DE102015012051A1

DE102015012051A1 - "Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern unterschiedlicher Materialien"

Info

Publication number: DE102015012051A1
Application number: DE102015012051.4A
Authority: DE
Inventors: Timm Holm; Eberhard Haack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2017-03-16

Abstract

Kurzhubschneidsystem mit gegenüberliegenden und ineinandergreifenden, gezahnten Scher- und Schneidelementen (1), die durch eine Winkelstellung α (2) einen Aufnahmetrichter (3) bilden, zum störungsfreien Zerkleinern unterschiedlicher Materialien, vornehmlich für Schneidanwendungen in der Recyclingwirtschaft aber auch in der Lebensmittelbranche, nachfolgend Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern genannt, dadurch gekennzeichnet, dass der Scher- und Schneidbereich Einrichtungen (4) zur Störstoffausschleusung aufweist.

Description

Bei der Zerkleinerung von Recyclingmaterialien und anderen Verarbeitungsgütern, wie beispielsweise Eis, werden verschiedene Maschinen mit unterschiedlichen Arbeitsprinzipien eingesetzt.
Wie in der Offenlegungsschrift DE 44 08 964 und auch in der US-Anmeldung 2675181 beschrieben, ist es Stand der Technik, dass mehrere verzahnte Scher- und Schneidelemente (1) versetzt auf einer zentralen Welle (10) in einer Reihe angeordnet sind und mittels Kurbeltrieb angetrieben werden.
Die Scher- und Schneidelemente stehen dabei auf Lücke zu einem zweiten, auf einer Kurbelwelle in Reihe angeordneten System von ebensolchen Werkzeugen so, dass sich deren Bewegungsabläufe überschneiden können.
Dabei bilden sich mit den gegenüberliegenden Scher- und Schneidelementen durch eine Winkelstellung α (2) ein Aufnahmetrichter (3) und im Bereich der Überschneidung ein Scherschneidsystem.
Dieses wird in seinen Einzelelementen durch einen Kurbeltrieb, der einen Versatz von 90° bewirkt und periodisch folgend entsprechend seiner Dimensionierung in kurze Arbeitshübe zu einem funktionalen Eingriff in das Verarbeitungsgut mit mehreren räumlichen Bewegungsabläufen gebracht.
Dabei haben die Elemente im Trichterbereich sowohl die Aufgabe Verarbeitungsgüter aufzunehmen und portioniert durch die räumliche Zuführbewegung der Werkzeuge dem Scher- und Schneidbereich dosiert zuzuführen.
Die Winkelanordnung der Werkzeuge verkleinert ständig den Raumbereich über der Zerkleinerungszone, gebildet durch das Ineinandergreifen der Werkzeuge, mit der Wirkung, dass deren Zähne von außen das Verarbeitungsgut perforieren und weiter nach unten in den überschneidenden Scherbereich schieben.
Haben sich beide Werkzeuge gekreuzt, bilden die Außenkanten Schneiden einer Schere, die das eingezogene Verarbeitungsgut in die Größe der Volumenkammern der Einzelelemente trennen.
Damit ist die Voraussetzung gegeben, dass sich die Scherkammern der Einzelelemente entleeren können.
Die Größe bzw. die Stückigkeit wird mit der Breite und Formtiefe eines Zahnelementes bestimmt.
Das bedeutet, dass die Dicke der Scherelemente und die Zahn-Schneidraumgeometrie den erreichbaren Zerkleinerungsgrad bestimmen.
Die Einzugskräfte für das Verarbeitungsgut werden durch die Anzahl der mechanisch eingreifenden Zähne im kreuzenden Scherbereich, sowie die Eigenschaften des zu trennenden Materials, z. B. Festigkeit, Elastizität u. a. bestimmt.
So wird ein hochfester Stoff mit höherer Zerkleinerungsleistung bearbeitet als ein elastischer, der den Einzugsweg durch Rückzugskräfte im noch nicht eingezogenen Verarbeitungsgutteil kompensiert und so den Füllungsgrad des Schneidkammervolumens reduziert oder auch keine Zerkleinerung zustande kommt.
Um eine störungsfreie Arbeitsweise sicherzustellen, gilt für das Funktionsprinzip, dass zwingend drei Aufgaben nacheinander zu erfüllen sind.
Diese sind die Zuführung des Verarbeitungsgutes aus dem Trichter, die Ausführung einer sicheren Trennung in Teilstücke und die Entleerung der einzelnen, durch die Zähne gebildeten Zwischenräume aus dem Scherbereich.
Nachteilig bei den bekannten Trennsystemen gemäß der genannten Schriften ist, dass Störungen des Trennvorganges durch Blockierung der Schneidelemente oder Brückenbildung, verursacht durch Fremdmaterial mit anderen Eigenschaften den kontinuierlichen Prozess stark beeinflussen und nur mit großem Aufwand durch manuelle Entnahme des Störstoffes beseitigt werden können.
Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, verschiedenste Verarbeitungsgüter mit den unterschiedlichsten Eigenschaften bearbeiten zu können, diese im Störfall auszuschleusen und anschließend selbstständig die Arbeitsfähigkeit wieder herzustellen.
Es soll ein Kurzhubschneidsystem mit variabler Förder-, Zuführ- und Schneidkraft durch eine Anzahl zustellbarer Scher- und Schneidelemente (1) geschaffen werden.
Im Störfall durch nichtbearbeitbare Verarbeitungsgüter sollen diese durch Öffnung des sich kreuzenden Scher-Schneidbereiches entfernt werden können.
Dabei soll jedoch gleichzeitig eine unnötige Entleerung des Trichterinhalts, also des noch zu trennenden Materials verhindert werden.
Nach Abschluss der Prozedur soll das Scher-, Schneid- und Fördersystem wieder in die Arbeitsposition gefahren und die Sperre (5) gegen das Nachrutschen des Trichterinhaltes wieder aufgehoben werden.
Die Aufgabe wird, wie in 1 ersichtlich, dadurch gelöst, dass die Scher- und Schneidelemente (1) aus Werkzeugpaarungen mit Klingenelementen (7) an Zahnsegmentträgern (11) bestehen, welche mit den Kurbeltrieben (10) verbunden sind und so Stoß-Schubeinheiten bilden.
In den Zahnsegmentträgern befindet sich eine Öffnung (12), die eine variable Trichtergeometrie über eine Stelleinheit (10) im Antriebsbereich des Kurbeleingriffes ermöglichen kann.
So kann durch die Zustellung des Zahnsegmentträgers (11) über ein Langloch (12) und eine Stelleinheit (9), wie beispielsweise einen Pneumatikzylinder, der Trichterwinkel α (2) vergrößert oder verkleinert werden.
Dergleichen gilt auch für den sich überlagernden Bereich (13) der Zerkleinerungselemente.
Im Falle der Verkleinerung des Trichterwinkels α erhöht sich die Anzahl der schiebend fördernden Zahnelemente.
So werden die Einschub- bzw. Einzugskräfte im Verarbeitungsgut gesteigert.
Damit wird vermieden, dass bei dem Verarbeitungsgut durch zu hohe Festigkeit zwar Einzelteile ausgerissen, aber nicht weiter eingezogen werden können und so die Stoffzerkleinerung unterbrochen wird und das Trennsystem in Störfunktion übergeht obwohl eine Zerkleinerung mit genügend Kraft möglich wäre.
Wie in 2 dargestellt, ist bei Arbeitsunterbrechung durch Verarbeitungsgut, welches nicht für die Zerkleinerung vorgesehen ist aber beim Stoffrecycling unerkannt in den Arbeitsbereich der Maschine gelangt und die Funktion total unterbricht, vorgesehen die Scher- und Schneidelemente auseinander zu schwenken und den Trichterinhalt am Nachrutschen und damit der Ausschleusung zu hindern.
Das Nachrutschen des Verarbeitungsgutes aus dem offenen Trichterbereich wird durch spezielle zustellbare Sperrelemente (5) verhindert.
Eine andere, hier nicht dargestellte Möglichkeit besteht darin, das gesamte System in eine Schrägstellung zu bringen, einseitig in Richtung Stirnwand zu fördern und über eine steuerbare Klappe auszuschleusen.
Die allgemeine Verstellmöglichkeit erweitert sich auch noch dadurch, wenn man für die Zahnsegmentträger Wechselklingen (7) mit vorgegeben Förderprofilen (8) benutzt.
Damit kann bereits mit der Profilform die Einteilung in Förderarbeit und Zerkleinerungsarbeit rein mechanisch vorausgewählt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen wiedergegeben und werden an Hand der Zeichnungen weiter erläutert, die beispielhaft mögliche Formen von Ausführungen darstellen.
Die Zeichnungen nach den 1 und 2 zeigen als Prinzipdarstellungen den durch die Scher- und Schneidelemente gebildeten Trichter in Arbeitsposition bzw. einen geöffneten Trichter in Ausschleusposition für Störstoff mit Trichtersperre gegen Nachrutschen.
In 3 sind verschiedene Zahnformen von austauschbaren Verschleißelementen dargestellt.
Die Zeichnungen zeigen:
1 Prinzipdarstellung des durch die Scher- und Schneidelemente gebildeten Trichters in Arbeitsposition
2 Prinzipdarstellung des geöffneten Trichters mit Trichtersperre
3 Ausführungsvarianten von austauschbaren Verschleißelementen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4408964 A [0002]

Claims

Kurzhubschneidsystem mit gegenüberliegenden und ineinandergreifenden, gezahnten Scher- und Schneidelementen (1), die durch eine Winkelstellung α (2) einen Aufnahmetrichter (3) bilden, zum störungsfreien Zerkleinern unterschiedlicher Materialien, vornehmlich für Schneidanwendungen in der Recyclingwirtschaft aber auch in der Lebensmittelbranche, nachfolgend Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern genannt, dadurch gekennzeichnet, dass der Scher- und Schneidbereich Einrichtungen (4) zur Störstoffausschleusung aufweist.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinandergreifenden, einen Trichter (3) bildenden Scher- und Schneidelemente (1) so geöffnet werden können, dass eine Störstoffausschleusung nach unten möglich ist.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trichtersperre (5) gegen das Nachrutschen von Verarbeitungsgut aus dem Trichter in den Ausschleusbereich (6) vorgesehen ist.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zustellbare Trichtersperre (5) den Trichterinhalt mit dem Störstoff ausheben kann und eine Entnahme nach oben möglich ist.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine seitliche Störstoffausschleusung durch Schrägstellung des Werkzeugbereiches, verbunden mit einer Austragklappe erfolgen kann.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellbarkeit der Scher- und Schneidelemente eine variable Kraftübertragung im Förder- und Zerkleinerungsbereich gewährleisten kann.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass variable Winkelstellungen der Scher- und Schneidelemente zur Verbesserung der Störstoffausschleusung beitragen können.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass an den Scher- und Schneidelementen gezahnte austauschbare Verschleißelemente (7) angeordnet sind.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißelemente je nach zu erwartenden Kraftbedarf verschiedene Zahnformen (8) aufweisen.
Kurzhubschneidsystem zum störungsfreien Zerkleinern nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Stellglieder (9) die variablen Funktionen veranlassen, sowie alle Teilfunktionen in einem Mikrorechner integriert und programmmäßig verwaltet und organisiert werden können.