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Die
Erfindung betrifft einen Messerringzerspaner zum Zerspanen von Hackschnitzeln
zu Spänen,
die industriell weiterverarbeitet werden können, beispielsweise als Ausgangsmaterial
für Spanplatten.
Ferner betrifft die Erfindung eine Verschleißplatte eines solchen Messerringzerspaners.
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Solche
Messerringzerspaner, welche auch als Schleuder-Verspanungsmaschinen
für Holzstücke bezeichnet
werden, weisen einen Messerring auf, der einen Kranz beziehungsweise
Ring von Messern oder Messerpaketen umfasst. Dieser Messerring umschließt einen
konzentrisch innerhalb von ihm angeordneten Rotor. Der Messerring
ist in der Regel feststehend, er kann jedoch auch umlaufend ausgeführt sein.
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Der
Rotor, welcher auch als Schlagrotor bezeichnet wird, wird von einer
Welle angetrieben. Im Betrieb werden dem Rotor Hackschnitzel zugeführt, die
Rotorflügel
schleudern die Hackschnitzel radial nach außen und damit gegen die Schneiden
der Messer im Messerring, welche die Holzstücke somit zerspanen.
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In
der Regel sind die Messer des Messerrings Bestandteile eines Messerpaketes.
Das Messerpaket umfasst, wie später
noch mit Bezug auf die Figuren erläutert wird, im allgemeinen
einen Messerträger
sowie eine Klemmplatte, wobei das Messer zwischen diesen beiden
eingespannt ist. Als Spannvorrichtung dienen beispielsweise Schrauben.
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Das
Messer ragt zwischen dem Messerträger und der Klemmplatte um
ein bestimmtes Maß radial
nach innen in Richtung des Rotors heraus. Dabei wird die Stirnseite
des Messers, auf welcher die Messerschneide ausgebildet ist, auf
der Innenseite des Messerringes in Umfangsrichtung desselben beidseitig
von jeweils einer Verschleißplatte
eingeschlossen, welche den Verschleiß des Messerrings beziehungsweise
des Messerträgers
minimieren soll. Die Verschleißplatten
weisen eine Hauptoberfläche
auf, welche vorliegend auch als flächige Seite bezeichnet wird,
um diese von den Stirnseiten, die winklig zu dieser und angrenzend
an dieser angeordnet sind, zu unterscheiden. Die flächige Seite
beziehungsweise die Hauptoberfläche
der in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Verschleißplatten
bilden somit den radial inneren Umfang des Messerringes aus und überdecken
denselben bis auf die Schlitze in Umfangsrichtung jeweils zwischen
zwei Verschleißplatten,
durch welche die Messer radial nach innen herausragen, vollständig oder
im wesentlichen vollständig.
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Die
Erfindung betrifft eben diese Hauptoberfläche der Verschleißplatten.
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Herkömmlich werden
solche Verschleißplatten
vollständig
aus Stahl gefertigt, wobei verschiedene Stähle, wie zum Beispiel ölgehärtete Stähle, hochlegierte
Stähle
oder auch einfacher Baustahl verwendet werden können. Auch ist es bekanntgeworden, siehe
zum Beispiel
DE 199
02 417 A1 , die Stirnseiten der Verschleißplatten
besonders verschleißfest
zu gestalten, beispielsweise durch Einsetzen besonderer Verschleißteile.
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Das
Bearbeiten der Verschleißplatte
und anschließende
Einsetzen solcher Verschleißteile
ist jedoch aufwendig und kostenintensiv. Ferner verlangen derart
an den stirnseitigen Enden verstärkte
Verschleißplatten
immer noch die Verwendung von besonders verschleißarmen Werkstoffen
für den
Grundkörper,
um auch die Hauptoberfläche
vor einem vorzeitigen Verschleiß zu
schützen.
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Das
Einsetzen von besonderen Verschleißteilen über der gesamten Hauptoberfläche der
Verschleißplatte
ist bisher daran gescheitert, dass aufgrund der relativ geringen
Stärke
der Verschleißplatte
in Radialrichtung des Messerrings keine ausreichende Befestigung
zwischen einem solchen Verschleißteil und dem Grundkörper der
Verschleißplatte
erreicht werden konnte oder in der Herstellung derart teuer war,
dass es wirtschaftlicher war, die Verschleißplatten in relativ kurzen
Zeitintervallen auszutauschen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschleißplatte
für einen
Messerringzerspaner darzustellen, die hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit
gegenüber
bisher bekannten Ausführungen
verbessert ist. Ferner soll ein Messerringzerspaner mit verbesserten
Verschleißplatten
angegeben werden.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch eine Verschleißplatte
eines Messerringzerspaners gemäß Anspruch
1 und einen Messerringzerspaner gemäß Anspruch 10 gelöst. Die
Unteransprüche
beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass durch eine erfindungsgemäße Beschichtung
der Hauptoberfläche der
Verschleißplatte,
das heißt
derjenigen Oberfläche,
welche nach dem Einbau der Verschleißplatte in den Messerring eines
Messerringzerspaners einen Teil des inneren Umfangs desselben ausbildet,
ein besonders wirksamer Schutz der Verschleißplatte gegen Verschleiß erreicht
wird, insbesondere ohne dass es notwendig ist, die stirnseitigen
Bereiche des Grundkörpers
der Verschleißplatte
durch Verschleißteile
zu ersetzen.
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Erfindungsgemäß ist die
verschleißgefährdete Seite
des Grundkörpers,
welche die Hauptoberfläche
aufweist, vollflächig
mit einer verschleißmindernden
Beschichtung aus einem Polymerwerkstoff beschichtet, wobei der Verschleißwiderstand
des Polymerwerkstoffs der Beschichtung größer ist als der Verschleißwiderstand
des Grundkörperwerkstoffs. Unter
einem vergrößerten Verschleißwiderstand
wird dabei verstanden, dass die Verschleißhöhe nach einer vorbestimmten
Betriebszeit des Messerringzerspaners auf der radial innenliegenden
Oberfläche
der verschleißmindernden
Beschichtung, das heißt
auf der Seite der verschleißmindernden
Beschichtung, welche von der verschleißgefährdeten Seite des Grundkörpers abgewandt
ist, kleiner ist als die Verschleißhöhe wäre, wenn auch die verschleißmindernde
Beschichtung aus dem Werkstoff des Grundkörpers ausgeführt wäre beziehungsweise
die verschleißgefährdete Seite
des Grundkörpers
die radial innenliegende Oberfläche
des Messerrings ausbilden würde.
Ein vergrößerter Verschleißwiderstand führt gleichzeitig
zu einer verminderten Verschleißrate,
wobei, wie dem Fachmann bekannt ist, der Verschleißwiderstand
auch als Kehrwert der Verschleißrate
beziehungsweise der Verschleißintensität ausgedrückt wird.
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Die
erfindungsgemäße Beschichtung
weist vorteilhaft eine Dicke von 3 bis 10 Millimeter auf, beispielsweise
von 5 bis 7 Millimeter. Als besonders vorteilhaft hat sich eine
Dicke von etwa oder genau 6 Millimeter herausgestellt.
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Der
Grundkörper
kann aus Metall gefertigt sein, beispielsweise aus St 37. Selbstverständlich ist es
möglich,
den Grundkörper
aus einer Verbundstruktur auszuführen,
häufig
ist jedoch die Fertigung des gesamten Grundkörpers aus einem einzigen Metall
ausreichend, da dieser durch die erfindungsgemäße verschleißmindernde
Beschichtung ausreichend geschützt
wird und selbst keiner Verschleißgefährdung unterliegt.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, die verschleißmindernde
Beschichtung aus Polyurethan auszuführen, insbesondere aus einem
Polyurethan-Harz beziehungsweise Polyurethan-Hartschaum. Diese verschleißmindernde
Beschichtung kann zudem zusätzlich
durch in diese eingebettete Stützelemente,
beispielsweise in Form von Drähten oder
Glasfasern oder allgemein durch strukturelle Elemente, verstärkt sein.
Insbesondere ist in die verschleißmindernde Beschichtung ein
Glasfasergewebe oder ein Drahtgewebe eingebettet, und vorteilhaft ist
die besonders verschleißgefährdete Kante,
die nach dem Einbau der Verschleißplatte in den Messerring auf
dem radial inneren Umfang unmittelbar benachbart zu der Schneide
des Messers angeordnet ist, durch einen Stütz- und Verschleißdraht verstärkt. Dieser
Stützdraht
oder Verschleißdraht
ist unmittelbar im Bereich der genannten Kante angeordnet und kann
vorteilhaft die Oberfläche
der verschleißmindernden
Beschichtung entlang der Kantenlinie beziehungsweise Ecklinie ausbilden.
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Um
die verschleißmindernde
Beschichtung besonders sicher am Grundkörper zu verankern, ist vorteilhaft
die Grenzoberfläche
zwischen dem Grundkörper
und der Beschichtung, das heißt
die Fläche,
in welcher der Grundkörper
und die Beschichtung aneinander angrenzen, vergrößert gegenüber einer ebenen Grenzoberfläche ausgeführt. Beispielsweise
können
in die Oberfläche
der verschleißgefährdeten
Seite des Grundkörpers
Nuten oder Kerben eingebracht sein, in welche der Werkstoff der
Beschichtung eindringt. Auch kann die entsprechende Oberfläche des
Grundkörpers
aufgerauht sein, um sie dadurch zu vergrößern.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
der Grundkörper
und die Beschichtung verstiftet sein, das heißt in die verschleißgefährdete Oberfläche des
Grundkörpers
sind Stifte oder Schrauben oder dergleichen eingebracht, welche
teilweise aus dieser Oberfläche herausragen
und formschlüssig
von der Beschichtung umschlossen werden.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels eines Messerringzerspaners mit
erfindungsgemäßen Verschleißplatten
erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
Messerringzerspaner in einer Ansicht von vorne, das heißt in einer
Ansicht auf diejenige Seite, auf der sich ein Gehäusedeckel
mit einem Einlass für
die zuzuführenden
Hackschnitzel befindet;
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2 einen
Zerspaner gemäß der 1 in vergrößerter Darstellung
in einer Seitenansicht im Axialschnitt;
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3 ein
Messerpaket des Messerringzerspaners in einer Draufsicht auf die
Außenseite
des feststehenden Messerkranzes;
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4 verschiedene
Schnittansichten entlang der in der 3 dargestellten
Schnittlinien;
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5 Details
einer Verschleißplatte,
wie sie in einem Messerringzerspaner gemäß den 1 bis 4 verwendet
wird.
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Der
in den 1 und 2 dargestellte Zerspaner umfasst
einen Rotor 10, der von einer Welle 14 angetrieben
wird. Der Rotor 10 umfasst einen Kranz von achsparallelen
Flügeln 15.
Ein Messerring 11 mit ebenfalls achsparallel angeordneten
Messerpaketen 13 umschließt den Rotor 10. Der
Rotor 10 und der Messerring 11 sind wiederum in
einem Gehäuse 16 angeordnet
und gemeinsam von diesem umschlossen. Das Gehäuse 16 weist einen
Einlass 17 für
die zuzuführenden
Hackschnitzel sowie einen Auslass für die fertigen Späne auf.
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In
der 2 ist ferner schematisch dargestellt, wie ein
Vorprodukt 20 in Gestalt von stabförmigen Klötzen, in der Regel aus Holz
beziehungsweise Abfallholz, über
den schachtförmigen
Einlass 17 dem Innenraum des Zerspaners zugeführt wird.
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In
der 3 ist nochmals eine besondere Ausgestaltung eines
der Messerpakete 13 gezeigt, welche in dem Messerring 11 eines
erfindungsgemäßen Zerspaners
befestigt sein können.
Im einzelnen erkennt man das Messer 13.1, die Klemmplatte 13.2 sowie
Konusmuttern 13.4. Ferner sind Passstifte 13.5 vorgesehen,
um den Messerträger 13.3,
welcher in der 4 dargestellt ist, passgenau
mit der Klemmplatte 13.2 zusammenzufügen.
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Die
Einstellschrauben 13.6 dienen zum Befestigen des Messers 13.1 auf
der Klemmplatte 13.2.
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In
der 4 erkennt man neben den bereits mit Bezug auf
die 3 beschriebenen Bauteilen auch die erfindungsgemäß gestalteten
Verschleißplatten 12.
Insbesondere erkennt man, wie die Hauptoberfläche der verschleißgefährdeten
Seite 1.1 des Grundkörpers 1 mit
der verschleißmindernden Beschichtung 2 beschichtet
ist, derart, dass die Beschichtung 2 die gesamte Oberfläche einer
jeden Verschleißplatte 12 auf
der radial innenliegenden Seite 1.1 des Grundkörpers 1 vollflächig beziehungsweise
vollständig überdeckt.
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Aus
der 4 wird zudem deutlich, welches gemäß der vorliegenden
Darstellung die vordere Seite 12.1 und welches die hintere
Seite 12.2 einer Verschleißplatte 12 mit Bezug
auf die Drehrichtung des Rotors, welche durch den Pfeil in der 4 dargestellt
ist, ist. So überstreicht
ein bestimmter Punkt auf dem äußeren Umfang
des Rotors zeitlich gesehen stets die vordere Seite 12.1 einer
Verschleißplatte 12 vor
der hinteren Seite 12.2 derselben Verschleißplatte.
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Jedes
Messer 13.1 wird in Umfangsrichtung des Messerrings 11 von
genau zwei Verschleißplatten 12 eingeschlossen,
wobei die hintere Seite 12.2 einer Verschleißplatte
mit einem Abstand zu der die Schneide tragenden Oberfläche des
Messers 13.1 angeordnet ist, um zwischen dem Messer 13.1 und der
Verschleißplatte 12 einen
Kanal auszubilden, durch welchen die Späne radial nach außen treten können. Die
andere Seite eines jeden Messers 13.1 berührt die
vordere Seite 12.1 der unmittelbar benachbart angeordneten
Verschleißplatte 12,
das heißt
jener Verschleißplatte,
welche mit dem Messerträger 13.3 verschraubt
ist, der das entsprechende Messer 13.1 trägt.
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In
der 5 ist eine Verschleißplatte 12, wie sie
gemäß der 4 in
den Messerring 11 eingesetzt ist, nochmals im Detail gezeigt.
Man erkennt im einzelnen die verschleißgefährdete Seite 1.1 des Grundkörpers 1,
welche mit der Beschichtung 2 vollflächig beschichtet ist. Die Beschichtung 2 weist
eine Stärke
von etwa 6 Millimeter auf und ist mit dem Grundkörper 1 verstiftet,
siehe die Stifte 4.
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Ferner
ist in die Beschichtung 2 eine strukturelle Verstärkung eingebracht,
nämlich
in Form von Drähten 3 und/oder
eines Drahtgewebes 3.2. Dieses Stützgerüst dient im wesentlichen der
Stabilisierung der Beschichtung 2.
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Die
am höchsten
verschleißgefährdete radial innere
Ecke auf der hinteren Seite 12.2 der Verschleißplatte
ist durch einen eingebrachten Stützdraht 3.1 zusätzlich gegenüber einem
Verschleiß verstärkt. Dieser
Stützdraht 3.1 bildet
sozusagen die Eckenlinie beziehungsweise Kantenlinie der am meisten
verschleißgefährdeten
Ecke beziehungsweise Kante aus. Der Draht kann beispielsweise aus
einem hochabriebfesten Metall, wie Titan oder graphithaltigem Stahl,
ausgeführt
sein. Die entgegengesetzt dazu angeordnete, radial innere Kante
auf der vorderen Seite 12.1 der Verschleißplatte 12 hingegen ist
frei von jeglicher strukturellen Verstärkung, um ein besseres Anschmiegen
der vorderen Seite 12.1 an das benachbart angeordnete Messer 13.1 zu
ermöglichen.
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Wie
man in der 5 sieht, ist die Beschichtung 2 im
Querschnitt derart gestaltet, dass ihre Außenflächen auf der vorderen Seite 12.1 und
der hinteren Seite 12.2, das heißt jene Flächen, die in Axialrichtung
des Messerringzerspaners verlaufen, mit den Außenflächen des Grundkörpers 1 fluchten.
Dabei fluchten die beiden Außenflächen des
Grundkörpers 1 und
der Beschichtung 2 auf der vorderen Seite 12.1 vollständig, während auf
der hinteren Seite 12.2 nur die unmittelbar aneinander
angrenzenden Abschnitte der Außenfläche des
Grundkörpers 1 und der
Außenfläche der
Beschichtung 2 miteinander fluchten, und die weiter entfernt
zueinanderliegenden Abschnitte jeweils abgewinkelt sind.
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Obwohl
die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben worden ist, bei dem der Grundkörper mit einer einzigen Beschichtung,
die nur einen einzigen strukturverstärkten Werkstoff aufweist, beschichtet
ist, kann als verschleißmindernde Beschichtung
auch eine Verbundstruktur, insbesondere schichtförmige Verbundstruktur, verwendet
werden. Insbesondere ist es möglich,
die nach dem Einbau radial innere Seite der Beschichtung mit einer TeflonTM-Schicht
(PTFE: Polytetrafluorethylen) zu versehen, welche vorteilhaft zur
Erhöhung
der Druck- und Verschleißfestigkeit
Kohle und/oder Graphit als Füllstoff
aufweist.
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Alternativ
ist es möglich,
die gesamte verschleißmindernde
Beschichtung aus Teflon, gegebenenfalls mit Füllstoff und/oder struktureller
Verstärkung,
wie beispielsweise oben beschrieben worden ist, auszubilden.