DE19634465A1 - Zerkleinerungswerkzeug für Shredder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerkleinerungswerkzeug für Shredder, bestehend aus einem drehbar gelagerten zylindrischen Grundkörper mit Nuten am Um­ fang parallel zur Achse des Werkzeuges, mit in den Nuten eingesetzten und darin verspannten Messern sowie mit Halteelementen für die Messer in den Nuten.

Durch das EP 266 247 ist ein Zerkleinerungswerkzeug dieser Art bekanntge­ worden. Dieses rotierende Werkzeug besteht aus einem Grundkörper. An des­ sen Umfang sind parallel zur Achse des Werkzeuges Nuten angeordnet, deren Querschnitt sich nach außen verjüngt. In diese Nuten sind leistenförmige Werkzeuge eingesetzt, konische Spannelemente, die von innen zwischen eine Wand der Nut und eine radial gerichtete Fläche der Werkzeugleiste kraft­ schlüssig nach außen gedrückt werden, halten das Werkzeug in der erforderli­ chen Lage.

Diese Befestigungsart hat erhebliche Nachteile, bei den an Shreddern auftre­ tenden Kräften verformen sich die Stützbereiche im Randbereich der Nut. Die Messer lösen sich und verursachen Havarien.

Diesem Problem zu begegnen, wurden - z. B. mit der Lösung nach dem EP 418 550 A1 - auf den Grundkörper eines solchen Werkzeuges einzelne Schneidsegmente befestigt. Die Schneidsegmente hatten an der Innenseite Vorsprünge zur Kupplung mit dem Grundkörper in Umfangsrichtung. Die Schneidsegmente wurden durch klammernde Ringe oder Ringsegmente gehal­ ten, welche die Vorsprünge der Schneidsegmente und des Grundkörpers axial übergreifen und gegenseitig axial miteinander verspannbar sind.

Diese Form der Befestigung von Messern ist sehr kostenaufwendig und ist nur für Messer relativ schmaler Werkzeuge geeignet.

Man hat versucht, diesem Mangel dadurch zu begegnen, daß man auf einem Grundkörper entlang seiner Achse im Wechsel Schneidscheiben und Distanz­ scheiben aufgesetzt hat (DE 41 32 937 A1) und diese axial miteinander ver­ spannt. Diese Schneidscheiben werden quer zur Umfangsrichtung am Grund­ körper geführt und mittels stabförmiger Spannelemente parallel zur Achse des Grundkörpers aneinander gehalten und fixiert.

Auch eine solche Ausbildung des Zerkleinerungswerkzeuges ist unbefriedi­ gend, da jede Schneidscheibe einerseits stabil am Grundkörper geführt werden muß und einen radialen Abschnitt für die axiale Verspannung benötigt. Da­ durch wird der Grundkörper mit seinen Führungs- und Antriebsabschnitten erheblich geschwächt.

Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man in der Praxis deshalb mit einem Zerkleinerungswerkzeug nach dem DE GbM 94 09 707 gearbeitet. Dieses Zerkleinerungswerkzeug besteht aus einem zylindrischen Grundkörper, der an seinen äußeren Enden mit Lagerzapfen versehen ist. Auf diesem Grundkörper ist ein Stahlmantel befestigt auf dessen Umfang in regelmäßigen Abständen Zerkleinerungselemente mit Hilfe von Schweißnähten oder Verschraubungen aufgebracht sind.

Diese Zerkleinerungselemente können zahnförmig gestaltet sein. Die Zähne greifen bei Rotation des Grundkörpers in die Zwischenräume gestellfester zahnförmiger Gegenmesser ein. Die Drehzahlen derartiger Werkzeuge liegen oberhalb von 500 Umdrehungen pro Minute. Die Zähne führen deshalb weni­ ger eine Schneidarbeit, sondern vielmehr eine Schlagarbeit aus.

Dieser Grundaufbau des Shredders hat sich prinzipiell bewährt. Nachteilig ist jedoch, daß dann, wenn andere Materialien zerkleinert werden sollen, oftmals komplette neue Werkzeuge eingesetzt werden müssen, die den entsprechen­ den Anforderungen - hinsichtlich der Zahngestaltung und der Schneidenform sowie der Dichte der Messer in Umfangsrichtung - entsprechen.

Dieser Aufwand ist angesichts der häufig wechselnden Anforderungen extrem hoch.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zerkleinerungswerkzeug der vorgenannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, den Prozeß des Messer­ wechselns zu vereinfachen und dabei mit vertretbarem Kostenaufwand die Messer den jeweiligen Einsatzbedingungen optimal anzupassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 definierten Ele­ mente auf überraschend einfache Art und Weise gelöst.

Die Messerbefestigung erhält durch diese Klemmplatten eine sehr stabile Form, die auch bei extrem hohen Shredderkräften den auftretenden Belastun­ gen standhält. Ein Lösen der dabei verwendeten Schrauben konnte auch bei hohen Drehzahlen und langen Arbeitszyklen nicht festgestellt werden.

Gemäß Anspruch 2 können diese Messerleisten auch mit Zähnen ausgestattet werden.

Die beschriebene Befestigungsart läßt auch den Einsatz zusammengesetzter Messerleisten zu, deren Einzelelemente in der Nut aneinander gereiht werden und gemeinsam verspannbar sind.

Durch die Gestaltung nach Anspruch 4 ist man in der Lage, die Anordnung der Zähne entlang der Mantellinie des Zerkleinerungswerkzeuges in beliebiger Staffelung einzusetzen, wobei man vorzugsweise mindestens in jeder Reihe Zähne mit gleichem Querschnitt und gleichem Profil einsetzt.

Entsprechend der Ansprüche 5 und 6 kann man diesem Zerkleinerungswerk­ zeug auch wahlweise Zähne mit unterschiedlichem Profil und mit unterschiedli­ chen Querschnitten quer zur Achse der Zähne verwenden. Man kann den Shredder optimal den anstehenden Zerkleinerungsaufgaben anpassen. Der Aufwand zur Anpassung der Werkzeuge ist vertretbar.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrie­ ben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Shredder,

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf die Arbeitswerkzeuge des Shredders,

Fig. 3 eine Explosiv-Darstellung des Zerkleinerungswerkzeuges,

Fig. 4 einen Zahnabschnitt mit separatem Distanzteil,

Fig. 5 einen Zahnabschnitt, einstückig verbunden mit dem Distanz­ teil,

Fig. 6 Zahnabschnitte mit unterschiedlichem Schlagprofil,

Fig. 7 Zahnabschnitt mit Schneidprofil,

Fig. 8 Messerleistenabschnitt mit mehreren Zähnen,

Fig. 9 Messerleistenabschnitt mit zueinander versetzten Zähnen und

Fig. 10 unterschiedliche Schlagprofile der Zähne.

Der Shredder besitzt ein rotierendes Zerkleinerungswerkzeug, das im Gestell 6 drehbar und angetrieben gelagert ist. Mit diesem Zerkleinerungswerkzeug ar­ beiten feststehende Gegenmesser 61 zusammen. Diese Gegenmesser 61 sind in Lagern 612 gehalten und besitzen Zähne 611, die gegen die Zähne 21 des Zerkleinerungswerkzeuges gerichtet und einstellbar sind. Die Zähne 21 des Zerkleinerungswerkzeuges durchgreifen bei ihrer Bewegung die Lücken zwi­ schen den Zähnen 611 des Gegenmessers 61.

Das zu shreddernde Ausgangsmaterial 71 wird von oben in den Einfülltrichter 62 gebracht. Das zerkleinerte oder geshredderte Material 72 wird über den Auswurf 63 in den Sammelbehälter 64 gebracht.

Das Zerkleinerungswerkzeug besteht aus einem Grundkörper 1. Es ist mit sei­ nen Lagerzapfen 11, im Gestell 6 des Shredders gelagert. Der Grundkörper 1 besitzt an seinem Umfang, entlang von Mantellinien, ausgerichtete Längsnuten 12. In diesen Längsnuten 12 werden formschlüssig T-förmige Messerleisten 2 eingesetzt. Die Kopfteile 20 der Messerleisten 2 überragen im geringen Ab­ stand die Außenfläche des Grundkörpers 1. Bei eingesetzten Messerleisten 2 werden Klemmplatten 3 mittels Schrauben 4 an den zylindrischen Flächen des Grundkörpers befestigt. Diese Klemmplatten 3 übergreifen dabei einseitig die Kopfteile 20 einander benachbarter Messerleisten 2 und halten diese kraft­ schlüssig in den Längsnuten 12 des Grundkörpers 1.

Die Schaftabschnitte 21 der Messerleisten 2 sind in der Regel in einzelne Zäh­ ne 210 gegliedert.

Die Klemmplatten 3 werden durch axial übergreifende Spannscheiben 5 zu­ sätzlich am Grundkörper 1 fixiert. Zu diesem Zweck übergreift der Sicherungs­ bund 51 die Klemmplatten 3, wenn die Spannscheiben 5 axial mit dem Grund­ körper 1 verbunden sind. Zur optimalen Ausnutzung der Shredderbreite können auch diese Spannscheiben mit einzelnen Zähnen 52 versehen sein.

Die Gestaltung der Messerleisten 2 erfolgt in Abhängigkeit von der gewünsch­ ten Variierbarkeit der Zahnkombination auf unterschiedliche Weise.

Die einfachste Variante ist, daß die Messerleiste 2 aus einem Stück besteht. Ihr Schaftabschnitt 21 ist durch Einfräsungen in einzelne Zähne 210 gegliedert. Die Form dieser Zähne 210 kann durch mechanische Bearbeitung in Längs­ richtung durch Profilfräsen oder -schleifen in Anlehnung an die in Fig. 6 dar­ gestellten Profile 214, 215, 216, 217 den Erfordernissen angepaßt werden.

Eine beliebige Staffelung der Zähne längs der Messerleiste 2 wird möglich, wenn die Messerleiste 2 aus Zahnabschnitten 211 mit angefügtem Distanzteil oder aus flachen Zahnabschnitten 212 und mit beliebig dazwischen angefügten Distanzteilen 213 zusammengesetzt sind.

Bei dieser Form der Messerleiste 2 kann man entlang der Längsnut 12 gleiche oder unterschiedliche Zahnformen 213, 214, 215, 216, 217 gemäß Fig. 6 oder 7 miteinander kombinieren.

Im Interesse einer Verteilung der Schlagkräfte innerhalb jeder Umdrehung des Zerkleinerungswerkzeuges kann man auch die Zähne 210, 211, 212 in den einzelnen Messerleisten 2 unterschiedlich gruppieren. Diese Gruppierung er­ folgt dabei so, daß innerhalb einer Umdrehung zwar über die ganze Breite der Messerleiste 2 ein Zerschlagen des Ausgangsmaterials 71 erfolgt, aber nicht an jeder Messerleiste 2 über die volle Breite.

Möglich ist es auch, kurze Leistenabschnitte 22,23 mit mehreren Zähnen aneinandergereiht in einer Längsnut 12 zu einer Messerleiste 2 zusammenzu­ setzen.

Bei dieser Form der Messerleisten 2 hat es sich bewährt, wenn die einzelnen Zähne 210, 210′ in Drehrichtung des Zerkleinerungswerkzeuges wechselweise gegeneinander versetzt sind (Fig. 9). Die Schlagkräfte treten so nicht regel­ mäßig zum gleichen Zeitpunkt auf. Die jeweils zurückgesetzten Zähne errei­ chen das zu shreddernde Material 71 zu einem späteren Zeitpunkt.

Insbesondere bei der Verwendung von Zahnabschnitten 212 ohne Distanzteil kann man die gegen die Bewegungsrichtung gerichtete Schlagfläche der Zäh­ ne 212 unterschiedlich gestalten.

Eine rechtwinklig zur Bewegungsrichtung gerichtete Schlagfläche 212a hat einfach schlagende Wirkung und zertrennt das Material unregelmäßig.

Eine einseitig geneigte Schräge an der Schlagfläche 212b führt mit der vor­ laufen den Spitze eine Scherfunktion aus.

Bogenförmig konkav gebildete Schlagflächen 212c wirken beidseitig scherend, Während konkav oder keilförmig ausgebildete Schlagflächen 212d biegende Wirkung haben. Letztgenannte Zahnformen 212d sind nur für sehr spröde Aus­ gangsstoffe 71 geeignet.

Aus dieser Darstellung ist erkennbar, daß man jede beliebige Messerleiste 2 mit den auf die zu verarbeitenden Ausgangsstoffe 71 abgestimmten Zahnfor­ men ausstatten kann.

Das Ändern der Shreddercharakteristik kann mit vertretbarem Montageaufwand erfolgen. Die dafür bereitzustellenden Ausgangselemente haben standardisier­ bare Grundformen. Sie können nach rationellen Gesichtspunkten gefertigt wer­ den. Die am Einsatzort zu lagernden Bestände können in Grenzen gehalten werden.

Bezugszeichenliste

1 Grundkörper
11 Lagerzapfen
12 Längsnuten
2 Messerleiste
20 Kopfteil
21 Schaftabschnitt
210, 210′ Zahn, Zähne
211 Zahnabschnitt mit Distanzteil
212 Zahnabschnitt ohne Distanzteil
212a, b, c, d, Schlagflächen der Zahnabschnitte
213 Distanzteil
214, 215, 216, 217 Zahnabschnitt (unterschiedliche Zahnformen)
22 Leistenabschnitt
23 Leistenabschnitt
3 Klemmplatte
4 Schrauben
5 Spannscheiben
51 Sicherungsbund
52 Zähne
6 Gestell
61 Gegenmesser
611 Zähne
612 Lager
62 Einfülltrichter
63 Auswurf
64 Sammelbehälter
71 Ausgangsmaterial
72 zerkleinertes Material

Claims (9)

1. Zerkleinerungswerkzeug für Shredder, bestehend aus einem drehbar gela­ gerten zylindrischen Grundkörper

• - mit Nuten am Umfang parallel zur Achse des Werkzeuges,
• - mit in die Nuten eingesetzten und darin verspannten Messern sowie
• - mit Halteelementen für die Messer in den Nuten, dadurch gekennzeichnet,

daß die Messerleisten (2) im Querschnitt T-förmig ausgebildet sind,

• - deren Kopfteil (20) den Befestigungsabschnitt bildet und
• - dessen nach außen vorstehender Schaft (21) mit Schneiden versehen ist,

daß die Längsnuten (12) im Grundkörper die Breite des Kopfteiles (20) der Messerleisten (2) besitzen und die Tiefe der Längsnuten (12) kleiner ist als die Höhe des Kopfteiles (20) und
daß zwischen einander benachbarten Längsnuten (12) Klemmplatten (3) mit dem Grundkörper (1) verschraubbar angeordnet sind, die jeweils die Kopfteile (20) benachbarter Messerleisten (2) einseitig übergreifen.

2. Zerkleinerungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (21) der Messerleiste (2) in Zähne (21) mit seitlichem Abstand untergliedert ist.

3. Zerkleinerungswerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerleiste (2) aus mehreren Einzelstücken (211, 212, 213; 22; 23) zusammengesetzt ist, wobei jedes Einzelstück mit mindestens einem Zahn (210, 211, 212, 210′) versehen ist.

4. Zerkleinerungswerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerleiste (2) aus wechselweise angeordneten Zahnelementen (212) in T-Form und Distanzelementen (213) besteht, wobei die Distanz­ elemente (213) mindestens das Profil des Kopfteiles (20) enthalten.

5. Zerkleinerungswerkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil (214, 215, 216, 217) des Schaftteiles in der Bewe­ gungsebene der Zähne mit Schneidflächen unterschiedlicher Form versehen ist.

6. Zerkleinerungswerkzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte (212a, 212b, 212c, 212d) der Zähne quer zu ihrer eigenen Achse profiliert sind.

7. Zerkleinerungswerkzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatten (3) zusätzlich mit Hilfe von Spannscheiben (5) am Grundkörper (1) gesichert sind, wozu die Spannscheiben (5) mit ihrem Bund (52) die Klemmplatten (3) axial einseitig übergreifen und gegen den Grundkörper (1) verspannbar sind.