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Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine mit einem Rotorsystem, insbesondere einen Messerringzerspaner, bei der Aufgabegut durch eine Eintrittsöffnung in einen Zentralbereich eines Rotors befördert und dort im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen den kranzförmig um den Rotor angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen zugeführt wird sowie ein Verfahren zum Zerkleinern von Material.
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Für die Herstellung z. B. von Spanplatten bzw. OSB-Platten (englisch oriented strand board) ist es bekannt, Holz in länglichen, schlanken Spänen bereitzustellen. Hierzu benutzt man Messerringzerspaner, wie sie z. B. aus der
DE 32 47 629 oder
DE 198 48 233 A1 bekannt sind.
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Das zu zerspanende Holz wird bei dieser bekannten Vorrichtung zunächst über einen Einspeiseapparat insbesondere in Form eines Windsichters geführt. In diesem wird das Holz durch eine Sichtpassage geleitet, in der verhältnismäßig schwere Teilchen ausgesondert werden. So wird das zu zerkleinernde Holz dann vorgereinigt. Der Wind für den Luftstrom, der die Sichtung bewirkt, dient dabei gleichzeitig als fördernde Kraft, die das Holz in den Zerkleinerungsraum der Zerkleinerungsmaschine befördert, insbesondere in den Zentralbereich des Rotors.
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Dieses Holz trifft dort auf den Rotor und wird von diesem mit einer Vielzahl von umlaufenden, im Wesentlichen radial ausgerichteten Rotorschaufeln in Radialrichtung umgelenkt und an einem Messerkranz oder Messerring vorbeigeführt, der den Rotor konzentrisch umgibt. An den Messern des Messerringes wird das Holz zu den gewünschten länglichen Spänen verarbeitet.
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Da Holz als Rohstoff grundsätzlich als sehr wertvoll angesehen wird, ist man bemüht, Alternativen zu finden, die für die Herstellung von entsprechenden Platten benutzt werden können.
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Hierbei kommen vorzugsweise Jahrespflanzen, insbesondere schnellwachsende, mit einem lignozellulosen Anteil zum Einsatz, wie beispielsweise Stroh, Heu, Bambus, Zuckerrohr, Paulownien und/oder ähnliches.
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Derartiges Material hat allerdings bei der Verarbeitung mit einer Maschine wie oben angegeben den Nachteil, dass es sowohl relativ leicht im Vergleich zu Holz ist als auch gleichzeitig meist relativ lang ist und sich daher im Zentralbereich des Rotors ansammeln kann, was zu einer unerwünschten Verstopfung der Maschine führen kann und auch entsprechend die Qualität das mit der Maschine hergestellten Gutes beeinträchtigen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zerkleinerungsmaschine der oben genannten Art wie auch ein Verfahren zum Zerkleinern von Material dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie für die Verarbeitung auch von derartigem leichten, insbesondere langen Material besser einzusetzen ist und die Verarbeitung von leichtem Material verbessert wird.
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Diese Aufgabe für die Zerkleinerungsmaschine wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Zentralbereich des Rotors ein von dessen Eintrittsöffnung zu dem von Rotorschaufeln überstrichenen Bereich des Rotors verlaufendes Leitelement, das ein Leitkanal ist, angeordnet ist, wobei die untere Austrittsöffnung am Leitelement mit einer elastischen Abdichtung gegenüber den Rotorschaufeln des Rotors versehen ist.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass bei einem Transport des Aufgabegutes über dieses Leitelement das Material gezielt dem in den von den Rotorschaufeln überstrichenen Bereich des Rotors zugeführt werden kann und so die Verarbeitung des Aufgabegutes mit dem Rotor verbessert wird. Das Material kann insbesondere mittels Schwerkraft zugeführt werden. Durch die gezielte Führung des Materials zu den Rotorschaufeln mittels eines Leitelements innerhalb der Zerkleinerungsmaschine werden von außen auf das zugeführte Material einwirkende Einflüsse, wie beispielsweise Luftturbulenzen innerhalb der Zerkleinerungsmaschine, reduziert oder sogar komplett eliminiert, wodurch ein Verstopfen der Maschine verhindert wird. Zudem kann sich auch der Durchsatz an Material erhöhen, da das Material nun gezielt den Zerkleinerungswerkzeugen zugeführt wird.
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Es ist aber auch im Bereich der Erfindung, das Aufgabegut im Wesentlichen mittels für den Transport des Materials genutzter Luft gezielt in dem von den Rotorschaufeln überstrichenen Bereich des Rotors zuzuführen. Durch die Transportluft kann im Leitelement insbesondere eine Kraft erzeugt werden, welche das Material gezielt den Zerkleinerungswerkzeugen zuführt und ein Zurückwerfen des Materials in Richtung der Eintrittsöffnung unterbunden werden.
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Allgemein bietet die Erfindung die Möglichkeit, das Aufgabegut in einem abgegrenzten Bereich und mit einer im Wesentlichen radialen Ausrichtung auf die Rotorschaufeln des Rotors zu führen. Die Rotationsachse des Rotors der Zerkleinerungsmaschine kann sowohl vertikal als auch horizontal oder in einem beliebigen Winkel ausgerichtet.
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Erfindungsgemäß ist das Leitelement als ein Leitkanal ausgestaltet. Der Leitkanal zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieser zumindest teilweise geschlossen ist und somit das Material abgeschirmt von weiteren Einflüssen in diesem Leitkanal transportiert werden kann.
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Hierdurch wird beim pneumatischen Fördern ein unerwünschtes Austreten von Luft an dem Spalt zwischen Leitelement und vorbeilaufendem Rotor verhindert. Bei der Zufuhr von Aufgabegut mittels Schwerkraft oder über Förderband wird dementgegen verhindert, dass durch den Rotor verursachte Verwirbelungen das zugeführte Aufgabegut im Zentralbereich des Rotors halten und dessen Verarbeitung stören.
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Alternativ oder in Kombination ist die Abdichtung abschnittsweise oder umlaufend angeordnet.
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Vorzugsweise ist die Abdichtung an der unteren Austrittsöffnung des Leitelements aus einem in sich elastischen Material wie Gummi o. ä. hergestellt. Damit kann es ggf. nachgeben und ausweichen, falls sich ein Teilchen des Aufgabegutes zwischen einer vorbeilaufenden Rotorschaufel eines Rotors und der unteren Austrittsöffnung des Leitelementes verklemmen sollte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Abscheider und/oder ein Förderband vor der Eintrittsöffnung angeordnet ist. Der Abscheider kann zu einer optimierten Reinigung des zugeführten Materials führen. Die Nutzung eines Förderbandes zum Transport des Materials in Richtung der Eintrittsöffnung ist besonders vorteilhaft für leichtes und insbesondere längliches Material, welches gezielt auf dem Förderband angeordnet und somit optimal zugeführt werden kann.
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Als eine weitere Lösung wird ein Verfahren zum Zerkleinern von Material, insbesondere von leichtem Material, in einer Zerkleinerungsmaschine angegeben, wobei das Material von der Eintrittsöffnung zu dem von Rotorschaufeln überstrichenen Bereich des Rotors mittels eines Leitelements in Form eines Leitkanals geleitet wird und wobei das Material mittels einer Abdichtung von den Luftturbulenzen innerhalb der Zerkleinerungsmaschine abgeschirmt wird.
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Das zugeführte, insbesondere leichte Material kann durch die in der Zerkleinerungsmaschine erzeugten Luftturbulenzen in seinem Weg beeinflusst werden. Durch die Abschirmung kann somit eine optimale Zuführung zu den Zerkleinerungswerkzeugen gewährleistet werden, welche sich natürlich auch auf die Qualität des erzeugten Produktes, insbesondere der Späne auswirkt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt
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1 die Prinzipskizze einer Zerkleinerungsmaschine mit einem Rotorsystem und
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2 die Prinzipskizze einer Zerkleinerungsmaschine mit einem Rotorsystem und Materialzuführung mittels Förderband.
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In der 1 ist eine Zerkleinerungsmaschine gemäß der Erfindung mit vorgeschaltetem Abscheider 7 dargestellt.
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Das zu zerkleinernde Material 20 bzw. Aufgabegut wird in der hier dargestellten Ausführungsform auf eine Vibrationsrinne 1 aufgegeben und von dieser mit Hilfe eines Unwuchtmotors 2 abgestreut.
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Bei dem aufgegebenen Material handelt es sich beispielsweise um grobere, insbesondere leichte Holzteile, vorzugsweise aber insbesondere auch um Jahrespflanzen wie beispielsweise Stroh, Heu, Paulownien, Bambus, Zuckerrohr oder ähnliches. Die Jahrespflanzen sollten vorzugsweise einen Anteil an lignozellulose haltigen Material aufweisen.
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Innerhalb der Vibrationsrinne 1 ist ein Sieb 3 vorgesehen, durch das für die Zerkleinerung nicht brauchbares feinteiliges Material und Schmutz oder Staub etc. von dem zu verarbeitenden Material 20 abgetrennt werden.
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Derartige Verunreinigungen und nicht brauchbare Feinpartikel werden über einen Auslauf 4 separat abgeführt.
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Das von der Vibrationsrinne 1 abgegebene gereinigte Material 20 wird anschließend über eine Magnetwelle 5 geleitet, an der gegebenenfalls im von der Vibrationsrinne 1 fallenden zu zerkleinernden Material 20 noch vorhandene ferromagnetische Verunreinigungen abgesondert werden. Derartige ferromagnetische Verunreinigungen werden ebenfalls über einen weiteren separaten Auslauf 6 ausgeschleust.
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Das restliche Material 20 fällt in einen Abscheider 7, wo es auf eine schwenkbare Prallplatte 8 geleitet wird, um von dieser in ein Leitelement 9, welches insbesondere als Leitkanalausgebildet sein kann, zu fallen, mit dem das Material 20 dann der nachfolgenden Zerkleinerung zugeführt wird. Im Abscheider 7 kann optional noch ein Luftstrom eingeblasen werden, welcher insbesondere für einen Windsichtung des zugeführten Materials 20 genutzt werden kann. Der Luftstrom kann jedoch auch den Transport des Materials 20 in die Zerkleinerungsmaschine unterstützen.
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Alternativ zu der hier beschriebenen Zuführung über Vibrationsrinne 1 mit optionaler Windsichtung kann dem Leitelement 9 das zu zerkleinernde Material auch unmittelbar durch ein Förderband 19, wie in 2 gezeigt zugeführt werden. Die Zuführung des zu zerkleinernden Materials über ein Förderband 19 ist besonders vorteilhaft bei Materialien 20, die leicht sind und eine schmale, längliche Form haben, wie beispielsweise. Stroh. Dieses Material kann längs in Förderrichtung ausgerichtet auf das Förderband 19 abgelegt werden und kann mit dieser optimalen Ausrichtung mittels Schwerkraft geordnet in das Leitelement 9 eingebracht werden (hier nicht explizit dargestellt).
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Das zu zerkleinernde Material 20 kann weiterhin, bevor es auf das Förderband 19 gelangt, eine Rüttelstrecke zur Reinigung und/oder einen Magnetabscheider und/oder weitere Schritte zur Reinigung von Material 20 durchlaufen haben. Ebenso könnte das Förderband 19 als Vibrationsrinne mit Sieb, wie in 1 beschrieben, ausgestaltet sein, wodurch eine Ausrichtung des Materials auf dem Förderband 19 zusätzlich unterstützt werden würde. Das Förderband 19 ist somit nicht auf ein Band beschränkt, sondern schleißt weitere Möglichkeiten der Förderung von Material 20, wie über Vibrationsrinnen, mit ein.
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Wie in 1 und 2 weiter gezeigt wird, erfolgt die eigentliche Zerkleinerung des durch das Leitelement 9 geführten Materials 20 in einer Zerkleinerungsmaschine, insbesondere in einem Messerringzerspaner 10, in dem über einen Motor 11 und ein entsprechendes Getriebe 12 ein Rotor 13 in Rotation versetzt wird. Die einzelnen Rotorschaufeln 14 des Rotors 13 sind dabei am äußeren Umfang des Rotors 13 im Wesentlichen in Radialrichtung angeordnet.
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Das zu zerkleinernde Material 20 wird durch eine Eintrittsöffnung, welche vorzugsweise seitlich im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist, in den Zentralbereich dieses Rotors 13 über die Schwerkraft, mechanisch oder optional auch pneumatisch zugeführt. Die Anordnung der Eintrittsöffnung hängt jedoch von der Gesamtgeometrie der Zerkleinerungsmaschine ab, insbesondere von der Lage der Drehachse des Rotors. Dabei läuft das Material 20 durch das Leitelement 9, der einen rundum geschlossenen, runden oder auch rechteckigen Querschnitt hat, und sich durch die genannte Eintrittsöffnung in den Zentralbereich des Rotors 13 erstreckt. Dieses Leitelement 9 endet dabei mit seiner unteren Austrittsöffnung 15, innerhalb des Rotors 13 in einem geringen Abstand oberhalb der Rotorschaufeln 14, insbesondere parallel hierzu.
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Die untere Austrittsöffnung 15 des Leitelements 9 ist dabei insbesondere mit einen oder mehreren Abdichtungen 16, welche beispielsweise als Abstreifer ausgebildet sind, derart versehen, dass sie einen dichten Abschluss zu den vorbei laufenden oder streifenden Rotorschaufeln 14 bilden. Die Abdichtung 16 kann an der Austrittsöffnung 15 ganz umlaufend oder in einzelnen Segmenten gestaltet sein. Die Abdichtungen sind vorzugsweise elastisch ausgebildet.
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Zwischen der unteren Austrittsöffnung 15 und der Innenseite der Rotorschaufeln 14, welche der Drehachse des Rotors 13 zugewandt ist, ist dabei insbesondere eine vorzugsweise elastische Abdichtung 16 vorgesehen, der einen dichten Abschluss zwischen Leitelement 9 und den Rotorschaufeln 14 des Rotors 13 bewirkt.
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Das zugeführte Material 20 wird somit sicher in den Bereich zwischen zwei jeweils benachbarten Rotorschaufeln 14 gebracht und wird dort durch die Drehbewegung des Rotors 13 nach außen geschleudert und dabei an den Zerkleinerungswerkzeugen 17, beispielsweise den Messern eines Messerringes, vorbeigeführt. Dabei wird das Material 20 zu länglichen Spänen verarbeitet. Diese Späne werden dann insbesondere nach unten durch einen Kanal 18 zur weiteren Verarbeitung wie der Herstellung von Spanplatten abgeführt.
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Wesentlich ist, dass die ein oder mehrere Abdichtungen 16 elastisch sind, um damit auch während der Rotation des Rotors 13 eine kontinuierliche Abdichtung zwischen dem Leitelement 9 und dem Rotor 13 zu bewirken.
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Diese Bauform hat mehrere Effekte.
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Bei einer Förderung des Materials 20 wird dieses gezielt in die Bereiche zwischen den Rotorschaufeln 14 transportiert und von dort dann an den Zerkleinerungswerkzeugen 17, insbesondere an den Messern eines Messerrings, vorbeigeführt und zerkleinert. Dabei ist durch die vorzugsweise elastische Abdichtung 16 sichergestellt, dass die Luftströmungen, welche durch die Rotation des Rotors 13 erzeugt werden, das Material nicht in ungewünschter Weise beeinflussen. Bei der zusätzlich pneumatischen Förderung des Materials 20 wird durch die Abdichtung 16 sichergestellt, dass die Transportluft nicht in ungewünschter Stelle entweicht.
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Bei der Förderung des zu zerkleinernden Materials nur über die Schwerkraft, hat die erläuterte Konstruktion den Vorteil, dass Verwirbelungen, die bei der Rotation der Rotorschaufeln 14 erzeugt werden, von der Zuführung des Materials 20 abgeschirmt werden, so dass das Material 20 den Rotor 13 ungestört erreichen kann und so auch über längere Zeiträume ein betriebssicherer Ablauf zu gewährleisten ist und ein verstopfen der Maschine verhindert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vibrationsrinne
- 2
- Unwuchtmotor
- 3
- Sieb
- 4
- Auslauf
- 5
- Magnetwelle
- 6
- Auslauf
- 7
- Abscheider
- 8
- Prallplatte
- 9
- Leitelement
- 10
- Messerringzerspaner
- 11
- Motor
- 12
- Getriebe
- 13
- Rotor
- 14
- Rotorschaufeln
- 15
- Austrittsöffnung
- 16
- Abdichtung
- 17
- Zerkleinerungswerkzeugen
- 18
- Kanal
- 19
- Förderband
- 20
- Material
