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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Zerkleinerung von Metall, Gestein, Kunststoff, Glas oder dergleichen für die Anordnung auf einer Welle zwischen zwei, benachbart auf der Welle angeordneten Hämmern einer Hammermühle, bestehend aus einem im Wesentlichen zylindrischen Körper, der eine in Längsachsenrichtung verlaufende Bohrung zur Aufnahme der Welle aufweist. Die Erfindung betrifft ferner Zerkleinerungsvorrichtung für die brechende Zerkleinerung von Zerkleinerungsgut aus Metall, Gestein, Kunststoff, Glas und/oder dergleichen, insbesondere Hammermühle, mit einem Gehäuse zur Aufnahme des Zerkleinerungsgutes und einer in dem Gehäuse angeordneten und drehend angetriebenen Welle, die über ihre Länge mit zumindest zwei beabstandet zueinander angeordneten und relativ zur Welle verschwenkbaren Hämmern besetzt ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Hammermühlen oder auch Hammerbrecher bekannt. Hammermühlen werden auch als Schlagmühlen bezeichnet und mit Hammermühlen können verschiedenste Materialien unterschiedlich grob zerkleinert werden. Derartige Hammermühlen können auch bei der Zerkleinerung stark heterogener Materialgemische verwendet werden. Die Zerkleinerung des Aufgabeguts geschieht durch kinetische Schlagwirkung. In einem Gehäuse ist eine Welle, ein sogenannter Rotor angeordnet, an dessen äußerem Umfang eine anwenderspezifische Anzahl bewegliche Werkzeuge oder Hämmer angeordnet sind. Die Werkzeuge können Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 120 m/s erreichen. Der Rotor selbst wird meist direkt von einem Motor angetrieben und ist mit den Hämmern in dem Gehäuse angeordnet, das im Inneren ein Sieb aufweist. Bei Eintritt in den Schlagkreis der Hämmer treffen die rotierenden Hämmer auf das zu zerkleinernde Gut. Durch den Schlag der Hämmer wird ein großer Zerkleinerungseffekt erzielt. Die Hämmer schleudern dann die abgetrennten Stücke auf eine sogenannte Prallwand, wo sie durch den Aufprall weiter gebrochen werden können. Die Hämmer sind im Abstand zueinander auf der Welle angeordnet.
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Derartige Hammermühlen, die auch als Schredder bezeichnet werden, werden auch zur Zerkleinerung von Schrott verwendet. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in die Hammermühlen zumindest einen Amboss zu integrieren, der mit den Hämmern derart zusammenwirkt, dass auf dem Amboss der zu zerkleinernde Schrott aufliegt und die Hämmer an einer Vorderkante des Ambosses vorbeigeführt werden, welche Vorderkante auf den Rotor zulaufend ausgerichtet ist. Das über die Vorderkante des Ambosses hervorstehende Material, nämlich der Schrott wird derart von den Hämmern mit einer kinetischen Energie beaufschlagt, dass der Schrott entlang der Vorderkante des Ambosses bricht. Der Amboss ist derart vorgesehen, dass er am Ende einer Schrägfläche angeordnet ist, so dass der Schrott mit kontrollierter Geschwindigkeit in den Bereich der Hämmer geführt werden kann. Die abgetrennten Materialstücke des Schrottes werden durch einen Oberrost geschleudert. Hierbei werden diese Materialstücke an einem Prallwinkel nachzerkleinert. Werkzeuge für derartige Hammermühlen sind in vielfältiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt.
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Beispielsweise beschreibt die
DE 28 41 390 A1 ein drehendes, durch Prallwirkung arbeitendes Malwerkzeug, beispielsweise einen Hammer einer Hammermühle, welches die Form eines rechteckigen Quaders aufweist.
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Weiterhin ist aus der
DE 20 2013 104 078 U1 eine Welle für eine Zerkleinerungsvorrichtung bekannt, bei der über die gesamte wirksame Länge der Welle austauschbare Werkzeuge mit der Welle verbunden sind. Jades Werkzeug weist eine segmentartige Ausgestaltung auf. Mehrere einzelne und identisch ausgebildete Werkzeuge sind über den Umfang und in Axialrichtung der Welle verteilt in Aufnahmen der Welle an dieser formschlüssig befestigt, wobei jedes Werkzeug eine Mehrzahl von Zähne aufweist, die auf das zu zerkleinernde Gut einwirken.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die AUFGABE zugrunde, ein gattungsgemäßes Werkzeug sowie eine gattungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass die gesamte Axiallänge der Welle für den Zerkleinerungsvorgang genutzt werden kann, gleichzeitig die vorteilhaften Wirkungen der an der Welle schwingend angeordneten Hämmer genutzt werden, wobei insbesondere das Werkzeug und die Zerkleinerungsvorrichtung kostengünstig herstellbar sein und ein vorteilhaftes Schwingungsverhalten aufweisen soll.
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Zur LÖSUNG dieser Aufgabenstellung ist bei einem erfindungsgemäßen Werkzeug vorgesehen, dass der Körper im Bereich seiner Mantelfläche zumindest zwei, in gleichmäßigem Abstand auf der Mantelfläche angeordnete Ausnehmungen aufweist, wobei die Ausnehmungen im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildet sind und im Bereich des Übergangs zur Mantelfläche eine Bruchkante aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug kann daher in einfacher Weise zwischen zwei benachbarten Hämmer auf der Welle der Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet werden und weist über seinen Umfang verteilt wirksame Bruchkanten im Übergang des Außenumfangs des Werkzeugs zu den Ausnehmungen auf, die den Zerkleinerungsvorgang unterstützen. Insbesondere werden die Werkzeug bei größerem Aufgabegut wirksam und dienen somit auch einer Vorzerkleinerung. Der Radius der Werkzeuge ist dabei kleiner als die Länge des Hammers.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist vorgesehen, dass sich die Ausnehmungen über die gesamte Länge des Körpers erstrecken, so dass eine große wirksame Bruchkante ausgebildet wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass im Bereich einer Ausnehmung eine Öse für ein anzuschlagendes Hebezeug angeordnet ist. In Abhängigkeit des Gewichts der Werkzeuge können diese bei der Demontage bzw. Montage besser gehandhabt werden. Es können verschiedene Hebezeuge verwendet werden.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Körper drehfest auf der Welle festlegbar ist.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest zwei, insbesondere drei Schichten auf, die getrennt voneinander ausgebildet sind und mit ihren Auflageflächen aneinander anliegen. Die Verbindung der Schichten erfolgt durch ein Befestigungselement, welches eine Öffnung in den Schichten durchgreift. Vorzugsweise sind die Schichten identisch ausgebildet, so dass die Öffnungen in den Schichten koaxial zueinander ausgerichtet sind. Jedes Werkzeug weist bevorzugt drei Öffnungen auf. Ergänzend ist eine zentrale Öffnung zur Aufnahme der Welle vorgesehen.
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Durch die Verbindung der beiden, insbesondere der drei Schichten mittels eines Befestigungselementes und hierbei kann es sich bevorzugt um ein Niet handeln, besteht der Vorteil, dass die Schichten zur Verbesserung des Schwingungsverhaltens beim Auftreffen des Werkzeugs auf das zu zerkleinernde Aufgabegut relativ zueinander bewegbar sind. Die Bewegbarkeit der Schichten ist zwar denkbar gering, dennoch reicht diese Bewegbarkeit aus, um das Schwingungsverhalten zu verbessern, das heißt, dass das Werkzeug auf des zu zerkleinernde Aufgabegut auftrifft und die gesamte kinetische Energie aufgrund verringerter Schwingungen in das zu zerkleinernde Aufgabegut eingeleitet wird. Hierdurch wird auch der Vorteil erzielt, dass Schwingungen nur noch im verringerten Umfang in die Welle übertragen werden, so dass deren Lebensdauer vergrößert werden kann. Auch die Lagerung der Welle, von denen in einer Hammermühle mehrere angeordnet sind, werden durch die Verringerung der Schwingungen geschont, so dass deren Lebensdauer verlängert wird.
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Wie bereits voranstehend ausgeführt hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Befestigungselement als Niet auszubilden. Ein derartiges Niet ist in einfacher Weise herstellbar und somit preisgünstig. Desweiteren bietet ein Niet den Vorteil einer Übertragung hoher Axialkräfte, während gleichzeitig ein geringerer Spaltraum zwischen der Nietaußenmantelfläche und den Innenmantelflächen der Bohrung, welche das Niet aufnimmt, das Schwingungsverhalten der Schichten zueinander verbessert.
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Bevorzugt wird der Körper aus drei Schichten ausgebildet, wobei die beiden äußeren Schichten Insbesondere identisch ausgebildet sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sämtliche Schichten identisch ausgebildet sind oder dass lediglich eine der äußeren Schichten von den beiden weiteren Schichten abweicht. Die Abweichungen sind beispielsweise im Material möglich, so dass die Schichten hinsichtlich ihrer Abriebfestigkeit unterschiedlich ausgebildet sind, um bestimmte Formgebungen beim Verschleiß zu erzielen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die mittlere Schicht mehrlagig ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung dient dem weiteren Zweck, auch die mittlere Schicht in einfacher Weise in unterschiedliche Abriebfestigkeiten zu unterteilen. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, dass die Körper des Werkzeuges aus wenigen Bauteilen in unterschiedlichen Materialstärken ausgebildet werden können. Es wird ein Baukastensystem möglich.
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Es ist weiterhin gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Körper symmetrisch ausgebildet ist. Durch die symmetrische Ausgestaltung des Körpers kann dieser bei einseitigem Verschleiß um 180° gedreht auf der Welle montiert werden, so dass anschließend mit der noch nicht verschlissenen Fläche bzw. Bruchkante des Körpers gearbeitet wird, bis auch diese Fläche entsprechend verschlissen ist, dass des Werkzeug auszutauschen ist.
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Vorzugswelse sind bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug drei Befestigungselemente vorgesehen. Diese Befestigungselemente sind in entsprechenden Öffnungen angeordnet, wobei die Befestigungselemente bevorzugt oberflächenbündig mit der Auflagefläche einer jeden Schicht und einer parallelen Außenfläche abschließen. Die Anordnung von zwei Befestigungselementen hat den Vorteil, dass bei einem Werkzeug mit zunehmendem Verschleiß und dem möglichen Verlust eines Befestigungselements aufgrund des Verschleißes ein weiteres Befestigungselement den Zusammenhalt der Schichten ermöglicht, so dass das Werkzeug nach Erreichen einer Verschleißgrenze der ersten Arbeitsfläche gedreht und eingesetzt werden kann bis auch die zweite Arbeitsfläche verschlissen ist.
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Bevorzugt sind die Befestigungselemente bei einem erfindungsgemäßen Werkzeug im Bereich zwischen den Ausnehmungen angeordnet, wobei die Befestigungselemente in gleichmäßigen Abständen auf einem Kreis und in gleichen Radien angeordnet sind. Sobald nun die Arbeitsfläche bzw. die Bruchkante einen Verschleiß erreicht hat, bei dem das Material des Werkzeuges bis zur Bohrung abgerieben ist, öffnet bei einer weiteren Verwendung des Werkzeuges die Bohrung und des Befestigungselement, nämlich des Niet fällt heraus. Hierdurch bildet sich eine neue Schlagkante aus, die es ermöglicht, das Werkzeug länger erfolgreich einzusetzen, so dass die erforderliche Zerkleinerung erzielt wird. Erst wenn dann auch die neue Schlagkante verschlissen ist, wird das Werkzeug gedreht und mit der zweiten Arbeitsfläche bzw. Bruchkante eingesetzt, bis auch diese soweit verschlissen ist, dass auch das zweite bzw. dritte Befestigungselement, nämlich das zweite bzw. dritte Niet aus der dann geöffneten Öffnung herausfällt. Ab diesem Zeitpunkt ist dann ein Wechsel des Werkzeugs vorgesehen.
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Vorzugsweise weist die Öffnung für die Aufnahme der Achse einen Durchmesser auf, der größer ist als der der Achse, so dass zwischen der Mantelfläche der Achse und der Innenfläche der Öffnung ein Spaltraum ausgebildet ist. Dieser Spaltraum dient der relativen Bewegbarkeit des Werkzeugs um die Achse, so dass das Werkzeug bei Schlageinwirkung geringfügig zur Achse bewegbar ist, um die Einleitung von Kraftspitzen zu vermeiden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Durchmesser der Öffnung in der mittleren Schicht größer ist, als der Durchmesser der Öffnungen in den äußeren Schichten. Schließlich ist vorgesehen, dass in die Öffnungen der Schichten eine Buchse eingesetzt und vorzugsweise mit den Schichten verbunden ist, die an den Innenmantelflächen der Öffnungen in den Schichten anliegt. Die Buchse dient zum einen der Reibungsverminderung in diesem Bereich und zum anderen dem Festlegen der Schichten in Axialrichtung zueinander.
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Bei einem erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung ist zur Lösung der Aufgabenstellung vorgesehen, dass zwischen den Hämmern ein Werkzeug zur Zerkleinerung von Metall, Gestein, Kunststoff, Glas oder dergleichen angeordnet ist, wobei das Werkzeug aus einem im Wesentlichen zylindrischen Körper besteht, der eine in Längsachsenrichtung verlaufende Bohrung zur Aufnahme der Welle und im Bereich seiner Mantelfläche zumindest zwei, in gleichmäßigem Abstand auf der Mantelfläche angeordnete Ausnehmungen aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Hammermühle in teilweise geschnitten dargestellter Seitenansicht;
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2 ein Werkzeug gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht;
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3 das Werkzeug gemäß 2 in Seitenansicht;
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4 das Werkzeug gemäß den 2 und 3 in geschnitten dargestellter Seitenansicht entlang der Schnittlinie IV-IV in 3 und
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5 das Werkzeug gemäß den 2 bis 4 in Draufsicht;
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1 zeigt eine als Hammermühle 1 ausgebildete Zerkleinerungsvorrichtung, deren nachfolgende Bestandteile im wesentlichen beschrieben werden. Die Hammermühle 1 weist ein Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 ist ein Rotor 3 drehbar gelagert, der eine angetriebene Welle 4 aufweist. Parallel zur Welle 4 verlaufend sind in dem Rotor 3 im dargestellten Ausführungsbeispiels sechs Hammerachsen 5 angeordnet, die jeweils zumindest ein Werkzeug 6 in Form eines Hammers tragen, wobei des Werkzeug 6 um die Hammerachse 5 drehbar gelagert ist.
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Unterhalb des Rotors 3 ist ein Rost 7 angeordnet, über das ein zerkleinertes Aufgabegut nach Erreichen einer Stückgröße abgeführt wird, welche den Durchtritt durch das Rost 7 ermöglicht.
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Dem Rotor 3 vorgeschaltet ist eine Zuführschurre 8, an deren dem Rotor zugewandten Ende ein Amboss 9 angeordnet ist. Der Amboss 9 ist derart angeordnet, dass die Werkzeuge 6 bei einer Rotation der Welle 4 und dabei durch die Zentrifugalkraft ausgeschwenkten Werkzeugen 6 an einer freien Kante des Amboss 9 vorbeigeführt werden. Zwischen dem Amboss 9 und einer nachfolgend noch zu beschreibenden Arbeitsfläche des Werkzeugs 6 wird im Ausgangszustand ein geringer Spaltraum ausgebildet, so dass ein über die Zuführschurre 8 dem Amboss 9 zugeführtes Aufgabematerial, beispielsweise ein flächiges Schrottelement durch des Einwirken der Werkzeuge 6 an der Kante des Amboss 9 abgeschlagen wird.
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Auf jeder Hammerachse 5 sind mehrere derartiger Werkzeuge 6 nebeneinander angeordnet, so dass die Werkzeuge 6 über die gesamte Breite der Zuführschurre 8 beziehungsweise des Amboss 9 auf das Aufgabegut einschlagen.
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Im Übrigen entspricht die Wirkungsweise der in 1 dargestellten Hammermühle 1 den an sich bekannten Hammermühlen und nachfolgend wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein Werkzeug 6 detailliert beschrieben.
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Ergänzend zu den Werkzeugen 6 weist die Hammermühle 1 Werkzeuge 60 auf, die jeweils zwischen zwei benachbarte angeordneten Werkzeuge 6 auf der Welle 4 angeordnet sind und in den 2 bis 5 dargestellt und nachfolgend beschrieben sind.
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Jedes Werkzeug 60 gemäß den 2 bis 5 besteht aus einer mittleren Schicht 10 und zwei äußeren Schichten 11. Die mittlere Schicht 10 weist zwei Auflageflächen auf. Jede äußere Schicht 11 weist eine Auflagefläche auf, die rechtwinklig in eine Seitenfläche 14 der äußeren Schicht 11 übergeht. Eine Außenfläche 13 kann über eine Phase in die Seitenfläche 14 der äußeren Schicht 11 übergehen, so dass eine in diesem Bereich angeordnete Kante gebrochen ausgebildet ist.
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Es ist erkennbar, dass die mittlere Schicht 10 gegenüber den äußeren Schichten 11 mit einer geringeren Materialstärke ausgebildet ist. Desweiteren weist die mittlere Schicht 10 ergänzend eine Anhängevorrichtung 16 auf, die beispielsweise dem Anschlagen eines nicht näher dargestellten Hebezeuges, wie beispielsweise eines Krans oder eines Greifzugs dient, um das Werkzeug 60 bei der Montage auf der Welle 4 zu halten.
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Die Anhängervorrichtung 16 ist einstückig mit der mittleren Schicht 10 ausgebildet.
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Ergänzend ist erkennbar, dass das Werkzeug 60 eine Öffnung 17 in Form einer Bohrung aufweist. Die Öffnung 17 dient der Aufnahme der Hammerachse 5, auf der das Werkzeug 60 drehfest angeordnet ist. Im Bereich der beiden äußeren Schichten 11 weist die Öffnung 17 im Bereich der Außenflächen 13 eine Bohrungserweiterung 18 auf. Diese Bohrungserweiterungen 18 können beispielsweise dazu dienen, dass eine nicht näher dargestellte Buchse in die Öffnung 17 eingesteckt ist und sich derart an die Bohrungserweiterung 18 anlegt, dass die Buchse nicht über die Außenflächen 13 vorsteht, dennoch aber die drei Schichten, nämlich die mittlere Schicht 10 und die beiden äußeren Schichten 11 miteinander verbindet, so dass die mittlere Schicht 10 und die beiden äußeren Schichten 11 in Axialrichtung der Öffnung 17 unbewegbar sind.
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Es ist erkennbar, dass das Werkzeug 60 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Das Werkzeug 60 weist eine im runde Form auf. Das Werkzeug 60 weist einen Körper 61 auf, der im Bereich seiner Mantelfläche 62 fünf, in gleichmäßigem Abstand auf der Mantelfläche 62 angeordnete Ausnehmungen 63 aufweist, wobei die Ausnehmungen 63 im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind und im Bereich des Übergangs zur Mantelfläche 62 eine Bruchkante 64 aufweisen. Die Ausnehmungen 63 erstrecken sich über die gesamte axiale Länge des Körpers 61. Hiervon ausgenommen ist die Ausnehmung 63 mit der darin angeordneten Anhängevorrichtung 16.
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Ausgehend von der Öffnung 17 in Richtung auf die Mantelfläche 62 des Werkzeugs 60 sind drei weitere Öffnungen 20 in Form von Bohrungen vorgesehen, die der Aufnahme eines nicht näher dargestellten Befestigungselements, nämlich eines Niets dienen, um die mittlere Schicht 10 mit den beiden äußeren Schichten 11 zu verbinden.
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Die Öffnungen 20 sind in Übereinstimmung mit der Öffnung 17 ausgebildet und weisen somit ebenfalls Bohrungserweiterungen im Bereich der beiden Außenflächen 13 auf, so dass ein eingesetztes Niet an den Flächen dieser Bohrungserweiterungen anliegt und nicht über die Außenflächen 13 hervorsteht. Dies dient dazu, dass bei sehr eng nebeneinander angeordneten Werkzeugen 6 und 60 auf der Hammerachse 5 ein die Bewegungen der Werkzeugs 6 relativ zur Hammerachse 5 und relativ zum Werkzeug 60 beeinträchtigendes vorstehendes Niet vermieden wird, welches darüber hinaus bei den hier gegebenen Bewegungen und Bewegungsgeschwindigkeiten unter diesen Umständen sehr schnell zerstört werden könnte, so dass die Verbindung zwischen den Schichten 10, 11 aufgehoben wird. Ferner könnte ein überstehendes Niet auch zwischen benachbarten Werkzeugen 6 und 60 angeordnete Zwischenwände beschädigen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hammermühle
- 2
- Gehäuse
- 3
- Rotor
- 4
- Welle
- 5
- Hammerachse
- 6
- Werkzeug
- 7
- Rost
- 8
- Zuführschurre
- 9
- Amboss
- 10
- mittlere Schicht
- 11
- äußere Schicht
- 13
- Außenfläche
- 14
- Seitenfläche
- 16
- Anhängervorrichtung
- 17
- Öffnung
- 18
- Bohrungserweiterung
- 20
- Öffnung
- 60
- Werkzeug
- 61
- Körper
- 62
- Mantelfläche
- 63
- Ausnehung
- 64
- Bruchkante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2841390 A1 [0004]
- DE 202013104078 U1 [0005]
