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Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine mit einem Rotorsystem, insbesondere einen Messerringzerspaner, bei der das Aufgabegut pneumatisch im Wesentlichen in axialer Richtung durch eine Eintrittsöffnung in einen Zentralbereich eines Rotors gefördert und dort im Wesentlichen in radialer Richtung den kranzförmig um den Rotor angeordneten Zerkleinerungswerkzeugen zugeführt wird.
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Für die Herstellung z.B. von Spanplatten bzw. OSB-Platten ist es bekannt, Holz in länglichen, schlanken Spänen bereitzustellen. Hierzu benutzt man Messerringzerspaner, wie sie z.B. aus der
DE 32 47 629 bekannt sind.
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Das Aufgabegut, insbesondere das zu zerspanende Holz, wird bei dieser bekannten Vorrichtung zunächst über einen Einspeiseapparat insbesondere in Form eines Windsichters geführt. In diesem wird das Aufgabegut von oben nach unten durch eine Sichtpassage geleitet, in der verhältnismäßig schwere Teilchen ausgesondert werden. So wird das zu zerkleinernde Aufgabegut vorgereinigt. Der quergeführte Luftstrom, der die Sichtung bewirkt, dient dabei gleichzeitig als fördernde Kraft, die das Aufgabegut in Axialrichtung in den Zerkleinerungsraum der Zerkleinerungsmaschine befördert, insbesondere in den Zentralbereich des Rotors.
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Es ist bekannt, dass das Aufgabegut dort auf einen Rotor fällt und von diesem mit einer Vielzahl von umlaufenden, im Wesentlichen radial ausgerichteten Rotorschaufeln in Radialrichtung umgelenkt und an einem Messerkranz oder Messerring vorbeigeführt wird, der den Rotor konzentrisch umgibt. An den Messern des Messerringes bzw. Messerkranzes wird das Aufgabegut dabei zu den gewünschten länglichen Spänen verarbeitet.
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Es ergibt sich jetzt das Problem, dass das mit dem Luftstrom eingetragene Aufgabegut ständig in einem im Wesentlichen gleichen Bereich auf den Rotor fällt und somit vom Rotor immer in dem gleichen relativ begrenzten Bereich an den Messern des Messerringes vorbeigeführt wird, so dass die Messer in diesem begrenzten Bereich stärker verschleißen, während gleichzeitig in axial als auch in Umfangsrichtung danebenliegenden Bereichen die Messer kaum verschlissen sind.
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Um dieses Problem zu lösen wird beispielsweise in der Druckschrift
DE 198 48 233 vorgeschlagen, das pneumatisch in Axialrichtung zugeführte Aufgabegut über mehrere axial hintereinander gestaffelt angeordnete Prallscheiben mit jeweils zunehmenden Durchmessern in Radialrichtung umzulenken, um so das Aufgabegut über den gesamten axial zur Verfügung stehenden Bereich gleichmäßig zu verteilen. Aufgrund der gestaffelten Anordnung der Prallscheiben ergibt sich aber das Problem, dass axial zuströmendes Aufgabegut Flugbahnen von bereits in Radialrichtung umgelenktem Aufgabegut kreuzt und es somit zu Kollision von einzelnen Holzteilen kommen kann, was den störungsfreien Betrieb einer derartigen Zerkleinerungsmaschine entsprechend erschwert.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das axial eingeblasene Aufgabegut von den Prallscheiben jeweils nach unten abrutscht und somit die dort unten angeordneten Messer entsprechend stark beanspruchen, so dass diese am stärksten verschleißen, während seitlich und/oder oben angeordnete Messer weniger verschleißen. Man hat also einen über den Umfang des Messerrings ungleichmäßigen Verschleiß mit einem Maximum im unteren Bereich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der beschriebenen Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass das Aufgabegut nicht nur in dem unten liegenden Bereich auftrifft sondern möglichst im gesamten Umfangsbereich von Rotor bzw. Messerring der Zerkleinerung zugeführt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der das Aufgabegut zuführende Luftstrom zumindest im Bereich seines Eintritts in den Zentralbereich des Rotors eine Strömungskomponente in Umfangsrichtung aufweist.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Komponente in Umfangsrichtung der Luftstrom einen wirbelartigen Effekt hat und somit das Aufgabegut dabei nach außen in Radialrichtung geschleudert wird und somit im Zentralbereich über den gesamten Umfang verteilt wird, so dass das Aufgabegut nicht lediglich nur nach unten fällt.
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Durch die Strömungskomponente in Umfangsrichtung wird das Aufgabegut vielmehr gleichmäßig über den Umfang des Rotors verteilt und die für die Zerkleinerung notwendigen Messer, die über den Umfang angeordnet sind, verschleißen somit gleichmäßiger.
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Unter konstruktiven Aspekten wird bevorzugt, dass der das Aufgabegut transportierende Luftstrom durch einen in den Zentralbereich des Rotors hineinlaufenden Kanal geführt ist.
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Durch die Verwendung eines Kanals kann zum einen die Einleitung des Aufgabegutes in den Zentralbereich optimiert werden. Konstruktiv ist ein derartiger Kanal sehr gut als Rohr auszubilden, dessen Querschnitt vorzugsweise kreisförmig ist.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Ende des Kanals eine Umlenkplatte vorgesehen, die eine Neigung gegenüber der Rotationsachse bzw. Axialrichtung des Rotors aufweist.
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Mit einer solchen Konstruktion mit einer gegenüber der Rotationsachse des Rotors geneigten Umlenkplatte kann die Verteilung des Aufgabegutes zusätzlich in Axialrichtung des Rotors optimiert werden. Je nach Lage der Abgabestelle, an der das Aufgabegut im Wesentlichen in Tangentialrichtung von der geneigten Umlenkplatte abgegeben wird, wird es entsprechend der Neigung um mehr oder weniger als 90° umgelenkt und so in Axialrichtung des Rotors entweder nach vorne, zur Mitte oder nach hinten umgelenkt.
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In vorteilhafter Weise kann die Umlenkplatte auch rotierend ausgebildet sein. Hierdurch kann die Verteilung des Aufgabegutes weiter verbessert werden. In besonderer Weise ist die Umlenkplatte eigenständig rotierend, so dass die Drehbewegung, Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit der Umlenkplatte einstellbar ist.
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Um die Umlenkung des Aufgabegutes weiter zu unterstützen, kann bei einer speziellen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, in dem Kanal für den Luftstrom eine zur Umlenkplatte laufende Spülluftleitung zu integrieren. Die aus dieser Leitung austretende Spülluft wird dabei auf der dem Kanal zugewandten Seite der Umlenkplatte in Radialrichtung über die Umlenkplatte geführt und verbessert damit das Bewegen des Aufgabegutes in Radialrichtung entlang der Umlenkplatte. Außerdem bewirkt diese Spülluft auch einen Verschleißschutz für die Umlenkplatte.
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Auf der dem Kanal zugewandten Seite der Umlenkplatte kann entweder alternativ oder auch zusätzlich ein kegelartiger Konus vorgesehen sein, mit dem die Verteilung und Spreizung des Aufgabegutes weiter verbessert wird.
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Um dem Luftstrom, der das Aufgabegut in den Zentralbereich des Rotors fördert, die erfindungsgemäße Strömungskomponente in Umfangsrichtung zu verleihen, wird vorgeschlagen, dass in den Kanal tangential ein Zuführkanal mündet, durch den dem Luftstrom ein Nebenluftstrom zugeführt wird. Durch die tangentiale Zuführung des Nebenluftstroms wird dabei der Luftstrom innerhalb des Kanals mit einer zusätzlichen Bewegungskomponente in Umfangsrichtung versehen.
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Alternativ ist es auch möglich, den gesamten Luftstrom aus einer tangentialen Richtung in den Kanal einzuführen und ihn bei seiner Umlenkung in Axialrichtung somit mit einer Strömungskomponente in Umfangsrichtung zu versehen. Es ist dabei aber darauf zu achten, dass die dabei auftretenden auf das Aufgabegut wirkenden Zentrifugalkräfte nicht so groß werden, dass die einzelnen Teilchen des Aufgabegutes nach außen geschleudert und dort an einer z.B. durch ein Rohr gebildeten Kanalwandung übermäßig abgebremst werden.
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Es ist eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit, den im Wesentlichen in Axialrichtung verlaufenden Luftstrom an Leitelementen vorbeizuführen, die ihm eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung um seine Strömungsrichtung verleihen. Dabei können derartige Leitelemente turbinenblattmäßig ausgebildet sein und feststehen oder aber als Luftschaufeln selber rotieren und somit dem Luftstrom eine zusätzliche Strömungskomponente in Umfangsrichtung aufprägen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt:
- 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 von links;
- 3 eine Aufsicht der Vorrichtung gemäß 1;
- 4 eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß 2;
- 5 eine Ansicht einer Umlenkplatte gemäß der Linie V-V in 1;
- 6 eine alternative Ausführungsform eines Kanals;
- 7 eine weitere alternative Ausführungsform eines Kanals.
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In 1 erkennt man das Rotorsystem eines Messerringzerspaners in einer geschnittenen Seitenansicht.
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Bei diesem Rotorsystem wird ein Rotor 1 in Rotation versetzt. Die linke Seitenwand dieses Rotors 1 weist eine Eintrittsöffnung auf. Durch diese hindurch wird Aufgabegut 5 im Wesentlichen in Axialrichtung in den Zentralbereich 2 des Rotors 1 zugeführt und durch die Rotation des Rotors 1 mit außen in Radialrichtung ausgerichteten Rotorschaufeln 3 an nicht dargestellten, parallel zu den Rotorschaufeln 3 verlaufenden Messern vorbeigeführt. Dabei wird dieses Aufgabegut 5 in Form von Holz zu länglichen Spänen verarbeitet. Diese werden anschließend z.B. für die Herstellung von Spanplatten und/oder OSB-Platten benutzt.
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Das Aufgabegut 5 wird vorher über hier nicht dargestellte Bauelemente wie Rüttelwannen etc. von oben in einen Abwurfschacht 4 gegeben, in dem es entsprechend den dargestellten Pfeilen nach unten fällt.
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Am unteren Ende mündet der Abwurfschacht 4 in einen Kanal 6, das als Rohr durch die oben angesprochene Eintrittsöffnung in den Zentralbereich 2 des Rotors 1 geführt ist und dort an einer Umlenkplatte 7 endet. Dieser Kanal 6 hat einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt.
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Wie in der 2 zu erkennen ist, wird am unteren Ende des Abwurfschachtes 4 das dort ankommende Aufgabegut 5 in einen Luftstrom 8 eingeführt, der tangential in den Kanal 6 einströmt und dort so umgelenkt wird, dass er parallel zur Mittelachse 9 des Kanals 6 strömt, wobei er gleichzeitig eine Komponente in Umfangsrichtung erhält. Die Strömung innerhalb des Kanals 6 verläuft somit im Wesentlichen schraubengangförmig. Die in den Zentralbereich 2 des Rotors 1 eintretende Strömung hat also eine Komponente parallel zur Mittelachse 9 des Kanals 6 und andererseits eine Strömungskomponente 10 in dessen Umfangsrichtung.
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Da die Mittelachse 9 im Wesentlichen auf die Rotationsachse 11 des Rotors 1 ausgerichtet ist, wird das von der wirbelartigen Strömung innerhalb des Kanals 6 getragene Aufgabegut 5 dem Wirbel folgend am Ende des Kanals 6 im Zentralbereich 2 des Rotors 1 über dessen Umfang verteilt auf dieses aufgegeben.
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Über die Umlenkplatte 7 wird dabei sichergestellt, dass die Strömung aus der Richtung parallel zur Mittelachse 9 radial umgelenkt wird. Der Durchmesser der Umlenkplatte 7 entspricht dabei in etwa dem Durchmesser des Kanals 6 bzw. ist ein kleines bisschen größer als dieser.
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Wie in der 1 zu erkennen ist, ist die am Ende des Kanals 6 im Zentralbereich 2 des Rotors 1 angebrachte Umlenkplatte 7 auch mit einer Neigung gegenüber der Rotationsachse 11 ausgebildet, so dass über den damit geneigten Umfang der Umlenkplatte 7 das Aufgabegut 5 je nach Position seiner Abgabe über den Umfang in unterschiedliche axiale Bereiche des Rotors 1 ausgegeben wird. Damit wird der Bereich der Einbringung des Aufgabegutes in axialer Richtung erheblich gespreizt.
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Auf ihrer dem Kanal 6 zugewandten Seite trägt die Umlenkplatte 7 einen kegelförmigen Konus 12, über die die radiale Umlenkung des Aufgabegutes 5 verbessert wird. Dabei wird über eine Spülluftleitung 13, die parallel zur Mittelachse 9 des Kanals 6 verläuft, zusätzlich Spülluft 15 auf den Konus 12 aufgegeben, wodurch das dort auftreffende Aufgabegut 5 noch besser umgelenkt, verteilt und sein Aufgabebereich ausgeweitet wird.
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Die Menge an Spülluft 15 kann dabei über eine Klappe 14, die in die Spülluftleitung 13 integriert ist, bedarfsweise gesteuert werden.
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In der 4 ist noch eine alternative Ausführungsform dargestellt, wie ein Abwurfschacht 4 an einen Kanal 6 angeschlossen werden kann. Während in der 2 das Aufgabegut 5 in einen im Wesentlichen in gleicher Richtung strömenden Luftstrom 8 zugegeben wird, wird bei einer Ausführungsform gemäß der 4 der Luftstrom 8 vorzugsweise quer oder in seiner Einströmrichtung verstellbar zur Zuführrichtung für das Aufgabegut 5 geführt, bevor er innerhalb des Kanals 6 in eine tangentiale Strömungsrichtung umgelenkt wird. Der Luftstrom 8 ist insbesondere in seiner Einströmrichtung zum Aufgabegut 5 gesehen und seiner Luftmenge steuer- oder regelbar, so dass die gewünschte Verwirbelung des Luftstromes 8 entsprechend erzielt werden kann.
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Durch eine entsprechende alternative Führung des Luftstromes 8 kann bedarfsweise die Vermischung des Aufgabegutes 5 mit der Luft des Luftstromes 8 angepasst werden.
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In der 5 erkennt man, wie an der Umlenkplatte 7 dort auftreffendes Aufgabegut 5 über den Konus 12 in Radialrichtung umgelenkt und dann in Tangentialrichtung abgegeben wird. Die Richtung und Geschwindigkeit des abgegebenen Aufgabeguts 5 kann dabei auch beeinflusst werden durch die Breite des Spaltes 16, der zwischen dem Ende des Kanals 6 und der Umlenkplatte 7 gebildet wird, wobei die Größe dieses Spaltes 16 durch eine Verstellung der Umlenkplatte 7 in Richtung der Mittelachse 9 des Rohres 6 justiert werden, sprich weiter oder schmaler gemacht werden kann.
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In den 6 und 7 sind alternative Ausführungsformen für die Kanäle 21, 22 dargestellt, mit denen das Aufgabegut 5 in den Zentralbereich 2 eines Rotors 1 geführt wird. Während in der 1 zu erkennen ist, dass die Mittelachse 9 des dort als Zuführkanal fungierenden Kanals 6 gegenüber der Rotationsachse 11 des Rotors 1 geneigt ist, verläuft bei den Ausführungsformen gemäß den 6 bzw. 7 die Mittelachse 18 bzw. 19 parallel zu der Rotationsachse 11 des Rotors 1. Die am Ende der in den 6 bzw. 7 dargestellten Kanäle 20 bzw. 21 vorhandenen Umlenkplatten 22, 23 sind also nicht nur gegenüber der Rotationsachse 11 sondern auch gegenüber den Mittelachsen 18 bzw. 19 der Kanäle 20 bzw. 21 geneigt.
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In der 6 ist dabei eine Ausführungsform dargestellt, in der die Umlenkplatte 22 von einer Stange 24 getragen wird, die über Abstandshalter 25 achsparallel zu der Mittelachse 18 fixiert ist. Diese Stange 24 wird in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung und somit schraubengangförmig von dem Luftstrom 26 umströmt, der das Aufgabegut 5 aus dem Abwurfschacht 4 aufnimmt. Der Luftstrom 26, der ursprünglich dabei eine Strömung nur parallel zur Richtung der Mittelachse 9 ist, bekommt dabei die Komponente in Umfangsrichtung durch den tangential einströmenden Luftstrom 8 aufgeprägt, der im hier dargestellten Beispiel zuvor das Aufgabegut 5 aufgenommen hat.
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Grundsätzlich könnte in diesem wie auch in den anderen hier dargestellten Beispielen das Aufgabegut 5 bereits auch dem im Wesentlichen in Axialrichtung durch den Kanal 20 strömenden Luftstrom 26 beigesetzt werden, der danach erst durch einen tangential als Nebenstrom einströmenden Luftstrom 8 eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung aufgeprägt bekommt. In einem solchen Fall würde statt des Abwurfschachtes 4 für das Aufgabegut 5 ein Zuführkanal für einen solchen Nebenluftstrom vorgesehen.
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In der 7 ist eine weitere alternative Ausführungsform zu der Ausführungsform gemäß 6 dargestellt. Hier wird die Umlenkplatte 23 über ein Spülluftleitung 27 getragen. Durch diese Spülluftleitung 27 strömt Spülluft 15 zu der Umlenkplatte 23 und wird dort in Radialrichtung umgelenkt, wobei sie Aufgabegut 5 in Radialrichtung mitreißt, das über den Luftstrom 8 eingetragen wird, der die Spülluftleitung 27 in Axialrichtung und in Umfangsrichtung also wieder schraubengangförmig zu der Umlenkplatte 23 hin umströmt.
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Auch in den Ausführungsformen gemäß den 6 und 7 sind die Umlenkplatten 22 bzw. 23 parallel zu den Mittelachsen 18 bzw. 19 verstellbar ausführbar, um somit den Spalt 16 zwischen ihnen und den Enden der Kanäle 20 bzw. 21 in seiner Breite bzw. Öffnungsweite einstellen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotor
- 2
- Zentralbereich
- 3
- Rotorschaufel
- 4
- Abwurfschacht
- 5
- Aufgabegut
- 6
- Kanal
- 7
- Umlenkplatte
- 8
- Luftstrom
- 9
- Mittelachse
- 10
- Strömungskomponente
- 11
- Rotationsachse
- 12
- Konus
- 13
- Spülluftleitung
- 14
- Klappe
- 15
- Spülluft
- 16
- Spalt
- 17
-
- 18
- Mittelachse
- 19
- Mittelachse
- 20
- Kanal
- 21
- Kanal
- 22
- Umlenkplatte
- 23
- Umlenkplatte
- 24
- Stange
- 25
- Abstandshalter
- 26
- Luftstrom
- 27
- Spülluftleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3247629 [0002]
- DE 19848233 [0006]
