DE19506848A1 - Zerkleinerungswalze und Zerkleinerungsmaschine mit einer solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungswalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Zerkleine­ rungsmaschine mit einer solchen.

Ein Rotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist beispielsweise aus dem DE-GM 89 15 534 bekannt. Bei ihm sind die Messeraufnahmen V-förmigen Querschnitt aufweisende transversale Nuten, welche in dreieckigen Querschnitt aufweisende Umfangsrippen des Walzengrund­ körpers eingefräst sind. In diese Nuten sind Messerträ­ ger eingeschweißt, an denen ihrerseits dann die Messer­ körper unter Verwendung von Schrauben befestigt sind.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Zerkleinerungs­ walze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterge­ bildet werden, daß die Messerkörper direkt am Walzengrund­ körper angebracht sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zer­ kleinerungswalze mit den im Anspruch 1 angegebenen Merk­ malen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Bei einer Zerkleinerungswalze gemäß Anspruch 2 kann man die Messerkörper nach Verschleiß ihrer Schneidkan­ ten umsetzen, um unverbrauchte Schneidkanten an die in Arbeitsdrehrichtung vorne und radial außenliegende Stelle zu bringen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf gute formschlüssige Abstützung der Mes­ erkörper und gleichzeitige Gewährleistung der soeben angesprochenen Umsetzbarkeit der Messerkörper von Vor­ teil.

Wählt man die Geometrie der Messerkörper gemäß Anspruch 4, so lassen sich diese sehr einfach aus Standard-Stahl­ stäben herstellen.

Bei einer Zerkleinerungswalze gemäß Anspruch 5 sind die Köpfe der zum Anbringen der Messerkörper verwende­ ten Gewindebolzen jeweils gegen mechanischen Verschleiß geschützt, so daß sich die Messerkörper auch nach länge­ rer Arbeitszeit der Zerkleinerungswalze problemlos lösen lassen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 gestat­ tet es, die Zerkleinerungswalze auch unter kleinem Spiel zwischen ihren Messerkörpern und den mit diesen zusammen­ arbeitenden Gegenmesser einzusetzen. Dies ist für die Zerkleinerung insbesondere von weniger formstabilen Kunststoffmaterialien wie Folienmaterial von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird eine sehr belastungsfähige Verbindung zwischen Messerkörpern und Messeraufnahmen erhalten, so daß sich derartige Rotoren auch zum Zerkleinern extrem widerstands­ fähiger Materialien eignen.

Den gleichen Vorteil erhält man gemäß Anspruch 9 mit einem Messerkörper, der nur so dick zu sein braucht, daß er die Montagebohrung aufnehmen kann.

Gemäß Anspruch 10 erhält man eine gute flächige Abstüt­ zung der Rückseite des Messerkörpers.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist im Hinblick auf rasche und einfache Montage der Stütz­ körper von Vorteil.

Bei einer Zerkleinerungswalze gemäß Anspruch 12 hat man eine gute Abstützung des Messerkörpers, und zugleich ist gewährleistet, daß in Arbeitsdrehrichtung der Zer­ kleinerungswalze gesehen hinter den Messerkörpern keine Toträume liegen, in denen sich Material verfangen kann, welches sich im Arbeitsspeicher zwischen der Walzenober­ fläche und dem Zähnen des Gegenmessers verklemmen kann.

Bei einer Zerkleinerungswalze gemäß Anspruch 13 ist der den Gewindbolzen vor transversalen Belastungen schützende Stützkörper im Inneren der lichten Kontur des Messerkörpers untergebracht, was im Hinblick auf eine klein bauende belastungsfähige Messerkörperbefestigung und im Hinblick auf die Realisierung einer in beiden Drehrichtungen arbeitenden Zerkleinerungswalze von Vorteil ist.

Eine Zerkleinerungsmaschine gemäß Anspruch 14 hat gleiche Eingriffsgeometrie zwischen den Messerkörpern und den Zähnen des Gegenmessers, wie man sie bei einem üblichen Rotor hat, bei dem die Stirnfläche der Messerkörper im wesentlichen in einer axialen Ebene der Zerkleinerungs­ walze liegen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung sind in unterschied­ lichen Maßstäben hergestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche schematische Ansicht einer Zerkleinerungsmaschine für Holz- und Kunst­ stoffabfall, wobei eine vordere Seitenwand eines Vorrats- und Spansammelbehälters weg­ gebrochen ist;

Fig. 2 einen transversalen Schnitt durch ein prakti­ sches Ausführungsbeispiel einer Zerkleine­ rungswalze für die Maschine nach Fig. 1;

Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch die Zerkleine­ rungswalze nach Fig. 2 längs der dortigen Schnittlinie III-III; sowie

Fig. 4 bis 7 ähnliche Schnittansichten wie Fig. 2, in welchen abgewandelte Zerkleinerungswal­ zen wiedergegeben sind.

In Fig. 1 ist ein Vorratsbehälter für zu zerkleinernden Abfall wie Holz- oder Kunststoffreste insgesamt mit 10 bezeichnet. Er hat eine hintere Wand 12, eine hierzu parallele, in der Zeichnung weggebrochene vordere Wand, eine rechte Wand 14 und eine linksgelegene Wand 16.

Der Boden des Vorratsbehälters 10 besteht aus zwei schräg­ geneigten aufeinander zulaufenden Wänden 18, 20 sowie einer horizontalen Bodenwand 22.

Unterhalb des unteren Endes der Wand 18 läuft eine insge­ samt mit 24 bezeichnete Zerkleinerungswalze um. Diese hat einen Walzengrundkörper 26 mit einer Vielzahl axial aufeinanderfolgender Umfangsrippen 28. In letztere sind jeweils an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Messeraufnahmen 30 eingearbeitet, wobei die Messeraufnahmen 30 axial aufeinanderfolgender Umfangsrippen in Umfangs­ richtung jeweils um einen konstanten Winkelbetrag gegen­ einander versetzt sind, der beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel 45° beträgt, in der Praxis deutlich kleiner gewählt wird, z. B. zu 15°.

In den Messeraufnahmen 30 sitzen jeweils Messerkörper 32. Einzelheiten der Befestigung der Messerkörper 32 werden später noch genauer beschrieben.

Der Walzengrundkörper 26 hat an seinen beiden Stirnflä­ chen angeformte Stummelwellen 34, die in nicht gezeigten Lagern laufen, die von der hinteren und vorderen Wand des Vorratsbehälters 10 getragen sind. Die Zerkleinerungs­ walze 24 wird durch einen Getriebemotor 36 entgegen dem Uhrzeigersinne angetrieben, wie in Fig. 1 schema­ tisch angedeutet.

Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, gehen die Mittel­ ebenen der Messerkörper 32 nicht durch die Achse der Zerkleinerungswalze 24, liegen vielmehr in Arbeitsdreh­ richtung der Zerkleinerungswalze 24 gesehen vor der Walzenachse. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die vorne liegenden Schneidkanten der Messerkörper 32 unter größerem Abstand um die Walzenachse umlaufen als die in Arbeitsdrehrichtung gesehen hinteren, nicht ak­ tiven Schneidkanten der Messerkörper 32.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Bodenwand 22 be­ züglich der Achse der Zerkleinerungswalze 24 nach un­ ten versetzt, und ihr in der Zeichnung rechts gelege­ ner freier Abschnitt ist durch ein Gegenmesser 38 ge­ bildet, welches am freien Ende Zähne 40 aufweist, zwi­ schen denen Zwischenräume 42 verbleiben. Die gesamte Anordnung ist so gewählt, daß die Messerkörper 32 unter geringem Spiel durch die Zwischenräume 42 hindurchlau­ fen können und zwischen den Zähnen 40 und den Umfangs­ rippen 28 ein Zwischenraum verbleibt, der zwar größer ist als der Arbeitsspalt zwischen Messerkörpern 32 und Gegenmesser 38, jedoch so klein, daß sich dort kein Material verklemmen kann.

Um die Zerkleinerungswalze 24 herum ist ein zylindri­ sches Lochsieb 44 angeordnet, über welches die Messerkörper 32 unter kleinem Spiel hinweglaufen.

Unterhalb des Lochsiebes 44 ist eine V-förmigen Quer­ schnitt aufweisende Sammelrinne 46 vorgesehen, in wel­ cher eine Förderschnecke 48 läuft, welche durch einen Motor 50 angetrieben wird, wie schematisch angedeutet. Die Förderschnecke 48 fördert so zerkleinertes Material aus der Sammelrinne 46 in einen Abgabestutzen 52.

Über der Bodenwand 22 ist ein kastenförmiger Schieber 54 durch einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 56 verfahrbar, der seinerseits periodisch durch eine Hy­ draulikeinheit 58 im Sinne eines Ausfahrens bzw. Ein­ fahrens seiner Kolbenstange mit Drucköl beaufschlagt wird. Der Schieber 54 drückt auf der Bodenwand 22 lie­ gendes Material in den Eingriffsbereich zwischen der Zerkleinerungswalze 24 und dem Gegenmesser 38.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Art der Befesti­ gung der Messerkörper 32 an den Messeraufnahmen 30.

Die Messeraufnahmen 30 sind in transversaler Richtung mittig durch einen Abschnitt einer Umfangsrippe gefräst und reichen doppelt so tief wie die normale Höhe der Umfangsrippe. Die Umfangsrippen haben dreieckigen Quer­ schnitt mit einem außenliegenden Öffnungswinkel von 90°. Die Messeraufnahmen 30 haben ebenfalls unter einem Winkel von 90° angestellte seitliche Begrenzungsflächen. Auf diese Weise stellen die Messeraufnahmen 30 bei einer Winkelposition eine glatte Fortsetzung der Flanken be­ nachbarter Umfangsrippen dar.

Die Messerkörper 32 sind quadratische Prismen. Ihre in Drehrichtung vorne bzw. hintenliegenden Stirnflächen wer­ den in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen zu­ sammen als Hauptflächen bezeichnet. Der Abstand der Hauptflächen wird auch als Dicke oder Länge der Messerkörper bezeichnet, die Kantenlänge der Hauptflächen kurz auch als Kantenlänge des Messerkörpers.

Längs einer dem Diagonalen der Messerkörper-Mittelebene ist eine von beiden Seiten her abgestufte Montagebohrung 60 vorgesehen. Im Boden der Messeraufnahme 30 ist eine Gewindebohrung 62 vorgesehen, und die Messerkörper 32 sind jeweils durch einen Gewindebolzen 64 an einer Gewinde­ bohrung 62 festgeschraubt, wobei der Kopf 66 des Gewin­ debolzens vollständig in dem mit 68 bezeichneten erweiter­ ten Bohrungsabschnitt der Montagebohrung 60 Aufnahme findet. Auf diese Weise sind die Messerkörper 32 fest, jedoch lösbar mit dem Walzengrundkörper 26 verbunden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Kantenlänge der Messerkörper 32 größer als die Länge der Flanken der Umfangsrippen 28. Auf diese Weise steht die Spitze der Messerkörper 32 jeweils um eine entsprechende Strecke d über die Spitze der zugeordneten Umfangsrippe 28 über.

Dies hat zur Folge, daß man dann, wenn man einen klei­ nen Spalt s zwischen dem Gegenmesser 38 und den Messer­ körpern 32 einstellt, einen entsprechend größeren Spalt S* zwischen den Flanken der Umfangsrippen 28 und dem Gegenmesser 38 hat.

In Fig. 2 ist der Durchstoßpunkt der Achse der Zer­ kleinerungswalze 24 durch die Zeichenebene mit M be­ zeichnet. Würde man die Achse der Gewindebohrung 62 so legen, daß sie den Punkt M schneidet, so würden die in Arbeitsdrehrichtung vorneliegende äußerste Spitze eines Messerkörpers 32 unter gleichem Abstand um die Walzenachse umlaufen wie die hintere äußerste Spitze.

Um dies zu vermeiden, ist der Boden der Messeraufnahme 30 gegenüber dem vorbeschriebenen Fall um einen Winkel w verkippt, so daß die Achse der Gewindebohrung 62 und damit die Mittelebene des Messerkörpers 32 in Drehrich­ tung gesehen vor der mit M bezeichneten Achse der Zer­ kleinerungswalze 24 liegt. In anderen Worten bedeutet dies, daß der Messerkörper 32 nun in der Messeraufnahme 30 außermittig sitzt, nämlich in Arbeitsdrehrichtung der Zerkleinerungswalze gesehen etwas nach vorn verscho­ ben. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat dies zur Folge, daß die hintere Spitze des Messerkörpers 32 nunmehr auf einem kleineren Radius umläuft wie die vordere Spitze.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, hat der Messer­ körper 32 die doppelte Dicke wie beim Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 2, und in ihm sind in Dickenrichtung beabstandet zwei Montagebohrungen 60 und 60′ vorgesehen. Entsprechend hat auch der Boden der Messeraufnahme 30 zwei Gewindebohrungen 62, 62′, deren Abstand demjenigen der Montagebohrungen 60, 60′ entspricht. Der Messer­ körper 32 ist nun durch zwei Gewindebolzen 64, 64′ an dem Boden der Messeraufnahme 30 verspannt und somit besonders zuverlässig gegen Kippmomente und Schlagbe­ lastungen gesichert.

Der Messerkörper nach Fig. 4 kann genauso wie der Messer­ körper nach Fig. 2 viermal umgesetzt werden, um jeweils zwei neue Schneidkanten in Eingriff mit den Zähnen des Gegenmessers 38 zu bringen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der in Arbeits­ drehrichtung gesehen hintenliegende Abschnitt des dicken Messerkörpers von Fig. 4 durch einen Stützkörper 70 ersetzt, der einen oberen, als Vierkant ausgeführten Stützabschnitt 72 und einen unteren Gewindeabschnitt 74 aufweist. Letzterer ist in die hintere Gewindebohrung 62′ eingedreht. Damit der Stützabschnitt 72 beim Eindrehen des Stützkörpers 70 an den benachbarten Umfangsrippen und den Seitenwänden der Messeraufnahme 30 vorbeilaufen kann, ist koaxial zur Gewindebohrung 62 ein zylindrische Aus­ fräsung 76 der benachbarten Umfangsrippen vorgesehen.

Die Messerbefestigung nach Fig. 5 ist bezüglich der Abstützung und Verkippsicherung des Messerkörpers 32 im wesentlichen gleichwertig zur Messerbefestigung nach Fig. 4; man kann aber kleinere Dicke aufweisende Messer­ körper verwenden.

Auch bei der Zerkleinerungswalze nach Fig. 6 werden kleine Dicke aufweisende Messerkörper verwendet. Ein Stützkörper 78, an dessen in der Zeichnung links gele­ gener Stirnfläche die Rückseite des Messerkörpers 32 bündig anliegt, enthält eine Montagebohrung 60′, durch welche sich ein Gewindebolzen 64′ erstreckt.

Der Stützkörper 78 ist in seiner Unterseite komplemen­ tär zur Form der Messeraufnahme 30 und stellt in seinem oberen Abschnitt eine glatte Fortsetzung der Umfangsrippe 28 dar.

Fig. 7 zeigt eine ins Innere des Messerkörpers integrierte Stützeinrichtung, die insbesondere auch gestattet, Messer­ körper mit konkaven Hauptflächen mit einem einfache Geometrie aufweisenden Stützkörper gut abzustützen.

Die Gewindebohrung 62 ist mit einer Gegenbohrung 80 verse­ hen, die gleichen Durchmesser und geringfügig kleinere Tiefe hat wie die Gegenbohrung 68 des Messerkörpers 32. In die fluchtenden Gegenbohrungen 68 und 80 ist eine Stützhülse 82 spielfrei eingesetzt, deren Länge etwa der doppelten Länge der Gegenbohrung 80 entspricht. Da­ mit hält die Stützhülse 82 transversale Schlagbelastungen und Kippmomente zuverlässig von dem Gewindebolzen 64 fern, behindert aber nicht ein festes Verspannen des Messerkörpers 32 mit dem Boden der Messeraufnahme 30.

Man erkennt, daß die Messerbefestigung gemäß Fig. 7 auch in Verbindung mit Messerkörpern 32 verwendbar ist, welche konkave Hauptflächen haben, wie bei 84 gezeigt.

Claims (14)

1. Zerkleinerungswalze für eine Zerkleinerungsmaschine, mit einem Walzengrundkörper (26), mit einer Mehrzahl in dessen Umfangsfläche vorgesehener Messeraufnahmen (30) und mit einer Mehrzahl von in den Messeraufnahmen (30) lösbar befestigten Messerkörpern (32), dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom Boden der Messeraufnahmen (30) jeweils mindestens eine Gewindebohrung ausgeht und daß die Messer­ körper (32) jeweils eine parallel zu ihren vorderen und hinteren Hauptflächen verlaufende Montagebohrung (60) aufweisen, durch welche sich jeweils ein Gewindebolzen (64) erstreckt, der in die Gewindebohrung (62) der zu­ geordneten Messeraufnahme (32) eingeschraubt ist.

2. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messerkörper (32) symmetrisch zur Montagebohrung (60) ausgebildet sind.

3. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hauptflächen der Messerkörper (32) die Form einer Raute haben, daß die Montagebohrungen (60) sich längs der Diagonalen der Mittelfläche der 25 Messerkörper (32) erstrecken und daß die Messeraufnahmen V-förmige Querschnittsform haben, wobei der Öffnungswin­ kel der Messeraufnahmen dem Öffnungswinkel der Raute des Messerkörperquerschnittes entspricht.

4. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hauptflächen der Messerkörper (32) die Form eines Quadrates haben.

5. Zerkleinerungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageboh­ rungen (60) Gegenbohrungen (68) aufweisen, in denen ein Kopf (66) eines Gewindebolzens (64) jeweils vollstän­ dig Aufnahme findet.

6. Zerkleinerungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer­ körper (32) in Längsrichtung der Messeraufnahmen (30) gesehen gleichbleibenden Querschnitt haben und die Geo­ metrie der Messeraufnahmen (30) und der Befestigungsort der Messerkörper (32) so gewählt sind, daß die in Ar­ beitsdrehrichtung der Zerkleinerungswalze (24) gesehen hinteren Außenkanten der Messerkörper (32) auf einem kleineren Durchmesser aufweisenden Kreis umlaufen als die in Arbeitsdrehrichtung gesehen vorneliegenden Außen­ kanten der Messerkörper (32).

7. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messerkörper (32) bezüglich des Mittelpunktes der durch den Boden der Messeraufnahme (30) vorgegebenen Walzensekante außermittig angeordnet sind.

8. Messerkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Messer­ aufnahmen (30) jeweils zwei in Längsrichtung der Messer­ aufnahme (30) beabstandete Gewindebohrungen (62, 62′) vorgesehen sind und Messerkörper (32) entsprechend lange prismatische Teile sind und jeweils zwei gemäß dem Ab­ stand der Gewindebohrungen (62, 62′) Montagebohrungen (60, 60′) aufweisen und jeweils über zwei Gewindebolzen (64, 64′) mit dem Walzengrundkörper (26) verbunden sind.

9. Zerkleinerungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Messeraufnahmen (30) zwei beabstandete Gewindebohrungen (62, 62′) vorgesehen sind und an der in Arbeitsdrehrich­ tung gesehen hinteren der beiden Gewindebohrungen ein Stützkörper (70; 78) befestigt ist, an dessen in Arbeits­ drehrichtung gesehen vorderer Stirnfläche die Rückseite eines Messerkörpers (32) anliegt, der an der in Arbeits­ drehrichtung gesehen vorneliegenden der Gewindebohrungen (62, 62′) befestigt ist.

10. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützkörper (70) ein Rundstab mit einer Abflachung oder ein Vierkantstab ist.

11. Zerkleinerungswalze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stützkörper (70) ein Gewindeabschnitt (74) angeformt ist, der in die zuge­ hörige Gewindebohrung (62′) eingedreht ist.

12. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (78) eine ra­ dial innenliegende Begrenzungsfläche aufweist, die kom­ plementär zur Begrenzungsfläche der Messeraufnahme (30) ist, und eine radial außenliegende Begrenzungsfläche aufweist, die eine glatte Fortsetzung der Außenfläche der Umfangsrippe (28) des Walzengrundkörpers (26) dar­ stellt.

13. Messerkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (62) eine Gegenbohrung (80) und die Montagebohrung (60) eine Gegenbohrung (68) aufweist, wobei diese beiden Gegenbohrungen gleichen Durchmesser haben, und daß sich in beide Gegenbohrungen (68, 80) eine Stützhülse (82) spielfrei hineinerstreckt, durch welche der Gewindbolzen (64) hindurchgeführt ist.

14. Zerkleinerungsmaschine mit einer Zerkleinerungs­ walze nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenmesser (38) mit einer Viel­ zahl von Zähnen (40), die zwischen die von Zerkleine­ rungswalze (24) getragenen umlaufenden Messerkörper (32) eingreifen, so gegenüber der Achse der Zerkleine­ rungswalze (24) versetzt oder gegenüber einer durch die Achse der Zerkleinerungswalze (24) gehenden Ebene verkippt sind, daß die zusammenarbeitenden Hauptflä­ chen von Messerkörpern (32) und Gegenmesser (38) beim Heranlaufen der Messerkörper (32) an das Gegenmesser (38) im wesentlichen parallel zueinander stehen.