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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material, wie Altholz, Paletten, Holzverpackungen, Bauholz, Strauchwerk, Bauabrissholz, Grünschnitt und Kompostmaterial, umfassend einen in einer vorgegebenen Richtung rotierenden Arbeitsrotor, auf dessen Mantelfläche mit der Rotation umlaufende Primärschneidwerkzeuge angeordnet sind, und einen Sekundärschneidwerkzeugträger, auf dem relativ zu den Primärschneidwerkzeugen ruhende Sekundärschneidwerkzeuge angeordnet sind, sodass das von einer Zuführeinrichtung bereitgestellte Material zwischen den Primär- und Sekundärschneidwerkzeugen zerkleinert wird.
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Zerkleinerungsvorrichtungen dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie besitzen Arbeitszylinder, auch als -rotoren oder -walzen bezeichnet, auf deren Mantelflächen radial nach außen gerichtete Hackmesser, Zähne, Dornen, Stacheln oder sonstige Arbeitswerkzeuge angeordnet sind, die mit dem Arbeitsrotor umlaufen und dabei das zu zerkleinernde Material (Schnittgut), das dem Arbeitsrotor zugeführt wird, im Zusammenwirken mit relativ dazu still stehenden, in der Regel ortsfesten Gegenwerkzeugen zerkleinern.
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Diese Werkzeuge sind mit Schneiden oder schneidenartigen Anschliffen versehen, die spaltend auf das zum Zerkleinern zugeführte Material einwirken. Darunter sind Werkzeuge bekannt, die zur starren Befestigung auf der Mantelfläche des Arbeitsrotors ausgebildet und ausschließlich mit Schneiden versehen sind, die aufgrund der vorgegebenen Ausrichtung des Werkzeuges auf dem Arbeitsrotor stets in dessen Rotationsrichtung weisen, sich so beim Betreiben der Vorrichtung fortwährend im Eingriff mit dem Material befinden und dem Verschleiß unterliegen.
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Die Wirkungsweise eines solchen Werkzeuges und seine Anordnung auf dem Arbeitsrotor einer Zerkleinerungsvorrichtung sind zum Beispiel in der
DE 10 2007 043 687 A1 beschrieben.
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Ein weiteres, schlegelartig ausgebildetes Arbeitswerkzeug zur Abfallzerkleinerung von kompostierbarem Material beschreibt das Gebrauchsmuster
DE 92 03 651 U1 . Auch dieses Werkzeug ist zur starren Befestigung auf der Mantelfläche eines Arbeitsrotors vorgesehen und mit Schneiden ausgestattet, die ebenfalls stets in die Umlaufrichtung weisen.
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Nachteilig bei diesen Werkzeugen ist, dass nach Ablauf der Standzeit das Werkzeug zum Nachschärfen der Schneiden aus der Zerkleinerungsvorrichtung entnommen werden muss, was insbesondere dann unerwünschte Stillstandszeiten zur Folge hat, wenn es sich um eine mobile Zerkleinerungsvorrichtung handelt und das Nachschleifen in einer sich fernab vom Einsatzort befindenden Werkstatt vorgenommen werden muss.
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In der
DE 297 14 130 U1 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung beschrieben, bei welcher der Arbeitsrotor mit Werkzeugen in Form von Wendeschneidplatten bestückt ist. Diese Schneidplatten sind mit Schneiden versehen, von denen sich lediglich eine Teilanzahl stets aktiv in Materialeingriff befindet, während die übrigen Schneiden nicht in die Rotationsrichtung weisen und so unbenutzt passiv als Reserve dienen. Nach Abnutzung der ersten Teilanzahl der Schneiden wird die Schneidplatte gewendet, sodass die bis dahin unbenutzten Schneiden zum Einsatz kommen. Stillstandszeiten vor Ort werden auf diese Weise in Grenzen gehalten.
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Nachteil ist hierbei allerdings, dass das Lösen dieser Schneidplatten vom Arbeitsrotor und ihre erneute Befestigung nach dem Wenden immer noch sehr zeitaufwendig sind. Weiterhin nachteilig ist, dass die Ausrichtung der Schneiden, ihre Anordnung auf der Schneidplatte und auch die Geometrie der Schneidplatte nicht für die Zerkleinerung von Abfällen mit hohem Grünanteil geeignet sind.
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Nachteilig bei einer weiteren Art von Zerkleinerungsvorrichtungen, wie sie beispielsweise in der
DE 10 2004 031 932 A1 beschrieben ist, sind Unterbrechungen wegen Materialstau, der insbesondere beim Zerkleinern von Abfällen mit relativ hohem Grünanteil vorkommt.
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Zwecks Erzeugung von relativ kleinen Schnitzeln aus dem Schnittgut, zwecks Vermeidung von Materialstau, ist bei gattungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtungen vorgesehen, dass konzentrisch um den Rotor ein im Wesentlichen kreisringförmiger Zerkleinerungskanal angeordnet ist, wie dies die
EP 2 065 091 B1 offenbart. Je nach Ausführungsvariante umschließt dieser Zerkleinerungskanal den Arbeitsrotor zu einem Drittel bis drei Viertel eines Kreisbogens, oft ist der Arbeitsrotor nur im Eintrittsbereich des Materials frei. In diesem Zerkleinerungskanal sind zusätzliche Schneidwerkzeuge angeordnet, die mit den am Arbeitsrotor angeordneten Schneidwerkzeugen zusammen auf das Schnittgut einwirken, z. B. bei einer Vorrichtung nach der
DE 38 07 983 A1 . Zudem sind Abschnitte der diesen Zerkleinerungskanal begrenzenden, in der Regel kreisbogenförmigen Wand siebartig ausgebildet. Durch die Öffnungen der siebartigen Abschnitte treten die erzeugten Materialschnitzel, bei genügender Zerkleinerung, dann aus dem Schneidwerk aus und werden von einer Fördereinrichtung zum Abtransport übernommen. Aber auch bei diesem für die Herstellung relativ kleiner Schnitzel konzipierten Zerkleinerungsvorrichtungen gemäß der
US 5,863 002 , der
US 6,047,912 oder
EP 2 281 635 A1 kann ein Materialstau, insbesondere beim Zerkleinern von Schnittgut mit einem hohen Grünanteil nicht vermieden werden.
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So sind auch mehrschichtige Siebe für diese Wandabschnitte bekannt, bei denen durch Verschieben der einzelnen Siebebenen die Größe der Sieblöcher variiert werden kann. Eine solche Maßnahme macht die Zerkleinerungsvorrichtung jedoch von den Herstellungskosten gegenüber den anderen Ausführungen wieder teurer und zudem störanfälliger gegen Verschmutzung, hier der Führungsbahnen zum Verschieben der einzelnen Siebebenen.
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Bei diesen weiteren Zerkleinerungsvorrichtungen ist ein Abschnitt der den Zerkleinerungskanal begrenzenden Wandung, insbesondere ein Abschnitt des Siebbereiches schwenkbeweglich ausgeführt. Bemerkt der Bediener der Zerkleinerungsvorrichtung oder die Steuerungsvorrichtung der Zerkleinerungsvorrichtung, dass durch Absinken der Motorleistung des Arbeitsrotors oder durch Ansprechen von Signalgebern sich ein Materialstau anbahnt, kann dieser schwenkbare Abschnitt der Wandung geöffnet werden, sodass Materialanhäufungen noch vor dem Entstehen eines Materialstaus aus dem Förderstrom heraustreten können.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung so zu gestalten, dass die genannten Nachteile vermieden, zumindest aber wesentlich reduziert werden.
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Diese Aufgabe wird mit einer Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die nachgeordneten Patentansprüche 2 bis 10 offenbaren Weiterbildungen der Erfindung.
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Die neue Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material, wie Altholz, Paletten, Holzverpackungen, Bauholz, Strauchwerk, Bauabrissholz, Grünschnitt und
Kompostmaterial, umfasst einen in einer vorgegebenen Richtung rotierenden Arbeitsrotor, auf dessen Mantelfläche mit der Rotation umlaufende Primärschneidwerkzeuge ortsfest angeordnet sind, und
einen Sekundärschneidwerkzeugträger, auf dem relativ zu den Primärschneidwerkzeugen ruhende Sekundärschneidwerkzeuge ortsfest angeordnet sind, und
wenigstens eine im Wesentlichen konzentrisch und mit Abstand zum Flugkreis der rotierenden Primärschneidwerkzeuge angeordnete, vorzugsweise konkavförmige Wand, welche die Mantelfläche des Arbeitsrotors axial vollständig und kreisbogenmäßig wenigstens teilweise unter Bildung eines im Wesentlichen kreisringförmigen Strömungskanals umfasst, sowie
eine Zuführeinrichtung für das zu zerkleinernde Material.
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Wenigstens ein Bereich der Wand hat eine andere Beschaffenheit, wobei die Ortslage des wenigstens einen Bereiches der Wand veränderbar ist.
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Das Material wird zwischen den Primärschneidwerkzeugen und der Wand, in einen Abschnitt für die Hauptzerkleinerung und einen daran anschließenden Abschnitt für die Nachzerkleinerung des gemeinsamen Strömungskanals, nebst den Sekundärschneidwerkzeugen zerkleinert, wobei erfindungsgemäß bei, an oder in dem wenigstens einen Bereich der Wand ein in den Strömungskanal zeitweise eingreifender Ausräumer angeordnet ist.
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Diese Zerkleinerungsvorrichtung beinhaltet die neueste Innovation und kann universell zur Biomasseaufbereitung oder Kompostierung verwendet werden. Feste Werkzeuge sowie die auf die Belastung abgestimmte Drehzahl bewirken Lärm- und Staubreduzierung, deutlich gesenkte Betriebskosten und damit eine verbesserte Wirtschaftlichkeit. Die Einsatzschwerpunkte sind das Zerkleinern von Grünschnitt und Kompostmaterial, Holzverpackungen und Holzsperrmüll, sowie Bauabrissholz, auch mit begrenztem Anteil an metallischen und nichtorganischen Bestandteilen.
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In der folgenden Beschreibung sind zwecks besserer Unterscheidung die umlaufenden Schneidwerkzeuge als Primärschneidwerkzeuge bezeichnet, die ortsfesten Gegenschneidwerkzeuge als Sekundärschneidwerkzeuge und der Träger für die Gegenschneidwerkzeuge als Sekundärschneidwerkzeugträger. Mit Mantellinien im Sinne der Erfindung sind parallel zur jeweiligen Rotationsachse des Arbeitsrotors bzw. des Zusatzrotors ausgerichtete Geraden gemeint. Unter Zuordnung von Primärschneidwerkzeugen zu Sekundärschneidwerkzeugen und umgekehrt ist zu verstehen, dass die an einem Primärschneidwerkzeug ausgebildeten Schneiden mit den Schneiden am zugeordneten Sekundärschneidwerkzeug bezüglich der Zerkleinerung im Wirkzusammenhang stehen.
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Die Sekundärschneidwerkzeuge sind im Eintrittsbereich um einen begrenzten Winkel schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse parallel zur Rotationsachse des Arbeitsrotors ausgerichtet ist. Die Verschwenkung der Sekundärschneidwerkzeuge um den Winkel erfolgt bei Überschreitung einer eingestellten Belastung soweit, bis sich diese nicht mehr im Eingriff mit den umlaufenden Primärschneidwerkzeugen befinden.
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In einer weiteren Ausführung ist der gesamte Sekundärschneidwerkzeugträger um einen begrenzten Winkel schwenkbar gelagert, wobei auch die diesbezügliche Schwenkachse parallel zur Rotationsachse des Arbeitsrotors ausgerichtet ist. Dabei ist die Verschwenkung des Sekundärschneidwerkzeugträger soweit vorgesehen, dass die Sekundärschneidwerkzeuge außer Eingriff mit den Primärschneidwerkzeugen kommen oder mit der Verschwenkung zumindest ihr radial zum Arbeitsrotor gemessener Abstand um ein vorgegebenes Maß verringert oder erhöht wird.
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Als Stellantriebe können jeweils pneumatische oder hydraulische Antriebe vorgesehen und über Hebelgetriebe mit den verschwenkbar gelagerten Baugruppen verbunden sein.
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In einer weiteren Ausführungsvariante der Zerkleinerungsvorrichtung sind die Primärschneidwerkzeuge in Form von Schneidplatten ausgeführt, und jedes Primärschneidwerkzeug ist mit zwei Gruppen von Schneiden versehen, die sich bezogen auf eine Symmetrieachse symmetrisch gegenüberstehen. Die Primärschneidwerkzeuge sind dabei so auf dem Arbeitsrotor angeordnet, dass eine dieser Schneidengruppen in die Rotationsrichtung des Arbeitsrotors, die andere Schneidengruppe dagegen in die zur Rotationsrichtung entgegen gesetzte Richtung weist.
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Dabei ragen die Primärschneidwerkzeuge mit einem ersten Teilabschnitt, an dem sich die Schneiden befinden, nach außen über die Mantelfläche des Arbeitsrotors hinaus, während ein zweiter Teilabschnitt durch die Mantelfläche hindurch in den Arbeitsrotor hineinragt und dort mittels Spannelementen von Spanneinheiten ortsfest mit dem Arbeitsrotor lösbar verbunden ist. Dabei schließt die Symmetrieachse eines jeden Primärschneidwerkzeuges mit einer Normalen der Mantelfläche einen Winkel im Bereich 0° ≤ α < 90°, beispielsweise 45°, ein. Die Symmetrieachse, die Mantelfläche und die Rotationsachse des Arbeitsrotors liegen dabei in einer gemeinsamen Ebene. Vorzugsweise sind die Primärschneidwerkzeuge gegensinnig geneigt.
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Die beiden Primärschneidwerkzeuge eines solchen Paares sind mit einem gemeinsamen Spannelement einer Spanneinheit an oder in dem Arbeitsrotor lösbar befestigt. Ist die in Rotationsrichtung weisende Schneidengruppe im Verlaufe des Zerkleinerungsprozesses stumpf geworden, können in einfacher Weise das Spannelement und beide sich symmetrisch gegenüberstehenden Primärschneidwerkzeuge mittels eines Handwerkzeuges vom Arbeitsrotor gelöst und die Primärschneidwerkzeuge nach Drehung um 180° um die Normale wieder am Arbeitsrotor befestigt werden, wonach die Ausrichtungen der Schneidengruppe beider Primärschneidwerkzeuge bezogen auf die Rotationsrichtung des Arbeitsrotors vertauscht sind und nun die bisher entgegengesetzt zur Rotationsrichtung orientierten und daher noch scharfen Schneiden in die Rotationsrichtung weisen und künftig an dem Zerkleinerungsprozess beteiligt sind.
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Die Schneidkanten an den Sekundärschneidwerkzeugen sind entsprechend geneigt, sodass sie beim Betreiben der Zerkleinerungsvorrichtung in erforderlicher Weise mit den durchlaufenden Primärschneidwerkzeugen zusammenwirken.
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Die an den Primärschneidwerkzeugen ausgebildeten Schneiden und/oder auch die an den Sekundärschneidwerkzeugen ausgebildeten Schneidkanten sind wellenförmig und/oder gezackt geformt. Die sich mit Abstand gegenüber liegenden Schneiden/Schneidkanten der Primärschneidwerkzeuge sind bevorzugt körperauswärts ballig oder zu ihrem zweiten Teilabschnitt hin V-förmig verjüngt gestaltet. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die den Arbeitsrotor teilweise umfassende Wand von, in Aufzählung jeweils nacheinander folgend, einem ersten Bereich, einem zweiten Bereich, einem dritten Bereich und einem vierten Bereich gebildet, wobei der erste Bereich im Wesentlichen der Sekundärschneidwerkzeugträger ist und der daran anschließende zweite Bereich und der dann folgende dritte Bereich siebartig gestaltet sind, und der daran anschließende vierte Bereich oben in einem am Ende der Zuführeinrichtung vorgesehenen Eintrittsbereich mündet. Der Ausräumer nach der Erfindung ist bei, an oder in dem zweiten Bereich und/oder dem dritten Bereich der Wand angeordnet.
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Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist der Ausräumer ein Rotor für eine Nachzerkleinerung, mit wenigstens einem Zahn bei seiner Mantelfläche, der teilweise den Bereich der Wand durchsetzt oder selbigen ersetzt.
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Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, dass der Rotor für eine Nachzerkleinerung derart angeordnet ist, dass der wenigstens eine Zahn wie eine Gegenschneide mit den Primärschneidwerkzeugen des Arbeitsrotors kämmend zusammen wirkt.
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Nach einer anderen Ausführungsvariante ist der Rotor für eine Nachzerkleinerung zudem derart angeordnet, dass der wenigstens eine Zahn wie eine Gegenschneide mit einem am Endbereich des Sekundärschneidwerkzeugträgers angeordneten Sekundärschneidwerkzeug kämmend zusammen wirkt.
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Eine weitere Ausführungsvariante ist so, dass mehrere Zähne des Rotors für eine Nachzerkleinerung in einer Linie nebeneinander und parallel zu dessen Rotorachse angeordnet sind und eine zumindest abschnittsweise wellenförmig und/oder gezackt geformte Schneidzahnleiste bilden.
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Weitere Vorteile werden erzielt, wenn nach der Erfindung der wenigstens eine Zahn bzw. die Zahnleiste des Rotors für eine Nachzerkleinerung den freien Anfangsabschnitt des anschließenden, dritten bzw. vierten Bereiches der Wand kämmend durchgreift.
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Der erfindungsgemäße Ausräumer ist nach einer anderen Ausführungsvariante der zweite Bereich der Wand, wobei selbiger um eine, in Strömungsrichtung gesehen, mittig am zweiten Bereich angelegete Horizontalachse dreht bzw. drehbar ist, sodass dessen jeweiliger Endbereich zeitweilig den Flugkreis der Primärschneidwerkzeugen kämmend durchgreift und mit selbigen zusammen wirkt.
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Nach einer weiteren, erfindungsgemäßen Ausführungsvariante ist der Ausräumer ebenfalls der zweite Bereich der Wand, wobei selbiger um eine, in Strömungsrichtung gesehen, mittig am zweiten Bereich angelegte Horizontalachse dreht, sodass dessen jeweiliger Endbereich hier zeitweilig die in Strömungsrichtung letzten Sekundärschneidwerkzeuge kämmend durchgreift und mit denselbigen zusammen wirkt.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen – nicht einschränkend – in schematischer Darstellung:
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1 eine mobile Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material in einer schematischen Darstellung in Seitenansicht;
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2a Details zu dem aus Primär- und Sekundärschneidwerkzeugträger bestehenden Schneidwerk der Zerkleinerungsvorrichtung nach 1;
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2b den Sekundärschneidwerkzeugträger aus 2a in Einzeldarstellung in einer Perspektivansicht;
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2c den Arbeitsrotor aus der 1 in Einzeldarstellung und Perspektivansicht nebst Details zur Anordnung der Primärschneidwerkzeuge in einer zweiten Variante;
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3a den Bereich des Schneidwerkes der Zerkleinerungsvorrichtung nach 1 und 2a, hier jedoch mit weiteren Details betreffend der erfindungsgemäßen Ausführung mit einem Ausräumer;
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3b zeigt Detaillierungen zur Darstellung nach 3a und in den
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3c und 3d sind weitere Details gezeigt, die in der 3b mit den Pfeilen C und D gekennzeichnet sind.
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Die Darstellung der Zerkleinerungsvorrichtung H in den 1 und 2a ist gleich. Wiederholte Bezugszeichen haben in jeder der beiden Figuren als auch in den weiteren Figuren die gleiche Bedeutung. Die 2a wurde gefertigt, damit in der 1 keine Überladung mit Bezugszeichen erfolgt und somit eine bessere Anschaulichkeit gegeben ist. In 1 ist schematisch eine mobile Zerkleinerungsvorrichtung H für kompostierbares Material eingangs genannter Gattung dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus einem auf einem Fahrwerk 1 angeordneten Laderaum 2 für das zu zerkleinernde Material 3 (Schnittgut) und einer Zuführeinrichtung 4, ausgebildet zum Vorschieben des Materials 3 zu einem Arbeitsrotor 5, der in Richtung R rotiert und auf dessen Umfang Schneidwerkzeuge 6 angeordnet sind, hierzu 2a, die mit dem Arbeitsrotor 5 umlaufen, und einem Träger 7 mit relativ zu den umlaufenden Schneidwerkzeuge ruhenden Gegenschneidwerkzeugen.
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Weiterhin ist eine Fördereinrichtung 9 für das nun zerkleinerte Material 3 (Materialschnitzel) vorhanden.
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Der Übergang vom Laderaum 2 zum Schneidwerk hin ist der Eintrittsbereich E. Um den Arbeitsrotor 5, mit dessen Rotationsachse 12, ist konzentrisch und mit Abstand zum Flugkreis (FK) der rotierenden Primärschneidwerkzeuge 6 eine Wand 30 vorgesehen. Diese Wand ist hier vorzugsweise konkavförmig gestaltet. Dies ist vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. Die Wand 30 umfasst den Rotor 5 in etwa zu drei Viertel seines Umfanges. Die Wand beginnt im unteren Bereich des Eintrittsbereiches E, folgt dann der Rotationsrichtung R und endet im oberen Bereich des Eintrittsbereiches E, also quasi am rotorseitigen Ende des Laderaumes 2. Die Wand 30 ist in mehrere Abschnitte unterteilt. Nacheinander folgen ein erster Bereich 31, darauf ein zweiter Bereich 32, dann ein dritter Bereich 33 und zum Schluss ein vierter Bereich 34. Die Anfangskanten bzw. Endkanten der einzelnen Bereiche nebeneinander liegender Bereiche 31 bis 34 sind mit Abstand zueinander angeordnet. Dieser Abstand ist jedoch nur so groß, dass dort nicht ungewollt zerkleinertes Material austreten kann. Die Wand 30 mit ihren Bereichen 31 bis 34 bilden zusammen mit der Mantelfläche des Rotors 5 einen kreisringförmigen Strömungskanal 35. Dieser Strömungskanal 35 ist in einen ersten Abschnitt 36 für eine Hauptzerkleinerung, einen zweiten Abschnitt 37 für eine Nachzerkleinerung und einen dritten Abschnitt 38 für die Rückführung nicht genügend zerkleinerten Materials zum Eintrittsbereich des Rotors hin gegliedert. Der erste Bereich 31 der Wand 30 ist hier zugleich bzw. wird hier von dem Sekundärschneidwerkzeugträger 7 gebildet. Der folgende zweite Bereich 32 und dritte Bereich 33 der Wand 30 überdecken gemeinsam den zweiten Abschnitt 37 des Strömungskanals, also den Abschnitt für die Nachzerkleinerung. Der vierte Bereich 34 der Wand 30 entspricht dem dritten Abschnitt 38 des Strömungskanals, dem Abschnitt, in dem die besagte Rückführung nicht genügend zerkleinerten Materials erfolgt. In dem zweiten Bereich 32 und dem dritten Bereich 33 der Wand 30 sind Öffnungen 39 vorgesehen, sodass dieser gesamte Abschnitt der dem zweiten Abschnitt 37 des Strömungskanals für die Nachzerkleinerung entspricht, siebartig ausgebildet ist. Dieser Bereich ist zugleich der Austrittsbereich A von liegend zerkleinertem Material, also der Matrialschnitzel aus dem Strömungskanal 35, also dem Arbeitskanal des Schneidwerkes. Ausgetretene Materialschnitzel fallen dann auf die mit Bezugsziffer 9 bezeichnete Fördereinrichtung und werden entsprechend dem dort nicht weiter bezeichneten Pfeil abtransportiert. Mit dem Bezugszeichen G ist noch das Gehäuse der Zerkleinerungsvorrichtung H gekennzeichnet, welches hier nur schematisch angedeutet ist.
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Wie bereits erwähnt, sind zwecks besserer Unterscheidung die umlaufenden Schneidwerkzeuge als Primärschneidwerkzeuge 6 bezeichnet, die Gegenschneidwerkzeuge als Sekundärschneidwerkzeuge 8 und der Träger für die Gegenschneidwerkzeuge als Sekundärschneidwerkzeugträger 7.
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Der Sekundärschneidwerkzeugträger 7 ist kreisbogenförmig so ausgebildet, dass er den Arbeitszylinder 5 konzentrisch umschließt, und zwar in Rotationsrichtung R bei dem Eintrittbereich E für das zu zerkleinernde Material 3 beginnend und sich bis zu dem Austrittsbereich A (3a) für das nun zerkleinerte Material 3 erstreckend. Aus 2a und 2b ist weiterhin erkennbar, dass der Sekundärschneidwerkzeugträger 7 im Eintrittsbereich E, im Austrittsbereich A und im Bereich Z zwischen den beiden Bereichen E und A mit Sekundärschneidwerkzeugen 8 versehen ist.
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Die im Eintrittsbereich E vorhandenen Sekundärschneidwerkzeuge 8.1 sind auf einer um einen Winkel begrenzt schwenkbaren Welle angeordnet, wobei die Schwenkachse 11 parallel zur Rotationsachse 12 des Arbeitszylinders 5 ausgerichtet ist. Die in 2b nicht explizit dargestellte Welle ist über einen Schwenkhebel mit einem Stellantrieb verbunden. Die Sekundärschneidwerkzeuge 8.1 befinden sich in der in 2a gezeigten Situation in Eingriffsposition mit den umlaufenden Primärschneidwerkzeugen 6, d. h. das Material 3 wird zwischen den Sekundärschneidwerkzeuge 8.1 und den durchlaufenden Primärschneidwerkzeugen 6 in einem ersten Schritt zerkleinert. Werden die Sekundärschneidwerkzeuge 8.1 verschwenkt, geraten die aus dem Flugkreis FK der Primärschneidwerkzeuge 6 und befinden sich nicht mehr mit diesen im Eingriff.
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Die Verschwenkung erfolgt beispielsweise zum Zweck der Reinigung des Eintrittsbereiches E oder insbesondere dann, wenn es zu Betriebsstörungen aufgrund von sich in diesem Bereich stauendem Material 3 kommt.
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Die im Zwischenbereich Z vorhandenen Sekundärschneidwerkzeuge 8.2 und im Austrittsbereich A vorhandenen Sekundärschneidwerkzeuge 8.3 sind im Gegensatz zu den Sekundärschneidwerkzeugen 8.1 fest mit dem Sekundärschneidwerkzeugträger 7 verbunden. Allerdings ist der Sekundärschneidwerkzeugträger 7 um eine Schwenkachse 15, die ebenso wie die Schwenkachse 11 parallel zur Rotationsachse 12 des Arbeitszylinders 5 ausgerichtet ist, um einen Winkel begrenzt schwenkbar gelagert. Die Verschwenkung um diesen Winkel kann mittels eines weiteren Stellantriebes 16 veranlasst werden. Als Stellantrieb 16 kann ebenfalls ein hydraulischer Antriebszylinder vorgesehen sein.
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Die Sekundärschneidwerkzeuge 8.2, 8.3 befinden sich in der in 2a gezeigten Situation im Eingriff mit den umlaufenden Primärschneidwerkzeugen 6, d. h. das Material 3 wird zwischen den Sekundärschneidwerkzeugen 8.2, 8.3 und den durchlaufenden Primärschneidwerkzeugen 6 weiter zerkleinert. Wird der Sekundärschneidwerkzeugträger 7 um den besagten Winkel verschwenkt, geraten die Sekundärschneidwerkzeuge 8.2, 8.3 aus dem Flugkreis FK der Primärschneidwerkzeuge 6 und befinden sich mit diesen nicht mehr im Eingriff. Die Schwenkung um diesen Winkel erfolgt beispielsweise zum Zweck der Reinigung des Zwischenbereiches Z und des Austrittsbereiches A oder insbesondere dann, wenn es zu Betriebsstörungen aufgrund von sich in diesen Bereichen stauendem Material 3 oder Fremdkörpern kommt. Außerdem kann eine hier symbolisch dargestellte Distanzeinrichtung 17 vorgesehen sein, die zur Einstellung des radialen Abstandes zwischen den Sekundärschneidwerkzeugen 8.2, 8.3 und den durchlaufenden Primärschneidwerkzeugen 6 dient.
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2b zeigt den Sekundärschneidwerkzeugträger 7 in Einzeldarstellung in einer Perspektivansicht. Hieraus ist zu erkennen, dass die Sekundärschneidwerkzeuge 8.1, 8.2, 8.3 in den einzelnen Bereichen zwar jeweils auf Mantellinien, also parallel zur Krümmungsmitte des Sekundärschneidwerkzeugträgers 7 bzw. zur Rotationsachse des Arbeitszylinders 5, jedoch auf den einzelnen Mantellinien in unterschiedlichen Abständen zueinander positioniert sind. Selbstverständlich ist dabei jeder Position eines Sekundärschneidwerkzeuges 8.1, 8.2, 8.3 auf dem Sekundärschneidwerkzeugträger 7 die Position mindestens eines Primärschneidwerkzeuges 6 auf dem Arbeitszylinder 5 zugeordnet und steht mit diesem im Wirkzusammenhang bei der Zerkleinerung des Materials 3.
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Ein im Vergleich zum Stand der Technik wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass dem sich während des Zerkleinerungsprozesses in Rotationsrichtung bewegenden Material 3 aufgrund der unterschiedlichen Abstände der Sekundärschneidwerkzeuge 8.1, 8.2, 8.3 in den aufeinander folgenden Mantellinien Bewegungsimpulse senkrecht zur Durchlaufrichtung aufgezwungen werden, die ein Hin- und Herwenden des bereits im Eintrittsbereich E vorzerkleinerten Materials bewirken, wodurch die Effizienz der Materialzerkleinerung erhöht wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das Dargestellte und die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale bzw. Elementen gebildet werden können. Weiterhin können einzelne, in Verbindung mit den Figuren beschriebene Merkmale bzw. Funktionsweisen für sich allein genommen eine selbständige Erfindung darstellen. Die Anmelderin behält sich also vor, noch weiter bisher nur in der Beschreibung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren offenbarte Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen. Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind somit lediglich Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes.
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Der Arbeitsrotor 5 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel derart, dass der Arbeitszylinder 5' anstatt vier hier sechs nutförmige Vertiefungen V1, ..., V6 besitzt, die ebenfalls achsparallel in dessen Mantelfläche eingearbeitet sind und zur Aufnahme der Primärschneidwerkzeuge 6' mitsamt deren Spanneinheit 25 dient, siehe 2c.
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Kompostierbares Material im Sinne der Erfindung sind Grünschnitt, Holzverpackungen, Holzspermüll, Bauabrissholz, Altholz, Frischholz, Rinden, Industrieholzabfälle und Kompost in den verschiedenen Verrottungsstufen.
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In den 3a und 3b ist ein Teilbereich der neuen, erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material, der Bereich des Schneidwerkes, schematisch in einer Seitenansicht und teilweise im Schnitt gezeigt. Die Bezugszeichen, die schon zu der 1 und 2a angegegeben wurden, haben hier die gleiche Bedeutung.
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Der im Endbereich der Zuführeinrichtung 4 angeordnete Arbeitsrotor 5 ist von einer im Wesentlichen konkavförmigen Wand 30, die aus dem ersten Bereich 31, dem zweiten Bereich 32, dem dritten Bereich 33 und dem vierten Bereich 34 gebildet wird, konzentrisch teilweise umgeben. Zwischen dem Mantel des Arbeitsrotors 5 und der bzw. den Innenwänden der Bereiche 31, 32, 33 und 34 gebildete Raum ist der Strömungskanal 35.
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Dieser Strömungskanal 35 untergliedert sich von seinem Anfang bis zu seinem Ende hin in einen Abschnitt 36 für die Hauptzerkleinerung, einen daran anschließenden Abschnitt 37 für die Nachzerkleinerung und einen daran anschließenden Abschnitt 38 für die Rückführung von nicht genügend zerkleinertem Material zum Eingangsbereich des Schneidwerkes, im Prinzip zum Endbereich der Zuführeinrichtung 4 hin. Der erste Bereich 31 der Wand 30 wird auch hier von dem Sekundärschneidwerkzeugträger 7 gebildet. In dem ersten Abschnitt 36 des Strömungskanals 35 sind dem Arbeitsrotor 5 zugewandt die Sekundärschneidwerkzeuge angeordnet. Betreffend den Details zur Anordnung dieser Sekundärschneidwerkzeuge wird auf die 2b und zugehörige Beschreibung verwiesen.
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Der zweite Abschnitt 37 des Strömungskanals 35 wird durch den zweiten Bereich 32 und den dritten Bereich 33 der Wand 30 nach außen geschlossen. Der zweite Bereich 32 der Wand 30 wird hier durch einen Rotor für eine Nachzerkleinerung 40 ersetzt. Dieser Rotor für eine Nachzerkleinerung 40 ist derart angeordnet, dass seine Schneidzähne 42, die in mehreren Reihen auf dessen Mantelfläche angeordnet sind, bei Rotation in den Flugkreis FK der Primärschneidwerkzeuge 6 kämmend eingreifen. Dadurch ist erreicht, dass nach der Hauptzerkleinerung des zugeführten Materials 3 in dem anschließenden Abschnitt 37 des Strömungskanals, in dem sich die siebartig ausgebildeten Bereiche 32 und 33 der Wand befinden, nochmals eine Nachzerkleinerung stattfindet, sodass sehr kleine Materialschnitzel erzeugt werden, die leichter und schneller durch die Öffnungen 39 den Austrittsbereich A des Strömungs- und Zerkleinerungskanals 35, insbesondere dessen Abschnitt 37, verlassen.
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In den 3a und 3b ist zudem auch gezeigt, dass der Rotor für eine Nachzerkleinerung 40, der erfindungsgemäße Ausräumer, so angeordnet ist, dass dessen Schneidzähne 42 auch noch die im Endbereich des Sekundärschneidwerkzeugträgers 7 und zugleich im Endbereich des ersten Abschnittes 36 des Strömungskanals 35, dem Abschnitt der Hauptzerkleinerung, angeordneten Sekundärschneidwerkzeuge 8.4 kämmend durchgreifen. Hierdurch wird zum einen auch hier noch eine weitere Zerkleinerung des bereits zerkleinerten Materials 3 vollzogen, zum anderen wird an dieser Stelle der Endbereich des ersten Abschnittes 36 des Strömungskanals 35 und der Anfangsbereich des zweiten Abschnittes 37 des Strömungskanals 35 zeitweilig geschlossen und dann für eine bestimmte Zeitspanne wieder geöffnet, dies wiederholt sich alternierend solange der Rotor für eine Nachzerkleinerung 40 gemäß Rotationsrichtung RN rotiert. Die Öffnung des Strömungskanals 35 an dieser Stelle, zusätzlich zu den Öffnungen 39 in dem zweiten Bereich 32 und dem dritten Bereich 33 der Wand 30, erfolgt nach dem Passieren der Sekundärschneidwerkzeuge 8.4 von einem Schneidzahn 42 bzw. von Schneidzähnen 42 einer Reihe von Schneidzähnen am Rotor 40 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schneidzahn 42 bzw. die Schneidzähne 42 der darauf folgenden Schneidzahnleiste 43 die Sekundärschneidwerkzeuge 8.4 erreichen.
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Zudem ist der Rotor für eine Nachzerkleinerung 40 auch noch so angeordnet, dass die Schneidzähne 42 beim Passieren des Anfangsbereiches des dritten Bereiches 33 der Wand 30 dessen freie Kante 33a ebenfalls kämmend durchgreifen. Hierdurch ist erreicht, dass die an diesem siebartigen Abschnitt der Wand 30 angesammelten, Materialstau bildenden Materialschnitzel, was insbesondere bei einem sehr hohen Grünanteil im zu verarbeitenden Material vorkommt, wieder von der Innenwand dieses siebartigen dritten Bereiches 33 losgerissen und zudem noch in den Bereich der Nachzerkleinerung zurück gedrängt werden oder in diesen Bereich zurück fallen, wo sie dann noch einmal eine Zerkleinerung erfahren, sodass gebildete Klumpen oder sonstige Anhäufungen von Material in der Regel wieder zerschlagen werden.
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Mit dem gestrichelten Pfeil P ist angedeutet, dass bei einer Havarie, zum Beispiel durch Einführung von Fremdmaterial in den Strömungskanal, insbesondere in den ersten Abschnitt 36, den Abschnitt der Hauptzerkleinerung, durch einen Befehl des Bedieners oder eine entsprechende Signalgebung in der Steuerung der Zerkleinerungsvorrichtung der Sekundärschneidwerkzeugträger 7 um seine vorn gelegene Schwenkachse 15 drehend absenkbar ist, sodass, in Strömungsrichtung gesehen, sich der Strömungskanal 35 im ersten Abschnitt 36 keilförmig öffnet. Mit den Pfeilen C und D ist jeweils ein Blick auf Teile des Schneidwerkes dieser Zerkleinerungsvorrichtung H angezeigt, die folgend anhand der 3c und 3d näher erläutert werden. Die an der Mantelfläche des Rotors für eine Nachzerkleinerung 40 angeordneten Schneidzähne 42 sind jeweils durch Stege 44, die ebenfalls auf der Mantelfläche des Rotors 40 festgelegt sind, abgestützt. Mit der 3c wird der Bereich des Schneidwerkes näher betrachtet, der in Blickrichtung gemäß Pfeil C zu sehen ist. Dies ist der Bereich, in dem die Primärschneidwerkzeuge 6 des Arbeitsrotors 5 und die Schneidzähne 42 des Rotors für eine Nachzerkleinerung 40 kämmend aneinander vorbei laufen. Die Schneidzähne 42 des Rotors 40 sind in mehrfacher Anzahl nebeneinander liegend entlang einer parallel zur Rotationsachse 41 gedachten Linie angeordnet derart, dass sie zusammen eine Schneidzahnleiste, die Zackenleiste 43, bilden. Es ist hier zu sehen, dass die geneigt angeordneten Primärschneidwerkzeuge 6 dicht an den Flanken der Schneidzähne 42 vorbei laufen, sodass hier eine Wirkung von Schneide und Gegenschneide erzielt wird. Die Anordnung der Primärschneidwerkzeuge 6 auf der Mantelfläche 10 des Arbeitsrotors 5 wurde bereits weiter vorn im Zusammenhang mit der Erläuterung der 2c dargelegt.
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In der 3d ist ein weiteres Detail der Arbeitsweise des Rotors für eine Nachzerkleinerung 40 in diesem Schneidwerk gezeigt. Der Blick fällt in Blickrichtung gemäß Pfeil D, siehe 3b, auf einen Bereich der Mantelfläche des Rotors für eine Nachzerkleinerung 40 und auf die in Reihe, in Form einer Leiste, angeordneten Sekundärschneidwerkzeuge 8.4. In der dargestellten Position befinden sich die ebenfalls in einer Reihe angeordneten Schneidzähne 42 des Rotors für eine Nachzerkleinerung 40 auf gleicher Höhe wie die Sekundärschneidwerkzeuge 8.4. In dieser Arbeitsposition ist also der Endbereich des ersten Abschnittes 36 des Strömungskanals 35 und der Anfangsabschnitt des zweiten Abschnittes 37 des Strömungskanals 35 geschlossen. Bei weiterer Rotation wird sich dann dieser Bereich in dem zweiten Bereich 32 der Wand 30 öffnen, sodass zerkleinertes Material den Austrittsbereich A des Strömungskanals 35 passieren kann. Alsbald wird die in Rotationsrichtung folgende Schneidzahnleiste 43 mit Schneidzähnen 42 diese zeitweilige Öffnung in der Wand 30 wieder schließen, sodass die Schneidwerkzeuge, die Primärschneidwerkzeuge 6, die Schneidzähne 42 als auch die Sekundärschneidwerkzeuge, insbesondere 8.2 und 8.3, intensiver auf das zu zerkleinernde Material einwirken können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrwerk
- 2
- Laderaum
- 3
- Material
- 4
- Zuführeinrichtung
- 5, 5'
- Arbeitsrotor (walzenförmig)
- 6, 6'
- Primärschneidwerkzeug
- 7
- Sekundärschneidwerkzeugträger
- 8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4
- Sekundärschneidwerkzeuge
- 9
- Fördereinrichtung
- 10
- Mantelfläche
- 11
- Schwenkachse
- 12
- Rotationsachse (von Pos. 5, 5')
- 15
- Schwenkachse
- 16
- Stellantrieb
- 17
- Distanzeinrichtung
- 25
- Spanneinheit
- 30
- konkavförmige Wand
- 31
- erster Bereich (Schalenelement)
- 32
- zweiter Bereich (Schalenelement oder Rotor)
- 33
- dritter Bereich (siebartiges Schalenelement)
- 33a
- freie Kante (von Pos. 33)
- 34
- vierter Bereich (Schalenelement)
- 35
- Strömungskanal
- 36
- Abschnitt der Hauptzerkleinerung
- 37
- Abschnitt der Nachzerkleinerung
- 38
- Abschnitt der Rückführung
- 39
- Öffnungen (in Pos. 32 u. 33)
- 40
- Rotor für Nachzerkleinerung (Ausräumer)
- 41
- Rotorachse (von Pos. 40)
- 42
- Schneidzähne
- 43
- Zackenleiste
- 44
- Stege
- A
- Austrittsbereich
- B
- Breite (von Pos. 5; 5')
- C, D
- Blickrichtungen (Ansichten)
- E
- Eintrittsbereich
- FK
- Flugkreis der rotierenden Primärschneidwerkzeuge
- FN
- Flugkreis der rotierenden Schneidwerkzeuge am Rotor der Nachzerkleinerung
- G
- Gehäuse
- H
- Zerkleinerungsvorrichtung (universeller Hacker)
- P
- Pfeil
- R
- Rotationsrichtung (von Pos. 5; 5')
- RN
- Rotationsrichtung (von Pos. 40)
- V1, V2, V3, V4, V5, V6
- Vertiefungen
- Z
- Zwischenbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007043687 A1 [0004]
- DE 9203651 U1 [0005]
- DE 29714130 U1 [0007]
- DE 102004031932 A1 [0009]
- EP 2065091 B1 [0010]
- DE 3807983 A1 [0010]
- US 5863002 [0010]
- US 6047912 [0010]
- EP 2281635 A1 [0010]
