanent nach außen
drückt.
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Außerhalb der Führungsnut 30 weist der Fliehkeil 29 eine einseitige Keilfläche 32
auf, an der die Druckklappe 28 mit einer entsprechenden Gleitfläche anliegt. Die
Druckklappe 28 ist auf ihrer Innenseite mit einer Hohlkehle 33 versehen, in die
eine am Grundträger 19 angebrachte Scharnierleiste 34 eingreift. Am anderen
Ende der Druckklappe 28 ist eine Klemmleiste 36 vorgesehen, die unter
Zwischenschaltung eines Anpresselements 37 breitflächig auf den Rücken des
Zerspanmessers 26 drückt und bei Rotation des Messerrings 11 das Messerpaket
24 in der Ausnehmung 23 des Messerträgers 18 fixiert.
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In den Fig. 3 und 4 sieht man die in Fig. 2 dargestellte Messerhalteplatte 25 im
Detail. Die Messerhalteplatte 25, deren Länge an die Abmessungen des
Grundträgers 19 angepasst ist, weist an ihrer vorderen, dem Zerkleinerungsraum
12 zugeordneten Längsseite eine Schräge 40 auf, die in eingebautem Zustand die
Oberfläche des Verschleißschuhs 20 fortsetzt (Fig. 2).
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In der gegenüberliegenden hinteren Längsseite 41 sind zwei rechteckförmige
Ausnehmungen 42 angeordnet, die in ihrem Grund jeweils zwei
Gewindebohrungen aufweisen. In jede der Ausnehmungen 42 ist jeweils ein
Anschlagklotz 38 eingesetzt, der über Schrauben 43 gegen den Grund der
jeweiligen Ausnehmung 42 gespannt ist. Mit Hilfe von Distanzscheiben 39, die
dabei zwischen dem Anschlagklotz 38 und dem Grund der Ausnehmung 42 gelegt
sind, kann der Abstand zwischen der Messerhalteplatte 25 und dem Anschlagklotz
38 auf das erforderliche Sollmaß eingestellt werden.
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Die aus der Längsseite 41 ragende Oberseite des Anschlagklotzes 38 weist an
drei Seiten abgeschrägte Kanten auf. Die von den Schrägen eingeschlossene
Fläche bildet die Anschlagfläche gegenüber der Anschlagleiste 27 des
Messerträgers 18.
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Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der
dort gezeigte Messerträger bis auf die Messerhalteplatte und die Anschlagleiste
dem unter Fig. 2 gezeigten und beschriebenen Messerträger 19 entspricht. Daher
werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet und es gilt das unter
Fig. 2 Gesagte entsprechend.
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Die in Fig. 5 dargestellte Lösung zeigt eine Messerhalteplatte 44, deren hinterer
Längsrand in Teilbereichen nur noch eine verringerte Dicke aufweist, so dass auf
diese Weise rechteckförmige Taschen 45 gebildet werden. Die Anordnung der
Taschen 45 über die Länge der Messerhalteplatte 44 entspricht beispielsweise der
Anordnung der in Fig. 3 gezeigten Ausnehmungen 42. Im Bereich der Taschen 45
weist die Messerhalteplatte 44 senkrecht zu ihrer Oberseite Gewindebohrungen
auf, in die die Schrauben 46 eingreifen.
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Die Taschen 45 sind zur Aufnahme von jeweils einer Anschlagplatte 47 bestimmt,
deren genauere Ausgestaltung aus den Fig. 6, 7 und 8 hervorgeht. Die dort
dargestellte Anschlagplatte 47 weist eine Dicke auf, die der Dicke der Tasche 45
entspricht. Dadurch liegen die Oberfläche der Anschlagplatte 47 und der
Messerhalteplatte 44 nach dem Einsetzen der Anschlagplatte 47 in die Tasche 45
in einer Ebene.
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Die Anschlagplatte 47 weist zwei Langlöcher 48 auf, die zu einem Längsrand der
Anschlagplatte 47 hin offen sind. Die Langlöcher 48 dienen zur Befestigung der
Anschlagplatte 47 in der Tasche 45 mittels der Schrauben 46. Die Langlöcher 48mit ihren randseitigen Öffnungen ermöglichen die Entnahme der Anschlagplatte
47, ohne die Schrauben 46 ganz von der Messerhalteplatte 44 lösen zu müssen.
Die relative Lage der Anschlagplatte 47 zur Messerhalteplatte 44 und damit die
Gesamtbreite der Messerhalteplatte 44 kann über die Langlöcher 48 stufenlos
eingestellt und durch Spannen der Schrauben 46 fixiert werden.
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Der der Anschlagleiste 49 des Messerträgers 18 zugeordnete Rand der
Anschlagplatte 47 weist, wie die Fig. 6, 7 und 8 zeigen, eine Längsnut 50 auf.
Diese korrespondiert mit einem nasenförmigen Ansatz 51 der Anschlagleiste 49,
so dass beim axialen Einschieben des Messerpakets 24 eine Verzahnung und
gleichzeitig Präzisionsführung für das Messerpaket 24 entsteht (Fig. 5). Die
Präzisionsführung stellt einerseits sicher, dass das Messerpaket 24 nach dem
Einschieben in den Messerträger 18 in die vorbestimmte Sollposition gelangt.
Andererseits stellt sie eine zusätzliche Sicherung gegen ein radiales Herausfallen
des Messepakets 24 dar, für den Fall, dass die Klemmung durch die Druckklappe
28 aufgehoben wird.