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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Bauteilen aus Stoffgemischen gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 und Anspruch 11.
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Um Bauteile aus Stoffgemischen, das heißt Bauteile oder Gegenstände, die aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind, wie Metallteile, Glas, Gummi, Holz, Polymeren, Faserstoffe, Verbundwerkstoffe, mit Pulver oder Kunststoff beschichtete Aluminiumprofile oder dergleichen, zu verarbeiten, insbesondere für eine wirtschaftliche Wiederverwertung, werden Prallreaktoren eingesetzt, in denen die Bauteile durch eine Schlagbeanspruchung mittels Prallelementen zerkleinert werden.
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In der
EP 0 859 693 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Bauteilen aus Stoffgemischen, insbesondere Mischkunststoffen, beschrieben, bei denen ein Prallreaktor in seinem zylindrischen Grundkörper einen durch einen Antriebsmotor drehbaren Rotor aufweist. Der in der Höhe im Grundkörper verstellbare Rotor ist aus verschleißfestem Stahl und weist an seinen propellerförmigen oder flügelförmigen Enden (einzelne Arme oder Stangen) lösbar aufgenommene, austauschbare Messer (Prallelemente) auf. Die vorderen stumpfen Flächen der Messer dienen in Drehrichtung als Prallfläche zur Verarbeitung des zu zerkleinernden Materials, so dass in weiteren Verarbeitungsschritten die verschiedenen Materialien des Stoffgemisches wenigstens grob in Fraktionen voneinander getrennt werden können.
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Aus der
EP 1 057 531 B1 ist darüber hinaus bekannt, dass ein Prallreaktor mit einem in der Höhe im Grundkörper verstellbaren Rotor eine Mehrzahl von verschiedenen Auswurföffhungen aufweisen kann. Die an unterschiedlichen Positionen im Prallreaktor liegenden Auswurföffnungen können mit geschlitzten oder gelochten Abdeckblechen versehen werden, so dass ein differenzierter Austrag in unterschiedlichen Fraktionen, wie Größe oder Aufschlussgrad, ermöglicht wird. Um das Bilden unterschiedlicher Austragszonen im Prallreaktor zu fördern, sind an den flügelförmigen Armstrukturen des Rotors Prallelemente aufgenommen, welche an ihren Prallkanten unterschiedliche Formgebungen aufweisen können. Die Prallelemente können auch mit Gegenelementen an der inneren Mantelfläche des Grundkörpers zusammenwirken.
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Ferner offenbart die
DE 102 39 820 A1 eine Zerkleinerungsvorrichtung, in der mehrere Zerkleinerungselemente übereinander an einer Antriebswelle befestigt sind, wobei wenigstens ein Zerkleinerungselement vorzugsweise von einer Schlagleiste gebildet ist, die um eine zur Antriebswelle parallel verlaufende Achse schwenkbar ist. Dies ermöglicht ein Ausweichen der Schlagleiste bei zu hoher Beanspruchung und verhindert somit deren Abbrechen.
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Aus
DE 30 27 276 A1 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung bekannt geworden, die mit einem im zylindrischen Grundkörper
1, der einen Rotor
3 mit wenigstens einem beweglichen Prallelement Aufweist, wobei der Anstellwinkel der Prallfläche des Prallelements relativ zu einer sich vom Prallelement zur Drehachse des Rotors erstreckenden Radialebene durch Beeinflussung der Lage des Schwerpunktes einstellbar ist.
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Aus der
DE 26 08 883 A1 ist ebenfalls eine Zerkleinerungsvorrichtung bekannt geworden.
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Bei der Trennung von Stoffgemischen stellt es ein Problem dar, dass die einzelnen Komponenten des Stoffgemisches idR bei einem Impulsübertrag nur in einem bestimmten Impulsbereich sauber getrennt werden, der zuvor stoffabhängig gefunden werden muss.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen verringerten Verschleiß aufweist, und bei der die Anpassung des Impulsübertrags auf die jeweiligen zu verarbeitenden Mischstoffe mit geringem Aufwand vorgenommen werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Bauteilen aus Stoffgemischen mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung besitzt ein Prallreaktor zum Verarbeiten von Bauteilen aus Stoffgemischen einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper, der einen Rotor mit wenigstens einem beweglichen Prallelement aufweist und wobei der Grundkörper eine oder mehrere im Bereich der Umfangsfläche angeordnete Auswurfklappen und/oder zumindest einen Sieb zum Auswurf der durch den Rotor getrennten Materialien besitzt.
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Gemäß der Erfindung ist das Prallelement lösbar an einem Flügel befestigt, welcher um eine im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Rotors verlaufende Schwenkachse verschwenkbar am Rotor aufgenommen ist und der Anstellwinkel der Prallfläche des Prallelements relativ zu einer sich vom Prallelement zur Drehachse des Rotors erstreckenden Radialebene einstellbar ist indem der Schwerpunkt des Flügels zur Veränderung des Anstellwinkels mittels zusätzlicher Gewichte im Abstand zum Schwerpunkt relativ zur Radialebene verlagerbar ist und wobei die Gewichte an der Ober- und/oder Unterseite des Flügels in einer relativ zur Radialebene verlaufenden Führung verschiebbar aufgenommen sind.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der erfindungsgemäße Prallreaktor auf einfache Weise und sehr schnell an unterschiedliche Zerkleinerungsaufgaben je nach Material der eingebrachten Bauteile angepasst werden kann, indem die Schlageigenschaften des Rotors durch Verändern der Anstellwinkel variiert werden.
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Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Prallelement lösbar an einem Flügel befestigt, welcher um eine im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Rotors verlaufende Schwenkachse verschwenkbar am Rotor aufgenommen ist. Dadurch kann das Prallelement bei Verschleiß ohne großen Aufwand ausgetauscht werden.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Anstellwinkel der Prallfläche des Prallelementes hierbei relativ zu einer sich vom Prallelement zur Drehachse erstreckenden Radialebene vorgewählt und entsprechend eingestellt werden. Der hierdurch erzielte Vorteil ist, dass über die Variation des Anstellwinkels der Impulsübertrag variiert wird, so dass in Abhängigkeit vom zu trennenden Stoffgemisch der optimale Impulsübertrag gewählt werden kann.
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Die Verschwenkbarkeit des Flügels bzw. des Prallelements birgt ferner den Vorteil, dass beim Auftreffen von schweren Störstoffen die Belastung des Prallelements dadurch verringert wird, dass das Prallelement in Bewegungsrichtung betrachtet nach hinten wegschwenken kann. Ist der Störstoff passiert, so bewegt sich der Flügel bzw. das Prallelement aufgrund der wirkenden Fliehkräfte in die Ausgangsposition zurück, welche vor dem Stoß eingenommen wurde.
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Ein weiterer Vorteil der Verstellbarkeit des Anstellstellwinkels besteht darin, dass sich mit dem Winkel auch der Abstand zwischen der Wandung des Grundkörpers und der der Wandung zugekehrten Seite des Prallelements ändert. Über den verstellbaren Abstand kann somit erreicht werden, dass nur Stoffe unter einer bestimmten Größe den Spalt zwischen Prallelement und Wandung passieren können. Hierbei kann das Prallelement im Bereich der Wandung des Grundkörpers einen sich geringfügig ändernden Krümmungsradius, bezogen auf den Drehpunkt oder Schwenkpunkt, aufweisen, so dass durch eine Änderung des Anstellwinkels der Spaltabstand beispielsweise durch ein motorisches Verschieben einer Zusatzmasse - und damit des Schwerpunktes des Flügels - während des laufenden Betriebs des erfindungsgemäßen Prallreaktors veränderbar ist.
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Die Einstellung des Anstellwinkels geschieht vorzugsweise dadurch, dass durch ein oder mehrere Zusatzgewichte oder Zusatzmassen der Schwerpunkt des Flügels verlagert wird. Wie der Anmelder gefunden hat, stellt sich der Flügel mit dem Prallelement aufgrund der Fliehkräfte stets so ein, dass sein Schwerpunkt den größtmöglichen Abstand von der Drehachse des Rotors einnimmt. Dies ist dann der Fall, wenn der Schwerpunkt des Flügels, die Schwenkachse des Flügels und die Drehachse des Rotors auf einer Geraden liegen.
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Dieses Grundprinzip kann durch Anordnung der Gewichte an unterschiedlichen Stellen des Flügels bzw. des Prallelements verwirklicht werden, weshalb die folgende Beschreibung nicht abschließend ist.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Gewichte am Prallelement selbst im Abstand vom Schwerpunkt angeordnet sein, vorzugsweise über in Nuten aufgenommene Stifte. Durch die Führung z.B. in Nuten können die Gewichte und damit der Schwerpunkt entlang eines vorgegebenen Weges verstellt werden.
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Hierbei können die Gewichte oder Zusatzmassen an der Ober- und/oder Unterseite des Flügels befestigt sein, wobei sie in einer relativ, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zur Radialebene verlaufenden Führung verschiebbar aufgenommen sind. Die Führung kann bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform durch den gemeinsamen Schwerpunkt von Flügel und daran befestigtem Prallelement verlaufen und dabei bevorzugt bogenförmig ausgestaltet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Nut in der Weise geführt, dass die Bewegungslinie des Schwerpunkts bei der Verschiebung der Gewichte mit der Nut zusammenfällt. Dadurch wird bewirkt, dass die gegen die Fliehkräfte zu leistende Arbeit minimiert wird, wenn die Gewichte bei sich drehendem Rotor verschoben werden sollen.
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Damit die Gewichte auch bei sich drehendem Rotor verschoben werden können, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine auf das Zusatzgewicht wirkende und dieses relativ zum gemeinsamen Schwerpunkt verfahrende Stelleinrichtung vorgesehen, welche von außen, z.B. über Funk, drahtgebunden oder über eine Drehentkopplung mechanisch, auch während des laufenden Betriebs bedient werden kann. Bevorzugt besteht die Stelleinrichtung aus einer separaten Einheit, bevorzugt aus einer Stromquelle und einem Elektromotor, welcher beispielsweise über Funk ansteuerbar ist.
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In einer weiteren Ausführungsform können Gewichte an der Rückseite des Flügels angebracht sein.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die vertikalen Maße von Prallelement und Flügel so gewählt, dass das Prallelement in Richtung der Radialebene über den Flügel hinaus ragt und die Gewichte bevorzugt mit der Stelleinrichtung sich im Windschatten des Prallelements befinden. Dadurch wird die Gefahr von Zusammenstößen von Gewichten und/oder Stelleinrichtung mit den zu zerkleinernden Stoffen verringert, was Beschädigungen vorbeugt. Um diese Gefahr weiter zu minimieren, kann auch eine Schutzblende über der Anordnung von Zusatzmasse und Stelleinrichtung angebracht sein.
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Eine weitere Variation der Schlageigenschaften des Rotors kann neben der Einstellung der Anstellwinkel auch durch die Art der eingesetzten Prallelemente erzielt werden, insbesondere durch ihre Geometrie, ihr Material oder ihre Anzahl. Beispielsweise können für hartes, schweres Material kurze Prallelemente gewählt werden, welche eine zahnartig zerreißende oder zermahlende oder schleifpapierartige bzw. abrasive Wirkung haben. Dagegen können für weiches Material, wie Kunststoffe, lange Prallelemente benutzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist dem Flügel eine Erfassungseinrichtung zugeordnet, welche das Wegschwenken des Flügels erfasst. Wie oben ausgeführt, schwenkt der Flügel dabei in Bewegungsrichtung betrachtet nach hinten weg, wenn er Kontakt mit Störstoffen großer Masse hat. Solche Störstoffe führen zu höherem Verschleiß der Prallelemente oder können sogar Beschädigungen verursachen. Durch das Erfassen des Wegschwenkens kann dieses als Indikator für das Vorhandensein von Störstoffen verwendet werden. Somit kann eine kritische Anzahl von Wegschwenkbewegungen definiert werden, bei deren Überschreiten z.B. ein Warnsignal ausgegeben oder die Vorrichtung heruntergefahren wird, bzw. eine Auswurföffnung zum Ausschleusen des Störstoffs geöffnet wird.
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In einer besonderen Ausführungsform umfasst die Erfassungseinrichtung einen Bowdenzug, der an der Außenseite des Flügels angreift und durch eine Aussparung der Antriebswelle des Rotors zum Sensor geführt wird. Je nach Auslenkung des Flügels verändert sich die relative Lage des Endes des Bowdenzugs, was durch einen Sensor, z.B. einen Foto-Sensor, registriert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor als Scheibe ausgestaltet. Der scheibenförmige Rotor weist im Vergleich zu armförmigen Rotoren eine gleichmäßigere Massenverteilung auf. Ein erheblich verringerter Antriebsaufwand resultiert aus der Tatsache, dass ein vorsichtig langsames Hochfahren oder Herunterfahren der Drehzahl des Rotors nicht erforderlich ist. Aufgrund der scheibenförmigen Fläche des erfindungsgemäßen Rotors können sich im Betrieb mit fadenartigen Stoffgemischen zudem keine Fadenstücke um die Rotationswelle des Rotors wickeln und den Prallreaktor verstopfen.
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Die Prallelemente können auf der Oberseite und/oder der Unterseite des scheibenförmigen Rotors aufgenommen sein. Wenn Prallelemente an Ober- und Unterseite angebracht sind, hat dies den Vorteil, dass sowohl unterhalb als auch oberhalb des scheibenförmigen Rotors Stoffgemische zerkleinert werden können, so dass eine Vielfachnutzung oder Mehrfachnutzung möglich ist.
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Die Prallelemente, die am scheibenförmigen Rotor aufgenommen sind, können wiederum zur Anpassung an unterschiedliche Trenn- und Zerkleinerungsaufgaben unterschiedliche Längen und/oder Höhen aufweisen sowie in der oben beschriebenen Art bzgl. des Anstellwinkels einstellbar sein. Sie können auch eine unterschiedliche Formgebung besitzen und aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. Für unterschiedliche Zerkleinerungsanwendungen stehen dem Nutzer der Vorrichtung somit verschiedene Prallelemente zur Verfügung. Dabei ist es nicht erforderlich, den scheibenförmigen Rotor mit gleichen Prallelementen zu bestücken. Vielmehr können verschiedenartige Prallelemente mit verschiedenen Lagen und Anstellwinkeln gleichzeitig kombiniert werden. Damit kann ein Gemisch vieler Stoffe individuell in einem Arbeitsgang bearbeitet werden. Selbstverständlich kann eine solche Kombination von Prallelementen unterschiedlichen Materials, unterschiedlicher Form und unterschiedlichen Anstellwinkels auch mittels des eingangs geschilderten ein-, zwei- oder mehrarmigen Rotors realisiert werden.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Prallelemente mit ortsfesten, vorzugsweise radial einstellbaren Gegenelementen, die am Umfang des im Wesentlichen zylindrischen Grundkörpers aufgenommen sind, zusammenwirken. Zwischen den Prallelementen und den Gegenelementen wird ein Maschinenspalt definiert, dessen Breite vorzugsweise eingestellt werden kann, so dass eine Zerkleinerung der Bauteile in Zusammenwirkung der Elemente, beispielsweise durch Scherung, erreicht wird.
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Die Scheibenfläche des Rotors kann im Wesentlichen dieselbe Fläche, insbesondere denselben Durchmesser, wie die Grundfläche des zylindrischen Grundkörpers aufweisen, so dass das Volumen des Grundkörpers in einen oberen Bereich und in einen unteren Bereich geteilt wird. In einer besonderen Ausführungsform kann sich der scheibenförmige Rotor in eine seitliche umfängliche Nut oder Ausformung im Grundkörper des Prallreaktors hinein erstrecken. Auf diese Weise wird ein Spalt gebildet, der nach einer Vorzerkleinerung des in den oberen Bereich des Prallreaktors eingebrachten Materials einen Durchtritt von Materialstücken in den unteren Bereich ermöglicht. Einem derartigen Spalt kann ein weiterer Spalt, vorzugsweise mit variabler Breite, nachgeordnet sein, so dass eine Nachzerkleinerung durch Scherwirkung oder Prallwirkung bewirkt wird. Im Stoffgemisch enthaltene Störstoffe können auch hier durch Betätigen einer entsprechenden Auswurföffnung, beispielsweise einer Auswurfklappe oder eines Schiebers, ausgeschleust werden.
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In der Umfangsfläche des zylinderförmigen Grundkörpers kann oberhalb und/oder unterhalb des scheibenförmigen Rotors eine Anzahl von Sieben angeordnet sein. Die Anzahl kann auch eins sein. Die Siebe können unterschiedliche Maschen- oder Öffnungsweiten aufweisen, so dass unterschiedliche Fraktionen von zerkleinertem Material den Prallreaktor durch die Siebe und/oder durch Spalte verlassen können.
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Darüber hinaus oder alternativ dazu kann der Grundkörper des Prallreaktors eine oder mehrere Auswurfklappen aufweisen, die seitlich an der Umfangsfläche und/oder am Boden des Grundkörpers angeordnet sind.
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Der Grundkörper des Prallreaktors kann auf der Unterseite, insbesondere an seiner Bodenfläche eine Klappe aufweisen, so dass der untere Bereich des Prallreaktors zum Austausch oder zur Einstellung der Prallelemente zugänglich ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in die Unterseite des scheibenförmigen Rotors in radialer Richtung verlaufende oder im Winkel angeordnete Ausnehmungen, Nuten oder Räume eingebracht sein, so dass Material in radialer Richtung in den Ausnehmungen, Nuten oder Räumen zur Umfangsfläche des Grundkörpers transportierbar ist.
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Darüber hinaus kann mit besonderem Vorteil der Prallreaktor einen innerhalb des Grundkörpers im Wesentlichen koaxial zur Umfangsfläche des Grundkörpers liegenden weiteren Mantelkörper aufweisen. In vorteilhafter Weise werden die zu zerkleinernden Bauteile hierbei zentral zugeführt und erfahren zunächst eine nur geringe Beschleunigung, da die Bahngeschwindigkeit von Prallelementen, die sich an nahe der Drehwelle liegenden Punkten auf dem scheibenförmigen Rotor befinden, nur gering ist. In Konsequenz ist der Leistungsbedarf des Antriebsmotors des Rotors verringert im Vergleich zu einer ungezielten Materialzufuhr. Das im unteren Teil des weiteren Mantelkörpers zerkleinerte Material wandert dann in den Außenbereich des Rotors, wo eine Nachzerkleinerung, insbesondere durch Prallelemente mit höherer Bahngeschwindigkeit, und eine Trennung der einzelnen Fraktionen stattfindet.
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In spezieller Weiterbildung kann der Prallreaktor wenigstens einen weiteren Rotor, der insbesondere scheibenförmig sein kann, aufweisen. In Kombination mit den bereits erwähnten Spalten, beziehungsweise Durchtrittsöffnungen ergibt sich hierdurch die Möglichkeit einer kaskadenartige Zerkleinerung der Bauteile beziehungsweise Trennung der einzelnen Fraktionen. Insbesondere können der Rotor und der weitere Rotor, die übereinander angeordnet sind, mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar sein, wobei gleichzeitig oder alternativ auch die Drehrichtungen der beiden Rotoren unterschiedliche sein können. Der oben liegende Rotor kann mit einer ersten Drehzahl zur Vorzerkleinerung eingesetzt werden. Der unten liegende Rotor kann mit einer zweiten Drehzahl, die größer, insbesondere erheblich höher als die erste ist, dann eine Fraktionierung oder Trennung durch einen hohen Impulsübertrag bewirken. Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn der Rotor und der wenigstens eine weitere Rotor über voneinander getrennte koaxiale Wellen antreibbar sind. Zudem können auf den einzelnen Ebenen wiederum der Anstellwinkel, die Form und das Material der Prallelemente variiert werden, so dass hierdurch unterschiedliche Impulsüberträge bewirkt werden, was zur Trennung von Gemischen einer Vielzahl unterschiedlicher Stoffe in einem Arbeitsgang verwendet werden kann.
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Des weiteren kann der Prallreaktor wenigstens ein Heizelement und/oder ein Kühlelement zur Beeinflussung verschiedener Materialien aufweisen, wobei das wenigstens eine Heizelement und/oder Kühlelement in der Umfangsfläche des Grundkörpers oder in der Bodenfläche des Grundkörpers, vorzugsweise im Bereich oberhalb des Rotors oder im Bereich unterhalb des Rotors, angeordnet ist, um auf verschiedene Materialien Einfluss nehmen zu können. In einer Weiterentwicklung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens kann das Heiz- oder Kühlelement auch im zusätzlichen Mantelkörper angeordnet sein, um z.B. im Bereich des zweiten Mantelkörpers zentral zugeführtes Material beispielsweise zur Versprödung desselben zu kühlen, bevor dieses vorzerkleinert in den außen liegenden Bereich des Rotors gelangt
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Hierbei kann es ferner von Vorteil sein, wenn im inneren zusätzlichen Mantelkörper eine oder mehrere rotierbare Walzen aufgenommen sind, die insbesondere exzentrisch zur Drehachse des Rotors angeordnet sein können, und die eine Vorzerkleinerung des Material nach Art eines Walzenbrechers vornehmen, indem das Material zwischen der Walze bzw. den Walzen und der Innenumfangsfläche des weiteren Mantelkörpers hindurchgepresst wird, um dieses durch den entstehenden Druck zu zerkleinern. Die Walze kann hierbei z.B. durch den Antrieb des Rotors und ggf. eine geeignetes Untersetzungsgetriebe angetrieben werden.
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Weitere Ausführungsmerkmale und vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend ausführlich beschrieben, näher erläutert und anhand der beigefügten Figuren, auf die Bezug genommen wird, in Beispielen zum Zweck der Illustration dargestellt. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Aufsicht auf die Oberseite einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der die Prallelemente lösbar an Flügeln befestigt sind, welche um eine im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Rotors verlaufende Schwenkachse verschwenkbar am Rotor aufgenommen sind und bei der an einem der Flügel exemplarisch eine Einrichtung zum Erfassen des Wegschwenkens des Flügels vorgesehen ist,
- 2 eine Ansicht der Ausführungsform in 1, bei der der Flügel nach dem Kontakt mit einem Störstoff weggeschwenkt ist,
- 3 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform eines Prallreaktor nach 1, wobei der Sensor zur Erfassung der relativen Lage des Endes des Bowdenzugs sowie die Antriebseinheit sichtbar sind,
- 4 eine Aufsicht auf einen Flügel mit Prallelement und verschiebbaren Gewichten zur Verlagerung des Schwerpunkts, und
- 5 eine Ausführungsform mit einem scheibenförmigem Rotor und mehreren Prallelementen.
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Die 1 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Prallreaktor 1, der einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 10 besitzt, in dem ein über eine Drehwelle oder Antriebswelle 18 angetriebener Rotor 14 um eine Drehachse 17 in der durch den Pfeil 22 angegebenen Drehrichtung rotiert wird. Wie anhand der 1 weiterhin erkennbar ist, sind bei der dort gezeigten Ausführungsform der Erfindung die Prallelemente 12, welche in Drehrichtung eine Prallfläche 19 aufweisen, die mit dem nicht näher dargestellten zu trennenden Stoffgemisch in Kontakt tritt und dieses durch den auf das Stoffgemisch ausgeübten Impulsübertrag in bekannter Weise auftrennt, an Flügeln 16 lösbar befestigt. Die Flügel 16 sind dabei bevorzugt in Ausnehmungen 11 des Rotors 14 über eine im Wesentlichen parallel zur Drehachse 17 der Drehwelle 18 des Rotors 14 verlaufenden Schwenkachse 20 verschwenkbar, wie dies unter anderem auch in 3 im Querschnitt gezeigt ist. Die Formgebung der Flügel und der Prallelemente sind lediglich beispielhaft, andere Gestaltungen wie beispielsweise eine Beulenform sind ebenso denkbar.
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Der Rotor 14 wird durch einen in 3 gezeigten Antriebsmotor, vorzugsweise einen Elektromotor 32 über einen Riemenantrieb 34 angetrieben.
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Wie der Darstellung von 3 weiterhin entnommen werden kann, ist dem linken Flügel 16 eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Schwenkbewegung des Flügels 16 aus der in 1 gezeigten Betriebsposition zugeordnet, die bevorzugt einen Bowdenzug 24 oder ein Stabelement in Form eines dünnen Stahldrahts oder dergleichen umfasst, welcher durch den Innenraum 26 der in diesem Fall bevorzugt als Hohlwelle ausgestalteten Drehwelle 18 des Rotors 14 zu einem in 3 gezeigten Sensor 28 geführt wird. Wenn der Flügel 16 aufgrund einer Kollision mit einem im zu trennenden Stoffgemisch enthaltenen Störstoff vergleichsweise großer Masse, beispielsweise einem in 2 schematisch angedeuteten Metallteil 30, entgegengesetzt zur Drehrichtung 22 um die Achse 20 verschwenkt wird, wird der beispielsweise im Abstand von der Achse 20 geschützt innerhalb der Ausnehmung 11 am Flügel befestigte Bowdenzug oder das Druckelement 24 ebenfalls mit ausgelenkt, was durch den Sensor 28 beispielsweise optisch oder induktiv oder auch rein mechanisch erfasst wird. Die Formgebung der Flügel und der Prallelemente sind wiederum lediglich beispielhaft, andere Gestaltungen denkbar. So können die Flügel beispielsweise im Bereich der der Innenwand des Grundkörpers zugewandten Außenseite eine zumindest über einen Abschnitt hinweg konstante Krümmung aufweisen, deren Krümmungsradius dem Abstand zwischen der Achse 20 und der Krümmungslinie entspricht, so dass sich bei einem Verschwenken des Flügels der Spaltabstand zwischen Flügel und Innenumfangsfläche des Grundkörpers nicht ändert.
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Entsprechend kann es jedoch auch vorgesehen sein, den äußeren Rand des Flügels mit einer sich ändernden Krümmung zu versehen, beispielsweise nach Art eines Exzenters, so dass sich der Spaltbereich zwischen Flügel 16 und Innenumfangsfläche sichelartig verjüngt, und durch Verändern des Schwerpunkts die Breite des Spalts veränderbar ist.
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Gemäß einer weiteren in 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das Prallelement 12, bzw. der Flügel 16 mit einem Gewicht oder einer Zusatzmasse 36 versehen, die in Drehrichtung 22 betrachtet auf der der Prallfläche 19 des Prallelements 12 abgewandten Seite mittels eines Stifts oder eines Bolzens 38 in einer Führung 40, beispielsweise einer Nut, verschiebbar befestigt ist. Durch eine Verschiebung des Gewichts 36 entlang der Führung 40 verändert sich - wie oben ausgeführt- die Lage des gemeinsamen Schwerpunkts von Prallelement 12, Flügel 16 und Gewicht 36, wodurch der zwischen der Prallfläche 19 des Prallelements und der in 4 schematisch angedeuteten Radialebene 13 eingeschlossene Winkel α verändert wird. Die Verschiebung erfolgt bevorzugt durch eine auch während des Betriebes von außen, z.B. über Funk, drahtgebunden oder auch mechanisch drehentkoppelt, bedienbare Stelleinrichtung 46, welche beispielsweise aus einem Elektromotor 48, einer Stromquelle und einer Drehspindel 50, welche an dem Gewicht 36 angreift, bestehen kann.
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Da der Flügel um die Achse 20 schwenkbar am Rotor befestigt ist, stellt er sich bei der Rotation des Rotors 14 mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mit 500 oder 1000 Umdrehungen pro Minute, im Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aufgrund der entstehenden Fliehkräfte in der Weise ein, dass der Schwerpunkt 21 einen maximalen radialen Abstand von der Drehachse 17 des Rotors 14 einnimmt.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Verarbeitung von Bauteilen aus Mischstoffen, die einen scheibenförmigen, bevorzugt vollständig geschlossenen Rotor 42 aufweist. Der scheibenförmige Rotor 42 wird durch einen hier nicht dargestellten Antriebsmotor um die Drehachse 17 in Rotationsrichtung 22 in Drehbewegung versetzt. Gezeigt ist eine symmetrische Anordnung von Prallelementen 12 auf der Oberseite des scheibenförmigen Rotors, es sind aber alternativ dazu auch Ausführungsformen möglich, in denen die Verteilung der Prallelemente 12 nicht gleichmäßig oder symmetrisch ist. Zudem kann die Anzahl der Prallelemente beliebig variiert werden. Es ist auch denkbar, dass mehrere Prallelemente radial hintereinander angeordnet sind.
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Wie 5 weiterhin entnommen werden kann, sind die Prallelemente 12 um im Wesentlichen parallel zur Drehachse 17 des Rotors 42 verlaufende Schwenkachsen 20 verschwenkbar befestigt. Die Schwenkachsen 20 befinden sich bevorzugt im hinteren, d.h. dem der Drehwelle 18 des Rotors 42 zugewandten Bereich der Prallelemente 12, können jedoch auch mittig angeordnet sein.
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Wie in der Darstellung von 5 weiterhin gezeigt ist, können die Prallelemente 12 auch mit Hilfe von Bolzen oder Stiften in entsprechenden Ausnehmungen/Bohrungen oder Nuten 44 am scheibenförmigen Rotor 42 befestigt sein, so dass sie insbesondere verschiebbar sind, um die Lage der Prallelemente 12 im Hinblick auf eine optimale Trennung des zu verarbeitenden Materials verändern zu können. Diese Ausnehmungen 44 können hierbei einen beliebigen Verlauf besitzen. So kann beispielsweise über eine zur Drehachse 17 radiale Verschiebbarkeit der Prallelemente 12 der Impulsübertrag variiert und auf das jeweilige zu verarbeitende Stoffgemisch abgestimmt werden.
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Die Prallelemente können zudem auch eine in den 1 bis 4 gezeigte flügelartige oder sonstige Form besitzen, und insbesondere auch lösbar an einem Flügel befestigt sein, der wiederum in der zuvor beschriebenen Weise verschwenkbar am scheibenförmigen Rotor 42 befestigt ist. Hierdurch kann auch im Zusammenhang mit einem scheibenförmigen Rotor 42 der Winkel α, den die Prallfläche 19 eines Prallelements 12 mit der durch die Drehachse 17 des Rotors und die zugehörige Schwenkachse 20 des Prallelements 12 bzw. des Flügels 16 verlaufenden Radialebene 13 einschließt, in erfindungsgemäßer Weise durch Anfügen von Zusatzgewichten unterschiedlicher Größe oder durch Verschieben der Gewichte verändert werden. Dies ermöglicht insbesondere in Kombination mit einer von außen her während des laufenden Betriebes des Rotors 42 aktivierbaren Stelleinrichtung eine sehr feinfühligen und präzisen Einstellung des Winkels α und damit des Impulsübertrages an den jeweiligen zu trennenden Mischwerkstoff.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Prallreaktor
- 10
- Grundkörper
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Prallelement
- 13
- Radialebene
- 14
- Rotor
- 16
- Flügel
- 17
- Drehachse
- 18
- Drehwelle/Antriebswelle
- 19
- Prallfläche
- 20
- Schwenkachse
- 21
- Schwerpunkt
- 22
- Drehrichtung
- 24
- Bowdenzug
- 26
- Aussparung
- 28
- Sensor
- 30
- Störstoff
- 32
- Antriebsmotor
- 34
- Riemenscheibe
- 36
- Gewicht
- 38
- Stift
- 40
- Führung
- 42
- scheibenförmiger Rotor
- 44
- Nut
- 46
- Stellvorrichtung/Stelleinrichtung
- 48
- Elektromotor
- 50
- Spindel
- α
- Winkel zwischen Prallfläche 19 und Radialebene 13
