DE19718614C1 - Zerkleinerungsmaschine für sperrige Gegenstände - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sperrgutzerkleinerer mit einem Zerkleinerungsrotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Zerkleinerungsmaschinen werden zur Zerkleinerung von sperrigen, also großvolumigen, meist unregelmäßig geformten Gegenständen, wie sie z. B. bei Forst- und Holzverarbeitungsbetrieben anfallen, aber auch aus Abbruchhölzern, Transportpaletten oder aus­ rangierten Möbeln bestehen können, eingesetzt. Der Zerkleinerungseffekt bei diesen meist aus Holz bestehenden Gegenständen beruht im we­ sentlichen auf Brechvorgängen, die eine entsprechende Aus­ bildung der Zerkleinerungswerkzeuge in Form von speziell ausge­ bildeten Brechorganen erfordern.

Es gibt aber auch großvolumige Gegenstände, deren spröder Zu­ stand Zerkleinerungswerkzeuge erfordern, die mit messerartigen Schneiden versehen sind. Das ist beispielsweise bei der Auf­ teilung von unförmigen, hartgefrorenen Fleischschollen in hand­ liche Fleischbrocken der Fall. Dabei bewirken die messerartigen Schneiden der Zerkleinerungswerkzeuge an dem stark versprödetem Zerkleinerungsgut schlagartige Einkerbungen, an denen hohe ört­ liche Spannungsspitzen auftreten, die den Beginn und weiteren Verlauf der auf diese Weise indizierten Bruchlinien markieren.

In beiden Fällen benötigen derartige Zerkleinerungsmaschinen einen geräumigen Aufgabeschacht mit einem großflächigen, meist rechteckigen Querschnitt, der sich nach unten trichterförmig zu einem dort rotierbar gelagerten Zerkleinerungsrotor hin ver­ engt. Diese trichterförmige Verengung des Aufgabeschachtes kommt dadurch zustande, daß einer im wesentlichen senkrechten, achsparallelen Schachtwand eine zur Horizontalen geneigte Schachtwand gegenüberliegt, die als Zuführschurre für die sper­ rigen Gegenstände zum Zerkleinerungsrotor dient.

Der Zerkleinerungsrotor ist mit Zerkleinerungswerkzeugen be­ stückt, deren wirksames Kanten oder Schneiden sich bei Rotation auf axial beabstandeten Flugkreisen bewegen, an die sich die Zuführschurre unter Bildung eines Einzugszwickels anschmiegt. In diesem Einzugszwickel ist ein stationäres Gegenwerkzeug angebracht, dessen wirksamen Kanten oder Schneiden zwischen die Flugkreise des Zerkleinerungsrotors eingreifen.

Solche Zerkleinerungsmaschinen mit einer schräg zum Rotor hin geneigten Zuführschurre sind bereits mehrfach bekannt, wie es beispielsweise die DE 43 16 314 C2, die DE 40 26 795 A1 und die US 4.844.363 ausweisen. Gemeinsam ist diesen bekannten Zerkleinerungsmaschinen die Anordnung eines Preßstempels, der sich längs der schrägen Zuführschurre periodisch auf- und ab­ bewegt und dabei das Zerkleinerungsgut dem Wirkbereich des Zer­ kleinerungsrotors unter Druck, also zwangsweise zuführt.

Durch diese zwangsweise Zuführung kann sich das Zerkleinerungs­ gut im Wirkbereich des Rotors stauen, was nicht nur einen Ener­ gieverlust verursacht, der weit über die tatsächlich benötigte Zerkleinerungsarbeit hinausgeht, sondern auch zum Blockieren des Rotors führen kann. Diesen den Preßstempeln anhaftenden Nachteilen hat man daher bereits durch entsprechende Maßnahmen zu steuern versucht.

So wurde bei dem in der DE 43 16 314 C2 beschriebenen Sperrgut- Zerkleinerer das stationäre Gegenwerkzeug in den Preßstempel integriert, so daß es im eingeschobenen Zustand des Preßstem­ pels zeitweilig zwischen die Flugkreise des Zerkleinerungs­ rotors eingreift. Zudem weist dort der Preßstempel eine nasen­ förmige Gestalt mit einer schräg zur Zuführschurre verlaufenden Hubflanke auf, durch die bei jeder Rückbewegung des Preßstem­ pels das Zerkleinerungsgut vor dem Zerkleinerungsrotor immer wieder aufgelockert wird.

Bei der aus DE 40 26 795 A1 bekannten Zerkleinerungsmaschine ist der wirksame Bereich des Preßstempels mit einer axial hin- und herbewegbaren Platte versehen, die eine Auflockerung und bessere Verteilung des Zerkleinerungsgutes vor dem stationären Gegenwerkzeug bewirken soll.

In der US 4.844.363 wird zur Vermeidung von größeren Betriebs­ störungen durch Maschinenschäden ein automatisches Überwa­ chungssystem vorgeschlagen, das bei Überlastung des Antriebs­ motors der beiden Zerkleinerungsrotoren den hydraulischen An­ trieb des Preßstempels abschaltet.

Um diese von den Preßstempeln verursachten Nachteile zu vermei­ den, liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Ein­ zugssystem zu schaffen, das ein selbsttätiges und somit ver­ lustloses Einziehen des sperrigen Zerkleinerungsgutes in den Wirkbereich des Zerkleinerungsrotors ermöglicht und das über­ dies an viele hinsichtlich Material, Konsistenz und Gleitver­ halten sich unterscheidende Zerkleinerungsgüter optimal anpas­ sungsfähig ist. Zufolge des aufgabegemäß angestrebten selbsttä­ tigen Einziehens der sperrigen Zerkleinerungsgüter in den Wirk­ bereich des Zerkleinerungsrotors sollen also die bisher ge­ bräuchlichen, baulich aufwendigen und im Betrieb störanfälligen Preßstempel sich erübrigen, was als übergeordnete Zielsetzung die Schaffung eines preiswerten, betriebssicheren und univer­ sell für sperrige Güpter aller Art einsetzbaren Zerkleinerers ermöglichen soll.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den im Oberbegriff des Haupt­ anspruchs umrissenen, aus DE 40 26 795 A1 bekannten Gattungs­ merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auf der Zu­ führschurre auswechselbar angeordnete Gegenwerkzeug eine Gleit­ bahn aufweist, die gegenüber dem Neigungswinkel der Zuführ­ schurre zur Horizontalen um einen wählbaren Steigungswinkel an­ steigt, so daß die Gleitbahn mit der an die Flugkreise des Ro­ tors im jeweiligen Eingriffspunkt des Gegenwerkzeuges angeleg­ ten Tangente einen veränderbaren Einzugswinkel einschließt, der an das spezifische Einzugsverhalten verschiedener Zerklei­ nerungsgüter anpaßbar ist.

Diese die Erfindung mit ihrem Merkmalsminimum kennzeichnenden baulichen Maßnahmen bieten dem Konstrukteur die Möglichkeit, den solchermaßen am austauschbaren Gegenwerkzeug definierten Einzugswinkel durch Versuche mit unterschiedlichen Zerklei­ nerungsgütern an deren spezifischen Eigenschaften hinsichtlich Konsistenz und Gleitverhalten optimal anzupassen. Denn es ist ohne weiteres einzusehen, daß die aus der Festigkeit des Brech­ gutes resultierende Brechkraft im Zusammenwirken mit seinem Reibungswiderstand auf der Gleitbahn des Gegenwerkzeuges maßge­ bend für den Einzugsmechanismus in den Wirkbereich des Zerklei­ nerungsrotors ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gleitbahn des stationären Gegenwerkzeuges mit Gleitsperren versehen, die entgegen der Einzugs­ richtung wirksam sind. Sie verhindern, daß durch die vom Zer­ kleinerungsrotor auf das Zerkleinerungsgut ausgeübten Kraftkom­ ponenten dieses wieder aus dem Einzugsbereich herausgedrängt wird. Solche Gleitsperren sind besonders wichtig für Stoffe mit hohem Gleitvermögen, wie dies beispielsweise bei hartge­ frorenen Fleischschollen der Fall ist.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sieht vor, daß das stationäre Gegenwerkzeug aus parallelen, mit axialen Ab­ ständen quer zum Rotor vorlaufenden Kammelementen besteht, die in Seitenan­ sicht die Form eines Dreiecks aufweisen, dessen einer Schenkel auf der Zuführschurre (10) aufliegt und dessen beiden anderen Schenkel an ihrem Schnittpunkt (P) zwischen die Flugkreise (7) des Rotors (2) eingreifen, wobei der obere Schenkel zugleich als Gleitrücken (18) der gemeinsamen Gleitbahn (19) dient. Durch die Anordnung der dreieckförmigen Kammelemente auf einem gemeinsamen Befestigungsflansch, mittels dem sie auf der Zuführschurre auswechselbar befestigt sind, kann der Austausch von Gegen­ messern mit anderem Einzugswinkel erheblich erleichtert werden.

Schließlich ist die Erfindung noch dadurch in vorteilhafter Weise auszugestalten, daß die Zuführschurre oberhalb des sta­ tionären Gegenwerkzeuges mit mindestens einem in den Aufgabeschacht einschwenk­ baren Stützschwert ausgestattet ist. Diese sind einzeln oder gruppenweise in den Aufgabeschacht ein­ schwenkbar, wo sie in speziellen Bedarfsfällen die Positio­ nierung und Abstützung von besonders sperrigen Gegenständen im Einzugsbereich des Zerkleinerungsrotors zu besorgen haben, ohne dabei direkt auf den Einzugsbereich einzuwirken.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung speziell für den Fall dargestellt, daß das sperrige Zer­ kleinerungsgut aus Holz besteht. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Sperrgut-Zerkleinerer;

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 in größerem Maßstab.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der erfin­ dungsgemäß gestaltete Sperrgut-Zerkeinerer in an sich bekannter Weise aus einem geräumigen Aufgabeschacht 1, in dessen unterem Bereich ein Zerkleinerungsrotor 2 drehbar gelagert ist. Auf seinem mit der Rotorwelle 6 verbundenen Zylindermantel 3 sind Zerkleinerungswerkzeuge 4 in Umfangs- und Achsrichtung derart gleichmäßig verteilt angeordnet, daß ihre wirksamen Brechkanten 5 bei Rotation axial beabstandete Flugkreise 7 beschreiben.

Die Rotorwelle 6 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, seitlich der beiden Stirnwänden 8 des Aufgabeschachtes 1 gelagert. Die bei­ den Stirnwände 8 sind auf der Seite der aufwärtsgerichteten Ro­ torbewegung durch eine achsparallele, vertikale Schachtwand 9 und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine zur Horizon­ talen geneigte Zuführschurre 10 miteinander verbunden. Der Auf­ gabeschacht 1 ist oben durch eine Deckplatte 11 geschlossen. Seitlich darunter befindet sich die Aufgabeöffnung 12, an die sich die geneigte Zuführschurre 10 anschließt. An der vertika­ len Schachtwand 9 sind im oberen Bereich des Rotors 2 in axialen Abständen stationäre Zerkleinerungswerkzeuge 13 angeordnet. Unterhalb des Zerkleinerungsrotors 2 befindet sich die Auslaßöffnung 14 für das zerkleinerte Gut, der ein Klassierrost 15 zugeordnet ist.

Im unteren Bereich der Zuführschurre 10 ist ein stationäres Ge­ genwerkzeug 16 auswechselbar befestigt, das aus Kammelementen 17 besteht, die, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, zwi­ schen die Flugkreise 7 der Rotorwerkzeuge 4 eingreifen und da­ bei als Brechorgane wirken. Die auf Befestigungsflanschen 17' gruppenweise angeordneten Kammelemente 17 haben, von der Seite gesehen, die Form von spitzwinkeligen Dreiecken, deren oberen Schenkel als Gleitrücken 18 wirken, die in ihrer Gesamtheit eine Gleitbahn 19 für das Zerkleinerungsgut bilden. Die Rich­ tung der Gleitbahn 19 schließt mit der im Eingriffspunkt P an die Flugkreise 7 der Rotorwerkzeuge 4 angelegten Tangente T einen Winkel ein, der dem Einzugswinkel α entspricht.

In Fig. 3 sind die Einzugsverhältnisse für drei verschiedene, als Brechorgane wirkende Kammelemente 17 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß der Einzugswinkel α um so größer ist, je größer der Steigungswinkel β der Gleitrücken 18 zu der unter dem Neigungswinkel γ zur Horizontalen geneigten Zuführschurre 10 ist. Damit ist dem Konstrukteur die Möglichkeit geboten, durch entsprechende Wahl der als Brechorgane wirkenden sta­ tionären Kammelemente 17 den optimalen Einzugswinkel α für das jeweilige Zerkleinerungsgut zu verwirklichen. Dabei kann das Einzugsverhalten noch dadurch verbessert werden, daß die Gleit­ rücken 18 der Kammelemente 17 mit nicht dargestellten Gleit­ sperren versehen werden, die entgegen der Einzugsrichtung wirk­ sam sind und aus schuppenartig angeordneten Widerhaken bestehen können.

Oberhalb des stationären Gegenwerkzeuges 16 ist die schräge Zu­ führschurre 10 mit mehreren Stützschwertern 20 ausgerüstet, die an einer Schwenkachse 21 gelagert und mittels eines Hydraulik­ gestänges 22 einzeln oder gruppenweise in den Aufgabeschacht 1 einschwenkbar sind.

Im Betrieb wird bei umlaufendem Zerkleinerungsrotor 2 das Zer­ kleinerungsgut 23, beispielsweise ein Stapel fehlerhafter Span­ platten, durch die Aufgabeöffnung 12 in den Aufgabeschacht 1 eingeführt, wo der Plattenstapel auf der Zuführschurre 10 nach unten gleitet. Dabei wird er durch Einschwenken der Stütz­ schwerter 20 in die in Fig. 1 dargestellte Einzugsposition ge­ schwenkt, in der die Spanplatten mit ihren Stirnseiten auf den Gleitrücken 18 der Kammelementen 17 aufliegen. Hier erfassen die Rotorwerkzeuge 4 die Spanplatten einzeln und ziehen sie nacheinander in den Wirkbereich der Zerkleinerungswerkzeuge 4 und 17 ein. Dabei rutscht der Plattenstapel sukzessive unter ständiger Abstützung durch die Stützschwerter 20 auf den Gleit­ rücken 18 der Kammelemente 17 nach. Die über den Klassierrost 15 hinwegbewegten, also noch ungenügend zerkleinerten Gutstücke, werden von den nachgeordneten stationären Zerkleinerungswerkzeugen 13 in be­ kannter Weise so lange nachzerkleinert, bis sie den Klassierrost 15 zum Gutaustritt 14 hin passieren können.

Claims (5)

1. Sperrgutzerkleinerer mit einem Zekleinerungsrotor, der im unteren Bereich eines geräumigen, sich nach unten infolge einer schrägen Zuführschurre verengenden Aufgabeschachtes rotierbar gelagert und mit aus Brechkanten oder -schneiden bestehenden Zerkleinerungswerkzeugen bestückt ist, deren wirksame Kanten sich bei Rotation auf axial beabstandeten Flugkreisen bewegen, an die sich die Zuführschurre unter Bildung eines Einzugszwickels anschmiegt, darin ein statio­ näres, kammartiges, den Zerkleinerungswerkzeugen des Rotors entsprechendes Gegenwerkzeug angeordnet ist, das zwischen die Flugkreise des Zerkleinerungsrotors eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Zuführschurre (10) aus­ wechselbar angebrachte Gegenwerkzeug (16) eine Gleitbahn (19) aufweist, die gegenüber dem Neigungswinkel (γ) der Zu­ führschurre (10) zur Horizontalen um einen wählbaren Stei­ gungswinkel (β) ansteigt, so daß die Gleitbahn (19) mit der an die Flugkreise (7) des Rotors (2) im jeweiligen Ein­ griffspunkt (P) des Gegenwerkzeuges angelegten Tangente (T) einen veränderbaren Einzugswinkel (α) einschließt, der an das spezifische Einzugsverhalten verschiedener Zerklei­ nerungsgüter (23) anpaßbar ist.

2. Sperrgutzerkleinerer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gleitbahn (19) des stationären Gegenwerkzeuges (16) mit Gleitsperren versehen ist, die entgegen der Ein­ zugsrichtung wirksam sind.

3. Sperrgutzerkleinerer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das stationäre Gegenwerkzeug (16) aus pa­ rallelen, mit axialen Abständen quer zum Rotor (2) verlau­ fenden Kammelementen (17) besteht, die in Seitenansicht die Form eines Dreieckes aufweisen, dessen einer Schenkel auf der Zuführschurre (10) aufliegt und dessen beiden anderen Schenkel an ihrem Schnittpunkt (P) zwischen die Flugkreise (7) des Rotors (2) eingreifen, wobei der obere Schenkel zugleich als Gleitrücken (18) der gemeinsamen Gleitbahn (19) dient.

4. Sperrgutzerkleinerer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die dreieckförmigen Kammelemente (17) auf einem ge­ meinsamen Befestigungsflansch (17') angeordnet sind, mittels dem sie auf der Zuführschurre (10) auswechselbar befestigt sind.

5. Sperrgutzerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zuführschurre (10) oberhalb des stationären Gegenwerkzeuges (16) mit mindestens einem in den Aufgabeschacht (1) einschwenkbaren Stützschwert (20) ausgestattet ist.