Eine solche Zerkleinerungsmaschine besteht im wesentlichen aus einem zentralen
Einzugssystem mit einer eingebenden Zuführeinrichtung und einer ausgebenden
Abführeinheit für das zerkleinerte Holz. Zwischen dem Einzugssystem und der
Abführeinheit befindet sich ein Schneidwerk mit mindestens zwei gegenläufig
drehenden Hackrotoren oder mit einem Hackrotor und einer stehenden
Schneidleiste. Sowohl die drehenden Hackrotoren als auch die stehende Schneidleiste sind
mit Schneidelementen ausgerüstet, die in ihrer Form und in ihrer Anordnung in
entsprechender Weise aufeinander abgestimmt sind.
Es sind langsamlaufende Zerkleinerungsmaschinen für die Zerkleinerung von
grobem Abfallmaterial bekannt, die in der Regel mit einer Einzugseinrichtung
ausgerüstet sind, oder es sind schnelllaufende Zerkleinerungsmaschinen bekannt,
die wahlweise eine transportierende Zuführeinrichtung für das bereits
vorzerkleinerte Abfallmaterial aufweisen.
Eine solche Zerkleinerungsmaschine ist beispielsweise aus der DE 39 15 340 A1
bekannt, deren Verbrennungsmotor direkt das Schneidwerk mit seinem Hackrotor
und zusätzlich eine Versorgungspumpe einer hydraulisch betriebenen
Einzugseinrichtung für das zu zerkleinernde Abfallmaterial antreibt. Der hydraulische
Arbeitskreislauf für die Einzugseinrichtung besitzt einen hydraulischen
Steuerkreislauf, der aus einem den Zulauf zur Einzugseinrichtung proportional regelnden
Drosselventil und einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors gesteuerten
Steuerpumpe besteht. Damit wird die Vorschubgeschwindigkeit der
Einzugseinrichtung an die Drehzahl des Verbrennungsmotors angepasst, um eine
Überlastung des Verbrennungsmotors zu vermeiden.
Diese Zerkleinerungsmaschine hat zunächst den Nachteil, dass der Antrieb des
Schneidwerkes von der Verbrennungsmaschine und über ein mechanisches
Getriebe erfolgt. Solche Antriebe sind bekanntermaßen sehr aufwendig in der
technischen Umsetzung und daher kompliziert und teuer in der Herstellung. Solche
Antriebe besitzen weiterhin ein hartes Anlaufverhaltens und ein unkontrolliertes
Nachlaufverhalten.
Die DE 100 29 959 C1 der Anmelderin beschreibt nun eine schnelllaufende
Zerkleinerungsmaschine, die mit einem hydraulischen Antrieb für das Schneidwerk
ausgerüstet ist. Dieser hydraulische Antrieb besitzt Einrichtungen, die das
Auftreten von Druckspitzen bei den unterschiedlichsten Belastungsfällen verhindern und
damit die hydraulischen und mechanischen Baugruppen vor Überlast schützen.
Dazu gehört ein Druckbegrenzungsventil, dass die während des Betriebszustandes
am Hackrotor auftretenden Druckspitzen abbaut. Innerhalb dieser zulässigen
Druckveränderungen auftretenden Druckschwankungen werden durch einen
Pulsationsdämpfer ausgeglichen, der dem hydraulischen Kreislauf je nach dem
Belastungsfall Drucköl entnimmt oder zuführt. Als eine weitere Sicherheitsmaßnahme
befindet sich in der Vorlaufleitung zum Schneidwerk ein Drucksensor, der die
durch die Belastung am Schneidwerk auftretenden Druckänderungen erfasst und
über eine elektronische Steuerung die Förderleistung der Antriebspumpe an den
momentanen Belastungsfall anpasst.
Nachteilig ist hier der relativ hohe Geräteaufwand für die Überlastsicherungen,
der sich durch die Verwendung des Druckbegrenzungsventils, dem
Pulsationsdämpfer und dem Drucksensor mit der elektrischen Steuerung ergibt und der zu
erhöhten Herstellungskosten führt.
Ein funktioneller Nachteil ergibt sich dadurch, dass die Anpassung der
Förderleistung der Hydraulikpumpe an den momentanen Belastungsfall erst mit einer
zeitlichen Verzögerung erfolgt, weil die als Regeleinrichtung ausgelegte
Hydraulikpumpe örtlich zu weit von dem als Regelstrecke fungierenden Hackrotor entfernt
angeordnet ist. Wegen dieser Zeitverzögerung kommt es weiterhin zu störenden
Druckschwankungen im hydraulischen Kreislauf.
Diese Zerkleinerungsmaschine ist außerdem nicht für den Einsatz als
langsamlaufender Grobzerkleinerer geeignet, da sie keine Einzugseinrichtung besitzt.
Aus der DE-G 93 05 834.9 ist nun ein Langsamläufer bekannt, der ein
Schneidwerk mit zwei gegenläufig drehenden Hackrotoren besitzt, die jeweils in zwei
getrennten Kreisläufen von einem hydraulischen Motor angetrieben werden. Jeder
Kreislauf ist mit einem Drucksensor ausgerüstet, der bei einer erhöhten Belastung
des Hackrotors über eine Schalteinrichtung auf die Hydraulikpumpe einwirkt und
das Schneidwerk auf Reversierbetrieb umstellt. Eine zusätzliche
Schaltzähleinrichtung stellt den hydraulischen Antrieb der Zerkleinerungsmaschine gänzlich
ab, wenn der Reversierbetrieb unzulässig anhält.
Der Langsamläufer besitzt Messerwalzen mit mehreren mitdrehenden
Einzugshaken und eine hydraulische Nachschubeinrichtung zur Versorgung des
Schneidwerks mit grobem Abfallmaterial, die das eingegebene Abfallmaterial gegen die
Messerwalzen drückt.
Dieser Langsamläufer hat den Nachteil, dass die zyklische Arbeitsweise der
Nachschubeinrichtung und der ständige Reversierbetrieb mit seinen häufigen
Abschaltungen zu einem unkontinuierlichen Bearbeitungsablauf führt und damit
unwirtschaftlich wird. Außerdem treten wegen der vielen Belastungs-, Drehzahl-
und Drehrichtungsänderungen verstärkt Druckspitzen im hydraulischen Kreislauf
auf, die die vielen mechanischen und hydraulischen Baugruppen in unvertretbarer
Weise beanspruchen. Auch ist der Geräteaufwand hoch und damit die Herstellung
sehr teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße
Zerkleinerungseinrichtung zu entwickeln, die einen kontinuierlichen Bearbeitungsprozess
ermöglicht und Druckspitzen weitestgehend vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den
Unteransprüchen 2 und 3.
Der neue hydraulische Antrieb beseitigt die Nachteile des Standes der Technik.
So werden zunächst alle Vorteile eines hydraulischen Antriebs genutzt, in dem
sowohl das Schneidwerk als auch die Einzugs- und Zuführeinrichtung hydraulisch
angetrieben werden. Dabei können jeweils beide Arbeitskreisläufe als ein
geschlossener oder ein offener Kreislauf ausgelegt sein.
Von besonderem Vorteil ist auch, dass der hydraulische Arbeitskreislauf in
variabler Weise sowohl für eine Einzugseinrichtung für grobes Abfallmaterial als
auch für eine Zuführeinrichtung für bereits vorzerkleinertes Abfallmaterial
eingesetzt werden kann.
In jedem Fall wird vermieden, dass die Einzugs- und Zuführeinrichtung mehr
Material zur Verfügung stellt, wie das Schneidwerk zu zerkleinern in der Lage ist.
Auf Grund dieser leistungsmäßigen Abstimmung zwischen dem Schneidwerk und
der Einzugs- und Zuführeinrichtung werden schädigende Druckspitzen verhindert
und ein kontinuierlicher Bearbeitungsablauf ermöglicht. Dabei können alle
Steuerelemente als Proportional- oder als Schaltelemente ausgelegt sein.
Es ist aber besonders zweckmäßig, wenn alle erforderlichen Steuerelemente
Schaltelemente sind. Das vereinfacht den Aufbau des hydraulischen Kreislaufes,
ohne dass der kontinuierliche Bearbeitungsablauf behindert wird.
Der neue Antrieb zeichnet sich auch durch sehr geringe Reaktions- und damit
Schaltzeiten aus. Das ist in der Hauptsache darauf zurückzuführen, dass alle
Bauelemente des Steuerkreises in unmittelbarer Nähe zum Schneidwerk und zu den
Einzugswalzen und damit auch in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind.
Dazu trägt auch bei, dass der Steuerkreis als ein elektrischer Steuerkreis ausgelegt
ist.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Dazu zeigt die einzige Figur einen vereinfacht dargestellten Kreislauf für den
hydraulischen Antrieb einer langsamlaufenden Zerkleinerungsmaschine für die
Grobzerkleinerung.
Danach besteht der hydraulische Kreislauf der Zerkleinerungsmaschine aus einem
hydraulischen Arbeitskreislauf 1 für den Antrieb eines Schneidwerkes und aus
einem hydraulischen Arbeitskreislauf 2 für den Antrieb einer Einzugs- und
Zuführeinrichtung.
Der hydraulische Arbeitskreislauf 1 für den Antrieb des Schneidwerkes ist als ein
geschlossener Kreislauf ausgebildet und besteht aus einer Hydraulikpumpe 3, die
antriebsseitig mechanisch mit einem Elektro- oder Verbrennungsmotor 4
verbunden ist und einem Hydraulikmotor 5, der abtriebsseitig mechanisch mit einem
Schneidwerk 6 Verbindung hat. Die Hydraulikpumpe 3 und der Hydraulikmotor 5
stehen über eine Vorlaufleitung 7 und über eine Rücklaufleitung 8 miteinander in
hydraulischer Verbindung.
Der hydraulische Arbeitskreislauf 2 für den Antrieb der Einzugs- und
Zuführeinrichtung ist als ein offener Kreislauf ausgebildet. Zu diesem Arbeitskreislauf
gehört ein Öltank 9, der über eine Saugleitung 10 mit einer Hydraulikpumpe 11
verbunden ist. Von der Hydraulikpumpe 11 führt eine Vorlaufleitung 12 über ein
Wegeventil 13 in einer 4-Anschluss/3-Stellungs-Ausführung zu einem
Hydraulikmotor 14 für eine erste Einzugswalze 15 und zu einem Hydraulikmotor 16 für
eine zweite Einzugswalze 17. Beide Einzugswalzen 15 und 17 sind konstruktiv so
ausgelegt, dass sie gegensinnig drehen und das zu zerkleinernde Abfallmaterial
erfassen und zum Schneidwerk weitertransportieren. Dabei sind der
Hydraulikmotor 14 und die dazugehörende erste Einzugswalze 15 zum Hydraulikmotor 16 und
seiner zweiten Einzugswalze 17 hydraulisch parallel geschalten. Sowohl der
Hydraulikmotor 14 als auch der Hydraulikmotor 16 besitzen je eine Rücklaufleitung
18, die zunächst parallel geschalten sind und dann in eine als Sammelleitung
übergehen und über das Wegeventil 13 mit dem Öltank 9 verbunden sind. In dieser
Rücklaufleitung 18 befindet sich in Durchflussrichtung hinter dem Wegeventil 13
ein Rücklauffilter 19. Die zu den Hydraulikmotoren 14 und 16 führende
Druckleitung 12 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 20 ausgestattet.
Der hydraulische Arbeitskreislauf 1 für den Antrieb des Schneidwerks und der
hydraulische Arbeitskreislauf 2 für den Antrieb der Einzugs- und
Zuführeinrichtung sind antriebstechnisch miteinander verknüpft, in dem die Hydraulikpumpe 3
für das Schneidwerk 6 und die Hydraulikpumpe 11 für die Einzugs- und
Zuführeinrichtung mechanisch miteinander verbunden sind und somit vom gemeinsamen
Elektro- oder Verbrennungsmotor 4 angetrieben werden.
Der hydraulische Arbeitskreislauf 1 für den Antrieb des Schneidwerkes und der
hydraulische Arbeitskreislauf 2 für die Einzugs- und Zuführeinrichtung sind aber
auch steuerungs- und schaltungstechnisch miteinander verbunden.
So befindet sich in der Vorlaufleitung 7 des hydraulischen Arbeitskreislaufs 1 ein
Drucksensor 21 zur Überwachung der Druckverhältnisse im Bereich zwischen der
Hydraulikpumpe 3 und dem Hydraulikmotor 5. Dieser Drucksensor 21 ist auf
einen oberen Sollwert Pmax und auf einen unteren Sollwert Pmin eingestellt und
über eine elektrische Steuereinheit 22 mit der elektrischen Stelleinheit des
Wegeventils 13 verbunden.
Zur Zerkleinerung von groben Abfallmaterial, wie es beispielsweise Astmaterial
von Bäumen ist, wird dieses Astmaterial in den Einzugstrichter gegeben und dort
von zwei sich gegenläufig drehenden Einzugswalzen 15, 17 erfasst, komprimiert
und zum Schneidwerk 6 transportiert. Dort wird das Astmaterial zu kleinen
Schnitzeln in gewünschter Größe zerkleinert und so auf ein abführendes
Förderband abgelegt.
Wird mehr komprimiertes Astmaterial zur Verfügung gestellt, wie es das
Schneidwerk 6 verarbeiten kann, dann steigt die Belastung am Schneidwerk 6 und
damit der Druck in der Vorlaufleitung 7 des hydraulischen Arbeitskreislaufes 1
für das Schneidewerk 6. Erreicht dieser hydraulische Druck den am Drucksensor
21 eingestellten oberen Schaltpunkt Pmax, dann produziert der Drucksensor 21
ein entsprechendes elektrisches Signal, dass sich über die Steuereinheit 22 auf die
elektrische Steuereinheit des Wegeventils 13 überträgt. Das Wegeventil 13
schaltet sofort um und unterbricht die Ölzuführung zu den beiden Hydraulikmotoren
14, 16 der Einzugs- und Zuführeinrichtung. Dadurch bleiben die Einzugswalzen
15, 17 ohne Antrieb und somit stehen, womit auch die Zufuhr zum Schneidwerk 6
unterbrochen ist. Mit der weiteren Aufarbeitung des am Schneidwerk 6
aufgelaufenen Astmaterials verringert sich auch die Belastung am Schneidwerk 6 und der
Druck in der Vorlaufleitung 7 sinkt letztendlich bis zum unteren Schaltpunkt
Pmin. Der Drucksensor 21 sendet ein weiteres elektrisches Signal an die
Steuereinheit 22 und an die elektrische Stelleinheit des Wegeventils 13, wodurch das
Wegeventil 13 wieder umschaltet und unverzüglich die Ölzuführung zu den
Hydraulikmotoren 14, 16 wieder herstellt. Damit läuft die Versorgung des
Schneidwerkes 6 mit neuem Astmaterial wieder an.
Der gleiche Ablauf ergibt sich, wenn der Zerkleinerungsmaschine an Stelle des
groben Astmaterials bereits vorzerkleinertes Abfallmaterial zugeführt wird und
dazu an Stelle der Einzugseinrichtung eine transportierende Zuführeinrichtung
verwendet wird. Dabei wird die Förderleistung der Zuführeinrichtung in gleicher
Weise an die Schneidleistung des Schneidwerkes 6 angeglichen.
Liste der Bezugszeichen
1 Antriebseinrichtung
2 Einzugs- und Zuführeinrichtung
3 Hydraulikpumpe für die Antriebseinrichtung
4 Elektro- oder Verbrennungsmotor
5 Hydraulikmotor
6 Schneidwerk
7 Vorlaufleitung
8 Rücklaufleitung
9 Öltank
10 Saugleitung
11 Hydraulikpumpe für die Einzugs- und Zuführeinrichtung
12 Vorlaufleitung
13 Wegeventil
14 Hydraulikmotor
15 Erste Einzugswalze
16 Hydraulikmotor
17 Zweite Einzugswalze
18 Rücklaufleitung
19 Rücklauffilter
20 Druckbegrenzungsventil
21 Drucksensor
22 Elektrische Steuereinheit