DE102007009263A1

DE102007009263A1 - Riffelwalze

Info

Publication number: DE102007009263A1
Application number: DE200710009263
Authority: DE
Inventors: Werner Schweinsberg
Original assignee: Bruks Klockner GmbH; BRUKS KLOECKNER GmbH
Current assignee: Bruks Klockner GmbH; BRUKS KLOECKNER GmbH
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-08-28
Also published as: EP1961532A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Riffelwalze, insbesondere für eine Trommelhackmaschine, mit (a) einem sich in einer axialen Richtung (A) erstreckenden Grundkörper (12) und (b) einer Vielzahl an dem Grundkörper lösbar befestigten Zahnsegmenten (16), die in einer Umfangsrichtung (U) des Grundkörpers (12) jeweils mindestens zwei Zähne (22) aufweisen, wobei die Zahnsegmente (16) in Umfangsrichtung (U) mindestens so viele Zähne (22) aufweisen wie in axialer Richtung (A). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Riffelwalze (10) einen ersten Satz an Zahnsegmenten und einen zweiten Satz an Zahnsegmenten aufweist, wobei sich der erste Satz dichter bei einem axialen Mittelpunkt (M) eines Riffelbereichs (36) der Riffelwalze (10) befindet als der zweite Satz.

Description

Die Erfindung betrifft eine Riffelwalze, insbesondere für eine Trommelhackmaschine. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reparatur einer Riffelwalze.
Riffelwalzen werden als Vorschubwalzen in Trommelhackmaschinen eingesetzt und dienen dazu, durch einen Zuführschacht eingebrachte Äste, Zweige oder ganze Baumstämme einer Hackvorrichtung zuzuführen, die diese dann zerkleinert. Derartige Riffelwalzen sind aus Sicherheitsgründen an geschützten und damit schlecht zugänglichen Stellen der Trommelhackmaschine angeordnet.
Riffelwalzen unterliegen beträchtlichem Verschleiß und müssen daher regelmäßig ausgetauscht werden. Da die Riffelwalzen an schlecht zugänglichen Stellen angeordnet sind, ist ein Austausch zeitaufwändig, mühsam und gefahrengeneigt.
Bekannte Riffelwalzen sind daher aus zwei Halbschalen ausgeführt, die zusammengeschraubt werden. Zum Austausch einer Riffelwalze werden die beiden Halbscha len auseinandergeschraubt und können dann einzeln durch den Zuführschacht entnommen und ausgetauscht werden.
Nachteilig an derartigen Riffelwalzen ist deren hohes Gewicht. Das resultiert in einer zeitraubenden und anstrengenden Montage. Nachteilig ist zudem der hohe Materialaufwand für die beiden Halbschalen und die daraus resultierenden Unannehmlichkeiten bei der Lagerung und dem Transport.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
Die Erfindung löst das Problem durch eine Riffelwalze, insbesondere für eine Trommelhackmaschine mit (a) einem sich in einer axialen Richtung erstreckenden Grundkörper und (b) einer Vielzahl an dem Grundkörper befestigten Zahnsegmenten, die in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers jeweils mindestens zwei Zähne aufweisen, wobei die Zahnsegmente in Umfangsrichtung mindestens so viele Zähne aufweisen wie in axialer Richtung.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung die Aufgabe, durch ein Verfahren zur Reparatur einer Riffelwalze mit den Schritten (a) Entfernen aller oder eines Teils an Zahnsegmenten von einem Grundkörper der Riffelwalze, (b) Ersetzen zumindest eines Teils der entfernten Zahnsegmente durch Zahnsegmente mit einem geringeren Verschleiß und (c) Montieren der Zahnsegmente an dem Grundkörper, so dass eine erfindungsgemäße Riffelwalze entsteht.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass sie eine schnelle Wartung erlaubt. Zahnsegmente, die in Umfangsrichtung mindestens so viele Zähne aufweisen wie in axialer Richtung, sind mit geringem Gewicht herstellbar und können daher leicht gehandhabt werden.
Vorteilhaft ist zudem, dass aufgrund der Erfindung nur diejenigen Teile einer Riffelwalze ausgetauscht werden können, bei denen ein Verschleiß dies erfordert. Es hat sich herausgestellt, dass Zähne der Riffelwalze besonders schnell verschleißen, die dicht bei einem Zentrum des Bereichs angeordnet sind, der geriffelt ist (Riffelbereich). In der Mitte des Riffelbereichs angeordnete Zahnsegmente müssen daher häufiger ausgetauscht werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Zahnsegmente zum Einsatz in hoch verschleißbelasteten Bereichen der Riffelwalze besonders verschleißfest ausgeführt werden können. Eine derartige verschleißfeste Ausführung ist aufwändig und kostenintensiv. Die Erfindung ermöglicht es, nur dort einen Verschleißschutz vorzusehen, wo er wirklich notwendig ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die genannten Zahnsegmente besonders fest an dem Grundkörper montierbar sind. Beim Betrieb einer Riffelwalze in einer Trommelhackmaschine treten an den Zahnsegmenten die größten tangential wirkenden Kräfte in Umfangsrichtung auf. Dadurch, dass die Zahnsegmente in Umfangsrichtung mindestens so viele Zähne aufweisen wie in axialer Richtung, wird erreicht, dass die auftretenden Kräfte in Umfangsrichtung besonders effektiv von Befestigungsmitteln aufgenommen werden können, mit denen die Zahnsegmente an dem Grundkörper befestigt sind.
Die Vorteile der Erfindung werden durch einen leicht erhöhten Montageaufwand bei der Erstfertigung der Riffelwalze gemindert. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dieser Nachteil entgegen einem in der Fachwelt verbreiteten Vorurteil zu vernachlässigen ist.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Riffelwalze insbesondere eine Walze verstanden, auf der mehrere Reihen in Umfangsrichtung angeordneter Zähne vorhanden sind. Es kann insofern auch von einer Zahnwalze gesprochen werden. Die Riffelwalze ist bevorzugt zum Einsatz in einer Holzhackmaschine ausgebildet und kann daher auch als Holzhackmaschinen-Riffelwalze bezeichnet werden.
Unter einem Zahnsegment wird insbesondere ein Bauteil verstanden, das mit dem Grundkörper formschlüssig verbindbar ist und das auf seiner im montierten Zustand dem Grundkörper abgewandten Seite zumindest zwei in Umfangsrichtung angeordnete Zähne aufweist. Es ist dabei nicht notwendig, dass die Zähne streng in Umfangsrichtung angeordnet sind. Es ist vielmehr ausreichend, dass die Zähne in einer Richtung angeordnet sind, die unter einem Winkel zur axialen Richtung verläuft. Die Zähne können daher auch in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sein.
Unter einem Zahn wird insbesondere ganz allgemein ein Vorsprung verstanden, der geeignet ist, um durch Eingreifen in Holz oder ähnliches zu förderndes Material eine Vorschubkraft auf das zu fördernde Material zu übertragen. Die Form der Zähne wird lediglich durch diese Funktion begrenzt. Beispielsweise können die Zähne die Form eines Pyramidenstumpfs, eines Kegelstumpfs oder eines mit einer Spitze nach in radialer Richtung außen weisenden Dreiecks aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Zahnsegment in axialer Richtung weniger als drei Reihen an Zähnen auf. Besonders bevorzugt besitzt das Zahnsegment in axialer Richtung nur eine Zahnreihe. Hierdurch wird erreicht, dass die Zahnsegmente besonders leicht und einfach austauschbar sind.
Bevorzugt erstrecken sich die Zahnsegmente jeweils über 1/8, 1/6 oder 1/4 des Umfangs der Riffelwalze. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Montage der Zahnsegmente an dem Grundkörper ermöglicht. Die Riffelwalze ist nämlich in der Regel so in der Trommelhackmaschine angeordnet, dass von außen lediglich ein Teil durch einen Zuführschacht sichtbar bzw. zugänglich ist. Wenn die Zahnsegmente sich jeweils über 1/8, 1/6 oder 1/4 des Umfangs der Riffelwalze erstrecken, kann das Zahnsegment bei der Montage an dem Grundkörper stets vollständig beobachtet werden. Das erleichtert die Montage und die Montagekontrolle. Es ist aber auch möglich, dass sich die Zahnsegmente über ein Drittel oder über die Hälfte des Umfangs der Riffelwalze erstrecken.
Bevorzugt sind die Zahnsegmente am Grundkörper festgeschraubt. Das erlaubt eine besonders schnelle und sichere Fixierung der Zahnsegmente am Grundkörper. Alternativ oder additiv können die Zahnsegmente über einen Formschluss, beispiels weise in Form einer Nut, mit dem Grundkörper verbunden sein. Durch einen solchen Formschluss werden in Umfangsrichtung angreifende Kräfte besonders effektiv abgeleitet, so dass geringere Kräfte auf den Schrauben lasten.
Alternativ oder additiv sind die Zahnsegmente so ausgebildet, dass sie dann, wenn sie am Grundkörper lösbar befestigt sind, formschlüssig ineinander greifen. Hierdurch wird erreicht, dass sich die Zahnsegmente gegenseitig stabilisieren und eine besonders feste Verbindung der Zahnsegmente mit dem Grundkörper erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zahnsegmente einer axialen Höhe aus dem gleichen Material gefertigt. Unter einer axialen Höhe ist der Abstand von einem Ende des Riffelbereichs der Riffelwalze zu verstehen. Wenn die Riffelwalze um ihre Längsachse gedreht wird, greifen alle Zähne einer axialen Höhe an der gleichen Axialposition ein. Zähne der gleichen axialen Höhe weisen in der Regel die gleiche Belastung auf. Durch das Vorsehen des gleichen Materials ergibt sich vorteilhafterweise ein im Wesentlichen gleicher Verschleiß.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Riffelwalze einen ersten Satz an Zahnsegmenten und einen zweiten Satz an Zahnsegmenten auf, wobei sich der erste Satz dichter bei einem axialen Mittelpunkt eines Riffelbereichs der Riffelwalze befindet als der zweite Satz. Unter dem Riffelbereich der Riffelwalze ist der Bereich zu verstehen, der mit Zähnen besetzt ist. Der axiale Mittelpunkt ist diejenige axiale Höhe, in die der geometrische Schwerpunkt des Riffelbereichs fällt. Durch das Vorsehen mindestens eines ersten Satzes und eines zweiten Satzes an Zahnsegmenten wird es ermöglicht, die Zahnsegmente des ersten Satzes an die höhere Verschleißbelastung in der Nähe des axialen Mittelpunkts des Riffelbereichs anzupassen. Es können auch drei, vier oder fünf Zähne vorgesehen sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zahnsegmente des ersten Satzes aus einem härteren Material gefertigt sind als die des zweiten Satzes. Alternativ oder additiv sind die Zahnsegmente des ersten Satzes mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen. Derartige Maßnahmen führen zu einer aufwändigen Fertigung der Zahnsegmente und lohnen sich daher nur für besonders verschleißbelastete Regionen der Riffelwalze. So wird insgesamt eine hohe Verschleißfestigkeit der Riffelwalze bei geringem Fertigungsaufwand erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zahnsegmente einzeln austauschbar befestigt. Das ermöglicht es, nur verschlissene Zahnsegmente auszutauschen. Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest ein Zahnsegment von einer Stelle des Grundkörpers entfernt und an einer anderen Stelle, insbesondere an einer dichter bei einem axialen Mittelpunkt eines Riffelbereichs der Riffelwalze befindlichen Stelle, montiert.
Dadurch ist sichergestellt, dass nur vollständig verschlissene Zahnsegmente ausgetauscht werden und nur wenig verschlissene Zahnsegmente an den Stellen verwendet werden, an denen der bereits eingetretene geringe Verschleiß keine Nachteile birgt.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine erfindungsgemäße Riffelwalze in einer perspektivischen Ansicht,
2 ein erfindungsgemäßes Zahnsegment zur Montage an der Riffelwalze gemäß 1,
3 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Riffelwalze, an deren Grundkörper ein Zahnsegment befestigt ist,
4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Riffelwalze deren Umfang vollständig mit Zahnsegmenten besetzt ist und
5 eine Seitenansicht der Riffelwalze aus 1.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Riffelwalze 10, die einen Grundkörper 12 aufweist, mit dem sie an einer Antriebswelle 14 befestigt ist. Der Grundkörper 12 erstreckt sich in einer durch die Antriebswelle 14 vorgegebenen axialen Richtung, die durch einen Pfeil A angedeutet ist. Senkrecht zu der axialen Richtung A verläuft eine radiale Richtung, die durch einen Pfeil R angedeutet ist, und um die axiale Richtung A herum verläuft eine Umfangsrichtung, die durch einen Kreisbogenabschnitt U angedeutet ist.
In axialer Richtung A sind eine Vielzahl an Zahnsegmenten 16.1a, 16.1b, ... mittels jeweils zugehöriger Schrauben 18a, 18b am Grundkörper 12 befestigt. Jedes der Zahnsegmente 16.1a, 16.1b, .. weist auf seiner dem Grundkörper 12 zugewandten Seite eine ebene Fläche auf, so weist beispielsweise das Zahnsegment 16.1a eine ebene Fläche 20.1a auf, mit der es an dem Grundkörper 12 flächig aufliegt. Der Grundkörper 12 weist im Querschnitt die Gestalt eines regelmäßigen Sechsecks auf und es sind jeweils sechs Zahnsegmente 16.ia mit 1 ≤ i ≤ 6 auf jede der Seitenflächen des Grundkörpers aufgeschraubt, so dass der gesamte Umfang des Grundkörpers 12 mit Zahnsegmenten belegt ist.
Es sind daher jeweils sechs Zahnsegmente 16.1a, 16.2a, 16.3a, 16.4a, 16.5a und 16.6a auf einer axialen Höhe H angeordnet. Dass diese Zahnsegmente auf der gleichen axialen Höhe H angeordnet sind, bedeutet, dass sie auf der gleichen physikalischen Höhe angeordnet sind, wenn die axiale Richtung A lotrecht verläuft (vgl. 5). So befinden sich die genannten Zahnsegmente 16.1a, 16.2a, ... 16.6a alle auf einer axialen Höhe H_a. Auf gleiche Weise liegen sechs Zahnsegmente 16.1b, 16.2b 16.6b auf einer axialen Höhe H_b (vgl. 5).
Wie 2 zeigt, weist jedes Zahnsegment 16 vier Zähne 22a, 22b, 22c, 22d auf, die die Form eines mit einer Spitze nach in radialer Richtung R außen weisenden Dreiecks besitzen. In einer in Umfangsrichtung U vorne liegenden Vorderseite 24 besitzt das Zahnsegment 16 einen Vorsprung 26, der ausgebildet ist, um in eine Ausnehmung 28 des in Umfangsrichtung U davor liegenden Zahnsegments einzugreifen.
Die Zähne 22a, 22b, 22c, 22d sind in Umfangsrichtung U in einer Reihe angeordnet und das Zahnsegment 16 weist in axialer Richtung A nur eine Reihe an Zähnen auf.
3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riffelwalze 10, an der wegen der Übersichtlichkeit nur ein Zahnsegment 16 mit einer Schraube 18 angeschraubt gezeigt ist. Während bei dem in 2 gezeigten Zahnsegment eine Bohrung 30 benachbart zu dem zuäußerst liegenden Zahn 22d eingebracht ist, um das Zahnsegment 16 an dem Grundkörper 12 zu befestigen, ist bei dem Zahnsegment 16 gemäß 3 die Bohrung 30 in der Mitte des Zahnsegments vorgesehen. In seinen übrigen Eigenschaften stimmt das in 3 gezeigte Zahnsegment mit dem in 2 gezeigten Zahnsegment überein.
4 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Riffelwalze 10. Bei der in 4 gezeigten Riffelwalze 10 weisen die Zahnsegmente 16.1a, 16.1b, ... auf ihrer dem Grundkörper 12 zugewandten ebenen Fläche 20 jeweils eine in axialer Richtung A verlaufende Nut 32 auf, die jeweils mit einem Steg 34 des Grundkörpers 12 zusammenwirken. Hierdurch wird ein besonders fester Halt der Zahnsegmente 16 auf dem Grundkörper 12 erreicht.
5 zeigt eine Seitenansicht der Riffelwalze 10 nach 1. Der Bereich der Riffelwalze 10, die mit Zahnsegmenten 16 belegt ist, bildet einen Riffelbereich 36 der Riffelwalze 10. Bei der in 5 gezeigten Riffelwalze 10 sind die Zahnsegmente einer axialen Höhe aus dem gleichen Material gefertigt. So sind beispielsweise die Zahnsegmente 16.1a, 16.2a, ... 16.6a der axialen Höhe H_a alle aus gehärtetem Stahl gefertigt Es kann vorgesehen sein, dass Zahnsegmente einer anderen axialen Höhe aus einem anderen Material gefertigt sind. Beispielsweise ist es möglich, dass die Zahnsegmente 16.1b, 16.2b, ... 16.6b der axialen Höhe H_b, die sich allesamt näher bei einem axialen Mittelpunkt M des Riffelbereichs 36 befinden, aus einem härteren Material gefertigt sind als die zu der axialen Höhe H_a gehörigen Zahnsegmente Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird dadurch durchgeführt, dass beispielsweise alle Zahnsegmente 16 von dem Grundkörper 12 entfernt werden und diejenigen Zahnsegmente 16, die bis zur Unbrauchbarkeit verschlissen sind, verworfen werden und durch Zahnsegmente 16 mit einem geringeren Verschleiß, beispielsweise neue Zahnsegmente, ersetzt werden. In einem nachfolgenden Schritt werden die Zahnsegmente 16 erneut an dem Grundkörper montiert.
Aufgrund der Tatsache, dass die Zahnsegmente in Umfangsrichtung mindestens so viele Zähne aufweisen wie in axialer Richtung, lassen sich leicht auch einzelne Zahnsegmente von der Riffelwalze lösen und durch einzelne neue Zahnsegmente ersetzen.

10: Riffelwalze
12: Grundkörper
14: Antriebswelle
16: Zahnsegmente
18: Schraube
20: ebene Fläche
22: Zahn
24: Vorderseite
26: Vorsprung
28: Ausnehmung
30: Bohrung
32: Nut
34: Steg
36: Riffelbereich
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung
U: Umfangsrichtung

Claims

Riffelwalze, insbesondere für eine Trommelhackmaschine, mit (a) einem sich in einer axialen Richtung (A) erstreckenden Grundkörper (12) und (b) einer Vielzahl an dem Grundkörper lösbar befestigten Zahnsegmenten (16), die in einer Umfangsrichtung (U) des Grundkörpers (12) jeweils mindestens zwei Zähne (22) aufweisen, wobei die Zahnsegmente (16) in Umfangsrichtung (U) mindestens so viele Zähne (22) aufweisen wie in axialer Richtung (A).
Riffelwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) in axialer Richtung (A) weniger als drei Reihen an Zähnen (22) aufweisen.
Riffelwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) in axialer Richtung (A) nur eine Zahnreihe aufweisen.
Riffelwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) sich über jeweils ein Achtel, ein Sechstel oder ein Viertel eines Umfangs der Riffelwalze (10) erstrecken.
Riffelwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) am Grundkörper (12) festgeschraubt sind.
Riffelwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) einer axialen Höhe (H) aus dem gleichen Material gefertigt sind.
Riffelwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riffelwalze (10) einen ersten Satz an Zahnsegmenten und einen zweiten Satz an Zahnsegmenten aufweist, wobei sich der erste Satz dichter bei einem axialen Mittelpunkt (M) eines Riffelbereichs (36) der Riffelwalze (10) befindet als der zweite Satz.
Riffelwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) des ersten Satzes aus einem anderen, insbesondere einem härteren, Material gefertigt sind als die des zweiten Satzes.
Riffelwalze nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) des ersten Satzes mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen sind.
Riffelwalze nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Satz in axialer Richtung (A) mehr Zahnreihen aufweist als der erste Satz.
Riffelwalze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) einzeln austauschbar befestigt sind.
Zahnsegment zur Montage an einer Riffelwalze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (16) in Umfangsrichtung (U) mindestens so viele Zähne (22) aufweisen wie in axialer Richtung (A).
Zahnsegment nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (22) eine verschleißmindernde Beschichtung aufweisen.
Zahnsegment nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es aus gehärtetem Stahl gefertigt ist.
Zahnsegment nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Hartmetall einer Hartmetallverbindung und/oder einer Hartmetalllegierung gefertigt ist.
Verfahren zur Reparatur einer Riffelwalze (10) mit den Schritten: (a) Entfernen aller oder eines Teils an Zahnsegmenten (16) von einem Grundkörper (12), (b) Ersetzen zumindest eines Teils der entfernten Zahnsegmente (16) durch Zahnsegmente (16) mit einem geringeren Verschleiß und (c) Montieren der Zahnsegmente (16) an dem Grundkörper (12), so dass eine Riffelwalze (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 entsteht.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zahnsegment (16) von einer Stelle des Grundkörpers (12) entfernt wird und an einer anderen Stelle, insbesondere an einer dichter bei einem axialen Mittelpunkt (M) eines Riffelbereichs (36) der Riffelwalze (10) befindlichen Stelle, montiert wird.