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Die Erfindung betrifft eine Hack- oder Mulchvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
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Es ein Rotor einer Zerkleinerungsmaschine bekannt,
DE 10 2009 034 457 B4 , der eine Trommel aus mehreren Rotorscheiben aufweist, mit mehreren auf einem äußeren Radius achsparallel zu einer Drehachse der Trommel auf Halteachsen angeordneten ein- oder mehrteiligen Schlagwerkzeugen, wobei diese entweder fest oder um die Halteachsen herum verschwenkbar ausgebildet sind.
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Die Vorteile von feststehenden Schlagwerkzeuge bestehen in der Regel darin, dass sie zwischen zwei Halteachsen festgelegt sind und so eine sehr hohe Schlagkraft verwirklichen können, da die gesamte Masse der Trommel für die Zerkleinerung von zu schredderndem Material genutzt wird. Weiterhin ist ein definierter Schnitt möglich, da vor dem eigentlichen Schlagwerkzeug ein Abweiser angeordnet ist. Nachteilig ist jedoch, dass ihr hohes Gewicht die Montage erschwert und dass solche festen Schlagwerkzeuge sehr empfindlich sind gegenüber Fremdmaterial und sonstigen Störstoffen, denen sie nicht ausweichen können, sodass dieses oftmals zum vollständigen Not-Stopp eines Hack- oder Mulchvorganges und sogar zur Zerstörung einzelner Werkzeuge kommt, weswegen oftmals aufwendige Bruchsicherungen verbaut werden. Es besteht also ein hohes Schadensrisiko und dadurch auch ein erhebliches finanzielles Risiko. Frei verschwenkbare Werkzeuge haben diesen Nachteil jedoch nicht, da sie solchem Fremdmaterial und Störstoffen entgegen der Trommeldrehrichtung ausweichen können und damit unempfindlich sind gegenüber Störstoffen. Sie besitzen jedoch den Nachteil, dass ihre Schlagkraft erheblich niedriger ist, da sie im Wesentlichen ihre eigene Masse und nur zum Teil die Energie einer Trommel mit nutzen können. Zudem ist die Qualität des Outputmaterials schlecht, da es vor den Schlagwerkzeugen keine Abweiser gibt, um einen Schnitt genau zu definieren.
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Es ist eine langsamlaufende Hammermühle zur Zerkleinerung von Holzspänen bekannt,
US 5 842 653 A , die Schlagwerkezuge aufweist, die verschwenkbar an einer Trommel angelenkt sind, deren fliehkraftbedingte Schwenkbewegungen nach außen um ihre Halteachsen durch Anschläge blockiert sind, wobei diese Anschläge fix sind, wodurch die Schlagwerkezuge nicht optimal auf das zu zerkleinernde Material abgestimmt werden können.
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Weiterhin ist ein Werkzeug für eine rotierenden Zerkleinerungsmaschine bekannt,
DE 10 2017 105 283 A1 , das einen ortsfesten Grundkörper und einen darin freischwingenden Schlagkopf aufweist, wobei dieser nach einer Überlastung hinter die Kontur des Rotors der Zerkleinerungsmaschine einschwenkt und so bis zu einer Revision gehalten wird, was möglicherweise gar nicht erforderlich ist, aber trotzdem zu einem Stillstand und Instandsetzung der Zerkleinerungsmaschine führt.
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Bekannt ist auch ein Schneidkörper eines Rotationswerkzeuges
DE 43 27 120 C1 , mit einem schwingen könnenden Schneidenhalter, dessen Verdrehung entgegen der Drehrichtung des Rotors allerdings begrenzt ist und der deswegen einer Überlastung nicht ausweisen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hack- oder Mulchvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die nur die Vorteile des feststehenden Werkzeuges aufweist und die die Nachteile eines schwingfähigen Werkzeuges behebt. Auf die Verwendung von nach Überbelastung auszutauschenden Bruchsicherungen soll verzichtet werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Patentanspruches erfindungsgemäß zusammen mit den technischen Merkmalen dessen kennzeichnenden Teils, wobei die Hack- oder Mulchvorrichtung aus einer Trommel mit mehreren auf einem äußeren Radius achsparallel zu einer Drehachse der Trommel auf Halteachsen angeordneten ein- oder mehrteiligen Schlagwerkzeugen besteht, von denen jeweils mindestens ein Schlagwerkzeug um seine Halteachse herum verschwenkbar ist, und die Halteachsen in Drehrichtung der Trommel vor den Schwerpunkten S der beweglichen Schlagwerkzeuge und auf kleineren Rotationsradien rH als die Rotationsradien rs der Schwerpunkte S um die Drehachse der Trommel angeordnet sind und die fliehkraftbedingte Schwenkbewegung der beweglichen Schlagwerkzeuge in Drehrichtung der Trommel um ihre Halteachsen durch Anschläge blockiert ist, wobei die Anschläge an der Trommel oder an feststehenden trommelfesten Teilen der Schlagwerkzeuge angeordnet sind und die Problemlösung dadurch erfolgt, dass die Anschläge verstellbar ausgebildet sind und die Schlagwerkzeuge in Drehrichtung der Trommel in verschiedenen Anstellwinkeln einstellbar sind.
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Die Rotation der Trommel um ihre Drehachse führt im Schwerpunkt S des verschwenkbar ausgebildeten Schlagwerkzeuges zu einer Fliehkraft, die ohne eine solche Blockage den Schwerpunkt S auf eine radiale Linie von der Drehachse der Trommel durch die Schwenkachse des Schlagwerkzeuges bewegen würde. Da der Anschlag eine solche Ausgleichsbewegung jedoch verhindert, entsteht in Drehrichtung der Trommel um die Halteachse ein Drehmoment, bzw. eine „zentrifugale Vorspannung“ welche von dem trommelfesten Anschlag oder dem Anschlag des festen Schagwerkzeuganteils abgestützt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein ansonsten frei schwingen könnendes Werkzeug nun in Arbeitsrichtung quasi als feststehendes Werkzeug fungiert und eine gegen das zu schreddernde Material höhere Schlagkraft aufweist als ein normalen frei schwingendes Werkzeug und welches nur bei einer Überlast entgegen der Arbeitsdrehrichtung nach hinten ausschwenken kann, aber danach sofort wieder in seine optimale Arbeitsposition zurück verschwenkt. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einem solchen verschwenkbaren Werkzeug mit zunehmenden Verschleiß eines Schlagmessers sich der gesamte Schwerpunkt des verschwenkbaren Schlagwerkzeuges entgegen der Drehrichtung nach hinten verschiebt, sodass das Drehmoment, mit dem das Schlagwerkzeug gegen den Anschlag gedrückt wird, weiter zunimmt. So wird die wegen des verschlissenen Messers abnehmende Schneidleistung kompensiert und die Einsatzdauer der Hack- oder Mulchvorrichtung verlängert, wodurch diese auch wirtschaftlicher arbeitet.
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Die Anschläge sind entweder unmittelbar an der Trommel angeordnet, sodass aus einem frei schwingen könnendem Schlagwerkzeug auf einfachste Art und Weise ein in Arbeitsrichtung feststehendes Werkzeug zur Verfügung erzeugt ist, oder an feststehenden Teilen von mehrteiligen Schlagwerkzeugen, sodass eine Trommel selbst nicht weiter bearbeitet werden muss, wodurch deren Einsatzgebiet nicht beschränkt, sondern wesentlich erweitert wird, da feste, frei schwingende oder teilweise schwingende Schlagwerkezuge wahlfrei darin eingesetzt werden können.
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Diese erfinderische Lösung gilt auch für Schlegelmulcher, deren einteilige Schlagwerkzeuge als Schlegel ausgebildet sind, deren Schwenkbewegungen in Hauptdrehrichtung des Schlegelmulchers durch Anschläge begrenzt sind, wobei die Schlegel bei Überlastung entgegen der Hauptdrehrichtung um ihre Schwenkachsen nach hinten schwenken und abtauchen können.
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Die erfinderische Vorrichtung arbeitet somit ohne eine mechanische Bruchsicherung, wie z.B. Scherbolzen, und benötigt deswegen auch keinen weiteren Wartungsaufwand. Da es keine Verzögerungen beim Zurückschwenken eines schwenkbaren Werkzeuges gibt, entstehen auch keine Folgeschäden an der erfinderischen Vorrichtung.
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Bei dem erfinderischen Rotors einer Zerkleinerungsmaschine sind die Anschläge zusätzlich noch verstellbar ausgebildet sind, sodass die Schlagwerkzeuge in oder entgegen der Drehrichtung der Trommel in verschiedenen Anstellwinkle eingestellt werden können, um beispielsweise die Schlagwerkzeuge optimal auf die zu zerkleinernden Materialien abstimmen zu können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Anschläge mit verstellbare Anschlagschrauben ausgestattet, die sich entgegen der Schwenkrichtung der Schlagwerkzeuge daran abstützen und je nach Verdrehrichtung den wirksamen Arbeitswinkel der Schlagmesser der Schlagwerkzeuge vergrößern oder verringern. Eine solche Einstellbarkeit kann jedoch auch durch exzentrisch gelagerte Anschläge, die entsprechend verdrehbar sind, ausgebildet sein oder aber durch austauschbare Anschläge in verschiedenen Ausführungsformen oder auch durch unterschiedlich große Aufsätze auf feststehenden Anschlägen, sodass hier eine Großzahl der unterschiedlichsten Variationsmöglichkeiten alternativ oder gemeinsam angewandt werden kann.
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Besonders bevorzugt ist des Weiteren eine Ausführungsform der Erfindung, bei dem das ortsfeste Schlagwerkzeug mit in Größe, Dicke und/ oder im Anstellwinkel differierenden austauschbaren Prallblechen ausgestattet ist, sodass die gesamte Hack- oder Mulchvorrichtung weiter auf das zu schreddernde Material optimiert eingestellt werden kann. Durch den Einsatz von unterschiedlichen Prallblechen kann der Vorgriff eines Schlagwerkzeuges und somit die Korngröße des Outputmaterials aktiv beeinflusst werden, ohne das feststehende Schlagwerkzeug wechseln zu müssen. Zudem können die beiden Baugruppen Schlagwerkzeug und Prallblech getrennt voneinander ersetzt werden, die bei bekannten Bauformen miteinander verschweißt sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Trommel aus mehreren Rotorscheiben und die Halteachsen bestehen aus durch die Rotorscheiben durchgesteckten Schlägerstangen, wobei ein bevorzugtes Schlägerwerkzeug aus einem festen Schlagwerkzeug und einem dagegen verschwenkbaren Schlagwerkzeug zusammengesetzt ist und sich das feste Schlagwerkzeug an zwei benachbarten Halteachsen der Trommel abstützt. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Schlagwerkzeuge an einer Hack- oder Mulchvorrichtung ganz wesentlich, da das Gesamtgewicht eines Schlagwerkzeuges auf zwei Teile aufgeteilt ist, sodass sie sich sehr viel einfacher und sicherer händeln lassen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines solchen festen Schlagwerkzeuges besteht dieses aus zwei voneinander beabstandeten Platten, die durch ein zylindrisches Bauteil miteinander verbunden sind, welches entweder unmittelbar den Anschlag für ein verschwenkbares Schlagwerkzeug bildet oder aber welches ein Gewinde für eine Schraube aufweist, deren Ende dann den Anschlag für das verschwenkbare Schlagwerkzeug darstellt.
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Hier ergibt sich bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bei Platten, die einseitig mit Aufnahmemäulern für Halteachsen und gegenüberliegend mit geschlossenen Ausnehmungen für weitere Halteachsen ausgestattet sind, eine vorteilhafte Ausgestaltung mit um die geschlossenen Ausnehmungen herumgeführten äußeren Auflagern, die zur Montage frei auf Aufnahmebuchsen der Trommel aufgelegt werden können, ohne dass sofort eine Halteachse oder Schlägerstange durch die Rotorscheiben oder die Trommel hindurchgesteckt werden muss, ebenso wie das verschwenkbare Werkzeug mit eigenen seitlichen Auflagern ausgestattet sein kann, die auf nach innen gerichtete Aufnahmebuchsen der beiden Platten des feststehenden Werkzeuges aufgesetzt werden können, sodass die Montage weiter wesentlich erleichtert wird.
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Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Prinzipskizze eines frei schwingen könnenden Schlagwerkzeuges und eines durch einen trommelfesten Anschlag blockierten Schlagwerkzeuges,
- 2 eine Prinzipskizze eines zusammengesetzten Schlagwerkzeuges aus einem festen und einem verschwenkbaren Schlagwerkzeug mit verstellbarem Anschlag,
- 3 eine räumliche Ansicht eines feststehenden Teiles eines mehrteiligen Schlagewerkzeuges,
- 4 das der 3 zugehörige verschwenkbare Schlagwerkzeug in räumlicher Ansicht, und
- 5 eine Seitenansicht der zusammengebauten Schlagwerkzeuge der 3 und 4.
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Die Hack- oder Mulchvorrichtung besteht aus einer Trommel 1, die sich auch aus mehreren Rotorscheiben zusammensetzen kann, mit mehreren auf einem äußeren Radius rH achsparallel zu einer Drehachse 2 der Trommel 1 auf Halteachsen 3 angeordneten ein- oder mehrteiligen Schlagwerkzeugen 4; 5; 6, von denen jeweils mindestens ein Schlagwerkzeug 4; 5 um seine Halteachse 3 herum verschwenkbar ist.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, sind die Halteachsen 3 in Drehrichtung der Trommel 1 vor den Schwerpunkten S der beweglichen Schlagwerkzeuge 4; 5 und auf kleineren Rotationsradien rH als von dem Rotationsradius rsder Schwerpunkte S um die Drehachse 2 der Trommel 1 angeordnet, sodass sich bei Drehung der Trommel 1 fliehkraftbedingt eine Schwenkbewegung der beweglichen Schlagwerkzeuge 4; 5 in Drehrichtung der Trommel 1 um die Halteachsen 3 erzeugt wird, die allerdings durch die Anschläge 8; 9; 10 blockiert ist, wodurch die an sich frei schwingen könnenden Schlagwerkzeuge in Arbeitsrichtung in einem optimalen Schnittwinkel vorgespannt gehalten werden, wodurch sich die mögliche Schlagkraft deutlich erhöht, aber das Schlagwerkzeug unverändert Störstoffen ausweichen und sich anschließend wieder an dem Anschlag abstützen kann.
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1 zeigt rechtseitig ein solches einteiliges Schlagwerkzeug 4, welches sich gegen ein Anschlag 8 abstützt, wohingegen linksseitig in 1 aus Erläuterungsründen ein einteiliges Schlagwerkzeug 4 dargestellt ist, welches freischwingend und bei Ausrichtung seines Schwerpunktes in einer radialen Flucht zwischen Rotationsachse 2 und Halteachse 3 einen zu geringen Schnittwinkel von 100° aufweisen würde, wohingegen ein optimaler Schnittwinkel im Bereich von 135° liegt.
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2 zeigt dagegen ein zweiteiliges Schlagwerkzeug aus einem feststehenden Teil des Schlagwerkzeuges 6 und einem dagegen beweglichen Schlagwerkzeug 5, wobei das feststehende Schlagwerkzeug 6 zwischen zwei Halteachsen 3 angeordnet ist und dabei einseitig mit einer Maulaufnahme 16 auf eine solche Halteachse 3 aufgeschoben ist und auf der gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 18 aufweist, durch die eine Halteachse 3 hindurchgeführt ist, die gleichzeitig die Schwenkachse für das verschwenkbare Schlagwerkzeug 5 bildet. Auch hier wird durch die Drehung der Trommel 1 fliehkraftbedingt durch die im Schwerpunkt S angenommenen Masse und die Kreisbeschleunigung eine Fliehkraft Fs erzeugt, die um den Hebelarm h um die Halteachse 3 ein in Drehrichtung der Trommel 1 gerichtetes Moment erzeugt, welches hier vom Anschlag 10 einer Anschlagschraube 11 am feststehenden Schlagwerkzeug 6 abgestützt wird, wobei sich die Anschlagschraube 11 in einen Querbolzen verdrehen lässt, sodass sich der Schlagwinkel des Schlagmessers auf zu schredderndes Material einstellen lässt. Des Weiteren ist das ortsfeste Schlagwerkzeug 6 mit einem in Größe, Dicke und/ oder Anstellwinkel differieren könnenden austauschbaren Prallblech 14 ausgestattet, sodass sich in Verbindung mit dem verstellbaren Schlagwinkel des Schlagwerkzeuges 5 eine optimale Einstellbarkeit und Anpassung der Hack- oder Mulchvorrichtung an das zu verarbeitende Schreddermaterial erzeugen lässt.
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Die Trommel 1 der Hack- oder Mulchvorrichtung kann aus mehreren Rotorscheiben bestehen und die Halteachsen 3 aus durch die Rotorscheiben durchgesteckten Schlägerstangen. Das feste Schlagwerkzeug 6 besteht, wie in 3 deutlich wird, aus zwei voneinander beabstandeten Platten 12; 13, die durch ein zylindrisches Bauteil miteinander verbunden sind, welches gleichzeitig den Anschlag 9 für das bewegliche Schlagwerkzeug 5 bildet oder aber, wie in 2 gezeigt, mit einer etwa tangential verlaufenden Anschlagschraube 11 ausgestattet ist. Zwischen den Platten 12; 13 ist ein Montageraum für das frei schwingen könnende Schlagwerkzeug 5 vorgesehen.
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Um die geschlossene Ausnehmung 18 des ortsfesten Schlagwerkzeuges 6 sind außen teilkreisförmig herum nach außen gerichtete Auflager 17 angeordnet, die mit Aufnahmebuchsen der Trommel 1 korrespondieren, sodass zur Montage des ortsfesten Schlagwerkzeuges 6 dieses dort einfach aufgelegt werden kann, ohne dass sie sofort mittels einer Schlägerstange befestigt werden müssten. Auf den nach innen gerichteten Seiten der beiden Platten 12; 13 des ortsfesten Schlagwerkzeuges 6 sind ebensolche Auflagerbuchsen 19 angeordnet, die für teilkreisförmige Auflager 20 des verschwenkbaren Schlagwerkzeuges 5, die um eine Ausnehmung 21 für die Halteachse 3 ausgebildet sind, zur Montage auf die Auflagerbuchsen 19 aufgelegt werden können, sodass sich die Montage der gesamten Hack- oder Mulchvorrichtung weiter deutlich vereinfacht.
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Das Schlagmesser 15 der Schlägerwerkzeuge 4; 5 ist in den Figuren ohne die zugehörigen Befestigungsvorrichtungen dargestellt, um die Figuren zu vereinfachen.
