DE19704247A1 - Zerkleinerungsvorrichtung für die Industrie - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zerkleinerungsvorrichtung für die Industrie.

Zerkleinerungsvorrichtungen für die Industrie sind bereits bekannt; die am meisten eingesetzten sind schnelle Hammermühlen und langsame Schneidmühlen.

Erstere, welche für gemischtes Material, wie z. B. Autos und Haushaltskleingeräte verwendet werden, haben den Nachteil, hochzerbrechliche und weniger feste Stoffe, d. h. nicht-metallische Stoffe zu schwärzlichem Staub zu zerkleinern. Dieser Mahlrückstand, insbesondere aus Glas, Mineralien, Oxiden und besonders Kunststoff kann nur sehr schwer weiterverarbeitet werden. Dieser Staub kann nämlich nicht getrocknet werden, weshalb es schwierig ist, die darin enthaltenen Stoffe weiterzuverarbeiten; andererseits zeigt er nur eine sehr komplizierte Energienutzung und hat wegen des Vorliegens von ca. 50% nichtbrennbarer Stoffe einen schlechten Wirkungsgrad.

Was die langsamen Zerkleinerer anbelangt, so produzieren sie keinen Staubrückstand bei Behandlung der oben angeführten gemischten und heterogenen Materialien, ganz im Gegenteil, teils nehmen sie nicht genügend Material auf und ihr Nutzeffekt ist gering, teils nehmen sie zu viel auf, verstopfen und gehen entzwei; darüber hinaus sind sie nicht widerstandsfähig gegenüber harten nicht zerkleinerbaren Teilen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese verschiedenen Nachteile zu beheben, indem eine Zerkleinerungsvorrichtung vorgeschlagen wird, mit welcher das zu behandelnde Material zerstückelt werden kann, ohne hochzerbrechliche oder weniger widerstandsfähige Materialien zu Staub zu zerkleinern und somit Stücke zu erhalten, die für eine verbesserte Weiterverwertung potentiell sortierbar sind.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits am Ausgang eines Fülltrichters eine drehbar auf einer Horizontalachse angebrachte und von einem eine kontinuierliche Antriebskraft ausübenden Hauptantriebselement bewegte Trommel aufweist, wobei die zylindrische Wand dieser Trommel von regelmäßig verteilten Öffnungen durchbrochen ist, in welchen zum Herausschieben aus der zylindrischen Oberfläche der Trommel oder zum Wiedereinziehen in diese jeweils ein Zahn verschoben werden kann, der mit seinem zur Trommel hin inneren Ende frei drehbar auf einer parallel zur Drehachse der Trommel gelegenen Welle angebracht ist, wobei diese Welle unter der Einwirkung eines eine diskontinuierliche und umkehrbare Hilfsantriebskraft liefernden Hilfsantriebselements auf einem zu dieser Achse konzentrischen Kreis ortsveränderlich bewegt werden kann; und andererseits am Ausgang dieses Trichters etwa bei der Trommel mindestens einen Stauamboß aufweist, der mit Zähnen versehen ist, welche mit den freien Enden der Zähne der Trommel zusammenwirken, um das vom Trichter kommende Material zu zerkleinern, wobei der Amboß in ungefähr vertikaler Richtung kontrolliert bewegt werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Trommelachse von mindestens einem ungefähr parallel zur Unterseite des Trichters verlaufenden Dreharm gehalten, was ungefähr vertikale Bewegungen dieser Trommel ermöglicht, welche von einem mit einem Antriebsteil des Hilfsantriebselements verbundenen Aufnehmer erfaßt werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfaßt ein zweiter Aufnehmer die vom Hauptantriebselement der Trommel aufgenommene Energie und ist gleichermaßen mit dem Hilfsantriebselement verbunden, was die Ortsverschiebung und Positionierung der Welle um die Drehachse der Trommel ermöglicht.

Je nach der festen Lage der Welle in bezug auf die Drehachse der Trommel stehen die freien Enden der Zähne auf einer Seite der Trommel heraus.

Über die Kombination der Wirkung der beiden Aufnehmer kann man eine konstante Zufuhr des Materials vor der Trommel gewährleisten. Häuft sich nämlich ein Überschuß an Material vor der Trommel an, bewirkt dies das Anheben derselben, was vom Aufnehmer des Dreharms erfaßt wird, was automatisch die Rotation der die Zähne tragenden Welle im Drehsinn der Trommel zur Folge hat, wobei sich die Zähne dann gegenüber dem Trichter zurückziehen, um sich in einem anderen, beispielsweise weiter unten gelegenen Bereich vorzuschieben, so daß die Versorgung angehalten oder begrenzt wird und um den Überschuß nach und nach zu zerkleinern.

Um eine gleichbleibende Qualität bei der Zerkleinerung zu erzielen, läßt sich der Wechsel beim Herausfahren der Zähne über die Stellung des oder der Stauambosse im Verhältnis zur Trommel und zu ihrem Trägheitswiderstand gegenüber der Krafteinwirkung der von der Trommel mitgeführten Materialien angleichen.

Das Zusammenspiel der beiden Aufnehmer garantiert auch zwei weitere Funktionen, nämlich die Bestimmung der zugeführten und zerkleinerten Materialmenge und die Anpassung des Geräts an die Festigkeitsunterschiede, welche das zu zerkleinernde Material hat. Der Aufnehmer nämlich, der den Grad des Drehbestrebens der Trommel aufzeichnet, bestimmt, ob das Herausstehen der Platten in Richtung auf das Material vergrößert oder vermindert wird. Die Beanspruchung wird also überwacht und das normalerweise verwendete Gerät kann beim Aufnehmen und Zerkleinern der sehr unterschiedlichen Materialien in einem vorherbestimmten Arbeitstakt weder verkeilen noch zu Bruch gehen.

Falls andererseits von der Trommel ein nicht zerkleinerbares Teil mitgenommen wird, wird letzteres automatisch ausgeworfen infolge des Zurückweichens des oder der Ambosse bei Überschreiten einer gewissen Festigkeitsgrenze.

Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlicher im folgenden, auf die anliegenden Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibungsteil herausgestellt, welche eine Ausführungsform wiedergeben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Die anliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Querschnitts einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung;

Fig. 2 einen schematischen Teilaufriß derselben Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Profilansicht eines Teils derselben Vorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht derselben Vorrichtung bei einer Verstopfung.

Bei Betrachtung der Fig. 1 kann man erkennen, daß eine erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung eine Trommel 1 umfaßt, welche in Richtung R drehbar auf einer Achse 2 am Ausgang eines schrägen Trichters 3, in welchem das zu zerkleinernde Material 30 mittels Schwerkraft nach unten gelangt, angebracht ist, wobei die Trommel 1 durch ein nicht dargestelltes, eine kontinuierliche Kraft ausübendes Antriebsmittel bewegt wird.

Die Achse 2 wird von den Enden 40 der etwa parallel zur Unterseite 31 des Trichters 3 verlaufenden Arme 4, von denen nur einer in der Figur sichtbar ist, gehalten, wobei sie mit ihren anderen Enden 41 schwenkbar au einer Achse 42 angebracht sind.

Man beachte, das nicht dargestellte Stellantriebe mit Doppelwirkung mit den Enden 40 der Arme 4 verbunden sind, um das Anheben der Trommel 1 und eventuell deren Rückführung nach unten zu ermöglichen.

Die Trommel 1 weist in ihrem Inneren eine parallel zur Achse 2 verlaufende Welle 5 auf, auf der nahezu radial sich erstreckende Zähne 50 sitzen, wobei jeder Zahn jeweils an einem Ende 51 frei rotierbar auf der Welle 5 angebracht ist, wobei jeweils das andere Ende 52 in einer in der Zylinderwand 11 der Trommel 1 gelegene und transversal nach innen konisch erweiterte Öffnung 10 eingepaßt ist, um die Führung der Zähne zu ermöglichen.

Die Welle 5 kann sich unter der Wirkung eines nicht dargestellten, eine diskontinuierliche und reversible Kraft ausübenden Antriebsmittels parallel zur Achse 2 um diese drehen, indem sie zur Trommel 1 einen konzentrischen Kreis C beschreibt.

Quer zur Grundfläche der Unterseite 31 des Trichters 3 ist ein Stauamboß 6 angebracht, der um eine Querachse 60 schwenkbar und in angehobener Lage von einem nicht wiedergegebenen Rückstellmittel gehalten wird, welches beispielsweise ein Hebebock sein kann, wobei der Befehl von einem Drucksensor getriggert wird.

Der Amboß 6 ist mit Zähnen 61 bestückt, von denen nur einer in der Figur gesehen werden kann, welche mit den Zähnen 50 der Trommel 1 zusammenwirken.

Bei Bezugnahme auf Fig. 2 kann man erkennen, daß die Achsen 2 aus zwei Endstücken einer Hohlwelle 20 und 21 gebildet werden, von denen jedes mit einem der Flansche 12 bzw. 13 der Trommel 1 verbunden ist und sich in den (mit den in dieser Figur nicht wiedergegebenen Armen 4 verbundenen) Lagern 22 bzw. 23 dreht, wobei der Mittelteil 53 der Welle 5 nach Art einer Kurbelwelle exzentrisch ist und seine Enden 54 und 55 axial durch die Enden der Hohlwelle 20 bzw. 22 hindurchtreten.

Beim Drehen nimmt die Trommel 1 die Zähne 50 mit, welche je nach Lage der Welle 5 in bezug auf die Achse 2 alle stets nach derselben Seite ausfahren.

Die Zähne 50 schieben das Material 30 gegen die Zähne 61 des Stauambosses 6 und die zerkleinerten Teile werden sodann zu einer nicht wiedergegebenen Sortierzone geleitet.

Der Trägheitswiderstand gegenüber einer Ortsveränderung und das Schwenken des Ambosses 6 sind die Komponenten, welche die Bedingungen und die erwünschte Qualität des Zerkleinerungsvorganges bestimmen.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen, sind in einer besonderen Ausführungsform je vier Zähne 50 auf einem Lager 56 befestigt, welches seinerseits frei drehbar auf dem Mittelteil 51 der Welle 5 befestigt ist, wobei einer der vier Zähne fest an dem Lager 56 angebracht ist, während die drei anderen vermittels eines Gelenks an dem Lager 56 so befestigt sind, daß sie um eine zur Welle 5 parallele Achse schwenken können.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind andererseits die in der Zylinderwand 11 der Trommel 1 angebrachten Öffnungen 10 so verteilt, daß für jeden Satz von vier Zähnen 50 eines jeweiligen Lagers 56 diese um 90° voneinander beabstandet sind mit einer Versetzung von 45° für den nächsten benachbarten Satz von vier Zähnen 50.

Daraus folgt, daß die Zähne 61 des Ambosses 6 jeweils nur mit jedem zweiten Zahn 50 gleichzeitig zusammenarbeiten.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 schließlich kann man erkennen, daß bei einer Verstopfung, d. h. wenn ein zu großer Eintrag an Material 30 erfolgte, der sich unter der Trommel 1 ansammelt, diese angehoben wird, die Arme 4 sich um ihre Achse 42 drehen, diese Bewegung von einem nicht wiedergegebenen, mit einem ebenfalls nicht wiedergegebenen Befehlsorgan verbundenen Bewegungsaufnehmer erfaßt wird, welches die Drehung der Welle 5 steuert, was bewirkt, daß sich die Stelle für das maximale Ausfahren der Zähne 50 ändert.

In der Fig. 4 werden die Zähne 50 nicht mehr zum Trichter 3 hin ausgefahren, sondern sie werden in einem, diesem etwa diametral entgegengesetzten Bereich maximal ausgefahren. An der Stelle des Stauambosses 6 werden sie auch nur teilweise so ausgefahren, daß das Material 30 nicht mehr mitgeführt wird und die Zähne 50 den Überschuß an Material 30 gegen die Zähne des Stauambosse 6 zermahlen, welcher nach oben bewegt werden kann, um die gewünschte Qualität des Zerkleinerungsvorganges aufrechtzuerhalten.

Die Zähne 50 sowie die Zähne 61 sind entweder einzeln oder satzweise herausnehmbar, damit man sie ersetzen kann, oder sie sind mit Verschleißteilen verkleidet.

Claims (7)

1. Zerkleinerungsvorrichtung für die Industrie, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einerseits am Ausgang eines Fülltrichters (3) eine drehbar auf einer Horizontalachse (2) angebrachte und von einem eine kontinuierliche Antriebskraft ausübenden Hauptantriebselement bewegte Trommel (1) aufweist, wobei die zylindrische Wand (11) dieser Trommel (1) von regelmäßig verteilten Öffnungen (10) durchbrochen ist, in welchen zum Herausschieben aus der zylindrischen Oberfläche (11) der Trommel oder zum Wiedereinziehen in diese, jeweils ein Zahn (50) verschoben werden kann, der mit seinem zur Trommel hin inneren Ende (51) frei drehbar auf einer parallel zur Drehachse (2) der Trommel (1) gelegenen Welle (5) angebracht ist, wobei diese Welle (5) unter der Einwirkung eines eine diskontinuierliche und umkehrbare Hilfsantriebskraft liefernden Hilfsantriebselements längs eines zu dieser Achse (2) konzentrischen Kreises (C) ortsveränderlich bewegt werden kann;
und andererseits am Ausgang dieses Trichters (3), ungefähr bei der Trommel (1) mindestens einen Stauamboß (6) aufweist, der mit Zähnen (61) versehen ist, welche mit den freien Enden (52) der Zähne (50) der Trommel (1) zusammenwirken, um das vom Trichter (3) kommende Material zu zerkleinern, wobei der Amboß (6) in ungefähr vertikaler Richtung kontrolliert bewegt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (2) der Trommel (1) von mindestens einem ungefähr parallelen Dreharm (4) zur Unterseite (30) des Trichters (3) gehalten wird, was ungefähr vertikale Bewegungen dieser Trommel (1) ermöglicht, welche von einem mit einem Antriebsteil des Hilfsantriebselements verbundenen Aufnehmer erfaßt werden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Aufnehmer die vom Hauptantriebselement der Trommel (1) aufgenommene Energie erfaßt, der ebenfalls mit dem Hilfsantriebselement verbunden ist, was die Ortsverschiebung und Positionierung der Welle (5) um die Drehachse (2) der Trommel (1) gewährleistet.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (2) aus zwei Hohlwellenenden (20, 21) gebildet ist, von denen jedes mit einem Flansch (12, 13) der Trommel (1) verbunden ist und sich in einem Lager (22, 23) dreht, wobei der mittlere Abschnitt (53) der Welle (5) exzentrisch ist und seine Enden (54, 55) axial durch diese Hohlwellenenden (20, 21) hindurchgehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je vier Zähne (50) der Trommel (1) auf einem Lager (56) befestigt sind, welches seinerseits frei rotierbar auf dem mittleren Abschnitt (53) der Welle (5) angebracht ist, wobei der eine der vier Zähne (50) fest mit dem Lager (56) verbunden ist, während die drei anderen Zähne (50) am Lager (56) vermittels eines Gelenks (57) so befestigt sind, daß sie sich um eine parallel zur Welle (5) verlaufende Achse drehen können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Zylinderwand (11) der Trommel (1) angebrachten Öffnungen (10) für jeden Satz von vier Zähnen (50) eines jeden Lagers (56) voneinander in einem Winkel von 90° beabstandet sind, wobei die Öffnungen (10) des jeweils benachbarten Satzes von vier Zähnen um 45° versetzt sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (6) in angehobener Lage von einem Hebebock gehalten wird, dessen Betätigung von einem Drucksensor getriggert wird.